Теплоизоляционные материалы

Центробежный способ.

Этот способ основан  на использовании центробежной силы вращающихся элементов, на которые  подается расплав. Центробежные установки  в, производстве минеральной ваты могут  быть одноступенчатыми или многоступенчатыми. В одноступенчатой установке  расплав обрабатывается на одной центрифуге, в многоступенчатой — последовательно на нескольких центрифугах.

 

Рис.2. Схема четырехвалковой  центрифуге: 1, 2, 4 и 5 — рабочие валки, 3 — струя расплава, 6 — волокно

 По форме рабочего органа  центрифуги могут быть дисковыми, чашечными и валковыми; по расположению плоскости вращения — горизонтальными или вертикальными. В одноступенчатой установке используют диск из жаростойкой стали или огнеупора. Этот диск вращается в горизонтальной плоскости со скоростью до 4000 об/мин. Расплав, попадая на диск, распределяется в виде пленки по его поверхности. За счет центробежной силы пленка перемещается к краю диска, сходит с него и под действием поверхностного натяжения расчленяется на струйки, из которых образуются волокна. Этот способ позволяет получить продукцию высокого качества. Но имеется ряд конструктивных недостатков – малая стойкость валков, громоздкость, сложность эксплуатации и ремонта.

 

6 ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ СХЕМА ПРОИЗВОДСТВА ПОЛУЖЕСТКИХ МИНЕРАЛОВАТНЫХ ПЛИТ

 

Складирование        Складирование            Складирование        Складирование

      базальта                  известняка                 топлива (кокс)          компонентов 

                                                                                                               связующего

   дробление                  дробление                                                        

                                                                                                                подготовка

                                                                                                                связующего

   сортировка                сортировка

мелкая  крупная      мелкая   крупная                                                 дозирование

    фр.        фр.               фр.         фр.

(40…100 мм)                           (20…40 мм)

 

 дозирование                дозирование                 дозирование

 

                             порционная загрузка

 

 

 воздух                 получение расплава          дымовые газы

 вода                                                                 горячая вода

                             волокнообразование

 

                       приготовление гидромассы

 

                                     подпрессовка                                  пенообразователь

                                 термообработка

      раскрой  ковра (ножи продольной и поперечной  резки)

                                      отбраковка

 

                                        упаковка

 

                          склад готовой продукции

 

7 ОПИСАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ  СХЕМЫ

 

На склад сырьевых материалов известняк и базальт  доставляют автотранспортом или  железнодорожным транспортом. Затем  из приемочного бункера для равномерной подачи сырья с помощью пластинчатого питателя транспортируют в щековую дробилку марки СМД-31, где известняк и базальт дробят до фракции 20…40 мм и 40…100 мм соответственно.

Затем пропускается через  виброгрохоты СМД-13 для удаления мелочи. Мелкие куски сырья быстрее нагреваются и плавятся в вагранке, но вместе с тем создают большее сопротивление для проходов газов, чем крупные.

Фракционное сырье с  помощью ленточных элеваторов ЛГ-200 поступает в бункер с шиберным затвором. Затвор регулирует расход материала из расходного бункера.

Отдозированная перемешанная готовая  шихта и фракционированное топливо  подаются с помощью ленточного питателя в загрузочное окно – вагранки марки СМТ-156. Загрузочное сырье  и топливо чередующимися порциями опускаются вниз, а образующиеся в нижней части вагранки продукты горения топлива поднимаются вверх, подавая свое тепло верхним слоям материала. Таким образом, сырье, опускаясь вниз по вагранке, разогревается и при температуре 1500 – 1800°С превращается в расплав. Вязкость расплава при температуре 1400°С находиться в пределах 0,5 – 1,5 Па*с. Минеральный расплав с температурой около 1400ºС .

Из вагранки по наклонному лотку расплав подается на четырехвалковую центрифугу  Ц-6 для переработки его в волокно.  Расплав стекает через лоток на верхний распределительный валок и последовательно обрабатывается всеми валками. Он должен подаваться под углом 30-40º к горизонтальной оси 1-го валка.

Роль первого валка – расцепить  струю расплава и предать его  в виде множества струй и частиц на второй валок, на котором большая часть расплава передается на 3-й валок. Четвертый валок завершает процесс волокнообразования. Таким образом, основные волокнообразующие валки – второй и третий. Окружная скорость валков различна. Она увеличивается от верхнего валка к нижнему, в связи с понижением температуры и повышением вязкости расплава. Волокно образуется только при прилипании раствора к валкам, оно начинается при прогреве валков до 500-600ºС.

Для отдува образующихся волокон на центрифуге установлен вентилятор. Образовавшиеся на валках волокна подхватываются воздушным потоком, подающимся из вентилятора, и уходят в камеру волокноосаждения.

В камере волокноосаждения марки СМ 5237А в результате созданного разряжения происходит осаждение минераловатных волокон.

Из камеры волокноосаждения минеральная вата в смеситель, где  смешивается со связующим и пенообразователем. После смешивания полученная гидромасса подпрессовывается и поступает  в камеру тепловой обработки

Тепловая обработка  позволяет получить  за короткий промежуток времени (15 мин) изделие, соответствующее по основным физико-механическим свойствам

Камера тепловой обработки  имеет 2 перфорированных конвейера  – нижний и верхний, на обоих концах которых установлены натяжные  барабаны. Первая пара конвейеров – формующая – изготовлена в виде жестких пластин, а вторая – сетчатая – обеспечивает необходимую фактуру изделий. Верхний и нижний формующие конвейеры находятся в корпусе камеры и работают при установленной температуре в камере, а обратные ветви сетчатого конвейера вынесены наружу. Движение всех четырех конвейеров камеры синхронно.

Рис. 3. Схема устройства камеры тепловой обработки СМТ-128: 1 – натяжной барабан  нижнего конвейера; 2 – натяжной барабан верхнего конвейера; 3 –  Ограждающая конструкция камеры; 4 – верхний пластинчатый конвейер; 5 – нижний пластинчатый конвейер; 6- минераловатный ковер.

 

Рабочая длина камер 18 м. Горячий теплоноситель продувают через минераловатный ковер. Обычно в качестве теплоносителя используют продукты сгорания газа или мазута, образование которых происходит в топках, расположенных рядом с камерой или в отдельном помещении. Продукты сгорания, имеющие температуру около 1100°С, смешивают с отработанными дымовыми газами в соотношении, обеспечивающим необходимую температуру тепловой обработки. Теплоноситель многократно просасывается через ковер при скорости его движения 0,6 – 1 м/мин, причем перепад давления в зонах камеры составляет 50 – 400 Па, а рекомендуемый перепад давления по сторонам ковра 150 Па. Процесс тепловой обработки интенсифицируют благодаря многократному прососу теплоносителя через ковер, разделяя рабочее пространство камеры вертикальными перегородками на  три – пять зон. Отработанные газы направляют в камеру смешения, а часть их удаляют вентилятором к установке для термической нейтрализации.

После тепловой обработки  происходит раскрой ковра, его отбраковка, упаковка и складирование.

 

8 РЕЖИМ РАБОТЫ ПРОИЗВОДСТВА

Режим работы любого производства характеризуется количеством рабочих  дней в году и в неделю, а также числом смен в сутки. Режим работы цехов устанавливается нормами технологического проектирования для предприятий соответствующей отрасли.

Цеха, связанные с плавлением сырьевых материалов, термической обработкой, обжигом и другими высокотемпературными процессами, работают в три смены по непрерывной неделе (круглосуточно). Проектировочный цех работает по аналогичной схеме, т.е. ежеквартально делаются остановки на 5 дней на текущее обслуживание технологической линии и в конце года запланированная остановка на капитальный ремонт  до 10 дней, следовательно, расчетный фонда рабочего времени равен:

рабочих дней.

 

9 МАТЕРИАЛЬНЫЙ БАЛАНС

Расход связующего	т	0,91	7,32	21,95	7461,7
Расход воздуха для горения	м³	9000,00	72000,00	216000,00	73440000
Расход воды	м³	55,00	440,00	1320,00	448800
Расход топлива	т	3,29	26,34	79,01	26862,12
Расход электроэнергии	кВт	340,00	2720,00	8160,00	2774400

 

Упаковка:

0,1%: 98000 т – 99,9 %

 Х т – 100 %  Х = (98000*100)/99,9 = 98098,10 т/год

Отбраковка:

0,1%: 98098,10 т – 99,9 %

 Х т – 100 %  Х = (98098,10 *100)/99,9 = 98196, 29 т/год

 

Раскрой:

6%: 98196, 29 т – 94 %

        Х т – 100 %   Х = 104464,14 т/год

 

Волокнообразование:

30%: 104464,14 т – 70 %

         Х т – 100 % Х = 149234,49 т/год

 

Плавление:

Состав шихты:

Известняк – 36%

Базальт – 64%

Базальт: 149234,49 т – 100%

     Х т –  64% Х = 95510,07 т/год

Известняк: 149234,49 т – 100%

          Х т – 36% Х = 53724,42 т/год

 

 

Плавление с потерями:

ППП базальта = 0,5

ППП известняка по реакции  диссоциации  %.

100г/моль      56 г/моль  44 г/моль   

 

56 г/моль – 44 г/моль

       55,3 % − Х % Х = 43,5 %

ППП известняка = 43,5%+0,5%=44%

 

Базальт: 95510,07 т – 99,5%

     Х т – 100% Х = 95990,02 т/год

Известняк: 53724,42 т – 56%

         Х т –  100% Х = 95936,46 т/год

 

Сортировка:

Базальт (8%): 95990,02 т – 92%

    Х т – 100% Х = 109079,57 т/год

м³/год

Известняк (15%): 95936,46 т – 85%

 Х т – 100% Х = 112866,42 т/год

м³/год.

_{Воздух:}

_{Расход воздуха  для 1 вагранки 3000 м³/ч, для трех - 9000 м³/ч}

_{9000*340*3*8=73440000 м³/год}

_Вода:

_{Соотношение твердая  фаза : жидкость = 1:3}

_{Вода: 18,3*3=55 м³/ч}

_{55*340*3*8=448800 м³/год}

_{Топливо:}

_{18 % от массы шихты: 149234*0,18=26862,12 т/год}

Расход связующего(5%):

 149243 т * 5% = 7461,7 т/год

 

10 ПРИГОТОВЛЕНИЕ СИНТЕТИЧЕСКОГО СВЯЗУЮЩЕГО И СПОСОБЫ ВВЕДЕНИЯ ЕГО В МИНЕРАЛЬНОЕ ВОЛОКНО

10.1 Приготовление связующего

 

Из железнодорожных цистерн, в которых фенолспирты поступают на завод, они сливаются в приемный бак хранилища, снабженным специальным оборудованием для поддержания требуемой температуры. Перед сливом фенолспиртов емкость тщательно очищается или промывается от остатков предыдущей партии.

Если фенолспирты поступает  в замершем состоянии, разогревать  их можно только в теплом помещении, не допуская местных перегревов и  применения острого пара или других источников тепла, т.к. при повышении  температуры до 40…45°С начинается реакция поликонденсации с выделением тепла, в результате чего фенолспирты могут перейти в нерастворимое состояние и стать непригодными к употреблению.

Фенолспирты не должны находиться в  контакте с маслами и другими  продуктами нефтепереработки.

Связующее приготовляют обычно в специальном помещении – отделении приготовления связующего, в состав которого входят емкости, баки-смесители, насосы для перекачки, трубопроводы с арматурой, дозаторы и т.д. (рис.4).  Основные процессы приготовления синтетического связующего  автоматизированы.

Рис.4. Технологическая схема приготовления синтетических связующих: 1 – приемный бак эмульсола; 2 – расходный бак эмульсола; 3 – расходный бак фенолспиртов; 4 – расходный бак аммиачной воды; 5 – расходный бак борной кислоты или сульфата аммония; 6 – дозатор; 7 – весовой дозатор; 8 – бак-смеситель; 9 – переливная емкость для аммиачной воды; 10 – переливная емкость для фенолспиртов; 11 – бак-смеситель для приготовления связующего, вводимого в минераловатный ковер способом полива с вакуумированием; 12 − бак-смеситель для приготовления связующего, вводимого в минераловатный ковер способом распыления; 13 – расходный бак-смеситель связующего; 14 – расходный бак-смеситель обеспыливателя.

Со склада фенолспирты  перекачиваются насосом в расходный  бак (3) концентрированной смолы, а  оттуда через дозатор (6) поступают в бак-смеситель (11) или (12). В бак-смеситель через дозатор подается также вода температурой 50…60°С для получения связующего необходимой концентрации. Фенолспирты перемешивают с водой в течение 3…5 мин. В этот же бак-смеситель при необходимости из расходных баков (4) и (5) через дозатор (6) подаются водные растворы нейтрализующих веществ (борной кислоты, сернокислого аммония, аммиачной воды), а из расходного бака (2) эмульсол. В отделении приготовления связующего обычно устанавливаются два и более баков-смесителей с тем, чтобы из одного бака (13) связующее