JPS59182244A - 溶融物の分裂方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、吹付はノズルがルカに抗して作用するといと
吹付はノズルで溶融物を分裂させる方法に関する。

溶融物を重力に抗して繊維にすることは、非常に長い間
技術的に所望されてきた。即ち重力に抗して繊維に分裂
（ｓｅｐａデαｔｉｏｎ）　＠せる場合には。

炉又は前炉（ｆ’ｏｒｅんｅαｒｔｈ）の底部に設置し
なければならない溶酸り勿の出口開口なしに、浴融物を
浴融物表■から直接上昇さぜることかできる。

特に運転中の混乱及び停止の揚台に下方に向いた出口開
口を１閉じたり、工程を絖けるときにこれを再び開けた
シすることが最早や必要でなくなってくる。史に溶融物
は、比較的大きな溶融物槽から取り出されるから一比Ｉ
政的１ｉｊ１い均一性を有さね　　′ばならない。炉又
は前炉からは浴・４虫物を１．・べ維に分裂させる装置
により溶融物から上部、せしめられる量の浴融ｑ勿だけ
が取り出されるから一浴融物−の損失が回避される。

特にノズル吹付は法に従って溶融物を繊維に分裂させる
場合、炉から取り出される溶融物がポットの底部にある
複数の通路開口において複数の個個の溶融物流又は溶融
物糸に分けられ、この流又は糸がドローウィング・ノズ
ル中に入って該ノズル中で繊細に分裂せしめられるよう
に、昇温度に耐える溶融ポットが必要である。従来溶！
７１．Ｉ？ットの材料として白金又は白金−ロヅウム会
金の代替・吻を発見することは不ｈ」能であった。溶融
物を重力に抗して繊維に分裂させることの鳳望は、この
溶融ポットが省略できるという意向から生じたものでも
ある。エネルギーに関して好ましいキュポラ炉において
溶融した岩石溶融物を繊維に分裂させることは一岩石溶
融物の酸化鉄含量がキュポラ吹付は法の場合には不ｉ］
能であった。

しかしながら、炉父は前炉の溶融物表面から。

碩維に分裂させるための装置Ｆｉ４：ｖｃよって溶融物
を上昇させることは、特に溶融物の表面が繊維を分裂さ
せる装置に関して調足な具合に熱的に隔ｊ灯でき、なか
ったという事実のために多くの特別な軸点を言んでいる
。従来の技術１例えば独国特許第７３１゜０８７号及び
第１，２１３，５７９＋＋に開示されている技術におい
て溶融物を小力に抗して繊維に分裂させるために出され
ｆｃ提粂は、俗）波物の表面を熱的に断熱する問題が未
解決であり、或いは該解答が運転中に制御できないほど
腹雑な解答でもって解決されるから、技術的に％　７＋
ａｉすることができなかった。

本発明Ｆｉ溶融物を車力に尻して分裂させるための一技
術的に非常に簡単な解答を提供する。これはその上うな
繊維への分裂法のすべての利点を提供するが、ある種の
「溶融ポット」を完全に省略するものではない。

不発ＢＡは、溶融物槽中の溶融物を、吹付はノズルの吸
引作用下に溶融物の表面から引き上げ、そして実曹的に
車力に抗して流れる気体の影響下に分裂させるという吹
付はノズルによる溶融物の分裂法において一溶融物を溶
融物表面から上昇管路中に引き上げ、上昇％’　ｉｆｆ
の上部に設置されている複数の隣接しｆｃ！’！ｉＪ口
によってり数の溶融物流に分裂させ、そしてドローウィ
ング・ノズル中へ吸い込ませる。但し上昇繁路中に溶酸
１！物を引き上げるだめの及び溶剛１勿をドローウィン
グ・ノズル中へ吸い込寸せるための圧力の差を、上昇管
路の上部とドローウィング・ノズルとの間ＶＣもたらさ
れるドローウィング・ノズルへの入口気体流によって生
じさせることを特徴とする該溶醐物の分裂法をｊ、１ト
供する。

上昇管路の土部は、該も路の上部における入口気体流の
昂却効果を相殺するために、好適には加熱される。直硬
的な電気手段でとの〃１１熱を行なってもよい。しかし
外から、この上昇貿路の上部は一士昇笥路の上部付近に
おいて１例えｌｄ　’：ｉ、を体で〃ｒ１熱される前炉
として設計されていてよい浴融す切側から出る熱炎気体
によって好適１テ加熱きＪＬ７）。

本発明による方法は、鉱、吻ウールを製造するために鉱
物溶融−１勿を、１都ｉ維に分４替さぜるのに行に１史
用される。それ故に上昇管路は適当には白金又は白金−
ロジウム合金から作られる。上昇管路Ｖこｉ／ｉｌ特別
な懺械的又は熱的安Ｗ性の必要条件を課する必要がない
から−それを比較的博いシートから作ってもよく、通常
のノズル吹付は法の楊−〇・にポットにかけなければな
らない加工及び投＋ｄの費用が実質的に減ぜられる。キ
ュア作う炉において浴１・−東せしめた岩石溶融物の、
威維への分裂中に、茜１咄な白金又は白金−ロジウム合
金が金属鉄で汚れるという危険は、溶融物中に依然存在
する鉄の粒子が前炉の低部に沈降するから排除される。

上昇管ｌ１１６の吸引の高さは適当には５０〜２００韮
、好捷しくは７０〜１５０闘である。

本発明によれば、溶融物槽容器又は前炉の上部は完全に
機われていてよく、上昇官路の挿入のためにだけ開口が
任任している。即ちこれはドローウィング・ノズルに関
して及びドローウィング・ノズルに入る流れに関して溶
融物の熱的な隔離を閂１単な方法で保証する。

ノズル吹付は法で辿常１ヂ用きれるト”ローウィング・
ノズルは、溶融物を槽の溶融物表面からドローウィング
・ノズル中へ運び込むのに十分な圧力差ケ入口びＩＬで
与える眠りにおいて１本方法のドローウィング・ノズル
として１史用できる。この種のノズルは例えばヨーロツ
ノｅ％許刊行第３８，９８９号に開示されている。これ
では、大気圧力の０５２８の臨界圧力がドローウィング
・ノズルへの入口の？１も狭い断面にふ・いて発現する
超杼速ノズルが好適に／ｌ更用される。ドローウィング
・ノズルにおける超昔速！ｙ１ｆ、は好捷しくは推進ジ
ェットノズルで生じ、これらのノズルは好ましくはドロ
ーウィングの下方端からでさるだけ短込空間においてド
ローウィング・ノズル内へ１９−口している。史にドロ
ーウィング・ノズルに入る〃ＩＬれＩｒ１ｒＮ融物を；
シフ数の２次糸へ分裂させねはならない。それ故に一ド
ローウィング・ノズルの入口部分における島々０．５朋
の長さに亘って、好凍しくは少くとも０．３バールの圧
力降下が生ずるべきである。

今や図面を参照にして本発明ｆ：ψにｍｌ細に説明しよ
う。

４１図は、鉱物溶融物３を含む前炉１の部分の断面図を
示す。図面の平面に垂面に延ｒトる上昇管路４の下端は
溶融物中に浸っている。ａ数の闘った浴−物の出口開口
５は管路４の上端に与えられている。１）１■炉１は浴
融物３を加熱するためガスバーナー４０＋［Ｈ−る。ド
ローウィング・ノズル２は、溶融物の出口開口５の軸が
１図面の平面に垂ＩＵにスリットの形で設計された入口
部分６の中心平面にあるように前炉の上に位置する。推
進ジェットノズル１８はドローウィング・ノズルの中心
平面に平行な入口部分６の両側においてドローウィング
・ノズルに入る。ノズル１８１ｄ、１次噴射気体導管１
９に連続された噴射気体供給導管９につながっている。

図示する好適な具体例では、気体の超音速流を維持する
線条部分７が入口部分６の上方に位置する。超祈速の拡
散器７０は、線条部分７の上方にあって、線条部分７で
生成する鉱物繊維／気体分散物を減速させる。

第２図は第１図の前炉１及び上昇管４を遠近的に示す。

これらの図面において、同一の参照番号は同一の要素を
示す。前炉の、上昇’＃ｆＭ４を受ける覆いには開口４
′が存在している。この■路４は横に並んだ流路を連結
する取手５０を有する。

こ扛は対応するスリット５０′を渉して前炉１の側面に
入り込み且つ加熱のための電流供給手段に連結すること
ができる。更に上昇管路４Ｆｉ、前踏１の綴い上に乗り
且つ上昇筒路４を前路１へ配置させるために用いられる
支持シート５１を横に有している。

第３図は第１図の符に好適な詳細図を示す。この図は本
発明のスリット形のドローウィング・ノズルを通しての
断面図を示す。平１…Ａから始まって、ドローウィング
・ノズルの入口の輪￥ｌ５１６は。

毀初図面においてｄで示されるドローウィング・ノズル
の最も狭い断面に対して、半径Ｒ，−＝その２５％及び
Ｒ，＝その４０％の間にあるべき半径Ｒｆ有する収斂部
分によって限定される。次いで輪郭１６ｉｄ連続した。

僅かな末広がりで推移する。

この時輪郭はドローウィング・ノズルの軸又は中心平面
の平行線に対して９−１°の角度まで傾斜する。

平面Ｂにおいて、ドローウィング・ノズルの断面にそれ
が線条部分に達する捷で広がる。線条部分の境界壁１７
は、ドローウィング・ノズルの軸又は中心平面の平行線
に対して０．５〜１．２°の角井β／２だけ傾斜する。

四に平面Ｂにおいて、推進ジェットノズル１８は線条部
分７ヘジエツトを放出する。推進ジェットノズルの１ｌ
ｌｌｌｌ　Ｂ　６はドローウィング・ノズルの軸に平行
に示されている。これはドローウィング・ノズルの軸又
は中心平面に関して＋５〜−２゜の角度γだけ傾斜して
いてよい。図には溶融物１１の流れが、繊薪への分裂の
起こる地点Ｚにおいて級数の２次系１２に分裂されてい
る様子も示されている。参照番号１０は入口流の流線を
示す。

この図は横断流ノズル２０も示す。このノズルからはノ
ズル入口における圧力−下を増大させる働きをする気体
ηＬが出る。気体６１ｊは圧縮気体導管９から供給され
る。

年４図ｉｌｔ咽Ｐ、３図の線４−４に沿う断面図であり
。

推進ジェット１８の出口を士から示している。この図面
はスリット形ドローウィング・ノズルの具体例を部分的
に示す。本弁明の特に好適な具体例ＶＣよれば、推進ジ
ェットノズル１８は（ＩＬ進フジエツトノズル末広がり
ＷｆＳ分１８αが重榎するように互いに近くに位置して
いる。ここにこの図面における箱号は第２図のものと回
心”ｔの七会素を示す。溶融物の出口の開口５４．示さ
れている。矢印２１１ｄ「横断ｔｆｔｆ、　Ｊを示し、
参照番号２０＃Ｊ：横断ノズルを示す。更に推進ジェッ
ト供給碍管９は隠線で示しである。

第５図は本発明のドローウィング・ノズルの入口部分り
製造法を例示する。例えば厚さが２＋ｌＩＩ＋１のシー
ト３０を入口部分の原材料としてｉ四相する（第５α図
）。このシートには、それぞれ互いに１．５鉗の間隔を
置いて１例えば１．０　ｍの所望のイＩＬ進ジェットの
直径を有する平行な孔３１ケ作る。

次層でシートを、入口輪郭３８ができるように実費的に
直角に丸く曲汀る（第５ｂ及び５０図）。

シートを丸く曲げる際には、孔３１に随時有機接漕剤を
含んだ細かい砂を満しておいてよい。シートを曲げた後
、孔３１を推進ヅエットノズルの直径で、例えは深さ１
６朋（参照番号３２）捷で穿孔して４１１’：：ｉ１Ｍ
ジェット供給導管を作ってもよい。次が多部分１８ａは
、推進ジェットノズルの個々の出口部分が重ネｙするよ
うに１．６　ｖｒ＊の出口半′ｆ虫がつけられる。次い
でシートの他端を丸く曲げ、１１４：進（（体貌；１１
４＋（第１図）を含む部分に溶接する。

第６図はドローウィング・ノズルの入口部分を製造する
龍の可能性をボす。この場合にも厚さが入口部分の所望
の長さ例、マーば２．５ｉ＋ｃＫ相当するシート３０を
便用する。揮進供給導≠のｉ氏住１．６鮨全有する孔３
１をシートの土５゛〆１１Ａがら１．　Ｏｎの間隔で作
る（　４４６　Ｃ１図）。Ｊ１３１は１．８　ｔｓｍの
、ｇｊ隔を有能の出口直径をもつ。入口輪郭３８も１ン
Ｊ示されている（第６ｃ図）。捕進ヅエット惧和導負・
９の曲りは他端を（第１図に示す通りに）丸く開けるこ
とによってイ好られる。

不発明りよって繊維に分裂させる工程は、ドローウィン
グ・ノズル２が最初前炉１の上部の上数儒に泣１（する
ようにして行なわれる。推進気体導管１９には１０〜１
２バールの圧力をかける。推進気体は、Ｍ速の１．５〜
３倍の速度で推進気体ノズル１８からドローウィング・
ノズルに入り、線条部分７において０２〜０．４バール
の真空を作シ出す。大気の窒気はドローウィング・ノズ
ルの入口部分６へ真空による吸引によって吸い込まれる
。

次いで浴６Ｉ吻出ロ開口５において約０．９４〜０．９
５バールの圧力が発現するように、ドローウィング・ノ
ズルを前炉の上端の方向へ数ｍｙｎだけ移動させる。前
炉１の気体￥及び溶融物の出口開口５の間の圧力差の結
果として、イ容融物は上昇悩路に引き士けられ、そこで
浴融物売１１の形でドローウィング・ノズル２０入ロｂ
１キ分に入る。そしてそれは気体の入口かＬによって加
速され（第３図）、ドローウィング・ノズルへの入口に
おけるかなりの圧力降下のために、凡そ繊維への分裂の
地点Ｚにおいて複数の２次系１２へ分裂する。この２次
系１２を、史に気体の超皆速線条流によって加速しつつ
。

ル丁望の４奴維直径まで科シ条する。４滅維／気体分散
物の速度全拡散器７０で低下式せ１次いでこの分散物を
大気中へ放出する。拡散器の上方には有孔コンベヤベル
トが公知の具合に存在し、コンベヤベルトの上から吸引
することによって気体を吸い上げ、繊ＩＭをベルトの下
に捕′朱する。４截維の平均の太さ及び長さは、上タ゛
ト導管４の溶融１勿出口開口５の直径により及び推進気
体導管１９中に存在する圧力により決められる。

他の具体例によれば、入口流を妨ざしない横側の保持手
段によって上昇管路４（第１．２図）をドローウィング
・ノズル２　ＶＣＬつかり連結する。

繊維への分裂工程を中断する場合には、ドローウィング
・ノズル２を上昇愼路４と一緒に持ち上げるとよい。本
発明のこの具体例では、工程の中断がドローウィング・
ノズル及び上昇管路の相互の調節に影袢しない。この場
合、上昇管路は好ましくはその低部分に横に並んだ孔を
有し−これが運転中溶融物の次面の下に浸る。運転を中
断する場合には、孔が溶融物から出、一方上昇管路の下
端が溶融物に浸ったま＼でいるような桿ハ【まで上昇管
路を持ち上げる。

特に好適な本発明の具体例は、Ｓ−路４の上部を加熱す
るために、溶融物３の上の気体室中に位置する熱炎気体
によって発生させた熱を利用する。

そのような好適な具体例を第７〜ｌＯ図に示す。

ど、４７図は第８図の矢印７−７に対応する上昇管路４
の一上方部分の断面図である。第８図は上昇管路の上面
図である。Ｉ肖・路４の保持し且つ保留する部分５１を
、比較的大きい安定性を保証するためのＪＭ状として設
計する。また浴融物の出口開口５をノズル・ニップルと
して設計する。史に、熱炎気体が溶融物の上の気体室か
ら出る孔５２を上昇管路４の両側にｆ１２’ｕ’ｆｅす
る。一方この熱炎気体は、ノズル・ニップルがドローウ
ィング・ノズルに入る流れによって冷却されるのを防止
する。一方開口５２から吸引によって吸込まれた大気空
気と共に現われる熱気体の混合物は入口流の平均温度を
上昇させる。しかしながら、よりＨ７温にの気体はより
高い音速を与える。それ故に−　ドローウィング・ノズ
ルの入口部分６では５００ｔｎ、７秒までの酢速が達成
される。

それ故に孔５２は、入口波が熱気体と大気空気との混合
のために３５０〜４５０　℃の（ｆｉ　Ｉ、ｔであるよ
うに好適に設計される。

史に熱気体の孔５２は、好ましくは溶−に物の出口開口
５に関して互い違いになっていて１人口流中に生成する
熱気体のシュリーレン（５ｃｈｌ　ｉ、ｇｒｓｎ）が横
断流２１　（＠４図）と出会い、入口流の良好な混合が
達成される。

２ｇ９及び１０図は１本発明に従って好適である流管路
４の上部４分の具体例を示す。第１０図は流憤路４の上
面図を示し、そして第９図は第１０図の矢印９−９に対
応する断面を示す。熱気体の孔５２＃−ｔ−各場合上昇
肯路の中心平面に対して斜めに位置し、そしてそれらは
一般に互−に関して直角を成している。

弔１１図は本発明による工業的製造法の全体図を示す。

玄武岩の溶融物をキュポラ炉１００で溶融し、前踏１０
１へ運ぶ。この前炉の管路をガスバーナー１０２で加熱
する。検数のドローウィング・ノズル２は前炉の管路の
上に平行に位置している。ドローウィング・ノズルは拡
散器７゛０中へｈｋ出する。拡散器７０から上方へ出る
憧維／気体分散物は有孔コンベヤベルト１０３の下で分
離される。即ち気体を吸引除去手段１１０で吸引し。

檀維マットをコンベヤベルトの下に形成させる。

コンベヤヘルド１ｏａｕ、このマット全コンベヤベルト
１０４に移すまで運搬する。これからは他の通常の工程
平膜が続いてよい。

【図面の簡単な説明】

帛１図は鉱物溶融りを含む前炉の断面図であり。 第２図は第１図の前炉及び上昇管を、瞳近的に示し。 弔３図は＠１図の特に好Ｊな計細図であり、第４図は第
３図の練４−４に沿う断面図であり、第５図は本発明の
ドローウィング・ノズルの入口部分の製造法を例示し、
第６図はドローウィング・ノズルの入口部分の製造法の
他の可能性を示し、第７図は第８図の矢印７−７に対応
する上昇管路の断面図であり、４８図は第７図の上昇管
路の上面図であ＃）１第９図は第１０図の矢印９−９に
対応する上昇管路の断面図であり、第１０図は第９図の
上昇や路の上１ｍ図であり、そして第１１図は本つら明
による工業的四浩法の全体図である。 １１前ＩＩ＋各、２ニドローウイング・ノズル、３：浴
融物、４：上昇判路、５：出ロ開口、７：練灸部分、９
：噴射気体供給ｎｔｊ、ｌｏ＋入口流の流線、１１：溶
融物−１２：２次糸、１８Ｉ推進ジエツトノズル。 特許出願人　　バイエル・アクチェンヶ゛ゼルシャフト
ＦＩＧ、　１ ＦＩＧ、　５ ＦＩＧ、７ ＦＩＧ、　８

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、溶融物槽中の溶融物を、吹付はノズルの吸引作用下
   に溶融物の表面から引き上げ−そして実装的に知力に抗
   してηＬれる気体の影響下に分裂させるという吹付はノ
   ズルによる溶融物の分裂法において、溶融物を上昇管路
   中に引き上げ、上昇管路の上部に設置されている複数の
   １祷接した開口によって複数の溶融物流に分裂させ、セ
   してドローウィング・ノズル中へ吸い込まぜる−但し上
   昇管路中に溶■・吻を引き手けるための及び溶融・吻を
   ドローウィング・ノズル中へ吸い込捷せるための圧力差
   分−上昇Ｉ！ｉ′路の上部とドローウィング・ノズルの
   底部との間にもたらされるドローウィング・ノズルへの
   入口流によって生じさせることを特徴とする該溶融物の
   分裂法。 ２　上昇管路の上部を加熱する特許請求の範囲第１項記
   載の方法。 ３、上昇管路の上部を、溶融物槽中の溶融物表面上の４
   体室から上昇管路の上部に流出する熱炎気体によって加
   熱する特許請求の範囲第１又は２項記載の方法。 ４、鉱物の溶−１１勿を分裂させる特許請求の範囲第１
   〜３項のいずれかの項に記載の方法。 ５．　　ドローウィング・ノズルに入る流れを、ドロー
   ウィング・ノズルの内側の１１ノコ進ジエツトノズルに
   よって作られる超音速１１ｆ進ヅエツトによって効果あ
   らしめる特許請求のにλ１）開渠１〜４項のいずれかの
   項に記載の方法。 ６、　ドローウィング・ノズルの人口部分のデザインに
   より、該入口部分の高々０．５　ｍｍの長さに亘って少
   くとも０３パールの出力降下を生じさせる待ｒＬ　ｉ７
   ｉ求の範囲第１〜５項のいずれかの項に記載の方法。 ７、鉱１４１／ｌＪ浴融物をキュポラ炉で溶融する荷許
   請７【（のｔｌｆｏ、開渠１〜６項のいずれかの項に記
   載の方法。 ８、浴継物槽、実寅的に重力に抗して作用する少くとも
   １つの吹付はノズル及びこの吹付はノズルと共働して吹
   付はノズルに入る複数の個々の溶融物！糸を生成させ゛
   る手段を含んでなる。浴−１物を繊維に分裂させる装置
   において、溶融物表面から車力に抗して延び且つ上部に
   複数の隣った溶融物の出口開口を有する上昇管路１１５
   １にひに上昇！１′路の上部及びドローウィング・ノズ
   ルの底部のｕ５に。 浴融物が上昇管路の上部にあ・ける開口を通して個＄１
   の溶ｆ顯１勿流の形で溶剤１物惜からコ車ひ出されるよ
   うに、気体流を生じさせる手取を四に含むことを特徴と
   する装置。