Получение стекловолокна

Их  используют в качестве покровного слоя при теплоизоляции труб и оборудования: в помещении, на открытом воздухе, под  землей. Могут применяться при температуре от 40°С до +60°С. Производятся плотностью 185, 250, 430 г/м² и шириной 90 — 127 см.

10 Конструкционные стеклоткани

Конструкционные стеклоткани являются одним из видов  стекловолокнистых материалов, которые  в качестве армирующего материала  предназначены для изготовления стеклопластиков. Стеклопластики на основе тканых материалов, по сравнению со стеклопластиками на основе нетканых материалов, имеют более высокие  физико-механические свойства и применяются  при изготовлении ответственных  деталей и конструкции. Благодаря  тому что данные стеклопластики обладают такими свойствами как, высокая ударная  вязкость, температуростойкостью, большое  сопротивление растяжению, коррозионная стойкость, антимагнитные свойства, локальность разрушения пораженного  участка, высокие диэлектрические  свойства делают их применение незаменимым  во всех отраслях промышленности: в  производстве деталей корпусов автомобилей, яхт, катеров, летательной техники  и их декоративных элементов; различных  конструкции всевозможных профилей; защитных покрытий; химических емкостей, аппаратов, трубопроводов и т.д. Конструкционные  стекло ткани производятся из алюмоборосиликатного стекла типа Е поверхностной плотностью от 210 до 850 г/м² с различной структурой переплетения, либо необработанные, либо предварительно пропитанные для улучшенного взаимодействия с полиэфирными, эпоксидными, формальдегидными, эпоксифенольными и другими видами смол.

11 Полые волокна и конструкционные ткани на их основе

Полое волокно имеет непрерывное отверстие  площадью 45–50% от площади сечения  элементарного волокна, и размер отверстия характеризуется показателем  капиллярности, который рассчитывается соотношением этих площадей.

Нетканые  материалы и ткани, выпускаемые  на основе полого волокна, применяются  в качестве армирующего материала  в производстве облегченных стеклопластиков, которые легче обыкновенных на 20-30%. Как результат, нити и ткани из полого волокна имеют меньший  удельный вес по сравнению с обыкновенным и не требуют разработки новых  технологий при производстве тканей и стеклопластиков. Облегченные  стеклопластики используются в летательной  технике, спортивном машиностроении и  судостроении игровых конструкциях, т.е. там, где требуется уменьшение веса конструкции при сохранении прочностных характеристик.

Предприятие имеет возможность производить  ткани поверхностной плотностью от 80 до 400 г/м² с различной структурой переплетения и на различных типах замасливателя для обеспечения наилучших потребительских и технологических свойств исходя из требований заказчиков.

12 Ровинги

В зависимости от назначения ровинг подразделяется на 3 группы.

Рассыпающийся ровинг (тип РБР) — в рубленом виде применяется для изготовления матов (чоп-мат); премиксов; стеклопластиков методом напыления; армирования полиамидов, фибробетона, гипса.

Технический ровинг (тип РБТ) применяется для изготовления тканых материалов; в качестве прошивного материала стеклянных и минераловатных изделий.

Ровинг  для намотки (тип РБН) применяется для изготовления стеклопластиковых изделий методами намотки (получение цилиндрических поверхностей) и протяжки или пултрузии (получение всевозможных профилей).

Ровинг  представляет собой некрученую прядь, состоящую из нескольких комплексных  нитей, и характеризуется их количеством, тексом и диаметром элементарной нити. Если ровинг состоит из одной  комплексной нити, то он называется однопроцессным (тип РБО) или директ ровингом и применяется как и  другие типы. Стеклопластик, где в  качестве армирующего материала  используется ровинг, более дешевый и прост в изготовлении.. Предприятие выпускает ровинги типа РБО и РБТ с диаметром элементарной нити от 10 до 13 мкм и тексом от 240 до 2400 на замасливателях, обеспечивающих взаимодействие со смолами разных типов при изготовлении стеклопластиковых изделий.

13 Стеклонити комплексные крученые

Исходя  из технических технологических  возможностей и оснащения, предприятие  производит стеклонити из стекла типа «Е» с линейной плотностью от 3 4 до 136 текса диаметром элементарного  волокна от 4 до 11 мкм.

Стеклонити  применяются при производстве тканей, лент и сеток различного назначения (электроизоляционного, строительного, конструкционного); в качестве электроизоляционной  обмотки проводов и кабелей, стартеров  и трансформаторов; армирующего  наполнителя конструкционных материалов; в виде шнурков и чулков. В зависимости  от применения стеклонити производятся на различных типах замасливателя  для обеспечения наилучших потребительских  и технологических свойств при  их дальнейшей переработке. Тип замасливателя, текс, структура нити (количество сложений, величина крутки) могут быть выполнены  исходя из требований заказчика. Упаковка нити производится в картонные коробки, которые размещаются на поддоне  и обтягиваются пленкой, предотвращающей  попадание влаги. Вес нетто нити на поддоне порядка 800 кг.

14 Рубленое волокно

Рубленое  волокно из Е-стекла производится диаметром  волокна от 6 до 13 мкм и имеет  длину 3, 4, 5, 6, 12 мм. В зависимости  от области применения рубленое волокно  вырабатывается на различных типах  замасливателя, согласованных по требованиям  заказчика. Основными направлениями  использования рубленого волокна  из Е-стекла являются:

– изготовление нетканых материалов (жестких  и мягких холстов или конструкционных  матов различных плотностей и  назначений);

– стекпобумага, стекповуаль, стеклохолст;

– как армирующий материал в производстве стеклонаполненных полимеров, гипса, фрикционных изделий.

Нетканые  материалы в производстве стеклопластика пришли на замену тканым, как материал, имеющий меньшую себестоимость  изготовления, лучшую пропитку при  обработке смолами и меньший  расход смолы, формовка изделий не требует  применения дорогостоящего оборудования. Рубленое волокно упаковывается  в полиэтиленовые мешки по 20 — 25 кг, мешки помещаются в картонную  коробку общей массой до 1000 кг.

1.3.3 Кремнеземные материалы

Кремнеземные  материалы имеют низкую теплопроводность высокую стойкость к тепловому  удару, обладают превосходными электроизоляционными свойствами при высоких температурах, могут длительно использоваться без изменения свойств при  температуре 1000°С (на новом материале  Puresil до 1200°С) и кратковременно при более высоких температурах (не плавятся не испаряются при температурах до 1700°С). Изделия из кремнеземного стекла чрезвычайно инертны к большинству химических реагентов, стойки к органическим и минеральным кислотам любых концентрации даже при повышенной температуре (за исключением плавиковой, фосфорной, соляной) и слабым щелочам расплавленных металлов (кроме Mg, Na, Si) и сплавам. Обладают высокой химической стойкостью к воде и пару высокого давления, способны поглощать влагу, но не расщепляются в присутствии воды, стабильны в вакууме.

Данные  материалы являются превосходными  высокотемпературными теплоизоляционными материалами, применяемыми во многих отраслях промышленности. В странах СНГ  это прежде всего предприятия  военно-промышленного комплекса, а  также предприятия, изготавливающие  теплоизоляционные изделия и  стекольные заводы. В странах дальнего зарубежья кремнеземные материалы  применяются в качестве заменителя асбеста и используются в основном в нефтеперерабатывающей, электротехнической, авиакосмической промышленностях, в металлургии и судостроении.

А) Ткани кремнеземные

Применяются в качестве высокотемпературной  изоляции, теплозащиты для различных  отраслей техники, а именно для огнеупорных  подложек, прокладок и покрывал, защищающих от пламени, брызг расплавленного металла, избыточного тепла, в качестве наполнителя для композиционных материалов, для изготовления фильтров при очистке агрессивных сред.

Б) Сетки кремнеземные

Применяются в качестве эффективного фильтровального  материала для очистки расплавов  черных и цветных металлов при  их заливке в литейные формы.

Фильтр  необходимого размера вырезается и  устанавливается в литниковую систему  или непосредственно под литник между нижней и верхней опоками  питейной формы.

В) Нити кремнеземные

Представляют  собой компенсированные крученые нити. Они вырабатываются из стекла N 11 или  нового материала PURESIL в несколько сложений. В дальнейшем полученная компенсированная крученая нить подвергается химической и термической обработкам. После этого полученная нить перематывается на конуса.

Для специальных областей применения, не допускающих наличие усадки при  воздействии температур, изготавливаются  нити, обладающие всеми вышеуказанными свойствами, но дополнительно аппретированные  под фенольное и эпоксидное связующее  и имеющие минимальную усадку при рабочей температуре.

Г) Волокно кремнеземное

В недавнем прошлом образовывалось на объединении как отходы производства и, тем не менее, являлось ценным продуктом, используемым в качестве теплоизоляционных  материалов. Начиная с 1996 года были созданы мощности по производству кремнеземного  волокна как отдельного ассортимента. Кроме того, предприятие изготавливает  рубленое кремнеземное волокно, которое применяется как армирующий материал в различных фрикционных изделиях.

Д) Кремнеземные маты

Кремнеземные  маты представляют собой сочетание  распущенного волокна, которое находится  в оболочке из кремнеземных тканей. Основная область использования  этих материалов изоляция высокотемпературных  участков на атомных электростанциях  и нефтеперерабатывающих заводах. Превосходная высокотемпературная  теплоизоляция и теплозащита. Могут  длительно использоваться без изменения  свойств при температуре 1000°С (на новом материале Puresil до 1200°С) и кратковременно при более высоких температурах (не плавятся не испаряются при температурах до 1700°С).

Е) Готовые изделия из кремнеземных материалов

Наибольшее  распространение получили полотнища  противопожарные предназначенные  для локализации горения в  начальной стадии пожара, а также  тушения одежды на пострадавшем путем  перекрытия доступа кислорода. Полотнища  изготавливаются из кремнеземных тканей. Данное изделие удовлетворяет требованиям  Российского Морского регистра Судоходства.

Полотнище противопожарное сложено и упаковано  в ярко-красный контейнер, который  помещается на стене или пожарном щите и в случае необходимости  может быть быстро приведен в рабочее  состояние. Объекты, где необходимо применение данного изделия —  цеха и лаборатории промышленных предприятий аэропорты бензозаправочные станции гостиницы школы больницы и так далее.

Изготовление  аналогичных изделии покрывал салфеток штор основано на высоких теплоизоляционных  и огнестойких свойствах кремнеземных тканей. Они используются главным  образом для тушения бытовых  пожаров (кухонные плиты и духовки) [8].

 

2 Технологическая  схема и ее аппаратурное оформление

2.1 Подготовка сырья и приготовление шихты

2.1.1 Технологическая схема линии подготовки эрклеза

Технологическая схема линии подготовки эрклеза  представлена рисунком 1.

Автомобильным транспортом эрклез поступает в подготовительный участок  и выгружается в приямок 2, грейферным краном 1 перегружается в промежуточный бункер 3, посредством качающегося питателя 4 и ленточного конвейера 5 подается в сушильный барабан 7. Сушильный барабан представляет собой металлический, вращающийся агрегат, внутри которого приварены лопасти. В процессе вращения барабана эрклез пересыпается, соприкасается с дымовыми газами и теряет влагу.

1 —  грейферный кран; 2 — Ж/Д вагон; 3 — закром; 4 — приемный бункер;

5— ленточный  питатель; 6 — топка; 7 — сушильный  барабан; 8 — циклон;

9 — вентилятор  пылевой; 10 — элеватор; 11 — расходный  бункер;

12 — газоструйная  мельница; 13 — циклон; 14 — шлюзовой  питатель;

15 — вентилятор; 16 — фильтр рукавный; 17 — мигалки; 18 — вентилятор пылевой; 19 — пневмокамерный насос

Рисунок 1 – Схема обработки кварцевого песка и эрклеза

На  входе в сушильный барабан  влажность эрклеза составляет 6%, следовательно, после сушки не более 0,5%. В зависимости от влажности  высушиваемого материала температура  в сушильном барабане находится  в пределах (780 — 800) °С. На выходе высушенный продукт имеет температуру (80 — 150) °С. Процесс сушки в сушильном барабане осуществляется прямотоком, т.е. непосредственным соприкосновением высушиваемого материала с горячими дымовыми газами. Длина сушильного барабана 10 м, диаметр 1,2 м. Смесь продуктов сгорания и воздуха из топки 6 поступают в сушильный барабан 7, где и осуществляется сушка эрклеза. Топка футерована огнеупорным кирпичом. На передней стенке топки установлена одна горелка ГГВ–МГП–50 среднего давления. Воздух на горение подается от дутьевого вентилятора ВВД–9. Продукты сгорания удаляются вытяжным вентилятором 9 (ВЦП–6–45). Для учета расхода воздуха и газа, идущего на горение, используют расходометрные диафрагмы с приборами “Сапфир” и А542М. Пылеулавливание осуществляется циклоном 8 (ЦН–15–800). Осевшие частички эрклеза, направляются дальше в производство. Более мелкая фракция материала воздушным потоком уносится в вентилятор 9 и выбрасывается в атмосферу. Высушенный эрклез элеваторам 10 подается в промежуточный бункер 11, и в дальнейшем на помол в газоструйную мельницу 12. Газоструйная мельница работает в двух режимах: в воздушном — на сжатом воздухе, и газоструйном — на газо-воздушной смеси. Газоструйная мельница состоит из камеры сгорания, разгонных трубок, эжектора, помольной камеры и классификатора. В воздушном режиме работы сжатый воздух под давлением (P=2,1–3,8 кгс/см²) проходит разгонные трубки, эжекторы и поступает в помольною камеру, куда из промежуточного бункера 11 подается эрклез. Воздушными потоками частички эрклеза движутся навстречу друг другу, соударяясь, друг с другом в помольной камере измельчаются. Потоки воздуха с частичками эрклеза направляются в отбойно-вихревой классификатор. Классификатор мельницы оборудован самостоятельным приводом с регулируемой частотой вращения. На взвесь в классификаторе действуют несущий поток и центробежная сила, создаваемая вращающимся ротором с лопатками. После классификатора частички эрклеза поступают в циклон 13, затем шлюзовыми питателями (мигалками) 14 поступает в пневмокамерный насос 19. Более крупная фракция по трубкам возвращается в помольную камеру газоструйной мельницы на дальнейший помол. Не осевшие частички вентилятором 15 направляются в фильтры 16, через шлюзовой питатель 17 в пневмокамерный насос 19. Пылевой вентилятор 18 очищенные газы из фильтров удаляет в атмосферу. Пневмонасос подает готовый продукт в силоса цехов одностадийной выработки стекловолокна №7, №12.