[发明专利]制造矿物棉的方法和设备

说明书

本发明涉及一种把熔融矿物材料送入一如权利要求1的开头句子所限定的旋转器中来制造矿物棉的方法，还涉及一种用如权利要求2的开头句子所限定的一旋转器以内部离心来使矿物材料纤维化的设备。

可以通过内部离心来制造高品质的矿物纤维，其中矿物熔融液被送入一旋转器内部，该旋转器高速旋转，并在圆周壁上有多个小孔，使熔融液通过这些小孔以具有对应小直径的熔融液丝排出。排出的丝受到一环状燃烧器的鼓风，从而细化成所需细度的纤维，然后固化并累集在一下面的输送机上，由此形成矿物纤维垫。这种工艺在本领域中被称为所谓的TEL工艺。

有了这种纤维化装置，就可使不同成分的矿物材料纤维化。这种矿物成分可能具有高的、一般的或低的熔融点，因此需要不同的纤维化温度。另一方面，这种纤维化装置的燃烧器在一特定的最佳调整下运行，因此在一应基本上不变的特定的运行温度下运行，从而不会脱离燃烧器最佳运行范围。所以，通过最佳运行调整，燃烧器的鼓风气体的温度在1550-1600℃范围内，这对于纤维化高熔融点玻璃来讲是一个合适的温度。通过燃烧器调整的较小变化，该温度可下降到例如仍然接近最佳燃烧器调节的1300-1350℃，以适应低熔融点玻璃不同的温度需要。

低熔融点材料丝的过加热会导致其粘度下降到这样一种程度，即被鼓风气体细化的熔融液会在固化之前离开细化区域，以致在表面张力的影响下，这些仍然处在熔融态的纤维将会在所形成的矿物棉垫中变成不希望有的未纤维化的颗粒。

因此，就需要用低至1200℃或甚至更低的温度来使象低熔融点玻璃之类的其它矿物材料纤维化。通过改变燃烧器的调整，把燃烧器出口温度下降到可能导致不希望出现的非最佳燃烧器工况这种程度。

因此，本发明的一个目的是提供一种方法和设备，这种方法和设备允许低熔融点矿物材料纤维化所需要的鼓风气体的温度基本上比在最佳运行条件下的燃烧器所产生的温度低。

实现此目的的方法在于，燃烧器的排出区域被再分成一个环状径向内部热区域和一温度相对比较低的环状径向外部冷却区域。实现此目的的结构在于，在燃烧器出口的外圆周壁设置空气之类冷却气体的喷射装置，喷射方向基本上在喷射范围内横向于燃烧器气体的流动方向。

因此，对于本发明，在进入燃烧器的可燃物减少或冷却空气与燃烧器气体预混合的情况下，鼓风气体的温度不会均匀地下降。结果，径向内部区域仍然比较热，甚至可能保持在未被冷却的燃烧器气体的温度。这种作用是需要的，因为在旋转器圆周壁中的数排小孔区域应该保持在液相线或玻璃透明消失或结晶的温度之上的一些比较高的温度，以允许玻璃流通过小孔。

另一方面，需要相当快地把细化的纤维冷却下来，以使它们充分固化，以避免细化纤维在表面张力的作用下的回弹效应而成为颗粒状，还应防止在温度强烈作用下玻璃易挥发成分例如钠的挥发。这种低品质纤维、材料颗粒或其它非纤维形式还导致最终形成的矿物绵织物中的非纤维化颗粒的含量增加。由径向外部冷却区域所产生的相当急剧的冷却效应趋向于避免这种不希望出现的现象。

此外，通过燃烧器出口的外周壁注入的冷却气体不会在材料成分改变的情况下在燃烧器中增加任何大量的重新调整工作。例如，如果要使高熔融点玻璃纤维化，可简单地阻断冷却空气的进入，而在使低熔融点玻璃纤维化的情况下，只要简单地转动一阀，就可供给任何需要量的冷却空气。因此，不需要做任何很大的努力就可获得用于要纤维化的任何材料成分的最佳调整。

冷却气体的喷射方向基本上横向于燃烧器气体的流动方向这一事实可避免燃烧器气体的冲量和动能作用的任何显著增加。因此，冷却气体的进入不会显著改变燃烧器气体所产生的细化作用，使得冷却气体的进入不会改变设备有关这方面的运行条件。而冷却气体的冷却作用却会增加矿物材料的粘度，这基本上通过引入冷却气体来增加总气体流的能量来予以平衡。因此，包括细化作用在内的设备运行条件基本保持不变，它与为调节玻璃成分纤维化所需的温度而供应的冷却气体的量的多少无关。

从PCT 94/04469中可知，有一个在燃烧器出口的径向外面的位置的供应冷却空气的附加的外鼓风机。在这种情况下，燃烧器出口径向地位于旋转器上外边缘的里面。这种结构主要适用于高熔融点和在熔融点具有低粘度的硬玻璃的纤维化。在此已知实施例中，冷却空气在细化成纤维的工作接近完成的地方与在旋转器外周围的鼓风气体流交叉，以使该处的粘度增加。该鼓风机的气体流基本上平行于鼓风气体流，从而增加混合气流的冲量和动能。但是，对于本发明，燃烧器出口排出的气体本身在不显著增加其冲量的情况下以特定不均匀的方式冷却下来，使矿物材料纤维化，与这一温度特性相比，没有冷却的鼓风气体的温度过度的高以致产生出未纤维化的颗粒。