NO162418B - Fremgangsmaate og anordning for fremstilling av varmebestandige og/eller brannresistente fibermaterialer. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte og anordning for fremstilling av varmebestandige og/eller brannresistente fibermaterialer i en elektrisk ovn, idet man som råmaterialer anvender smeltede slagger som oppstår ved metallraffineringsprosesser.

De generelt anvendte varmebestandige materialene er mineralulltyper, som fremstilles ved hjelp av rask avkjøling av silikat-holdige smeltede stoff. I tillegg til silikater kan mineralulltyper inneholde kalsiumoksyd, aluminiumoksyd og magnesiumoksyd. Glassull og steinull er forskjellige både når det gjelder fremstillingsteknikken og de karakteristiske egenskapene. Glassull, med temperaturbestandighet under ca. 600°C, har tynnere og lengere fibrer enn steinull, og den spesifikke vekten av glassull kan f.eks. være halvparten av den spesifikke vekten av steinull. Med sure glassull-typer er varmebestandigheten hovedsakelig begrenset av mykningen og sintringen av fibrene, mens med mer alkaliske steinull-typer nedsettes varmebestandigheten ved tendensen til krystal-lisering. Glassull benyttes for varmeisolering og lyd-dempning innenfor byggeindustrien, mens steinull finner bred anvendelse som isolasjonsmateriale for industrielle ovner og skorsteiner.

Blant fibermaterialene med et høyt silikat-innhold er også brannresistente keramiske fibrer som fremstilles av aluminiumoksyd, pellets og zirkoniumoksyd. Fibrene har en diameter på få mikrometer og en lengde på 2-20 cm. Videre inneholder keramiske fibrer en stor andel mikroporer som delvis reduserer varmeledningsevnen dersom størrelsen forblir tilstrekkelig liten. Temperaturbestandigheten av brannresistente keramiske fibrer kan være opptil 1200"C, og disse fibrene benyttes f.eks. i foringene i forskjellige ovner for varmebehandling.

Fremstillingen av varmebestandige og brannresistente fibermaterialer utføres generelt i kuppelovner, som [foreløpig er forbundet med alvorlige ulemper, f.eks. dårlig kvalitetskontroll, miljøproblemer og den stigende koksprisen, siden koks er hovedbrennstoffet.

Videre har kuppelovner en liten produksjonskapasitet, fordi den generelle tendensen har vært at man har søkt å unngå lange transporter av materialer som krever et stort volum. I dette tilfellet blir imidlertid den smeltede perioden i materialfremstillingen relativt kort, dette vanskeliggjør kvalitetskontroll, og følgelig vil sluttproduktet ofte være ikke-homogent.

Tendensen går idag mer og mer i retning av elektriske ovner for smeltingen av utgangsmaterialene for mineralulltyper; ved anvendelse av en elektrisk ovn kan store materialmengder behandles samtidig, fremstillingsprosessen blir raskere, omkostningene ved fremstillingen reduseres og kvalitets-kontrollen blir lettere å utføre. I tillegg til dette kan smeltevolumet inne i en elektrisk ovn med fordel reguleres. Anvendelsen av en elektrisk ovn som sådan har imidlertid ikke eliminert det faktum at råstoff-materialet smeltes porsjonsvis, mens defibreringen av mineralullen må utføres kontinuerlig for å oppnå et godt sluttprodukt.

Ifølge kravene som stilles til mineralull må mengden ikke-fiberformige slagg-partikler som finnes i sluttproduktet minimaliseres. Videre må mineralull ha tilstrekkelig styrke til å tåle forpakningsoperasjonene uten brudd, såvel som god pneumatisk fleksibilitet for å gi en tilfredsstillende isolasjonskapasitet pr. vektenhet. Videre må mineralullen være myk, og jo mindre støvformet den er i bruk, jo bedre. Andre krav er hovedsakelig knyttet til den praktiske anvendelsen av mineralull, som f.eks. lengden og diameteren av fibrene, varmeledningsevnen, brannsikkerheten, homo-geniteten og den glassliknende naturen av materialet, såvel som den spesifikke vekten og kjemiske resistensen.

Formålet med foreliggende oppfinnelse er å eliminere ulempene knyttet til tidligere kjent teknikk og å tilveiebringe en forbedret, mer driftsikker fremgangsmåte til fremstilling av varmebestandige og/eller brannresistente fibre med fordel-aktige egenskaper, når utgangsmaterialet fortrinnsvis er slagg fra metallproduksjon.

Ifølge oppfinnelsen er det tilveiebrakt en fremgangsmåte for fremstilling av varmebestandige og/eller brannresistente fibermaterialer under anvendelse av smeltede slagg fra metallprosesser som utgangsmateriale, i hvilken fremgangsmåte en skråttstilt slagglagringsovn virker som en utjevner av smeltestrømmen mellom materialsmelteovnen, som kjøres i porsjoner, og den kontinuerlig virkende mineralullovnen. Fremgangsmåten er kjennetegnet ved at slaggtømmeåpningen i slagglagringsovnen holdes ved i det vesentlige det samme punktet både når det gjelder posisjon og med hensyn på smelteoverflaten i lagringsovnen.

Ifølge et annet trekk ved oppfinnelsen er det gitt anvis-ninger til en anordning for utførelse av den ovenfornevnte fremgangsmåten, hvor anordningen minst innbefatter innretninger for smelting av slagget, for lagring av smeltet slagg og for fremstilling av fiberlignende materiale. Anordningen er kjennetegnet ved at rotasjonsaksen under posisjonsendring av lagringsovnen mellom forskjellige påfyllingsposisjoner ved hjelp av styringsanordningen, utgjøres av den aksen som strekker seg i lengderetningen av ovnen ved tømmeåpningen.

For fordelaktig å kunne utføre fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen tas råmaterialet for mineralull-fremstillingen, p.g.a. prosessens natur, fra prosessen i porsjoner og transporteres videre til en lagringsovn før materialet føres inn i selve slaggullovnen som benyttes til fremstilling av mineralull. Ifølge oppfinnelsen virker lagringsovnen mellom materialsmeltingsovnen, som drives porsjonsvis, og den kontinuerlig virkende mineralullovnen, som en utjevnings-innretning for smeltestrømmen. Følgelig blir mineralull-produksjonen en kontinuerlig prosess som sikrer stor kapasitet og lave fremstillingskostnader pr. enhet. Samtidig er det mulig å utføre kvalitetskontroll av sluttproduktet på en fordelaktig måte.

Tilførselen av ekstra komponenter som eventuelt kan tilsettes i utgangsmaterialet for mineralullen kan, avhengig av den aktuelle produksjonsmetoden, utføres enten før lagringsovnen eller før mineralullovnen. Legeringen kan med fordel finne sted f.eks. i støpeøsen som anvendes for å forflytte utgangsmaterialet fra materialsmeltingsovnen inn i lagringsovnen. Det er også mulig å tilsette ekstrakomponentene i en tilveiebrakt, hovedsakelig kontinuerlig smeltestrøm som flyter fra lagringsovnen inn i mineralullovnen.

Oppfinnelsen er nedenfor beskrevet i større detalj med referanse til de vedlagte tegningene hvor

figur 1 er en skjematisk skisse av en foretrukket utførelse av oppfinnelsen, og

figur 2 er et delvis tverrsnitt og skisse sett forfra langs linjen 11-11 i slagg-lagringsovnen i den foretrukne utfør-elsen av figur 1.

Ifølge figur 1 transporteres råmaterialet for mineralullen først inn i forvarmingsovnen 2 ved hjelp av det vertikale transportbåndet 1, og videre Inn i slagg-smelteovnen 3. Det smeltede slagget transporteres i smelteøsen 4 til slagg-lagringsovnen 5. Lagringsovnen 5 drives slik at slagg--tømmingsåpningen forblir ved det samme punktet gjennom hele prosessen, dette tillater følgelig hovedsakelig kontinuerlig strøm av mineralull-råmaterialet inn i mineralullovnen 6. Tilleggskomponentene som er påkrevet ved fremstillingen av mineralull føres også inn i mineralullovnen 6; disse komponentene tilføres i ovnen 6 fra de spesifikke tilførsels-siloene 7. Disse komponentene er, avhengig av sammensetningen av mineralullen som skal fremstilles, kalsiumoksyd, aluminiumoksyd, magnesiumoksyd, silisiumoksyd i silikater og fortrinnsvis zirkoniumoksyd, sinkoksyd og titanoksyd, såvel som krom(III)oksyd. Ved hjelp av disse tilsatskomponentene er det mulig å regulere slagg-viskositeten og defibrerings-temperaturen, slik det er hensiktsmessig for hvert enkelt mineralull-materiale. Fra mineralullovnen 6 føres det smeltede mineralull-materiale frem på mineralull-maskinen 8 hvor defibreringen utføres. Det resulterende produktet utvinnes i oppsamlingskammeret 9, hvoretter det videre transporteres til forpakning 10 eller til videre bear-beidelse .

Ifølge figur 2 bæres lagringsovnen 5 ved vekselvirkning mellom stempelet II og sylinderen 12, dette kan være enten hydraulisk eller pneumatisk. Sylinderen 12 anvendes for å regulere posisjonen av ovnen 5, slik at tømmeåpningen 13 for smeltet slagg forblir hovedsakelig på det samme stedet både når det gjelder posisjonen og m.h.t. den smeltede overflaten, uavhengig av mengden slagg som finnes i ovnen 5. Når ovnen 5

er i posisjonen som er vist i figur 2 er mengden slagg som finnes i ovnen stor, dette kan f.eks. være straks etter tilførsel av den smeltede porsjonen. Fordi fremstillingen av mineralull i det vesentlige utføres ved kontinuerlig drift, vil mengden slagg som inneholdes I ovnen 5 kontinuerlig reduseres. For å holde smelteoverflaten ved samme nivå som slaggtømme-åpnIngen 13 roteres ovnen 5 mot den vertikale posisjon ved hjelp av sylinderen 12 med en slik hastighet at smelte-overflaten forblir i det vesentlige ved en standard-høyde m.h.t. tømmeåpningen 13. Når en ny porsjon smeltet slagg føres inn i ovnen 5 senkes ovnen 5, avhengig av tilførselhastigheten, ved hjelp av sylinderen 12 tilbake I posisjonen som er vist i figur 2. Følgelig forblir slagg-tømme-åpningen 13 hele tiden i den fordelaktig posisjon m.h.t. smelteoverflaten, og en jevn kontinuerlig smeltestrøm oppnås.

Ved å ^anvende fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen til fremstilling av mineralull oppnås en stor kapasitet, og samtidig kan høyden av smelteoverflaten inne i lagringsovnen holdes så lav som mulig og i det vesentlige ved et standardnivå for å oppnå en fordelaktig varmeoverføring. Følgelig er det også mulig å opprettholde smelteoverflaten i mineralullovnen i det vesentlige på et standardnivå. Videre kan en skrå bunn anordnes i lagringsovnen, slik at ovnen kan tømmes på en enklere og mer praktisk måte. Videre kan forskjellige fdringer anvendes i forskjellige deler av ovnen, fordi i utførelsen som er vist i figur 2 vil bare en del av foringen komme i direkte kontakt med det smeltede materialet. Det er også mulig å utføre reguleringen av ovnsposisjonen ved hjelp av sylinderen, slik at to forskjellige lavere posisjoner for ovnen benyttes på begge sider av tømmeåpningen, i dette tilfellet utføres ovnsf5ringen i det vesentlige identisk over det hele; slitasjen på foringen kan reduseres ved hjelp av denne alternerende skiftingen av ovnsposisjonen.

Selv om beskrivelsen ovenfor bare refererer til én foretrukket utførelse av foreliggende oppfinnelse er det klart at posisjonen og størrelsen på utstyret som innbefattes kan modifiseres, f.eks. m.h.t. de apparaturdelene som er påkrevet ved fremstillingen av utgangsmaterialet, uten at dette svekker oppfinnelsen på noen måte. Videre kan formen av Innretningene som utgjør apparaturen modifiseres for å skape ideelle betingelser for fremstillingsprosessen.

Claims (2)

1. Fremgangsmåte for fremstilling av varmebestandige og/eller brannresistente fibermaterialer under anvendelse av smeltet slagg fra metallprosesser som utgangsmateriale, i hvilken fremgangsmåte en skråttstilt slagglagringsovn virker som en utjevner av smeltestrømmen mellom materialsmelteovnen, som kjøres i porsjoner, og den kontinuerlig virkende mineralullovnen, karakterisert ved at slaggtømme-åpningen (13) i slagglagringsovnen (5) holdes ved i det vesentlige det samme punktet både når det gjelder posisjon og med hensyn på smelteoverflaten i lagringsovnen (5).

2. Anordning for utførelse av fremgangsmåten ifølge krav 1, hvor anordningen minst innbefatter innretninger for smelting (3) av slagget, for lagring (5) av smeltet slagg, og for fremstilling (6, 8, 9) av fiber1ignende materiale, karakterisert ved at rotasjonsaksen under posisjonsendring av lagringsovnen (5) mellom forskjellige påfyllingsposisjoner ved hjelp av styringsanordningen (12) utgjøres av den aksen som strekker seg i lengderetningen av ovnen (5) ved tømmeåpningen (13).