Проектирование цеха по производству плит из минеральной ваты

Содержание

Стр.

1.Введение……………………………………………………………………….5

2.Номенклатуравыпускаемой  продукции……………………………….…….7

3.Технологическая часть………………………………………………………10              3.1 Выбор способа и технологической схемы производства………………..10                3.2 Описание технологического процесса производства...………………….11          3.3 Выбор основного технологического оборудования……………………..16             3.4 Сырье и полуфабрикаты…………………………..……………………….19         3.5 Режим работы цеха…………………………………………………………22                                                                                          3.6 Производственная программа……………………………………………..24                                     3.7  Расчёт производительности и грузопотоков…………………………......25            4. Контроль сырья производства и готовой продукции………………….......30          5. Охрана труда и окружающей среды…………………………………..........32          5.1 Требования безопасности предъявляемые, к технологическим                                   процессам…………………………………………………………………….....32 5.2 Требования безопасности к производственному оборудованию…….....36          5.3 Требования безопасности по устройству и содержанию подъездных дорог, путей, проездов, проходов,колодцев……………………………….....38 6. Заключение……………………………………………………………..........39 7.Список использованных источников……………………………………....40

 

 

1. Введение

Для тепловой изоляции строительных конструкций, промышленного оборудования и трубопроводов, промышленных холодильников  с температурой изолируемых поверхностей от 173К (минус 100°С) до 333К (плюс 60°С) широко применяются минераловатные изделия.

Все минераловатные изделия  можно разбить на следующие группы:

1) гибкие – войлок, маты, шнуры.

2) жесткие – плиты,  цилиндрические сегменты, скорлупы.

3) сыпучие – гранулированная  вата.

Помимо этих групп изделий  выпускают еще так называемые полужесткие плиты, по существу представляющие собой более плотный войлок.

Они в зависимости от объемной массы подразделяются на марки: 75; 100; 150; 200; 250.

Основным компонентом  этих изделий является минеральная  вата.

Минеральная вата - это волокнистый материал, состоящий из тонких волокон (1–15 мкм) стекловидной структуры, получаемый из силикатных расплавов горных пород, металлургических шлаков и их смесей.

Основным свойством минеральной  ваты, отличающим ее от других теплоизоляционных  материалов, является негорючесть в  сочетании с высокой тепло- и  звукоизолирующей способностью, устойчивостью  к температурным деформациям, негигроскопичностью, химической и биологической стойкостью, экологичностью и легкостью выполнения монтажа.

Эти качества минеральной  ваты, а также распространенность сырья для производства и несложность  технологии предопределяют широкие  перспективы применения ее во многих отраслях народного хозяйства. Внедрение  ее в строительство сокращает  потребность в основных строительных материалах, облегчает строительные конструкции зданий и сооружений, а также уменьшает стоимость  строительства.

Выбор вида связующего вещества для изготовления изделий определяется часто условиями применения этих изделий. В качестве связующих веществ  при производстве минеральной ваты наиболее распространенны: битумы и  синтетические смолы, как обеспечивающие получение изделий с наименьшим объемным весом и коэффициентом  теплопроводности [1].

Цель работы: выполнить  проект цеха по производству плит из минеральной  ваты на битумном связующем.

 

 

2. Номенклатура  выпускаемой продукции

 

В проектируемом цехе я  планирую выпускать полужесткие  минераловатные плиты на битумном связующем  марки 100 в соответствии с ГОСТ 10140-80.

 

 

Плита должна изготовляться  в соответствии с требованиями стандарта по технологическому регламенту, утвержденному заводом изготовителем.

Размеры плит и отклонения размеров от номинальных не должны превышать предельных величин, приведенных  в табл. 1.

 

Таблица 1. Геометрические размеры плит, мм

Размеры и предельные отклонения от номинальных размеров плит
по длине	по ширине	по толщине
1500 ± 15	1000 ± 7	80 +7, –2

 

Разность длин диагоналей и разнотолщинность плит не должны превышать предельных значений, приведенных в табл. 2.

 

Таблица 2. Разность длин диагоналей и разнотолщинность плит, мм

Предельная разность длин диагоналей плит	Предельная разнотолщинность плит
15	8

 

Не допускается расслоение плиты и наличие в ней участков минеральной ваты, не обработанных битумным связующим [2].

 

По физико-механическим показателям плита должны соответствовать требованиям, приведенным в табл. 3.

Таблица 3

Наименование показателя	Норма
Плотность (объемная масса), кг/м3	От 76 до 100
Теплопроводность при температуре 298±5 К (25±5°С), Вт/(м·К) (ккал/ч·м·°С), не более, для плит высшей категории качества.	0,044 (0,038)
Сжимаемость, %, не более, для плит высшей категории качества.	30
Предел прочности при  растяжении, МПа (кгс/см2), не менее, для плит высшей категории качества.	0,012 (0,120)
Влажность, % по массе, не более, для плит высшей категории качества.	1,0
Содержание битумного  связующего, %, не более, для плит высшей категории качества.	4

 

 

3. Технологическая  часть

 

3.1 Выбор способа  и технологической схемы производства

 

Теплоизоляционные изделия  из минеральной ваты получают конвейерным  способом.

Этот способ производства основан на перемещении перерабатываемой в изделия ваты через ряд технологических  установок при помощи последовательно  расположенных конвейеров:

• подача сырья;
• переработка сырья;
• раздув расплава;
• распыление битумной эмульсии и образование ковра;
• уплотнение ковра;
• сушка ковра;
• охлаждение ковра;
• раскрой ковра;
• упаковка плит.

 

 

 

 

 

 

 

3.2 Описание технологического  процесса производства

При этом способе связующие  вещества обычно в виде водных эмульсий при помощи специальных паровых  форсунок вводятся непосредственно  в камеру волокноосаждения. Волокна, покрытые тонким слоем связующего вещества, осаждаются на конвейер камеры, где  и образуют непрерывно движущейся ковер  – пласт минеральной ваты определенной толщины, пропитанной связующим  веществом. Связующее вещество на волокнах для связки их в изделия закрепляют тепловой обработкой изделий, соответствующей  виду связующего вещества.

Например, войлок с использованием битумов лишь охлаждается по выходе из камеры волокноосаждения; жесткие  плиты с битумным связующим подвергаются сушке и затем охлаждению, а  маты с синтетическими смолами последовательно  перемещаются через камеры тепловой обработки.

Смешивание в камере волокноосаждения является более простым и экономичным, чем смешивание в специальных  смесителях. Изделия после формования в камерах волокноосаждения получаются менее влажными, чем при втором способе; на сушку их затрачивается  меньше тепла.

Наиболее важным процессом  в производстве изделий является тепловая обработка. Она необходима для удаления воды из влажных изделий  и закрепления связующего вещества на волокнах ваты. После испарения  влаги при температуре 110-120°С изделия нагреваются до более высокой температуры для равномерного распределения связующего вещества, например битумной эмульсии на поверхности волокон. При удалении воды частицы битума осаждаются на волокнах и отделяются друг от друга зернами эмульгатора (диатомита, глины). При повышении температуры до 130-140°С битум расплавляется и образует на волокнах тонкую пленку, создающую связь между волокнами, от чего зависит прочность и водопоглащение изделий.

Минераловатный ковер, пропитанный  битумной эмульсией, просушивается  при передвижении его на сетчатом конвейере конвейерной сушилки  путем просасывания через него теплоносителя.

Следующей установкой технологической  линии является камера охлаждения, которая значительно короче сушилки; она не имеет верхних ограждений и представляет собой открытый сетчатый конвейер. Охлаждение происходит путем  просасывания холодного воздуха  через ковер, перемещающийся на конвейере.

Продольную разрезку ковра  на отдельные полосы осуществляют дисковым ножом диаметром 500мм.

Последней установкой технологической  линии является станок с ножом  для поперечной резки. При помощи этого ножа от ковра, движущегося  все с той же скоростью, отрезаются маты или плиты соответствующей  длины(500, 1000 и 1500мм). Нож поперечной резки с диском диаметром 600мм может  перемещаться на специальной каретке  и иметь ручное управление.

Для производства минеральной  ваты используют природное сырье  – различные горные породы и промышленные отходы, главным образом металлургические, преимущественно доменные шлаки.

К горные породам, принимаемым  для производства минеральной ваты, относят известняки, доломиты и мергели. Химический состав доломитизированных мергелей позволяет в ряде случаев  получать из них вату высокого качества без добавок других видов сырья, что упрощает производство.

Сырьем для производства минеральной ваты могут служить  также и магматические породы: базальт, габбро, гранит, диабаз, диорит, сиенит. Эти породы в большинстве  своем являются кислыми. Некоторые  из них содержат значительное количество окислов железа и щелочных металлов, что благоприятствует получению  расплава необходимой вязкости.

Другим видом сырьевых материалов для производства минеральной  ваты являются металлургические шлаки, получаемые при выплавке металлов.

В соответствии с коэффициентом  вязкости, определяемым при температуре 1550°С, шлаки делят на густые, промежуточные  или средней вязкости и жидкие. Жидкие шлаки более подвижны, текучи и быстро затвердевают с образованием кристалической структуры. Густые шлаки, напротив, вязки, тягучи, застывают  медленнее первых, при охлаждении лучше вытягиваются в стекловидные волокна. При разной производительности заводов эти разделения шлаков весьма упрощают выбор нужного сырья. В  производстве минеральной ваты наибольшее распространение получили доменные шлаки.

При раздуве огненно-жидких шлаков непосредственно в волокна  ваты сокращается расход топлива  на переплавку шлаков, стоимость которого составляет около 25% всех затрат на выработку  ваты, а также уменьшить капиталовложения на строительство отделения подготовки и хранения сырья.

Самыми распространенными  и получившими наиболее широкое, в сравнении со всеми другими  шлаками, применение в производстве минеральной ваты являются доменные шлаки. При использовании последних  большое значение имеет однородность их химического состава. Однако на большинстве  металлургических заводов состав доменных шлаков непостоянен, поэтому плавку шлаков для целей этого производства ведут обычно с различными добавками, позволяющими получить расплав определенного состава. По химическому составу доменные шлаки могут быть кислыми и основными. К первым относят шлаки, в которых модуль основности меньше единицы, а ко вторым – те, у которых он больше единицы. Наиболее основными шлаками являются шлаки южных и центральных металлургических заводов.

В своем проекте на основании  вышеперечисленных факторов я принимаю в качестве сырья огненно-жидкие шлаки доменных печей. В качестве способа производства – комбинированный.

Основными агрегатами технологической  линии производства являются шлакоприемная  печь, камера волокноосаждения и конвейерная  сушилка.

Огненно-жидкий шлак сливается  из леток доменных печей в шлаковозные  ковши, в которых по рельсовым  путям доставляют его к приемному  лотку шлакоприемной печи. Где  шлаки приобретают необходимую  термическую и химическую однородность. Следующим этапом является переработка  расплава в волкно. Исходя из того что  нам нужно получить минеральную  вату вида ВМ (диаметр волокна 6-12мкм) примем центробежно-дутьевой способ. Он предусматривает превращение струи  расплава в пленку и струйки с  помощью вращающейся чаши и последующее  вытягивание струек в волокна  под воздействием энергоносителя (пар). Для сбора полученного минерального волокна служит камера волокноосаждения. В ней происходит распыление битумной эмульсии и в свою очередь формирование ковра.