專利名稱：用廢玻璃制造纖維的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用廢玻璃纖維(包括帶有有機(jī)化合物涂層和含一定量的水分的玻璃纖維)制造連續(xù)的玻璃纖維絲的方法和裝置。
制成的連續(xù)玻璃纖維絲制品有多種形式，包括筒管上的紡織絲和紗；一根或多根玻璃纖維絲或束(稱為“粗紗”)的織物和筒子卷裝中的絲和紗；以及由連續(xù)玻璃纖維絲用濕切法或干切法加工成的切碎玻璃纖維線。在成功地制成的玻璃纖維制品中，嚴(yán)格地控制纖維的玻璃組分的粉末狀批料，這有利于形成玻璃纖維的連續(xù)長(zhǎng)度，并且有利于形成卷繞絲的完整卷裝，而很少出現(xiàn)諸如碎石、氣泡和凸紋之類的缺陷。將批料熔化和精煉并通過(guò)一拉絲漏板或噴絲板制成玻璃纖維，上述的漏板或噴絲板通常是作為在玻璃熔化爐的前爐中的若干漏板或噴絲板工位中的一個(gè)來(lái)設(shè)置的。該漏板和噴絲板帶有若干個(gè)細(xì)孔，熔融玻璃流從這些細(xì)孔被拉細(xì)并快速冷卻而成玻璃纖維。在從漏板制造連續(xù)纖維或長(zhǎng)絲的過(guò)程中由一臺(tái)卷繞機(jī)提供拉力并將玻璃熔體拉細(xì)。
在制造玻璃纖維時(shí)，可在制造過(guò)程的各個(gè)區(qū)對(duì)纖維進(jìn)行各種類型的化學(xué)處理，例如，在拉出連續(xù)玻璃纖維并進(jìn)行冷卻后，通常立刻對(duì)纖維進(jìn)行化學(xué)涂層。這種含有有機(jī)化合物的涂層至少可以足夠防止在隨后聚集成纖維束時(shí)特別是在進(jìn)一步加工作業(yè)時(shí)發(fā)生的絲間的磨損。上述涂料通常是作為從水溶液、乳狀液或懸浮液或從泡沫的膠料來(lái)用的。在制造各種玻璃纖維絲制品時(shí)，可用的其他化學(xué)處理包括用于連續(xù)的和切碎的玻璃纖維絲氈制品的氈膠合劑和用于制造帶涂層制品的纖維或纖維束的涂料。
制造上述各種玻璃纖維制品時(shí)可能在其本身成形過(guò)程中和在玻璃纖維制造過(guò)程中以及在進(jìn)一步加工成可出售的成品過(guò)程中產(chǎn)生一些廢棄的或廢的玻璃纖維。報(bào)廢的原因有多種，例如斷絲，卷裝不完整釋放等等。針對(duì)產(chǎn)生的廢玻璃纖維，在技術(shù)上已設(shè)計(jì)出重熔這些廢玻璃纖維的辦法，將它們?nèi)刍煽尚纬刹ＡЮw維的熔體，但是，勿忘要求嚴(yán)格控制分批配合的材料。
有關(guān)的技術(shù)警告人們廢玻璃纖維的回收處理需要其本身嚴(yán)格控制，該項(xiàng)工作有著各種嚴(yán)重的問(wèn)題。例如，在廢玻璃纖維中帶有有機(jī)材料會(huì)有害地促進(jìn)熔化容器的腐蝕和/或改變玻璃的氧化—還原狀態(tài)，而后者對(duì)于玻璃的輻射熱交換特性有不利影響。上述問(wèn)題的兩個(gè)有害結(jié)果是在熔化爐中產(chǎn)生泡沫和使制成的玻璃帶有較暗的褐色(通常稱為“琥珀玻璃”)。另外，如果廢玻璃纖維的加入量超過(guò)加入熔爐中的原材料重量的20％左右，廢玻璃和批料的玻璃形成組分的熔化特性不同也會(huì)引起麻煩，這些問(wèn)題包括粘度不均勻和熔化速率波動(dòng)。廢玻璃的密度與熔爐中的熔融玻璃的密度不同，故傾向于浮在熔體表面。其結(jié)果是在熔體上部形成不動(dòng)的結(jié)塊，透過(guò)該結(jié)塊的熱交換減慢，熔化速率降低，這就會(huì)導(dǎo)致形成一種熔融塊，因?yàn)樵诟∑鸬慕Y(jié)塊中的玻璃會(huì)在其貼著熔體的下表面發(fā)生熔化。
有關(guān)技術(shù)還警告人們上述的困難還摻合著加入熔爐中的配合料組分的熔化速度與廢玻璃纖維的熔化速度不同，玻璃纖維重熔的熔化速度較快，因?yàn)樗呀?jīng)是處于玻璃化狀態(tài)，而批料組分的熔化則還有一個(gè)玻璃化反應(yīng)的過(guò)程，而且其熔化過(guò)程還受重熔的玻璃的阻礙，所以熔化速度較慢。這就會(huì)造成在熔融的玻璃中存在著未熔化的批料的原材料。這就會(huì)像一些夾在熔融結(jié)塊中的碳那樣，產(chǎn)生一些缺陷或不均質(zhì)性，最終引起玻璃纖維生產(chǎn)過(guò)程的中斷。而且，批料的組分可能形成或摻入廢璃形成的不動(dòng)的結(jié)塊中而形成一種具有松軟的相容性的結(jié)塊，阻止廢玻璃纖維中的有機(jī)構(gòu)的完全氧化和/或延遲熔化過(guò)程。
有關(guān)技術(shù)力圖通過(guò)各種途徑解決上述問(wèn)題，其中包括仔細(xì)控制加入熔爐中的返回廢玻璃和批料的組分；精心設(shè)計(jì)各種程序，在廢玻璃加入熔爐之前去除它們上面的有機(jī)材料；或者精心設(shè)計(jì)加入帶有有機(jī)物的廢玻璃纖維到專門設(shè)計(jì)的熔爐中去的流程方案。
本發(fā)明的目的在于提出一種簡(jiǎn)便的方法和裝置，用于由廢玻璃纖維(包括帶有有機(jī)物涂層的廢玻璃纖維)制造玻璃纖維絲制品，而不會(huì)遇到上述的一個(gè)或幾個(gè)困難。
本發(fā)明上述目的和下面會(huì)明白的其他的目的可由作為解決上述的一個(gè)或多個(gè)問(wèn)題的辦法的本發(fā)明而得以實(shí)現(xiàn)。
從廣義來(lái)說(shuō)，本發(fā)明的用廢玻璃纖維絲制造玻璃纖維絲的方法包括如下步驟將平均長(zhǎng)度小于12英寸(305mm)并具有與所制玻璃纖維制品相同的可纖維化無(wú)機(jī)成分的廢玻璃纖維加入到帶有一個(gè)熔融的可纖維化玻璃的熔池的玻璃熔化爐中；在沒(méi)有非玻璃化玻璃形成材料的情況下在氧化氣氛(或環(huán)境)中將上述廢玻璃纖維熔化；將熔體調(diào)整到具有成形的粘度；并將調(diào)整好的熔體制成玻璃纖維，此時(shí)，對(duì)于給定的玻璃纖維制品，是以基本恒定的拉速將熔融玻璃從熔爐中牽出來(lái)。加入廢玻璃纖維的加料速度足以使玻璃熔池的液面高度在八小時(shí)內(nèi)的變化保持在小于±0.35英寸(9mm)范圍內(nèi)。玻璃熔爐至少在其加入廢玻璃纖維的部位具有氧化氣氛。最初的玻璃熔池是通過(guò)熔化已玻璃化的和/或未玻璃化的玻璃形成材料而形成的。上述的廢玻璃纖維通常包括帶有有機(jī)物膠料和/或涂層的廢玻璃纖維。
上述的方法還包括下列工序中的一項(xiàng)或多項(xiàng)，即將廢玻璃處理成具有一定的長(zhǎng)度；將廢玻璃干燥；檢查廢玻璃中的雜物并將它們清除；除了制造玻璃纖維制品外，還用一個(gè)或多個(gè)漏板制造碎玻璃。
廣義來(lái)說(shuō)，本發(fā)明的裝置是一種用來(lái)在沒(méi)有非玻璃化玻璃形成材料的情況熔化廢玻璃纖維并由一個(gè)或多個(gè)拉絲漏板工位制成玻璃纖維制品的裝置。該裝置有一個(gè)帶耐火爐襯的玻璃熔化爐，該熔爐有高的長(zhǎng)寬比值，它的兩對(duì)側(cè)壁與一爐底板連接，并支承一個(gè)作為爐頂?shù)纳w子，這樣就構(gòu)成了一個(gè)有限側(cè)壁的爐內(nèi)熔化區(qū)。在熔爐的一個(gè)端部附近有一個(gè)或多個(gè)廢玻璃纖維加入口，爐內(nèi)有若干個(gè)隔開(kāi)排列的烴基燃料噴燃器。這些噴燃器能夠至少在熔爐的一個(gè)或幾個(gè)加料口附近的部位提供氧化氣氛。在熔爐的對(duì)著有加料口的端部的一端，與一前爐實(shí)行熔體流動(dòng)連接，這種連接能夠在熔爐內(nèi)形成一個(gè)玻璃熔池，該熔池的深度足以使熔融玻璃靠重力流入前爐，但是，該熔池的深淺又足以促使通過(guò)整個(gè)熔池深度的有效的熱傳導(dǎo)。前爐至少有一個(gè)與熔爐相隔一段距離的用于形成玻璃纖維制品的漏板工位。一個(gè)機(jī)械加料裝置與熔爐呈加料連接，加入廢玻璃纖維速度足夠使熔池的液面高度在八小時(shí)內(nèi)的變化保持在小于±.0.35英寸(9mm)的范圍內(nèi)。這種熔池高度的控制是在對(duì)給定的玻璃纖維制品以一個(gè)基本恒定的速度將玻璃熔體從熔爐拉出的情況下進(jìn)行的。
另外，上述裝置還有這樣一些附加的部分即與機(jī)械加料裝置連接的封閉裝置；熔爐用的吹氣對(duì)流裝置；和一個(gè)或多個(gè)制造碎玻璃的漏板工位。另外，還有一個(gè)或多個(gè)下列裝置與機(jī)械加料裝置相連接，即用來(lái)較平穩(wěn)地加入廢玻璃纖維的計(jì)量裝置；處理廢玻璃纖維的破碎裝置；干燥廢玻璃纖維的干燥裝置；和檢查和清除非玻璃固體雜物的裝置。
下面結(jié)合附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明，附圖中

圖1是本發(fā)明的方法的示意圖，示出從破碎廢玻璃纖維到制成玻璃纖維制品的各工序；圖2是玻璃熔爐的垂直剖面圖，還示出了在熔爐加料端的帶有將材料送入熔爐中去的機(jī)械加料器的供料裝置；圖3是帶有機(jī)械加料器的供料裝置的平面圖；圖4a是包括帶有機(jī)械加料器的供料裝置、帶有烴基燃料供給裝置的熔爐、前爐和制造玻璃纖維的漏板的平面圖；圖4b是圖4a裝置側(cè)面的垂直縱剖面圖；圖5是供料裝置的機(jī)械加料器的螺旋推進(jìn)器的局部剖切側(cè)視圖。
下面參看附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明。
圖1示出了用廢玻璃制造連續(xù)絲型玻璃纖維制品的過(guò)程。將廢玻璃纖維(下稱“廢玻璃”)處理成平均長(zhǎng)度小于12英寸(305mm)，一般說(shuō)來(lái)，所有廢玻璃的纖維長(zhǎng)度都小于100英寸(2540mm)。內(nèi)行人所熟知的任何將廢玻璃預(yù)處理成上述尺寸的方法都可以用。把廢玻璃破碎就是一種特別適用的處理方法。廢玻璃長(zhǎng)度處理裝置11可以是任何公知的普通破碎機(jī)，此類機(jī)器能夠?qū)⒉Ａе破?例如氈、繩、絲和纖維)破碎成長(zhǎng)度小于卷繞在重量超過(guò)100磅(45.4μg)的卷筒上的連續(xù)纖維絲的范圍內(nèi)。最好是，上述破碎機(jī)能夠在每小時(shí)破碎出12000磅左右的廢碎玻璃14。一種合適的但非獨(dú)有的玻璃機(jī)的例子是從奧林根(Oregon)的威爾遜維爾(Wilsonville)的破碎設(shè)備公司購(gòu)置的破碎機(jī)，此機(jī)器型號(hào)為“SSI型號(hào)3400H”，它帶有直射的液壓裝置。可采用任何普通的裝置例如輸送帶、大批容器的卸料等將廢玻璃12送入處理裝置11中。
廢玻璃12本身的成分應(yīng)大致與本方法制造的玻璃纖維制品所要求的成分相似。例如，如果要求玻璃纖維制品具有E玻璃成分，那么廢玻璃12至少就要絕大部分、最好是全部為E成分的玻璃。內(nèi)行人都知道E玻璃的成分，正如美國(guó)專利2,334,961所述，它含有52-56％SiO2，16-22％CaO，≤6％MgO，12-16％Al2O3和5-12％B2O3。同理，如果要求玻璃纖維制品用一種“621”型玻璃，廢玻璃12就要絕大部分是、最好全部是621型玻璃。這是熟知玻璃工業(yè)的人們都知道的另一種玻璃成分，并且在美國(guó)專利2571074公開(kāi)過(guò)。同樣地，投入本制造方法的具有A玻璃成分、C玻璃成分、D玻璃成分和S玻璃成分的廢玻璃12都應(yīng)當(dāng)至少是主要含量、最好是全部含量是玻璃纖維制品所要求的那種成分的玻璃。如果要求用低硼和/或氟的玻璃制造玻璃纖維制品，廢玻璃12中可用少量的較高硼和氟含量的玻璃作為一種混合物，因?yàn)?，玻璃制品中的這兩個(gè)元素的含量通常低于送入熔爐的材料中的含量。
本文用的術(shù)語(yǔ)“玻璃形成材料”或“玻璃形成物”指的是與氧化硅組成玻璃態(tài)的玻璃形成氧化物。術(shù)語(yǔ)“非玻璃化玻璃形成材料”指的是在熔化和冷卻時(shí)避免結(jié)晶而形成玻璃的分批式的氧化物組分。這些材料都是未曾熔化過(guò)的?？梢耘c廢玻璃12一起加入到熔爐中的曾經(jīng)熔化過(guò)的“玻璃形成材料”的部分實(shí)例是碎玻璃、玻璃料、玻璃球、玻璃珠等等。本文中用的術(shù)語(yǔ)“碎玻璃”意指其形狀除了纖維和可處理成在熔爐中重熔以制造纖維的廢玻璃12以外的那種玻璃。它與玻璃球相似，并且包括玻璃球，但也包括其它形狀的玻璃如碎裂的玻璃和玻璃棒條。術(shù)語(yǔ)“玻璃料”指的是精致地制成粉末的玻璃，例如，通過(guò)熔化并在水中或水冷輥之間冷淬而制成的玻璃粉，其中可含有助熔劑和上色劑。
另外，廢玻璃12段可以是從磨碎的纖維的長(zhǎng)度至連續(xù)的纖維和絲線段，甚至可以是連續(xù)纖維線的筒子卷裝以及連續(xù)的和切碎的玻璃纖維絲氈制品和氈片本身等的切邊。玻璃纖維的表面可以帶有含有機(jī)構(gòu)的涂層，通常稱為膠料或粘合劑，在用拉絲漏板制造玻璃纖維的情況下，玻璃纖維表面就沒(méi)有上述膠料。玻璃纖維絲的直徑可以是任何已知的玻璃纖維的直徑，其范圍從最小直徑約1-5μm至拉絲漏板制的可彎玻璃棒的大小，這包括(甚至主要是)下滑槽送料形成的玻璃纖維廢料，其中主要是很粗的玻璃纖維和玻璃珠。通常，當(dāng)廢玻璃12表面涂有膠料時(shí)，其上膠制品的膠料量(重量百分?jǐn)?shù))為1％-3％(按燒失量(LOI)法測(cè)定)。除了膠料外，涂有二次涂層的玻璃纖維絲制品還含有較多量(甚至高達(dá)15％，在某些情況下，高達(dá)20％)的含有有機(jī)物的涂層。在廢玻璃12中的纖維或絲上可涂上的含有有機(jī)物的涂層(如膠料)和二次涂層的部分實(shí)例在下列美國(guó)專利中公開(kāi)過(guò)，即No.4 465 500，4 470 252，4 476 191，4 477 496，4477 524，4 483 784，4 483 948，4 518 653，4 530 876，4 532 169，4536 446，4 536 447，4 542 065，4 542 106，4 582 873，4 592 956，4615 946，4 626 289，4 637 956，4 663 231，4 681 658，4 681 802，4681 805，4 728 573，4 745 028，4 748 121，4 752 527，4 762 750，4762 751，4 771 019，4 775 400，4 778 499，4 784 918，4 789 593，4806 620，4 808 478，4 810 576，4 842 620，和4 853 001。另外，任何為熟悉本技術(shù)的人們所知的其他上膠的玻璃纖維絲制品或帶涂層的玻璃纖維絲制品，只要其玻璃成分與按本方法制造的玻璃纖維制品所要求的成分相類似，都可以作為廢玻璃12的構(gòu)成部分。
處理好的廢玻璃14由輸送器16運(yùn)送到可以是計(jì)量裝置的第一區(qū)18，運(yùn)送處理好的廢玻璃14的輸送器16可以是熟知本技術(shù)的人共知的任何可將破碎好的玻璃纖維之類的廢玻璃14從一處運(yùn)到另一處的裝置。這類輸送裝置的一個(gè)非獨(dú)特的例子是輸送帶，或小批量容器或大批量容器，或者是斗式提升機(jī)，等等。在第一區(qū)18中的計(jì)量裝置可以是內(nèi)行人都熟知的可使纖維材料平穩(wěn)地供料的任何普通裝置。平穩(wěn)地供料最好是料基本上不結(jié)塊。上述計(jì)量裝置的一個(gè)非獨(dú)特的適宜例子是圖3所示的棟選機(jī)。
廢玻璃12被輸送裝置20從第一區(qū)18送到像干燥裝置的第二區(qū)22。當(dāng)然，輸送裝置20與輸送器16不同，廢玻璃12或14被計(jì)量之后，上述的輸送裝置就是一種容納計(jì)量過(guò)的材料的普通輸送裝置。作為干燥裝置的區(qū)22可以是內(nèi)行人熟知的任何普通的干燥器，可用來(lái)將廢玻璃中的水份含量降低至供入干燥器的廢玻璃的重量的10％以下，最好是降低至5％以下，更好是降低至2％以下。適宜的干燥器的非獨(dú)特例子包括紅外加熱器，例如美國(guó)專利No.4 024 647中使用過(guò)的那一類。
廢玻璃12或14從第二區(qū)22作為至少部分地干燥過(guò)的和處理好的廢玻璃由輸送器24(類似于輸送器20)送到起著雜物檢測(cè)器作用的區(qū)26內(nèi)。在收集的廢玻璃中可能含有金屬材料和其他的在玻璃纖維絲制造廠常用的非玻璃材料的情況下，必需設(shè)置區(qū)26，以便將上述的材料從要加入熔爐中的廢玻璃中清除出去。熟悉本技術(shù)的人所知的任何雜物檢測(cè)器例如金屬檢測(cè)器都可以用在區(qū)26或用作為區(qū)26。這種檢測(cè)器的一個(gè)非獨(dú)特例子是從美國(guó)賓夕法尼亞州Eriez制造公司購(gòu)買的E-2 Tec/III型Eriez金屬檢測(cè)器，該檢測(cè)器使用一個(gè)固定電感的感應(yīng)器和固定電容的電容器，產(chǎn)生一個(gè)固定頻率的磁場(chǎng)。當(dāng)金屬雜物通過(guò)檢測(cè)器時(shí)，磁場(chǎng)的空間區(qū)域和范圍就會(huì)起作用。
廢玻璃12被輸送器28從雜物檢測(cè)區(qū)26送到熔爐40的加料裝置30。輸送器28可設(shè)置或固定一個(gè)用來(lái)去除從廢玻璃中檢出的雜物的分流裝置32。例如，分流裝置32可以是在輸送器28中的槽，該槽打開(kāi)，就去除雜物。另外，分流裝置32可以是任何可將雜物推出輸送器外的普通裝置，這就使雜物不會(huì)到達(dá)預(yù)定的送料裝置30。另外，分流裝置32還可以設(shè)在作為雜物檢測(cè)區(qū)的區(qū)26內(nèi)，因此，被檢測(cè)出的雜物在該區(qū)就被消除出去，這樣，區(qū)26就起著檢測(cè)雜物區(qū)和清除雜物區(qū)的雙重作用。
計(jì)量裝置18、干燥裝置22和雜物檢測(cè)裝置26的設(shè)置是可以變化的，它們可以兩個(gè)或多個(gè)一起用，或只用其中任何一個(gè)，或者一個(gè)都不用。而且，它們的排列順序也可以改變，這取決于進(jìn)行操作時(shí)所用的具體方法。例如，如果干燥裝置22是長(zhǎng)時(shí)間用的空氣干燥裝置，廢玻璃就應(yīng)在計(jì)量之前進(jìn)行干燥。此時(shí)，干燥裝置就是在區(qū)18，計(jì)量裝置就在區(qū)22，在這里將干燥好的廢玻璃進(jìn)行計(jì)量。另外，在建立的計(jì)量裝置作為廢玻璃處理后的第一項(xiàng)操作的情況下，干燥裝置22和雜物檢測(cè)裝置26的排列順序也可改變。在此方案中，雜物檢測(cè)裝置可置于干燥裝置之前(雖然在計(jì)量操作后檢測(cè)雜物要容易得多)。因此，在區(qū)18作為計(jì)量操作區(qū)的情況下，區(qū)22就是雜物檢測(cè)區(qū)，而區(qū)26就是干燥區(qū)。而且，根據(jù)熔爐40周圍的空間限制情況，輸送器16、20、24和28可以分別是一條連續(xù)的輸送帶的一部分，或者也可以是實(shí)際上分開(kāi)的不同輸送器，它們按與前一個(gè)輸送器同樣的排列和處于同一平面而操作，或者，按不同的排列(例如互相垂直)而操作，還可能不在一個(gè)平面上，這取決于區(qū)18、22和26的高度。
強(qiáng)制的機(jī)械進(jìn)料或供料裝置可以是熟悉本技術(shù)的人所知的任何可將100英寸(2540mm)以下不同長(zhǎng)度的纖維材料送入到高溫區(qū)的加料器，例如，加料器30可以是一個(gè)螺旋推進(jìn)器，它轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)就將廢玻璃12或14從加料器之一端送到位于鄰近熔爐40的那一端。另外，加料裝置30也可以是例如已公開(kāi)的英國(guó)專利1391297所述的通過(guò)一長(zhǎng)形空室的空氣流。加料裝置30最好帶有一貯料斗34，它有助于控制對(duì)熔爐40的加料速度，使之大致均勻或平穩(wěn)地加料，并可產(chǎn)生脈動(dòng)性能。加料裝置30最好是一種具有較為精焊的設(shè)計(jì)的螺旋推進(jìn)器，這一點(diǎn)在下面將結(jié)合圖5討論。加料裝置30最好是可移動(dòng)的，以便可與熔爐40連接。加料裝置30可以將廢玻璃單獨(dú)加入、或與其他已玻璃化的玻璃形成材料一起加入熔爐40，其加料速度可使熔爐40中熔融玻璃熔池的液面水平的變化保持在±0.35英寸，最好是保持在±0.25英寸或更小。這是在熔融玻璃被從熔爐中以大致恒定的速度拉出以制成給定類型的玻璃纖維制品的情況下保持上述的液面水平的。上述的大致恒定的速度是指當(dāng)采用具有相同或相似的噴絲孔尺寸的漏板并且從卷取機(jī)拉細(xì)的速度大致相同時(shí)從熔爐中拉出玻璃熔體以制造具有特定纖維直徑(在公知的公差范圍內(nèi))的玻璃纖維制品的速度。
熔融的玻璃被從熔爐40拉出以制造玻璃纖維之前，要積累一個(gè)足夠的熔融玻璃浴槽。浴槽36可容納廢玻璃、未玻璃化的玻璃形成材料和/或玻璃化的玻璃形成材料。以及它們的混合物。最好是，在廢玻璃12加入熔爐40之前，熔池36由未玻璃化的玻璃形成材料組成。如果用批料來(lái)形成熔池36，可將加料裝置30移動(dòng)，實(shí)際上是先用批料加料器將批料加入熔爐40作為形成熔池36的初始爐料。但是，若加料裝置30的類型是既可以輸送廢玻璃也可輸送批料和/或碎玻璃以在熔爐中形成熔融玻璃池36的加料器，它就不需要移開(kāi)了。最好在熔爐40的一個(gè)縱向端部附近設(shè)置一個(gè)或多個(gè)廢玻璃加料孔31與加料裝置30連接。熔池36的積累可以采用內(nèi)行人熟知的任何方法來(lái)進(jìn)行，例如，可通過(guò)為此目的而設(shè)置溢流槽或流動(dòng)槽的方法為積累熔池36而筑建熔爐。
一般說(shuō)來(lái)，熔爐40的其他必要特征在于它帶有耐火爐襯，并在熔化玻璃時(shí)具有氧化氣氛，至少在加入廢玻璃12或14處是這樣，也就是圖4中的加料裝置30附近的端部應(yīng)有氧化氣氛。另外，熔爐40必須具有能提供有效溫度以熔化玻璃的熔化裝置，所述溫度對(duì)于E-型玻璃或621型玻璃來(lái)說(shuō)通常在玻璃態(tài)溫度下約為1220℃-1290℃(2228°F-2354°F)。上述的熔化裝置是多個(gè)烴類燃料的噴燃器38。通過(guò)供給噴燃器38以過(guò)量的空氣或氧氣(即超過(guò)或多于燃盡供入噴燃器的烴類燃料所需的量的空氣或氧氣)來(lái)產(chǎn)生氧化氣氛。最好是供入至少一個(gè)靠近熔爐40之加料端的噴燃器以1％-3％左右的過(guò)量空氣或氧氣來(lái)形成氧化氣氛。上述的噴燃器38最好是沿熔爐的兩相對(duì)側(cè)壁隔開(kāi)而相對(duì)地多對(duì)排列，所以，通常是一個(gè)噴燃器面對(duì)著另一個(gè)噴燃器。另外，噴燃器38最好能夠提供在熔爐40內(nèi)建立和保持熔池36內(nèi)形成熱區(qū)的一種溫度分布的其他條件。有了這個(gè)熱區(qū)，熔融玻璃中的自然對(duì)流就形成了大量的熔體混合，所以無(wú)需設(shè)置機(jī)械混合機(jī)構(gòu)也能提供良好的玻璃物質(zhì)性。熔爐40的烴類燃料噴燃器38和耐火爐襯可以是熟悉本技術(shù)的人共知的任何標(biāo)準(zhǔn)的普通空氣—烴類燃料噴燃器或燃氧噴燃器和耐火爐襯。熔爐40最好具有大的長(zhǎng)寬比，該長(zhǎng)寬比最好是大約3∶1。熔爐40的熔化區(qū)面積最好約為10-25平方英尺(1-20平方米)。
通過(guò)一個(gè)普通的熔體流動(dòng)連接件(像一個(gè)溝槽和異形擋磚構(gòu)件)或一個(gè)爐喉道將至少一個(gè)前爐42與熔爐40實(shí)行熔體流動(dòng)接合。所述前爐42最好位于熔爐40的縱向?qū)χo靠加料裝置30的爐壁的那扇爐壁的外側(cè)。前爐42中的溫度通常低于熔爐的溫度，以便使熔融玻璃具有制成玻璃纖維、玻璃棒、玻璃球等所需的成形粘度。前爐42有一個(gè)或多個(gè)拉絲漏板工位44，用以制造玻璃纖維絲制品。上述的前爐和漏板的結(jié)構(gòu)都是內(nèi)行人熟知的普通結(jié)構(gòu)。前爐通常帶有耐火爐襯，它的操作以及上述的一個(gè)或多個(gè)漏板的結(jié)構(gòu)和操作全是內(nèi)行人所熟知的。它們的非獨(dú)特的例子在勞文斯汀(K.L.Loewenstein)所著的《連續(xù)玻璃纖維的制造工藝》一書(shū)(紐約Elsevi-er出版公司，紐約，1983年)中談到過(guò)。最好是，至少有一個(gè)漏板工位44用來(lái)制造濕法切碎玻璃纖維絲52(雖然也可制造其他類型的玻璃纖維制品)。在任何情況下，玻璃纖維都用內(nèi)行人熟知的卷繞機(jī)或切短裝置48的拉輥例如一種濕法短切拉輥，或一種組合卷繞機(jī)，或一種粗紗卷繞機(jī)來(lái)牽拉。當(dāng)加料裝置30加入熔爐40的加料速度等于供給廢玻璃12(單獨(dú)地或與其他玻璃化的玻璃形成材料一起供料，但沒(méi)有未玻璃化的玻璃形成材料)的速度時(shí)，裝置48的拉輥的牽拉速度是足夠來(lái)制造所需的玻璃纖維制品的。供料速度應(yīng)保持熔池36的液面高度使之能夠以大致恒定的牽拉速度牽拉來(lái)自卷繞機(jī)的給定的玻璃纖維制品。對(duì)于制造一定的玻璃纖維制品45的基本部分來(lái)說(shuō)，廢玻璃12最好能以構(gòu)成100％的玻璃形成材料的供料速度供入熔爐40。當(dāng)供入的廢玻璃的量小于100％時(shí)，可加入一定比例的其他玻璃化玻璃形成材料以構(gòu)成100％。所述的其他玻璃化玻璃形成材料可通過(guò)相同的加料裝置30加入，或者通過(guò)置于熔爐40周圍并處于加料裝置30相同位置的其他加料器來(lái)加入。
在制造圖1所示的濕法切碎玻璃纖維制品52時(shí)，將連續(xù)纖維45在敷料器46浸漬一種膠料合劑，在收集器46將上述玻璃纖維聚集，并由接觸機(jī)構(gòu)49導(dǎo)引到帶有拉輥50的切碎機(jī)48。聚集的纖維束或絲束被切輥51切碎成切碎纖維絲52。該切碎纖維絲52由收采裝置53收集。任何的為熟悉本技術(shù)的人所知的用來(lái)制造濕法切碎玻璃纖維制品或任何其他制品的設(shè)備和方法都可以用。
另一方面，前爐42可設(shè)置一個(gè)或多個(gè)其他類型的帶有拉絲漏板以制造碎玻璃或玻璃粉(最好是用水的流體冷淬法)的拉絲漏板工位44A。從拉絲漏板出來(lái)的材料沿滑槽54下滑到一個(gè)盛有水56的作為流體供入裝置的容器55。熔融的或接近熔融的或熱的玻璃與水接觸時(shí)，便碎裂而成碎玻璃57。這些碎玻璃57沉入容器55的底部。通過(guò)作為分離裝置的排出管58將碎玻璃57與水56分離，上述分離裝置首先去除水56，然后取出碎玻璃57，并由運(yùn)出管道59儲(chǔ)存。任何的為內(nèi)行人熟知的普通錐形的收集容器和排出管或其他的分離水的裝置都可用于本發(fā)明。
圖2-5示出本發(fā)明的優(yōu)選的步驟及各有關(guān)部分，其中，與圖1所示的部分相同的部分用與圖1相同的部分的相同標(biāo)號(hào)表示。
圖2示出供料裝置60，它由帶有貯料斗18a的計(jì)量裝置18、輸送器20和加料裝置或加料器30組成。加料器30通過(guò)開(kāi)口70(可以是圖1的加料孔31)將材料加入熔爐40內(nèi)。另外，圖2還示出一組噴燃器中的一個(gè)噴燃器38。計(jì)量裝置18最好是一種如圖3所示的旋轉(zhuǎn)式棟選器。輸送器20將計(jì)量過(guò)的廢玻璃12(最好是經(jīng)過(guò)破碎處理好的廢玻璃14)送到加料器30的貯料斗62。該料斗動(dòng)作起來(lái)可對(duì)供料裝置提供脈動(dòng)能力。加料器30最好是像螺旋推進(jìn)器64那樣的精焊的或機(jī)械強(qiáng)制的加料裝置。加料器30還與一個(gè)封閉裝置相聯(lián)接。該封閉裝置可以是運(yùn)送材料時(shí)的隔板，但最好是可用廢玻璃14裝填的盲區(qū)66，該盲區(qū)66位于遠(yuǎn)離螺旋推進(jìn)器64的加入端的另一端。當(dāng)螺旋推進(jìn)器64運(yùn)送廢玻璃14或其他加入料時(shí)，在盲區(qū)66內(nèi)發(fā)生堆積料的堆積。隨著塞—流的移動(dòng)，堆積料移入熔爐40中，從而起到封閉裝置的作用。另外，或另一方面，貯料斗62也有封閉裝置，該裝置是一個(gè)在料斗62上的合適的蓋子。封閉裝置的設(shè)置能減少?gòu)娜蹱t40散逸的熱量。最好是，加料裝置30可由移動(dòng)裝置58移動(dòng)，該裝置可以是任何可用來(lái)使加料器30與熔爐40接合和/或脫離的合適的導(dǎo)軌、輪子、輥?zhàn)拥?。?dāng)采用批料和/或碎玻璃中的一種或者兩種來(lái)形成熔池時(shí)，如果加料器30的設(shè)計(jì)不是完全用于運(yùn)送這兩種材料，就需要移動(dòng)加料器30。在每種情況下，批料或碎玻璃加料裝置都要移到開(kāi)口70的位置，以便將批料和/或碎玻璃和/或玻璃料(通常是玻璃化玻璃形成材料)送入熔爐40。另一方面，熔爐40可以有一個(gè)以上的開(kāi)口70，其中的一個(gè)開(kāi)口被加料器30占用來(lái)加入廢玻璃14，其他的開(kāi)口被批料加料裝置和/或玻璃化材料加料裝置占用。
圖3示出一個(gè)與熔爐40(以虛線表示)連接的優(yōu)選的供料裝置60。計(jì)量裝置18有一個(gè)有限側(cè)壁的貯料斗18a，其側(cè)壁74a、74b、74c、74d以漏斗狀方式互相連接，并圍繞開(kāi)口76構(gòu)成一個(gè)周邊容器，兩個(gè)棟選器78a和78b越過(guò)開(kāi)口76可轉(zhuǎn)動(dòng)地連接起來(lái)。每個(gè)棟選器78a和78b有一個(gè)可轉(zhuǎn)動(dòng)的棒狀縱長(zhǎng)件80a，80b該兩縱長(zhǎng)件80位于規(guī)定的同一平面，并越過(guò)開(kāi)口76彼此平行排列。每個(gè)縱長(zhǎng)件80a，80b有若干徑向向外凸出的齒，對(duì)于一個(gè)棟選器78向另一個(gè)棟選器的緊密靠近來(lái)說(shuō)，仍然允許它們的共面性和平行排列有一定誤差。上述的兩個(gè)棟選器的接近使一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)的縱長(zhǎng)件的齒靠近另一轉(zhuǎn)動(dòng)的縱長(zhǎng)件的齒，但這些靠近的齒是稍微隔開(kāi)，齒端不接觸，也不交叉，所以它們彼此之間可以通過(guò)。這些棟選器78沿向著它們間的空間的方向轉(zhuǎn)動(dòng)。而且，為了改變廢玻璃12的流動(dòng)方向或者為了清理齒82，棟選器78還可以逆向轉(zhuǎn)動(dòng)。破碎好的廢玻璃12可以用內(nèi)行人所熟知的將松散材料加到儲(chǔ)料器例如輸送皮帶上和/或?yàn)榇笕莘e容器卸料的任何方法加到計(jì)量裝置18中。轉(zhuǎn)動(dòng)著的棟選器78將廢玻璃14移到輸送器20上，以便將廢玻璃送到與熔爐40呈供料接合狀態(tài)的加料裝置30中。
輸送器20有一個(gè)或多個(gè)用于干燥和/或固態(tài)非玻璃材料雜物檢查與清除(I&R)的處理區(qū)84，(如圖1所述)。干燥區(qū)和雜物檢查與清除(I&R)區(qū)可按圖1所示的任一種順序設(shè)置，但最好是兩個(gè)區(qū)都設(shè)置，而且最好是干燥區(qū)設(shè)置在雜物檢查與清除區(qū)之前。
圖4a較詳細(xì)示出多個(gè)噴燃器38的排列情況，該噴燃器用于對(duì)熔爐的至少是緊靠近加料器30的部位提供氧化氣氛。為此，對(duì)烴基燃料噴燃器38a和/或38b供入過(guò)剩的空氣或氧(最好是空氣)，其量超過(guò)供入該噴燃器的烴基燃料按化學(xué)計(jì)算的燃燒所需的空氣或氧量。為了易于操作，最好對(duì)噴燃器38a-38i全都供以相同過(guò)量的空氣或氧。另一方面，上述噴燃器中的一個(gè)或多個(gè)可以是熟悉本技術(shù)的人所知的含氧燃料噴燃器。在熔爐40的縱向端部72，前爐42與熔爐40呈熔體流動(dòng)連接狀態(tài)。這種連接最好能使熔池36以其一定深度促使熔融玻璃以重力流動(dòng)方式流入前爐，該流體的主要部分是水平方向的。而且，上述熔池深度足以使熔體的表面與體積之比值有利于減少?gòu)娜蹱t流出的玻璃熔體中的任何耐火材料雜物。熔池36的合適深度是大約23-25英寸(584-635mm)。可用清渣口擋磚86來(lái)控制表面熔融玻璃從熔爐40流到前爐42的流速。前爐42可設(shè)計(jì)成如圖所示的T形，也可設(shè)計(jì)成內(nèi)行人所熱知的任何其他的前爐形狀，一般用標(biāo)號(hào)44表示的拉絲漏板44通常位于前爐42的底部或爐底板上。
圖4b是一側(cè)視圖，示出噴燃器38的排列結(jié)構(gòu)如何能夠單獨(dú)地工作或與一個(gè)或多個(gè)起泡器87一起工作，以便在熔化廢玻璃14時(shí)在熔池36中引起對(duì)流。所述的起泡器87可以是在標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)的裝置中帶有標(biāo)準(zhǔn)流速的空氣或其他氣體的熔化過(guò)程中所十分通用的那類起泡器。由于對(duì)流而混合使熔體近乎均勻，并在擋磚86下面平穩(wěn)地流過(guò)前爐42，進(jìn)入并通過(guò)漏板工位44而制成玻璃纖維制品45。玻璃纖維45可以是并且最好是由如圖1所示的濕法破碎拉輪或如圖4b所示的卷繞器48從漏板44牽拉出去。而且，如圖46所示，熔爐40的頂部有多個(gè)排氣管道(未給標(biāo)號(hào))。
圖5示出在帶有螺旋推進(jìn)器64的加料器30的部分剖切的加料器30的側(cè)視圖，并示出了螺旋推進(jìn)器64前面的盲區(qū)66。還示出了加料器30的移動(dòng)裝置68。加料器30有機(jī)架88用來(lái)支承驅(qū)動(dòng)螺旋推進(jìn)器64的驅(qū)動(dòng)馬達(dá)90。任何的為熟悉本技術(shù)的人們所知的適宜驅(qū)動(dòng)裝置皆可用來(lái)驅(qū)動(dòng)螺旋推進(jìn)器64，而且，馬達(dá)最好是變速馬達(dá)，例如，林克—貝爾型無(wú)級(jí)變速裝置。為了進(jìn)行變速傳動(dòng)，通過(guò)皮帶94將離合器92與馬達(dá)90實(shí)行傳動(dòng)連接。貯料斗62與螺旋推進(jìn)器呈供料接合狀態(tài)。貯料斗62有一個(gè)蓋96。螺旋推進(jìn)器的機(jī)械設(shè)計(jì)和動(dòng)力設(shè)計(jì)是從其螺旋片考慮的，即螺旋片的兩螺齒峰之間的縱軸線距離最好小于大約為破碎好的廢玻璃14的最大長(zhǎng)度，該螺距最好為大約15-17英寸(380-432mm)。螺旋推進(jìn)器64的螺旋片的頂部與推進(jìn)器殼體98內(nèi)表面之間的徑向間隙最好為1英寸(25.4mm)左右。換句話說(shuō)，螺旋推進(jìn)器64的至螺旋片頂部的外徑比推進(jìn)器殼體98的內(nèi)徑小2英寸(51mm)左右。盲區(qū)66的尺寸通常應(yīng)能使離開(kāi)螺旋推進(jìn)器64的廢玻璃產(chǎn)生塞-流移動(dòng)，以便進(jìn)入熔爐40中。廢玻璃在盲區(qū)66的堵塞有助于阻隔來(lái)自熔爐的熱量對(duì)金屬推進(jìn)器的加熱，這就可能減少?gòu)U玻璃的軟化以及最初接觸螺旋推進(jìn)器64時(shí)就發(fā)生熔化的現(xiàn)象。盲區(qū)66的尺寸，對(duì)于直徑大約為8—12英寸(203-305mm)的螺旋推進(jìn)器64來(lái)說(shuō)，最好大約為6-18英寸(152-458mm)。
加入熔爐40中的廢玻璃的含水量最好大約為1-3％(重量)，供給烴基燃料噴燃器的氧的過(guò)剩量最好為大約1-3％(從熔爐40的廢氣中測(cè)量的值)。最好在貯料斗62中設(shè)置一個(gè)加料量控制器(圖中未示出)，以保證由感量信號(hào)輸送器20將多一些(或有時(shí)少一些)的廢玻璃14供入料斗62中。料斗62的加料量控制器可以是熟悉本技術(shù)的人所知道的任何加料量控制器。
熔爐40裝了玻璃熔體的初始爐料后，最好是熔爐40所需的100％玻璃形成材料都是供入廢玻璃。雖然不加入特定的或批料的玻璃形成材料，但可將少量玻璃改性材料與廢玻璃一起加入。例如，可加入硫酸鹽以促進(jìn)精煉并調(diào)節(jié)玻璃的氧化與還原之比值。當(dāng)用來(lái)提供玻璃形成材料的廢玻璃少于100％時(shí)，余量則補(bǔ)入碎玻璃或玻璃料。
一般說(shuō)來(lái)，熔爐的工作溫度應(yīng)高到足于使玻璃熔化，并能使廢玻璃14中所含的有機(jī)化合物全部完全氧化。
權(quán)利要求
1.用廢玻璃纖維制造玻璃纖維制品的方法，包括如下步驟將廢玻璃纖維加入熔爐中，所述廢玻璃纖維的平均長(zhǎng)度小于12英寸(305mm)左右，其可纖維化無(wú)機(jī)構(gòu)成分與玻璃纖維制品的成分大致相似，至少有一些廢玻璃纖維帶有有機(jī)化合物的涂層，加料速度足以在熔爐中保持一個(gè)熔融玻璃的熔池，而且在八小時(shí)的周期內(nèi)該熔池的水平高度的變化保持在大約小于0.35英寸(9mm)的范圍內(nèi)；在熔化溫度至少足以至少在熔融玻璃熔池的廢玻璃纖維加入口附近保持氧化氣氛中，并在沒(méi)有未玻璃化玻璃形成材料加入熔爐中的情況下熔化上述廢玻璃纖維，而熔融的玻璃被從熔爐中拉出；在低于熔爐溫度的溫度下調(diào)整玻璃熔體，使之具有成形粘度；和從至少一個(gè)適宜于接受上述調(diào)整好的玻璃熔體的拉絲漏板制取玻璃纖維制品，并以一個(gè)大致恒定的牽拉速度，將熔融玻璃從熔爐拉出制成規(guī)定的玻璃纖維制品。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于還包括制備廢玻璃纖維段的步驟，處理好的玻璃纖維平均長(zhǎng)度小于12英寸左右，最大長(zhǎng)度應(yīng)小于100英寸左右。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其特征在于，采用破碎法制備廢玻璃纖維段。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于，上述的加入廢玻璃纖維的步驟同時(shí)伴隨加入先前熔化過(guò)的玻璃形成材料，這些材料可包括玻璃料、碎玻璃和玻璃球。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的方法，其特征在于，上述的廢玻璃和其他的玻璃形成材料是通過(guò)熔爐上的專用加料孔加入的。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于，上述的熔爐中的熔融玻璃熔池是用可纖維化玻璃形成材料制備的，該材料可包括可纖維化玻璃的批料組分，每種材料在加入熔爐中廢玻璃纖維的玻璃組分量的±10％范圍內(nèi)調(diào)節(jié)、曾經(jīng)熔化過(guò)的玻璃形成材料，包括玻璃球、碎玻璃、玻璃料、玻璃珠和它們的混合物，以及批料組分玻璃形成料與曾經(jīng)熔化過(guò)的玻璃形成材料的混合物，其中，當(dāng)熔池形成后，加入玻璃形成材料的加料速度應(yīng)足以使熔池深度保持在一個(gè)能制造玻璃纖維的有效深度。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于，所述的熔爐具有耐火爐襯，其水平長(zhǎng)度大于其寬度，不用機(jī)械攪拌也可達(dá)到爐內(nèi)熔體基本均勻。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于，除了至少一個(gè)用來(lái)制取多根玻璃纖維的拉絲漏板工位處，還有至少一個(gè)另外的附加漏板工位用于制取碎玻璃。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的方法，其特征在于，上述的碎玻璃是采用熔體淬冷法由一股或多股從上述另外的漏板流出的熔融玻璃流制取。
10.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于，上述的廢玻璃纖維的加入是通過(guò)螺旋推進(jìn)器加入到熔爐的中料口內(nèi)，螺旋推進(jìn)器的螺旋片沿縱向軸線相隔的距離與加入的廢玻璃纖維的平均長(zhǎng)度相當(dāng)，螺旋推進(jìn)器裝入一個(gè)殼體內(nèi)，螺旋片的頂部與該殼體內(nèi)表面間的間隙約為0.5英寸(12.5mm)至2英寸(51mm)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的方法，其特征在于，上述螺旋推進(jìn)器的靠近熔爐的最后一個(gè)螺旋片與熔爐中內(nèi)部隔開(kāi)，形成一個(gè)縱向的盲區(qū)，該盲區(qū)從螺旋推進(jìn)器最后一個(gè)螺旋片的前面與熔爐內(nèi)表面之間區(qū)域的沿縱向軸線的距離約為1-12英寸(25.4-305mm)。
12.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于，上述的廢玻璃纖維加入到熔爐之前是經(jīng)過(guò)計(jì)量的，以便較為均勻地加入到爐內(nèi)。
13.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于，還包括如下步驟在將上述玻璃纖維加入到熔爐之前要檢查其中的雜物，并將檢查出的雜物清除出去。
14.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于，還包括在上述廢玻璃纖維加入熔爐之前要進(jìn)行干燥。
15.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于，上述的帶有有機(jī)化合物涂層的廢玻璃纖維包括上膠的玻璃纖維和涂層的玻璃纖維，其中，上膠的玻璃纖維中含有的來(lái)自水化化學(xué)處理復(fù)合料的含有機(jī)構(gòu)的含水少的殘留物的量占處理好的玻璃纖維重量的大約0.1％至大約20％。
16.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于，還包括對(duì)熔爐形成氧化氣氛的步驟，其方法是提供按化學(xué)計(jì)算過(guò)量的氧以燃燒供入熔爐的一個(gè)或多個(gè)噴燃器中的燃料，使熔爐達(dá)到熔化玻璃的溫度。
17.將100％廢玻璃纖維加入一個(gè)玻璃熔爐中以制造玻璃纖維絲制品的方法，包括下列步驟；將上膠的或涂層的廢玻璃纖維破碎至平均長(zhǎng)度約為0.5-10英寸；在沒(méi)有任何玻璃形成批料而是只有玻璃形成加入料的情況下將破碎好的玻璃纖維加入到熔爐的熔融玻璃熔池中，加入的纖維具有大致類似于玻璃纖維制品成分的可纖維化無(wú)機(jī)物成分，加料速度應(yīng)足以在八小時(shí)的周期內(nèi)使熔爐內(nèi)熔池水平面高度的變化小于0.25英寸(6.2mm)左右；在熔池中熔化廢玻璃纖維，其熔化溫度至少要足以在氧化氣氛中熔化上述纖維，在該氧化氣氛中過(guò)量的氧量應(yīng)超過(guò)燃燒供入熔爐中噴燃器的燃料所要求的化學(xué)計(jì)算的量高達(dá)3％，其中，上述熔池由可纖維化無(wú)機(jī)成分玻璃形成材料嘩而形成，該材料的成分與玻璃纖維制品的成分類似，可包括曾經(jīng)熔化過(guò)的玻璃纖維、碎玻璃、玻璃料、玻璃球和玻璃珠和它們的混合物，和在加入熔爐的破碎好的玻璃纖維材料的量的±10％范圍內(nèi)調(diào)整的可纖維化玻璃的批料組分，以及曾經(jīng)熔化過(guò)的玻璃形成材料與批料的混合物；將熔融玻璃熔體冷卻至具有成形粘度；和由至少一個(gè)適宜于接受具有成形粘度的玻璃熔體的拉絲漏板制成玻璃纖維制品，其方法是從熔爐中以大致恒定的速度將玻璃熔體通過(guò)漏板牽拉出來(lái)，制成所需的玻璃纖維制品。
18.用廢玻璃纖維絲制造玻璃纖維絲制品的方法，包括如下步驟a.將破碎過(guò)的并且化學(xué)處理過(guò)的廢玻璃纖維加入到帶有耐火爐襯的并具有高的長(zhǎng)寬比的而且有一個(gè)熔融玻璃熔池的熔爐中，上述的廢玻璃纖維包括上膠的和有涂層的玻璃纖維，它們具有i)平均長(zhǎng)度小于約12英寸(305mm)，ii)含水量小于加料量的10％(重量)左右，iii)其氧化硅成分與玻璃纖維絲制品的成分相似，并且基本上沒(méi)有粉末狀的玻璃形成材料，加料的速度應(yīng)足夠使熔爐中玻璃熔池水平面的高度在八小時(shí)內(nèi)的變化保持在小于0.25英英(6.2mm)左右。b.在熔爐中沒(méi)有粉末狀玻璃形成材料的情況下在氧化氣氛中熔化上述的廢玻璃纖維，上述氧化氣氛由超過(guò)按化學(xué)計(jì)算的燃燒供入在熔爐的側(cè)壁上排列的烴基燃料噴燃器中的燃料所需的氧量約1％-3％的過(guò)量氧來(lái)形成，其中，在初始加入廢玻璃纖維時(shí)熔爐中的玻璃熔化池由可纖維化的無(wú)機(jī)玻璃形材料構(gòu)成，該材料的成分與玻璃纖維制品的成分相似，該材料可包括曾經(jīng)熔化過(guò)的廢玻璃纖維、碎玻璃、玻璃料、玻璃球和玻璃珠，以及它們的混合物，和按加入熔爐中的破碎好的玻璃纖維材料的量的±10％范圍內(nèi)調(diào)整的可纖維化玻璃的批料組分，以及曾經(jīng)熔化過(guò)的玻璃形成材料與批料的混合物，其中，熔爐中有1400℃-1600℃的高溫下有助于形成自然的對(duì)流，以消除玻璃熔體中的不均勻性，但不用任何由機(jī)械攪拌器提供的較大強(qiáng)力對(duì)流；c.在一個(gè)與熔爐連接的帶耐火爐襯的前爐中在某一有效溫度下調(diào)整玻璃熔體；d.從至少一個(gè)拉絲漏板工位控制玻璃纖維，所述漏板帶有若干可讓玻璃熔體流過(guò)的孔，并與上述前爐連接，以大致恒定的牽拉速度從熔爐拉出玻璃熔體制成所需的玻璃纖維制品。
19.用主料為廢玻璃纖維絲來(lái)制造玻璃纖維絲制品的裝置，含有a.帶有耐火爐襯的玻璃熔化爐，該熔爐有高的長(zhǎng)寬比，其爐底板與至少與兩對(duì)相對(duì)的側(cè)壁支承地連接，熔爐的各側(cè)壁與底板連接，并與相鄰側(cè)壁互相連接，形成一個(gè)容器，該容器帶有一個(gè)對(duì)著爐底板的蓋板，蓋板與各側(cè)壁接合形成一個(gè)尺寸有限的高溫容納區(qū)，該區(qū)內(nèi)沿側(cè)壁設(shè)置若干個(gè)相隔開(kāi)的烴基燃料噴燃器，用從至少在容器一端的部分產(chǎn)生氧化環(huán)境；b.熔融玻璃熔池，其成分大致與玻璃纖維制品的成分相似，上述熔池具有足夠的深度，以減少玻璃纖維制品中的耐火材料雜物；c.與熔爐實(shí)行送料接合的強(qiáng)制機(jī)械加料裝置，該裝置置于對(duì)著熔融玻璃從熔爐出口的那一端，用來(lái)加入廢玻璃纖維到熔爐中去，加料速度要使熔爐中玻璃熔池的水平面高度在八小時(shí)內(nèi)的變化保持在±0.35英寸(6.2mm)范圍內(nèi)。d.與熔爐呈熔體流動(dòng)連接的調(diào)整裝置，該裝置位于對(duì)著加料器附近的端部的那一端，用來(lái)將玻璃體調(diào)整成具有成形粘度；和e.至少一個(gè)拉絲漏板，該漏板位于前爐的一個(gè)開(kāi)口的下側(cè)，它與調(diào)整玻璃熔體的熔爐與前爐的連接處有一段距離。
20.根據(jù)權(quán)利要求要求19的裝置，其特征在于，還包含一個(gè)與前爐連接的用來(lái)制造碎玻璃的漏板工位，該漏板工位有一流體供給裝置與至少一股從熔爐流出玻璃流相接觸，從而將玻璃破碎，還有一個(gè)分離裝置，將流體與破碎的玻璃分離。
21.根據(jù)權(quán)利要求要求19的裝置，其特征在于，上述的噴燃器還可在熔爐內(nèi)形成一個(gè)溫度場(chǎng)，以便在玻璃熔體內(nèi)產(chǎn)生一個(gè)熱區(qū)，以助于形成自然的對(duì)流，減少?gòu)娜蹱t流出的玻璃熔體的不均勻性，其中，熔爐中熔池的深度有利于熔體靠重力從熔爐流出，該熔體的基本流動(dòng)方向是水平的。
22.根據(jù)權(quán)利要求要求9的裝置，其特征在于，還包括下列裝置中的一個(gè)或多個(gè)熔爐中的吹氣對(duì)流裝置，用于減小流出熔爐的玻璃熔體的不均勻性；將機(jī)械加料器與熔爐隔開(kāi)阻止煙霧散透的封閉裝置；與機(jī)械加料器呈送料接合狀態(tài)的計(jì)量裝置，用于計(jì)量加入熔爐的廢玻璃纖維；與機(jī)械加料器呈送料接合狀態(tài)的破碎裝置，用來(lái)將廢玻璃纖維處理成平均長(zhǎng)度小于12英寸(305mm)左右的料，以便于機(jī)械加料器加入熔爐中；與機(jī)械加料器呈送料連接狀態(tài)的干燥裝置，用來(lái)使加入熔爐中的廢玻璃纖維中的含水量降低至大約10％以下；和與機(jī)械加料器呈送料接合狀態(tài)的非玻璃固態(tài)物檢查與清除的裝置，用來(lái)清除加入熔爐中的廢玻璃纖維中的除了玻璃纖維以外的至少是固態(tài)的雜物。
全文摘要
用廢玻璃纖維制造玻璃纖維的方法和裝置，包括將平均長(zhǎng)度小于12英寸的廢玻璃纖維加入到具有熔融玻璃熔池的熔爐中，在沒(méi)有非玻璃化玻璃形成材料的情況下，在氧化氣氛中將廢玻璃纖維熔化，將玻璃熔體調(diào)整成具有成型粘度，然后，制成玻璃纖維，對(duì)于給定的玻璃纖維制品，用基本恒定的速度將玻璃熔體從熔爐牽拉出來(lái)。廢玻璃纖維的加料速度應(yīng)足夠在八小時(shí)內(nèi)使熔池液面高度變化保持在±0.35英寸范圍內(nèi)。上述的熔爐有高的長(zhǎng)寬比，它的尺寸有限的熔化區(qū)支持一個(gè)熔池，接納加入的廢玻璃纖維。
文檔編號(hào)C03B37/08GK1120332SQ94191647
公開(kāi)日1996年4月10日 申請(qǐng)日期1994年3月29日 優(yōu)先權(quán)日1993年3月31日
發(fā)明者斯坦利·C·德格利弗, 喬·B·羅夫萊斯, 查里斯·E·沃特金斯, 提莫西·G·馬西斯, 哈里·馬基卡, 托馬斯·C·布爾, 約漢·W·科頓, 小科提斯·L·漢維, 丹尼斯·S·波斯圖帕克, 詹姆斯·V·施弗斯, 提莫西·史密斯 申請(qǐng)人:Ppg工業(yè)公司