RU2743546C1

RU2743546C1 - Mineral fiber plant

Info

Publication number: RU2743546C1
Application number: RU2020116996A
Authority: RU
Inventors: Александр Геннадьевич Новицкий; Павел Анатольевич Петров
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью «БАЗОВЫЕ МИНЕРАЛ ТЕХНОЛОГИИ»
Priority date: 2020-05-22
Filing date: 2020-05-22
Publication date: 2021-02-19

Abstract

FIELD: building materials.SUBSTANCE: invention relates to the industry of building and structural materials, in particular to the field of production of mineral fibers based on rocks. The unit for the production of mineral fibers based on rocks includes a loader, a bath for melting the raw material crushed to a certain fraction with the supply of the melt to the working zone with subsequent drawing of the fiber. To maximize the use of the radiant thermal energy of the inner space of the furnace, the side walls from the level of the melt are made at an angle. The angle of inclination of the side walls of the furnace is determined by the expression:tg α = P / S,where P is the height of the flame space, and S is the distance at which the upper part of the wall protrudes into the flame space.EFFECT: increased productivity of the process of obtaining mineral fiber, with decreased energy intensity, and maximum increase in the transfer of thermal energy to the mineral melt.4 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к промышленности строительных и конструкционных материалов, а именно к оборудованию, предназначенному для производства волокна на основе горных пород, к печам для плавления минеральных составов, в частности к области производства минеральных волокон на основе горных пород типа базальтов. Изобретение может быть использовано в ванных печах на установках по получению непрерывных и штапельных волокон, диаметром от 1 до 300 мкм.The invention relates to the industry of building and structural materials, namely to equipment for the production of fibers based on rocks, to furnaces for melting mineral compositions, in particular to the field of production of mineral fibers based on rocks such as basalts. The invention can be used in bath furnaces in installations for producing continuous and staple fibers with a diameter of 1 to 300 microns.

Основой всех известных способов получения минеральных волокон является вытяжка нитей из расплавов горных пород. Основным аппаратом получения расплавов есть плавильная печь. Основной конструкцией для получения расплавов на основе горных пород являются ванные прямоточные печи. Геометрические размеры и формы этих печей определяются их производительностью и параметрами применяемого вспомогательного оборудования. Высоту камеры плавления лимитирует высота расплава, форма и длина факела горения горелок, требуемое пространство для качественного процесса горения. Длина камеры плавления определяется производительностью печи, количеством и типом применяемых горелок, способом загрузки сырья и способом выпуска продуктов горения. Если используется арочный тип свода, то такие печи обычно имеют большую ширину и небольшую длину, недостатком таких конструкций является громоздкость и сложность процесса вывода печи на режим. Печи с плоским сводом обычно имеют большую длину, что позволяет увеличить скорость расплава и время его перемешивания. Плавление горных пород осуществляется путем сжигания газообразного или жидкого топлива в горелках, расположенных по продольной оси ванной печи. Очень важную роль играют процессы нагрева расплава за счет поглощения его поверхностью энергии теплового излучения свода и боковых стен. Арочный свод позволяет фокусировать отражение излучения на расплаве в отличии от плоского. The basis of all known methods for producing mineral fibers is the drawing of threads from rock melts. The main apparatus for producing melts is a smelting furnace. The main structure for producing rock-based melts is continuous-flow bath furnaces. The geometric dimensions and shapes of these furnaces are determined by their productivity and the parameters of the auxiliary equipment used. The height of the melting chamber is limited by the height of the melt, the shape and length of the combustion torch of the burners, the space required for a high-quality combustion process. The length of the melting chamber is determined by the capacity of the furnace, the number and type of burners used, the method of loading raw materials and the method of exhausting combustion products. If an arched roof type is used, then such furnaces usually have a large width and short length; the disadvantage of such structures is the cumbersomeness and complexity of the process of bringing the furnace to the mode. Flat roof furnaces are usually long in order to increase the melt rate and mixing time. Melting of rocks is carried out by burning gaseous or liquid fuel in burners located along the longitudinal axis of the bath furnace. A very important role is played by the processes of heating the melt due to the absorption by its surface of the energy of thermal radiation from the arch and side walls. The arched vault allows focusing the reflection of radiation on the melt, in contrast to the flat one.

Известен способ получения непрерывных волокон из горных пород и печь для изготовления непрерывных волокон из горных пород включающий плавление твердой фазы породы в варочном бассейне печи и подачу расплава в зону выработки, с промежуточным подогревом его через зеркало под сводом выработочной зоны, и подачу расплава к фильерам через питатель, отличающийся тем, что промежуточный подогрев расплава в выработочной зоне ведут через тонкий слой расплава, перетекающего из варочного бассейна в выработочную зону (см. RU 2203232, C03B37/00, 2002). Свод таких печей горизонтальный, и в сечении печь имеет форму прямоугольника. Недостатком такой конфигурации печи является наличие лишней площади поверхности внутреннего пламенного пространства, которое влияет на увеличение потерь тепла в общем на печном агрегате. В больших ванных печах «бесполезные объемы» ликвидируются путем сооружения арочных сводов. There is a known method of producing continuous fibers from rocks and a furnace for making continuous fibers from rocks, including melting the solid phase of the rock in the melting basin of the furnace and supplying the melt to the production zone, with intermediate heating through a mirror under the roof of the working zone, and feeding the melt to the spinnerets through a feeder, characterized in that the intermediate heating of the melt in the working area is carried out through a thin layer of melt flowing from the melting basin to the working area (see RU 2203232, C03B37 / 00, 2002). The roof of such furnaces is horizontal, and in cross-section the furnace has a rectangular shape. The disadvantage of this configuration of the furnace is the presence of excess surface area of the inner flame space, which affects the increase in heat loss in general on the furnace unit. In large bathroom stoves, "useless volumes" are eliminated by the construction of arched vaults.

Известен способ предварительного нагрева шихты в производстве минераловатного волокна из горных пород и устройство для его осуществления. Технический результат изобретения заключается в повышении эффективности плавления шлакового расплава. Предварительно нагревают шихту до температуры 300-400°C в расходном бункере отходящими газами. Газы подаются с помощью вентилятора высокого давления по газоходу в конструкцию распределения горячих дымовых газов, которая находится в нижней части бункера и выполнена в виде скрещенных перфорированных труб, защищенных перевернутой V-образной пластиной из стального угольника с углом 45° (см. RU 2547182С2, C03B3/02, 2015). К недостаткам устройства можно отнести следующее: сложная конструкция, возможность эксплуатации только на определенном типе сырья, низкая энергоэффективность. Предложенное устройство имеет высокие затраты энергии на транспортировку продуктов горения за счет установки в вентилятора высокого давления. Процесс возможен только при условии, что будет обеспечено проходное сечение для транспортировки газа через шихту, для этого требуется использование шихты только определенного размера, невозможно использование шихты размером менее 5 мм. Требуется большое количество энергии на преодоление сопротивления потоком дымовых газов. Для нагрева шихты до заявленных 400°C, необходимо использовать дымовые газы с большим градиентом температур это обусловлено конвективным теплообменом, при этом заявленные вентиляторы высокого давления не смогут выполнить эту функцию, что обусловлено их конструктивными ограничениями. В данном устройстве возможно использование только высокотемпературных дымососов с принудительным охлаждением, что значительно усложняет конструкцию и увеличивает энергозатраты. Также согласно нормам эксплуатации газосжигающего оборудования конструкция должна быть герметичной, что технически сложно обеспечить в таком устройстве. В предлагаемом нами агрегате, предварительный подогрев шихты осуществляется в загрузочных карманах без дополнительных энергозатрат и с технически простым решением.There is a known method for preheating a charge in the production of mineral wool fibers from rocks and a device for its implementation. The technical result of the invention is to increase the efficiency of melting the slag melt. The charge is preheated to a temperature of 300-400 ° C in the feed hopper with exhaust gases. The gases are supplied by a high-pressure fan along the gas duct to the hot flue gas distribution structure, which is located in the lower part of the hopper and is made in the form of crossed perforated pipes protected by an inverted V-shaped plate made of steel square with an angle of 45 ° (see RU 2547182C2, C03B3 / 02, 2015). The disadvantages of the device include the following: a complex design, the ability to operate only on a certain type of raw material, low energy efficiency. The proposed device has high energy consumption for the transportation of combustion products due to the installation of high pressure in the fan. The process is possible only on condition that the flow area for transporting gas through the charge is provided, this requires the use of a charge of only a certain size, it is impossible to use a charge less than 5 mm in size. A large amount of energy is required to overcome the resistance of the flue gas flow. To heat the charge to the declared 400 ° C, it is necessary to use flue gases with a large temperature gradient, this is due to convective heat exchange, while the declared high pressure fans will not be able to perform this function, due to their design limitations. In this device it is possible to use only high-temperature forced-cooled smoke exhausters, which significantly complicates the design and increases energy consumption. Also, according to the standards of operation of gas-burning equipment, the structure must be sealed, which is technically difficult to ensure in such a device. In the unit we offer, the preheating of the charge is carried out in the loading pockets without additional energy consumption and with a technically simple solution.

Наиболее близким является агрегат для получения минеральных волокон из горных пород, включающий плавление измельченного до определенной фракции базальтового сырья в ванной печи с подачей расплава в выработочную зону с последующей вытяжкой волокна струей сжатого воздуха, наматывающим либо тянущим устройством, отличающееся тем, что для максимального использования излучающей тепловой энергии свода печи, последний выполнен в виде трапеции (см. UA 90360 C03B37/00, 2014). Свод печи разделен на три равные зоны и угол наклона отражающих плит зависит от ширины протока и высоты зоны плавления. Недостатком такой конструкции является то, что технически малые углы и площадь наклона более 60% от общей площади свода малоэффективны. Конструктивно изготовление данной конструкции свода сложно. Предлагаемый конфузор и рассекатели создают сопротивление газовому потоку и выполненные в зоне выработки, где согласно технологических режимов производства расплава для волокна требуется охлаждение и стабилизация по температуре, что уменьшает эффективность процесса и негативно влияет на стабильность процесса волокнообразования. В предлагаемом нами техническом решении механизм распределения излучаемой энергии более эффективный, максимальная температура формируется в зоне загрузки, а в зоне выгрузки формируется гомогенный готовый к волокнообразованию расплав, за счет передачи излучения расплаву и перемешивания. The closest is an aggregate for obtaining mineral fibers from rocks, including melting basalt raw materials crushed to a certain fraction in a bath furnace with the supply of melt to the working zone, followed by drawing the fiber with a jet of compressed air, a winding or pulling device, characterized in that for maximum use of the radiating heat energy of the furnace roof, the latter is made in the form of a trapezoid (see UA 90360 C03B37 / 00, 2014). The roof of the furnace is divided into three equal zones and the angle of inclination of the reflecting plates depends on the width of the duct and the height of the melting zone. The disadvantage of this design is that technically small angles and an area of inclination of more than 60% of the total area of the vault are ineffective. Structurally, the manufacture of this structure is difficult. The proposed confuser and splitters create resistance to the gas flow and are made in the working zone, where, according to the technological modes of melt production, the fiber requires cooling and temperature stabilization, which reduces the efficiency of the process and negatively affects the stability of the fiberization process. In our technical solution, the mechanism for distributing the emitted energy is more efficient, the maximum temperature is formed in the loading zone, and in the unloading zone a homogeneous melt ready for fiberization is formed, due to the transfer of radiation to the melt and mixing.

Технической задачей является повышение продуктивности процесса получения минерального волокна, при снижении энергоемкости, максимальное увеличение передачи тепловой энергии минеральному расплаву.The technical task is to increase the productivity of the process of obtaining mineral fiber, while reducing energy intensity, maximizing the transfer of thermal energy to the mineral melt.

В общем виде плавильную печь можно рассматривать как теплоизолированную систему тел, образованную боковыми стенками, сводом и телом расплава. При одинаковой температуре тел, образующих теплоизолированную систему, теплообмен между ними путем испускания и поглощения энергии теплового излучения (согласно второму началу термодинамики) отсутствует. В реальных условиях работы плавильной печи, температура расплава, при регулярном его отборе на выработку и особенно в зоне подачи сырья, всегда ниже температуры боковых стенок и свода. Это обуславливает наличие процесса поглощения поверхностью расплава энергии теплового излучения, испускаемого поверхностью свода и боковых стенок. При всех равных условиях энергия излучения определяется температурой излучающего тела и площадью излучения. При этом максимум излучения направлен по нормали к поверхности излучаемого тела. In general, the melting furnace can be regarded as a heat-insulated system of bodies formed by side walls, a roof and a body of melt. At the same temperature of bodies forming a heat-insulated system, there is no heat exchange between them by means of emission and absorption of thermal radiation energy (according to the second law of thermodynamics). In real operating conditions of the smelting furnace, the temperature of the melt, with its regular withdrawal for production, and especially in the feed zone, is always below the temperature of the side walls and roof. This causes the presence of the process of absorption by the surface of the melt of the energy of thermal radiation emitted by the surface of the roof and side walls. All things being equal, the radiation energy is determined by the temperature of the emitting body and the radiation area. In this case, the maximum radiation is directed along the normal to the surface of the emitted body.

Наличие арочного свода в больших ванных печах позволяет максимально использовать энергию теплового излучения. Arched vaults in large bathroom stoves maximize the use of radiant energy.

Поставленная задача решается конструкцией печи с плоским сводом и боковыми стенками, выполненными с боковой поверхностью, наклоненной к расплаву под углом менее 90 градусов (фиг.1). The problem is solved by the design of a furnace with a flat roof and side walls made with a side surface inclined to the melt at an angle of less than 90 degrees (Fig. 1).

Определение угла наклона предлагаемой конструкции производится исходя из следующих предпосылок. Determination of the angle of inclination of the proposed design is based on the following prerequisites.

Высота зоны плавления b определяется суммой высоты слоя расплава R и высотой пламенного пространства P, ширина зоны плавления а определяется требуемой производительностью печи и объемом отходящих газов продуктов горения. Центральная часть свода перекрывается горизонтальной плитой. Боковые стенки устанавливаются под углом α, обеспечивающим попадание максимального количества излучаемой тепловой энергии на поверхность расплава, верхняя часть стенки выступает в пламенное пространство на расстояние S. При этом предполагается, что максимум излучаемой тепловой энергии происходит по нормали к поверхности излучения. The height of the melting zone b is determined by the sum of the height of the melt layer R and the height of the flame space P, the width of the melting zone a is determined by the required capacity of the furnace and the volume of exhaust gases of combustion products. The central part of the vault is covered with a horizontal slab. The side walls are installed at an angle α, ensuring that the maximum amount of radiated thermal energy reaches the melt surface, the upper part of the wall protrudes into the flame space at a distance S. It is assumed that the maximum radiated thermal energy occurs along the normal to the radiation surface.

Угол наклона боковых граней к горизонтальной поверхности свода печи определяется из выражения:

The angle of inclination of the side faces to the horizontal surface of the furnace roof is determined from the expression:

tg α = P/S.tg α = P / S.

Для расчетов мы берем высоту пламенного пространства так как излучение воспринимается максимально на его поверхности ввиду плохой теплопрозрачности минерального расплава. Важным моментом использования наклона стенок является так же то, что расплав соприкасаясь со стенкой ванны отдает часть энергии, излучение с поверхности верхней части стенки направленное на расплав будет частично компенсировать потери тепла во внешнюю часть футеровки печи. Это дает возможность получать на выработке равномерно прогретый расплав, так же за счет одинаковой вязкости расплава по сечению протока истечение его будет проходить без застойных зон, что положительно влияет на технологический процесс, делая его более стабильным, повышая качество продукта и уменьшая количество некондиции.For calculations, we take the height of the flame space, since the radiation is perceived as much as possible on its surface due to the poor thermal transparency of the mineral melt. An important point of using the wall tilt is also the fact that the melt in contact with the bath wall gives off part of the energy, the radiation from the surface of the upper part of the wall directed to the melt will partially compensate for the heat loss in the outer part of the furnace lining. This makes it possible to obtain a uniformly heated melt at the mine, also due to the same viscosity of the melt along the section of the flow, its outflow will pass without stagnant zones, which has a positive effect on the technological process, making it more stable, increasing the quality of the product and reducing the amount of substandard.

По данным исследований, использование конструкции печи с наклонными стенками позволяет сократить расход газа на плавление до 5% при повышении производительности оборудования за счет уменьшения количества некондиции. According to research data, the use of a furnace design with inclined walls can reduce gas consumption for melting by up to 5% while increasing equipment productivity by reducing the amount of substandard.

Еще одним способом снижения расхода газа является максимальное использование тепла отходящих продуктов горения. Для этого предлагается максимально приблизить поток отходящих продуктов горения от горелок к поверхности расплава по всей длине печи и увеличить теплоотдачу отходящих газов за счет установки в канале отходящих газов по всей длине печи отсекателей 1 (фиг. 2). Приближение потока отходящих газов к зеркалу расплава в зонах между горелками осуществляется путем уменьшения проходящего сечения отводящего канала в зонах между горелками. Another way to reduce gas consumption is to maximize the use of the heat of the combustion waste products. For this, it is proposed to bring the flow of waste products of combustion from the burners as close as possible to the surface of the melt along the entire length of the furnace and to increase the heat transfer of the waste gases by installing cut-off devices 1 in the channel of waste gases along the entire length of the furnace (Fig. 2). The approach of the flow of exhaust gases to the melt mirror in the zones between the burners is carried out by reducing the cross-section of the outlet channel in the zones between the burners.

Принцип работы предлагаемой конструкции следующий. Движение расплава осуществляется в противотоке с отходящими газами. Продукты горения за счет уменьшения сечения создаваемого отсекателями максимально приближаются к зеркалу расплава и проходя в следующий участок печи увеличивая турбулентность потока отдают максимум своего тепла расплаву. За счет конфигурации стенок излучение максимально передается расплаву. По ходу движения расплава установлен каскад порогов 2 (фиг. 2) для уменьшения времени гомогенизации за счет более интенсивного перемешивания и разности температур между слоями расплава. Минеральный не теплопрозрачный расплав поступает на выработку в фидер с минимальным градиентом температур по сечению протока. В борове, продукты горения отдают часть своего тепла рассекателям 3, которые излучением передают его расплаву, обеспечивая тем самым дополнительный нагрев расплава в зоне загрузки и уменьшаются потери энергии за счет излучения. Рассекатели расположены горизонтально и передача максимума излучаемой тепловой энергии происходит по нормали к поверхности излучения на расплав.The principle of operation of the proposed design is as follows. The movement of the melt is carried out in countercurrent with the exhaust gases. Combustion products, due to a decrease in the cross section created by the cut-off devices, approach the melt mirror as much as possible and passing into the next section of the furnace, increasing the turbulence of the flow, give up their maximum heat to the melt. Due to the configuration of the walls, radiation is maximally transmitted to the melt. In the course of the melt, a cascade of thresholds 2 (Fig. 2) is installed to reduce the homogenization time due to more intensive mixing and the temperature difference between the melt layers. Mineral non-thermally transparent melt is fed to the production in the feeder with a minimum temperature gradient over the section of the duct. In the hog, the combustion products give off part of their heat to the splitters 3, which transmit it to the melt by radiation, thereby providing additional heating of the melt in the loading zone and reducing energy losses due to radiation. Dividers are located horizontally and the transfer of the maximum of the radiated thermal energy occurs along the normal to the radiation surface to the melt.

Агрегат имеет загрузчик сырьевой композиции подающий сырье в зону плавления сырья с двух сторон в загрузочные карманы, далее расположены зона газоотделения, пластификации расплава и фидерная часть выработки расплава. В фидерной части установлено устройство волокно формующее. Газовые горелки сводовые, газоотводящий боров выполнен в торцевой части печи с использованием капельников 4 (фиг. 2) расплава и рассекателей потока. Капельники и рассекатели выполнены из коррозионно- и абразивно-стойкого огнеупорного материала, например, литой корунд, и служат для улавливания пылевидных частиц сырья, которые прилипая к поверхности капельников стекают в расплавленном виде в ванну. Одной из важных функций устройства является отражение излучения с передачей его на расплав. Рассекатели представляют собой блоки из огнеупорного материала выложенные в определенном порядке, например в шахматном. Порядок укладки блоков предусматривает уменьшение сечения прохода отходящих газов и максимальное отражение поверхностью блоков излучения обратно в зону загрузки сырья. Капельники, выполненные из коррозионно-стойких огнеупорных материалов, установлены так же в определенном порядке, например шахматном. Конфигурация каналов прохода отходящих газов в капельниках предусматривает резкое изменение направления движения потока, что приводит к прилипанию более инерционных частиц потока на поверхности капельника с последующим стеканием под действием гравитации. Загрузочные узлы 5 (фиг. 3) выполнены в виде закрытых полостей с перекрытиями из огнеупорного материала позволяющего передавать излучение от внутренней поверхности печи и горения газовоздушной смеси сырьевой композиции. Для максимального предотвращения движению в пламенном пространстве пылевидных частиц сырьевой композиции установлены пороги и отсекатели и движение расплава выполнено в противотоке к движению отходящих газов. Свод печи выполнен горизонтально, а стенки под наклоном, который позволяет максимально передавать отражение излучения от горения газовоздушной смеси сырьевой композиции. Загрузка и боров 6 (фиг. 2) для отвода отходящих газов расположены в торцевой части печного агрегата. Количество узлов выработки в поперечном направлении от 1 до 4. The unit has a raw material composition loader feeding the raw material into the raw material melting zone from both sides into the loading pockets, then there are the gas separation, melt plasticization zone and the feeder part of the melt production. A fiber forming device is installed in the feeder part. The gas burners are vaulted, the gas outlet is made in the end part of the furnace with the use of drippers 4 (Fig. 2) of the melt and flow dividers. Droppers and diffusers are made of corrosion- and abrasion-resistant refractory material, for example, cast corundum, and serve to trap dust-like particles of raw materials, which sticking to the surface of the droppers flow down in molten form into the bath. One of the important functions of the device is the reflection of radiation and its transfer to the melt. Dividers are blocks of refractory material laid out in a certain order, for example, in a checkerboard pattern. The order of stacking blocks provides for a reduction in the cross-section of the passage of exhaust gases and maximum reflection by the surface of the radiation blocks back to the feedstock loading zone. Drippers made of corrosion-resistant refractory materials are also installed in a certain order, for example, staggered. The configuration of the channels for the passage of exhaust gases in the droppers provides for a sharp change in the direction of flow, which leads to adhesion of more inertial particles of the flow on the surface of the dropper, followed by draining under the action of gravity. Loading units 5 (Fig. 3) are made in the form of closed cavities with overlappings made of refractory material allowing to transmit radiation from the inner surface of the furnace and combustion of the gas-air mixture of the raw material composition. To maximally prevent the movement of dust-like particles of the raw material composition in the flame space, thresholds and cut-off devices are installed and the movement of the melt is performed in countercurrent to the movement of exhaust gases. The roof of the furnace is made horizontally, and the walls are inclined, which allows maximum transmission of the reflection of radiation from the combustion of the gas-air mixture of the raw material composition. Loading and burs 6 (Fig. 2) for the removal of waste gases are located in the end part of the furnace unit. The number of working nodes in the transverse direction is from 1 to 4.

П р и м е р. В ванной печи с шириной варочной части а= 420 мм, угол наклона боковых стенок печи составил 35 градусов. В зонах между горелками поток отходящих продуктов горения расстояние между рассекателем и поверхностью расплава 70 мм, расстояние между рассекателями в борове 40 мм, капельники высотой 300 мм выполнены из хромоксидного огнеупора, загрузочный узел выполнен в виде закрытой полости с перекрытиями из электроплавленного корунда TY-M, который позволяет передавать излучение от внутренней поверхности печи и горения газовоздушной смеси сырьевой композиции.PRI me r. In a furnace bath with a cooking part width a = 420 mm, the angle of inclination of the side walls of the furnace was 35 degrees. In the zones between the burners, the flow of waste products of combustion, the distance between the splitter and the surface of the melt is 70 mm, the distance between the splitter in the hog is 40 mm, the droppers with a height of 300 mm are made of chromium oxide refractory, the loading unit is made in the form of a closed cavity with overlaps made of electrofused corundum TY-M which allows you to transmit radiation from the inner surface of the furnace and combustion of the gas-air mixture of the raw material composition.

Порядок проведения экспериментов был следующий.The experimental procedure was as follows.

В качестве сырья использовалась порошкообразная смесь для производства минерального волокна с химическим составом, мас.%: SiO₂- 50,0; TiO₂- 1,40; Al₂O₃- 12,10; Fe₂O₃ + FeO - 8,95; MnO - 0,25; MgO - 8,30; CaO - 10,95; Na₂О - 5.70; К₂О - 1,10; P₂O₅- не более 0,1; п.п.п.- не более 5. Сырье загружалось шнековым загрузчиком в загрузочную часть печи, где под действием излучения передаваемого от процесса горения газовоздушной смеси и поверхности огнеупоров переходило в аморфное состояние, расплав. Пылевидные частицы, оторванные от поверхности загружаемого сырья потоком отходящих газов задерживаются на поверхности капельников, накапливаясь они стекали под действием силы тяжести в ванну печи. В расплаве, который двигаясь в сторону выработочной части печи в противотоке с отходящими газами, происходило газоудаление. Пробы, отобранные в районе выработки расплава, показали плотную гомогенную массу расплава. Производительность установки по расплаву составила 70 кг/час. Во время экспериментов получено минеральное волокно с диаметром 9-17 мкм. Средний расход природного газа на 1 кг расплава составил 0.72 м³ при стабильном технологическом процессе.The raw material used was a powdery mixture for the production of mineral fiber with a chemical composition, wt%: SiO ₂ - 50.0; TiO ₂ - 1.40; Al ₂ O ₃ - 12.10; Fe ₂ O ₃ + FeO - 8.95; MnO 0.25; MgO 8.30; CaO 10.95; Na ₂ O - 5.70; K ₂ O - 1.10; P ₂ O ₅ - no more than 0.1; pp - no more than 5. The raw material was loaded by a screw loader into the charging part of the furnace, where, under the influence of radiation transmitted from the combustion process of the gas-air mixture and the surface of the refractories, it passed into an amorphous state, a melt. Dust-like particles detached from the surface of the feedstock by the flow of exhaust gases are retained on the surface of the droppers, accumulating they flowed under the action of gravity into the furnace bath. Gas removal took place in the melt, which was moving towards the working part of the furnace in countercurrent with exhaust gases. Samples taken in the area of melt production showed a dense homogeneous mass of the melt. The melt capacity of the plant was 70 kg / h. During the experiments, a mineral fiber with a diameter of 9-17 microns was obtained. The average consumption of natural gas per 1 kg of melt was 0.72 m ³ with a stable technological process.

Claims

1. Unit for the production of mineral fibers based on rocks, including a loader, a bath for melting crushed to a certain fraction of raw materials with the supply of the melt to the working area with subsequent drawing of the fiber, characterized in that for maximum use of the radiant thermal energy of the internal space of the furnace, the side walls from the level of the melt is made at an angle, while the angle of inclination of the side walls of the furnace is determined by the expression:

tg α = P / S,

where P is the height of the flame space,

S is the distance the upper part of the wall protrudes into the combustion space.

2. The unit for producing mineral fibers based on rocks according to claim 1, characterized in that cut-off devices are installed in the exhaust gas channel along the entire length of the furnace, while the approach of the exhaust gas flow to the melt mirror in the zones between the burners is carried out by reducing the channel.

3. The unit for producing mineral fibers based on rocks according to claim 1, characterized in that splitters are installed in the hog in tandem with droppers, accumulating part of the heat of exhaust gases, with subsequent transfer to the melt, and preventing the entrainment of dust particles of the raw material.

4. The unit for producing mineral fibers based on rocks according to claim 1, characterized in that the loading units are made in the form of closed cavities with overlappings made of refractory material, allowing radiation to be transmitted from the inner surface of the furnace and combustion of the gas-air mixture of the raw material composition.