熔體池30以外。由此能夠有效地保證浸沒燃燒加熱器40不 會被熔融的礦物材料所堵塞。
[0086] 在以上過程中，應(yīng)當(dāng)理解的是，可以根據(jù)經(jīng)驗測量來控制各種性質(zhì)。具體而言，期 望的是礦物材料在腔室20內(nèi)達(dá)到特定的停留時間，并且還保證從虹吸管50取出的熔體中 Fe(2+)的比例在優(yōu)選的界限內(nèi)。可以響應(yīng)于工藝過程中所采取的測量來調(diào)節(jié)工藝參數(shù)，以 實(shí)現(xiàn)所需的結(jié)果。
[0087] 例如，可以利用引入到顆粒狀礦物材料中的示蹤材料來計算停留時間。例如，該示 蹤材料可以是在用于顆粒狀礦物材料的原料中沒有的化學(xué)元素。例子為ZnO和ZrSiO 4，但 是其他示蹤材料也是適用的。可以將已知量的示蹤材料在給定的時間引入到熔體中，然后 可對從虹吸管輸出的熔體進(jìn)行分析，從而建立示蹤材料在腔體20內(nèi)的過程中的平均時間 周期。可以通過光譜法或用于識別示蹤材料的其他合適技術(shù)來分析熔體。示蹤材料離開 腔體20的平均時間周期可以理解為礦物材料在腔體內(nèi)的停留時間。在本文中，平均值是中 值；因此，可以將停留時間理解為一半示蹤材料離開腔體20所需的時間周期。
[0088] 停留時間受參數(shù)的影響，如顆粒狀礦物材料的輸入速度以及熔體池 30的高度，其 能夠利用虹吸管50來控制，虹吸管50所在位置的高度是可調(diào)節(jié)的。通過按如上所述利用 示蹤材料來測量停留時間，能夠得到用于所需停留時間的工藝參數(shù)的合適組合。同樣，也能 夠理解給定存在的一組工藝參數(shù)對停留時間的影響。
[0089] 如上所述，還優(yōu)選的是保證由虹吸管50所取出的熔體中期望的Fe(2+)比例。這 能夠通過根據(jù)測量的輸出物中Fe(2+)比例調(diào)整各種工藝參數(shù)來完成。可以確定Fe(2+) 比例的一種技術(shù)是通過穆斯堡爾譜（M0ssbauer Spectroscopy)確定Fe (2+)的比例，如 "Ferric/Ferrous Ratio in Basalt Melt at Different Oxygen Pressures" （Helgason 等人，Hyperfine Interact·，45 (1989)，第 287-294 頁）中所述。
[0090] 在以上說明中，描述了制造熔體的持續(xù)過程。在該過程中，熔體池30保持在原位， 穩(wěn)定的熔體流流出并轉(zhuǎn)移至離心纖維化裝置60。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解的是，首先 必須初始化該系統(tǒng)。換言之，首先必須形成熔體池。在此階段，熔體池30可以不達(dá)到浸沒 燃燒加熱器40的高度?？梢灾钡饺紵訜崞?0被熔體池30浸沒時才開啟燃燒加熱器40。 但是，在優(yōu)選的實(shí)施方案中，為了保證整個腔體中的溫度一致性以及防止低位熔體池30的 凝固或冷卻等，即使加熱器40還未被浸沒，也希望啟動加熱器40。另外，在此階段啟動加熱 器40可以減少熔體進(jìn)入加熱器40的風(fēng)險，而熔體進(jìn)入加熱器40會影響其功能。
[0091] 同樣，當(dāng)停止該裝置時，可以通過逐漸降低出口擋板56或其他技術(shù)來清空熔體池 30。此外，在這個過程中，燃燒加熱器40可以維持運(yùn)行，以保證熔體池30即使處于低位也 能保持在適當(dāng)?shù)臏囟取?br>[0092] 對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說對優(yōu)選實(shí)施方案的各種修改和改變是顯而易見的。在一 些替代性的實(shí)施方案中，例如，浸沒加熱器40為電極加熱器。換言之，在熔體池30內(nèi)設(shè)置 一組或多組陰極和陽極對。陰極-陽極對之間所施加的電位差產(chǎn)生經(jīng)過熔體池的電流。熔 體池30的相對高的電阻導(dǎo)致顯著的能量損失，從而在熔體池30內(nèi)進(jìn)行加熱，由此升高熔體 池30的溫度并提供如上所述加熱裝置的優(yōu)點(diǎn)。特別是，升高的溫度促進(jìn)了熔體池30內(nèi)的 湍流，使得溫度上升和組成一致。
[0093] 電極可以從腔體20的底部向上垂直延伸，因為這可以保證對熔體的較好攪拌和 良好均勻性。在其他例子中，電極可以通過腔體20的側(cè)壁水平延伸，或者在垂直和水平之 間形成角度。優(yōu)選地，電極由鉬構(gòu)成。對于Fe (2+)比金屬鐵和Fe (3+)相對含量高的情況， 這種材料是特別合適的，因為Fe (2+)不像其他形態(tài)的Fe那樣對鉬有腐蝕性。電極優(yōu)選地 從腔體20底部延伸IOcm至30cm，而在優(yōu)選的實(shí)施方案中，恪體槽的高度為30cm至50cm。 通常，在使用時電極應(yīng)當(dāng)完全被熔體池30覆蓋。
[0094] 在另一個替代性的實(shí)施方案中，省去了第二入口 18,只通過浸沒加熱來加熱熔體 池30。這樣的好處是延長了燃燒室20內(nèi)部襯套的使用壽命，因為其會受到來自于燃燒噴 槍18的極度熱輻射而被嚴(yán)重?fù)p耗。由于只進(jìn)行浸沒加熱，燃燒室20內(nèi)部的襯套僅被礦物 熔體的少量熾熱所損耗。
[0095] 其他的變化和修改對于本領(lǐng)域技術(shù)人員是顯而易見的。這樣的變化和修改可以包 括已經(jīng)知曉并且可用于代替或附加于本文所述的特征的等價和其他特征。在分開的實(shí)施方 案的內(nèi)容中所描述的特征可以在單個實(shí)施方案中進(jìn)行組合。相反，在單個實(shí)施方案的內(nèi)容 中描述的特征也可以分別提供或者以任何合適的子組合來提供。
[0096] 應(yīng)當(dāng)指出的是，術(shù)語"包括"不排除其他元件或步驟，術(shù)語"一"或"一個"不排除多 個，單個特征可以實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求中記載的幾個特征的功能，并且權(quán)利要求中的附圖標(biāo)記不 應(yīng)當(dāng)被解釋為限制權(quán)利要求的范圍。還應(yīng)當(dāng)指出的是，附圖是不必按比例繪制；而重點(diǎn)通常 在于闡述本發(fā)明的原理。
【主權(quán)項】
1. 一種制造人造玻璃質(zhì)纖維（MMVF)的方法，其包括： 提供循環(huán)燃燒室； 將顆粒狀燃料、顆粒狀礦物材料和第一燃燒氣體注入所述燃燒室的上部區(qū)域內(nèi)并燃燒 所述燃料，由此將所述顆粒狀礦物材料熔融從而形成礦物熔體； 在所述燃燒室的底部區(qū)域收集所述礦物熔體； 通過浸沒加熱在所述燃燒室的底部區(qū)域加熱收集的礦物熔體； 將收集的礦物熔體通過出口從所述燃燒室中取出，所述出口包括虹吸管；以及 由取出的礦物熔體形成MMVF。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中對收集的礦物熔體進(jìn)行浸沒加熱的步驟包括對收 集的礦物熔體進(jìn)行電極加熱。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的方法，其中對收集的礦物熔體進(jìn)行浸沒加熱的 步驟包括在所述礦物熔體內(nèi)實(shí)施浸沒燃燒工藝。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中所述浸沒燃燒工藝包括由延伸穿過所述燃燒室的 一個或多個側(cè)壁的一個或多個燃燒噴槍注入另外的燃料和燃燒氣體。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中所述燃燒噴槍與所述燃燒室的側(cè)壁向下形成角 度。
6. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中所述虹吸管所在位置的高度是能夠調(diào) 節(jié)的。
7. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中所述第一燃燒氣體為富氧空氣，其包 含至少25體積％的氧氣。
8. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，還包括以下步驟：將第二燃燒氣體注入到 所述礦物熔體上方，由此引發(fā)由所述顆粒狀燃料的熱解而產(chǎn)生的炭的燃燒。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中所述第二燃燒氣體為富氧空氣，其包含至少25體 積％的氧氣。
10. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中使用離心纖維化裝置實(shí)施形成所述 MMVF的步驟。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中所述離心纖維化裝置為紡絲杯。
12. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中所述離心纖維化裝置為級聯(lián)紡絲機(jī)。
13. -種旋風(fēng)爐，包括： 循環(huán)燃燒室； 一個或多個入口，用于將顆粒狀燃料、顆粒狀礦物材料和燃燒氣體注入到所述燃燒室 的上部區(qū)域以燃燒所述燃料，由此將所述顆粒狀礦物材料熔融從而形成礦物熔體，所述礦 物熔體收集在所述燃燒室的底部區(qū)域，其中所述燃燒室是一體形成的并且所述底部區(qū)域不 是單獨(dú)提供的； 浸沒加熱裝置，用于在所述燃燒室的底部區(qū)域中直接加熱收集的礦物熔體；以及 出口，用于從所述燃燒室中取出收集的礦物熔體，所述出口包括虹吸管。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的旋風(fēng)爐，其中用于直接加熱收集的礦物熔體的浸沒加熱裝 置包括電極。
15. 根據(jù)權(quán)利要求13或權(quán)利要求14所述的旋風(fēng)爐，其中用于直接加熱收集的礦物熔體 的所述浸沒加熱裝置包括一個或多個燃燒噴槍，以用于實(shí)施所述礦物熔體中的浸沒燃燒工 -H- 〇
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的旋風(fēng)爐，其中所述一個或多個燃燒噴槍延伸穿過所述燃燒 室的一個或多個側(cè)壁。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的旋風(fēng)爐，其中所述燃燒噴槍從所述燃燒室的側(cè)壁向下形成 角度。
18. 根據(jù)權(quán)利要求13至17中任一項所述的旋風(fēng)爐，其中所述虹吸管所在位置的高度是 能夠調(diào)節(jié)的。
19. 根據(jù)權(quán)利要求13至17中任一項所述的旋風(fēng)爐，其包括用于將廢氣從所述燃燒室中 排出的廢氣出口，其中所述廢氣出口穿過所述燃燒室的頂部而形成。
【專利摘要】一種用于制造人造玻璃質(zhì)纖維的熔體，其可以通過在循環(huán)燃燒室(20)中熔融顆粒狀材料形成。所述材料被收集在燃燒室的底部區(qū)域(26)，在該底部區(qū)域能夠利用浸沒加熱裝置(40)對其進(jìn)行加熱。浸沒加熱增加了熔體池(30)內(nèi)熔體的均勻性，其一致性通過使用將熔體從燃燒室中取出的虹吸管(50)而得以保持。
【IPC分類】C03B5-235, C03B5-28, C03B5-12, C03B5-185
【公開號】CN104870381
【申請?zhí)枴緾N201380064666
【發(fā)明人】梅特·索爾旺, 斯文·格羅弗-拉斯穆森, 拉爾斯·埃爾默科爾德·漢森
【申請人】羅克伍爾國際公司
【公開日】2015年8月26日
【申請日】2013年10月11日
【公告號】CA2887250A1, EP2906506A1, US20150225274, WO2014057130A1