Способы производства стеклянных волокон

Способы выработки стеклянного волокна различают по его формованию: 1) утончают струйку стекломассы и превращают ее в непрерывное волокно и 2) разделяют и расчленяют струи расплавленного стекла и одновременно вытягивают короткие волокна.

Волокно из струйки стекломассы вытягивается механически, воздухом или паром. Эти способы бывают одностадийными или же двух стадийными. Двух стадийным способом стекловолокно вырабатывается из сосудов или печей стеклоплавильных, тех которые питаются шариками из стекла, эрклезом или штабиками; одностадийным способом — из печей стекловаренных, которые питают шихтой.

Для механического вытягивания волокна используют вытяжные валки, барабаны, бобины, колеса или прядильные головки, для вытягивания воздухом или паром — дутьевые головки.

Стеклянные волокна обладают высокими звуко-, электро- и теплоизоляционными свойствами. Они применяются при изготовлении стеклопластиков, фильтровальных материалов, стеклянной бумаги, окон (http://gridnev.biz) и дверей любой сложности. Ниже приводятся схемы установок для получения непрерывного и штапельного стеклянных волокон.

Двухстадийный способ применяется также для получения штапелированной пряжи. При этом волокна, получаемые из стеклоплавильного сосуда, не соединяются в комплексную нить, а вытягиваются параллельно, смачиваются замасливателем и наматываются на вращающуюся конусную головку прядильной машины. С торца конусной головки волокна сходят в виде штапелированной пряжи, повторно замасливаются и наматываются на бумажные гильзы крестовой намоткой. Штапелированная пряжа вырабатывается из волокон диаметром 8—12 мкм толщиной 200—660 текс.

Для получения волокна одностадийным способом в ванную стекловаренной печи загружается шихта с боем стекла. Масса стекла растягивается в волокна, которые собираются в нитесборнике, образуя нить. Нити вытягиваются валиком. Нить с помощью раскладчика раскладывается на сетке конвейера. Слои нитей, толщина которых определяется производительностью сосуда и скоростью движения ленты конвейера, пропитываются клеящими составами и поступают на конвейер с камерой сушки. Стеклянный холст получаемый после сушки используется в качестве армирующего материала для стеклопластиков. Одностадийным способом получают волокна от 9 до 20 мкм. Если заменить вытяжные валки наматывающими аппаратами, то на этой же установке можно получать стеклянное волокно текстильного назначения.

Способ получения непрерывного стеклянного волокна штабиками. Стеклянные штабики закреплены в кассеты по 100 штук и более, вместе с которыми они автоматически подаются к нагревателям. Концы штабиков расплавляются в пламени газовой горелки или в электрическом нагревателе. Расплавленная стекломасса, как и при фильерном способе, растягивается в волокно. В зависимости от расположения штабиков различают горизонтальное или вертикальное вытягивание. Волокна формируются в нить на замасливающем устройстве, наматываются на бобину или барабан, снимаются с него и используются для дальнейшей переработки. Этим способом изготавливаются волокна диаметром 8—25 мкм. Недостатком штабикового способа по сравнению с фильерными (одно и двух стадийным) является более низкая производительность труда и оборудования.

Получение стеклянного шпона из непрерывного стеклянного волокна. Электропечь со стеклоплавильным сосудом монтируется на передвижной каретке, которая перемещается параллельно оси наматывающего аппарата. Аппарат оснащен барабаном диаметром 1 м и длиной 3 м. При вращении барабана производится вытягивание и намотка волокна на барабан. Перед намоткой, волокна покрывают через пульверизатор, полимерными связующими. Получаемую цилиндрическую заготовку в виде плоского листа (шпона) разрезают и снимают с барабана.

Для производства штапельного стеклянного волокна применяют главным образом способы вертикального вытягивания, вертикального раздува перегретым паром или воздухом, центрифугально-фильерно-дутьевой способ, способы раздува грубых волокон горячими газами.

Схема установки для получения штапельного стеклянного волокна способами вертикального вытягивания и раздува. Сваренная в ванной печи масса стекла (http://steklo.biz) поступает в фидер, в дне которого установлены фильерные питатели. Вытекающие из фильер струи стекломассы диаметром 2—3 мм раздуваются паром, поступающим из дутьевых головок. Волокна попадают в камеру осаждения, в которой на них наносится с помощью форсунок связующее и оседают на ленте приемно-формующего конвейера. Дальнейшая обработка волокна включет сушку, отверждение, подклейку стеклянной ткани, уплотнение и резку слоя стеклянного волокна.

Конструкция фильер, технологические параметры работы фильерного питателя и энергоносителя при обоих способах существенно различаются.

Схема получения штапельного волокна центрифугально-фильерно-дутьевым способом. Стекломасса из стекловаренной печи поступает в питатели, установленные в дне фидера. Струя стекломассы из питателя попадает в центрифугальную чашу. Под действием центробежных сил стекломасса продавливается через фильеры в боковых стенках чаши и вытягивается в тонкие струйки. Поток раскаленных газов омывает чашу снаружи, обогревая ее, и дополнительно растягивает стеклянные волокна. Осаждение волокон на конвейере, сушка, резка и другие стадии получения штапельного стеклянного волокна такие же, как для способа вытягивания и раздува.

Схема получения ультра (УТВ) и супертонкого (СТВ) штапельного волокна. Процесс получения УТВ и СТВ — двух стадийный, он основан на раздуве первичных стекло-волокон потоками раскаленного газа. Из электропечи, питаемой стеклянными шариками, вращающимися валиками вытягиваются волокна.

Стекловату, делают так
Стеклова́та — волокнистый минеральный теплоизоляционный материал, разновидность минеральной ваты.