Минеральная вата

 

3.3.2. Способ полива с  вакуумированием.

  Введение водного раствора  связующего в минераловатный  ковер путем полива и одновременного  вакуумирования. Рабочий раствор  связующего из бассейна, расположенного ниже уровня пола, перекачивается насосом в ванну, откуда по желобу подается на минераловатный ковер, выходящий из камеры волокноосаждения, и смачивает его по всей ширине. В камере отсоса вентилятор высокого давления создает разрежение (вакуум), что позволяет удалять из минераловатного ковра излишнее количество раствора связующего. Дополнительно связующее удаляется отжимным валиком в бассейн, откуда вновь перекачивается в бассейн для повторного использования. Недостаток этого способа - наличие дополнительных устройств для вакуумирования, а также увеличение расхода теплоты на сушку изделий, так как влажность ковра после пропитки связующим достигает 50-55%; преимущества - однородное и равномерное распределение связующего, значительное сокращение его потерь при введении в волокно.

     При введении связующего  способом полива применяют более  разбавленные растворы, чем при  распылении. Такой способ используют  при производстве минераловатных плит марок 125, 175 и заготовок для акустических плит.

Недостаток способа - повышенная влажность  минераловатного ковра, достигающая 70…80%по массе, и невозможность получения низкой и средней плотности изделий. Этот способ целесообразен при получении жестких и твердых минераловатных плит.

3.3.3. Способ приготовления  гидромасс.

При "мокром" способе введения связующего хлопья минеральной ваты смешиваются со связующим битумной эмульсией или раствором фенолоспиртов, в результате образуется гидромасса или пульпа. Такой способ используют при производстве плит марок 200 и 250 на битумном связующем, плит повышенной жесткости на синтетическом связующем (ППЖ). Гидромасса для производства плит на битумном связующем имеет соотношение ваты и воды от 1:9 до 1:10 и готовится в гидросмесителе, а пульпа для производства плит ППЖ имеет соотношение ваты и воды от 1:15 до 1:35 и готовится в пульпаторе.

Основным недостатком этого  способа является невозможность  применения его на поточной линии, общей  с изготовлением минеральной  ваты, поскольку гидромассу обычно приготавливают в смесителях периодического (цикличного) действия. Кроме того, при  перемешивании минеральной ваты в смесителях в значительной мере нарушается ее структура, вата уплотняется, часть волокон дробится.

Так называемый "мокрый способ", при котором минеральные волокна  смешивают с раствором или  эмульсией связующего, применяют  при изготовлении плит повышенной жесткости и твердых минеральных плит.

 

На проектируемом предприятии  используется метод распыления, поскольку в данном методе связующее вещество вводится в таком объеме, с помощью которого возможно скрепление между собой лишь некоторой части контактирующих волокон, а остальные волокна получают возможность взаимного перемещения. Этот способ позволяет исключить преждевременное отверждение в местах контактов волокон. К тому же, метод нашел широкое распространение на заводах по производству изделий, выбранных в данном проекте в качестве готового изделия, то есть жестких плит.

 

3.4. Формирование минерального ковра.

 

Производство изделий из минеральной  ваты начинается с формирования минераловатного ковра, которое осуществляется в камерах волокноосаждения. Эти камеры представляют собой металлические   каркасы,   обшитые листовой сталью с тепловой изоляцией. Дном камеры служит сетчатый или пластинчатый конвейер с шириной ленты, равной ширине камеры. Отсос отработанного воздуха из камеры происходит под конвейером, что способствует осаждению на него волокон ваты. В зависимости от направления движения энергоносителя камеры волокноосаждения могут быть горизонтальными или вертикальными. В настоящее время технологические линии комплектуются камерами двух типов: длинными (до 20 м), предназначенными для осаждения волокна и формирования из него ковра заданной толщины путем регулирования скорости движения конвейера, и короткими с быстро движущимся транспортером, на котором происходит осаждение волокон тонким слоем. Далее эти слои поступают либо на переработку в изделия, либо перекладываются с помощью маятникового устройства на медленно движущийся транспортер для формирования из них ковра нужных параметров. С целью предотвращения запыления цеха камеры выполняют из герметичных стенок, а в самих камерах создают разрежение не менее 30...50Па.

Для обеспыливания и повышения  эластичности волокон в камеру вводят замасливатель, чаще всего эмульсол в количестве до 1% от массы волокна. Для уплотнения выходящего из камеры минераловатного ковра служит подпрессовочный валик, который устанавливают непосредственно на выходе из камеры. Подпрессованный ковер ваты после его выхода из камеры волокноосаждения с помощью специального приспособления закатывается в рулон в случае выпуска сырой (комовой) ваты или передается на следующую установку для переработки ваты в изделия. Толщина минераловатного ковра регулируется путем изменения скорости движения конвейера, которая обычно находится в пределах 0,3...2,7 м/мин или 0,6...3,5 м/мин. [1]

 

Технологическая схема производства минераловатных жестких плит представлена на рис.3.1.

доменный шлак       кирпичный бой

Сырьё

 

Дробление на куски до 100мм

(щековая дробилка)

 

Сортировка  на фракции

(виброгрохот)

От 20 до 100мм   <20мм

Отходы   

Расходный бункер

 

Весовая дозировка

Промежуточные бункера  Кокс

Приготовление рабочего     Получение минерального

раствора связующего     волокна (камера волокно-

(бак с мешалкой)      осаждения)

Смешение – вода      Получение ковра,

         обработанный связующим

Нанесение на минеральное волокно   (промежуточный транспортёр)

(пар-сопло)

 

Подпрессовка, сушка и прогрев

ковра (камера тепловой бработки)

охлаждение  ковра   

Резка ковра  на плиты  

(ножи продольной и поперечной  резки)

 

Упаковка  изделий в полиэтиленовую плёнку

Склад    

 

Рис 3.1. Технологическая схема производства минераловатных жестких плит.

 

4.Технологические расчеты.

 

4.1. Расчёт состава сырьевой  смеси.

 

Расчет состава сырьевой шихты  при производстве каменной ваты проводят по трем важнейшим показателям.

1. Модуль кислотности, отвечающий процентному соотношению оксидов:

М_к=.

2. Модуль вязкости, отвечающий соотношению мольных долей оксидов:

М_в=,

Исходными данными для расчета  шихты служат химические составы  сырьевых материалов и заданный модуль кислотности.

Химический состав сырьевых материалов указан в таблице 4.1.1.

Таблица 4.1.1.

Сырье	Содержание, %
	SiO2	Al2O3	Fe2O3	CaO	MgO	MnO	R2O	ппп	∑
Доменный шлак	40,06	13,65	2,05	33,0	7,87	1,7	4,29	-	102,62
Диабаз	49,06	15,7	5,38	8,95	6,17	0,31	4,63	1,62	91,82

 

Данные химического состава  приводятся к 100%.

Для этого необходимо вычислить  переходный коэффициент К₁, который определяется по формуле:

К₁=100/∑

Для доменного шлака  К₁=100/102,62=0,9745;

Для диабаза             К₁=100/91,82=1,0891.

 

Умножая процентное содержание оксидов  каждого из материалов на соответствующий поправочный коэффициент К₁, необходимо получить химический состав исходных материалов, приведенный к 100%, таблица 4.2.

Таблица 4.1.2.

Химический состав исходных материалов, приведенных к 100%.

Сырье	Содержание, %
	SiO2	Al2O3	Fe2O3	CaO	MgO	MnO	R2O	ппп	∑
Доменный шлак	39,04	13,3	2,00	32,16	7,66	1,66	4,18	-	100
Диабаз	53,43	17,1	5,86	9,75	6,72	0,34	5,04	1,76	100

 

Обозначив через х процентное содержание доменного шлака в шихте, а  через y – процентное содержание зол ТЭЦ, составляется система уравнения с двумя неизвестными:

 

x+y=100,

x+y=100

x=100-y

5234 + 18,19y = 5973 – 35,02y

53,21y = 739

y=13,89

x=86,11.

После того, определено процентное соотношение  компонентов в смеси пересчитывается процентное содержание оксидов каждого из компонентов смеси, для чего их значение умножается на полученное содержание данного компонента в сырьевой смеси.

Данные сведены в таблицу 4.1.3.

Таблица 4.1.3.

Химический состав смеси  клинкера

Материал	Содержание, %
	SiO2	Al2O3	Fe2O3	CaO	MgO	MnO	R2O	ппп
Доменный шлак, 86,11%	33,62	11,42	1,72	27,69	6,60	1,43	3,60	-
Диабаз, 13,89%	7,42	2,38	0,81	1,35	0,93	0,05	0,70	0,24
Состав %: - сырьевой смеси - клинкера	41,04 41,14	13,8 13,83	2,53 2,54	29,04 29,11	7,53 7,55	1,48 1,48	4,3 4,3	0,24 0,24

 

Для перехода от состава сырьевой смеси к составу клинкера необходимо вычислить перерасчетный коэффициент К₃

     К₃=100/(100-ппп);

К₃=100/(100-0,24)= 1,0024.

 

      На этот коэффициент  умножим содержание оксидов сырьевой  смеси.

Затем вычисляется М_к рассчитанной сырьевой шихты и сравнивается его значение с заданным.

Заданное значение М_к=1,5, т.е расчет выполнен качественно.

 

Далее рассчитывается М_в расплава по формуле:

=1,06.

Следовательно, в качестве плавильного  агрегата выбираем вагранку.

 

4.2. Режим работы предприятия.

Годовой фонд рабочего времени технологического оборудования в часах подсчитывается по формуле:

Т_ф=(Т_н–Т_р)·n·t·К_и,

где Т_н – количество рабочих суток в году; Т_р – длительность плановых остановок технологических линий на ремонт, сут.; n – количество смен, сут.; t – продолжительность рабочей смены, ч; К_и –коэффициент использования оборудования.

 

 

Таблица 3.5.2.

Режим работы завода минераловатных изделий.

Наименование отделений	Количество рабочих дней в году	Количество рабочих смен в сутки (по 8 часов)	Продолжительность смены	Ки	Фонд рабочего времени оборудования
Склад сырья	365	3	8	0,95	8025,6
Дробильно-сортировочное отделение	260	2	8		3754,4
Отделение плавки	365	3	8		8025,6
Отделение волокноосаждения	260	2	8		3754,4
Отделение приготовления связующего	260	2	8		3754,4
Тепловая обработка	365	3	8		8025,6
Отделение резки	260	2	8		3754,4
Склад готовой продукции	260	2	8		3754,4

 

Годовой фонд рабочего времени для отделения плавки, тепловой обработки и сырья:

Т_ф=(365-13)·3·8·0,95=8025,6 ч.

 

Годовой фонд рабочего времени для  дробильно-сортировочного отделения, отделения волокноосаждения, отделения приготовления связующего, отделения резки и склада готовой продукции:

Т_ф=(260-13)·2·8·0,95=3754,4 ч.

 

 

4.3. Расчет материального  потока.

 

 

Расчёт материального потока ведётся  для определения производственной задачи по каждому из основных переделов  изготовления минераловатных плит. Расчёт ведётся с учётом всех возможных потерь.