漏板和相应的衬套制造技术

本发明专利技术涉及用于接收高温熔体的衬套的漏板，其漏板包括若干个不同类型的区段，同时本发明专利技术进一步包括相应的衬套以生产玻璃纤维。发明专利技术进一步包括相应的衬套以生产玻璃纤维。发明专利技术进一步包括相应的衬套以生产玻璃纤维。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】漏板和相应的衬套
[0001]本专利技术涉及用于接收高温熔体的衬套的漏板和相应的衬套。术语“接收”包括各种制备、储存和处理熔体。特别地，衬套及其漏板旨在用于生产纤维比如玻璃纤维、矿物纤维、玄武岩纤维等。
[0002]现有技术和专利技术将参考包括纺织玻璃纤维在内的玻璃纤维的生产和生产设备在下文更详细地描述，但不限于这种用途。
[0003]玻璃纤维由玻璃熔体通过衬套进行制造已超过100年。一般性综述可来源于与glasstec 2006 exhibition (D
ü
sseldorf)有关的由HVG H
ü
ttentechnische Vereinigung der Deutschen Glasindustrie (Offenbach)公开发表的“Design and Manufacture of Bushings for Glass Fibre Production”。
[0004]通用衬套其特征可为箱状熔化容器(坩埚)，通常提供立方体空间，并且包括底部(所谓的漏板)以及周围的壁。
[0005]通用漏板包括上表面和与上表面呈一定距离的下表面之间的主体，以及在上表面和下表面之间延伸并穿过所述主体的多个喷嘴，在大多数情况下，在重力的影响下，熔体可通过这些喷嘴(也称为端头(tips))离开衬套。
[0006]尽管喷嘴的内径通常为l
‑
4 mm和长度为2
‑
10 mm，但一个漏板的喷嘴数量可多达数千。通用漏板中喷嘴的布置各不相同，并且取决于玻璃纤维厂的当地条件。
[0007]玻璃纤维从喷嘴向下喷出的速度可为约1000米/分钟，并且使得能够形成直径甚至小于50 μm，通常为4
‑
35 μm的非常细的连续玻璃纤维丝。
[0008]为实现所需的熔化温度(其可高达1700℃)，同时在衬套中实现基本上均匀的熔化温度，已经开发了各种加热方法，其中所谓的直接电阻加热[也称为焦耳加热]已证明是成功的。为此，衬套设计包括在相对的壁段处的电连接法兰，而电能通常通过水冷铜夹引入。
[0009]尽管对于这些衬套可使用各种材料，但铂合金由于其耐高温、低氧化和相对良好的强度而证明是成功的。
[0010]然而，很明显，在连续操作下，在非常高温度下(因为其在玻璃纤维生产中普遍存在)，以及在连续的机械载荷下(由漏板顶部的玻璃熔体引起)，漏板的强度可能会降低。
[0011]本专利技术的目的为尽可能克服已知缺点，并且特别是提供使用寿命延长和/或使得能够生产高均匀性和品质的玻璃纤维的漏板和相应衬套。
[0012]本专利技术基于以下发现：以上提及的缺点基于机械和/或热问题，两者均源于漏板的通用设计，其特征为切割(冲压)的金属板材提供有通孔(端头)，这些通孔(端头)具有喷嘴功能或用于集成离散的喷嘴。所述已知漏板的实心部分，即完整的漏板，分别除通孔或喷嘴之外，具有均匀的材料、密度、大小和化学组成。
[0013]初看，所有这些似乎有利于实现均匀的熔化条件和机械稳定性，但事实恰恰相反。
[0014]表示现有技术的图1以非常示意性的方式公开了在生产一定时间之后，具有玻璃纤维衬套喷嘴NO的通用漏板TP上的典型温度分布。
[0015]在图1中，添加有x
‑
y
‑
z坐标系，以便更好地说明漏板和相关构造元件各部分的位
置和方向。该坐标系也适用于本文中的其他附图。
[0016]图1a表示片状漏板在其操作位置(基本上为水平的)的垂直横截面。至此，漏板在坐标系的x
‑
y方向延伸。壁W从漏板TP向上延伸(在z方向)。板材在z方向及在其上表面US和其下表面LS之间具有基本上恒定的厚度(d)(忽略生产公差)。布置在相对的壁部分W1、W2处的电接触法兰标记为F1、F2。
[0017]图1b为所述漏板TP的示意性俯视图。一些喷嘴用圆圈NO代表。虚线确认漏板左右端E1、E2 (在壁部分W1、W2处)之间的5个区段A、B、C、D和E，其中区段A和E特征为具有最低主体温度(图1c：T.A)，区段B和D具有中等温度分布，而中间区段C其特征为具有所有区段A
‑
E的最高平均温度(图1c：T.C)。端部E1、E2之间的温度分布和温度差异表示于图1c中，其中在该实施方案中，最大温差为约30
‑
40开尔文。
[0018]这些温度变化导致：
‑ꢀ
中间区段C的强度损失，在玻璃熔体的载荷下，漏板的此区段存在过度弯曲的危险
‑ꢀ
区段A
‑
E中玻璃熔体的粘度不同，并因此
‑ꢀ
从区段A
‑
E的喷嘴NO中抽出的玻璃纤维丝的直径和品质发生变化。
[0019]本专利技术以不同的方式提供具有不同区段的漏板，所述漏板具有不同物理特性和/或不同化学组成。术语“物理特性”是指所有结构变化，包括大小、尺寸、几何形状、孔隙、孔隙分布以及强度变化。术语“化学组成”是指制造漏板的所有材料变化，特别是合金变化。
[0020]这使得能够在需要时构造具有有不同机械强度和/或不同电阻和/或不同热导率的区段的漏板。不同特性的区段在坐标系的x
‑
y方向彼此相邻地布置；换言之：在相对的端部之间，或分别在从一端到另一端的方向，漏板提供具有不同物理和/或化学特性的相邻区段。此设计包括相邻区段之间的明确边界(二维面)以及不同特性的相邻区段之间的平滑过渡区(三维)，以避免漏板小区域内的极端(突然)变化。术语“区段”不是指渐近的小区域也不仅指制造公差。
[0021]从图1的通用漏板开始，例如区段C (所谓的热点区段)可通过以新的方式重新设计来降低这个区段的温度和/或增加其机械强度。
[0022]例如，通过相应漏板(主体)区段的格子结构(例如网格状或蜂窝结构)和所述相应区段厚度的变化，可实现更高的机械强度。一种选项为对漏板的至少一个区段使用不同机械特性(与在x
‑
y方向的相邻区段相比较)的材料。
[0023]另外或者，至少一个区段可由不同热导率的材料制成，以通过技术人员本身已知的所谓的焦耳加热效应改变这个区段的相应温度。
[0024]类似地，在已知构造中以较低温度为特征的漏板区段(如图1中的区段A和E)可设计为减小厚度(在金属熔体通过喷嘴的流动方向即z
‑
方向看)以增加这个区段产生的热量。
[0025]这些特征可组合以产生定制设计的漏板和相应衬套。
[0026]在其最一般性实施方案中，本专利技术涉及用于接收高温熔体的衬套的漏板，其在其操作位置包括在坐标系的x
‑
y方向延伸的上表面、与上表面呈一定距离的下表面和之间的主体，以及多个至少在上表面和下表面之间延伸的喷嘴状通孔，熔体可通过所述通孔在坐标系的z方向离开衬套，其中在坐标系的x
‑
y方向彼此邻接的漏板的至少两个区段具有不同的物理特性、不同的化学组成或两者皆本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.用于接收高温熔体(GM)的衬套(BU)的漏板(TP)，其在其操作位置包括在坐标系的x
‑
y方向延伸的上表面(US)、与上表面(US)呈一定距离(d)的下表面(LS)和之间的主体(BO)，以及多个至少在上表面(US)和下表面(LS)之间延伸的喷嘴状通孔(NO)，熔体(GM)可通过所述通孔(NO)在坐标系的z方向离开衬套(BU)，其中在坐标系的x
‑
y方向彼此邻接的漏板(TP)的至少两个区段(A
‑
B、B
‑
C、C
‑
D、D
‑
E、F
‑
G、G
‑
H , H
‑
J)具有不同的物理特性、不同的化学组成或两者皆有之。2.根据权利要求1所述的漏板(TP)，其中至少一个区段(A
…
J)为通过增材制造产生。3.根据权利要求2所述的漏板(TP)，其中其体积的至少50%通过增材制造产生。4.根据权利要求1所述的漏板(TP)，其中上表面(US)为闭合表面，除通孔(NO)区域以外。5.根据权利要求1所述的漏板(TP)，其中至少一个凹陷(DE)从至少一个区段(F)的下表面(LS)延伸到主体(BO)中。6.根据权利要求1所述的漏板(TP)，其中上表面(US)下方的...

【专利技术属性】
技术研发人员：T，
申请(专利权)人：库克森贵金属有限公司，
类型：发明
国别省市：