Минеральная вата

 

В качестве связующего в  проекте используется битумная эмульсия имеющая следующий состав( в весовых  частях ):

- битум – 100;

- вода – 100;

- каолин – 9;

- канифоль – 8;

- щелочь – 1,7.

Она наносится методом  распыления.

плита битум теплоизоляционный  вата

Таблица 2. Физико-химические характеристики битума БН 70/30

Наименование показателя	Норма
	ОКП 02 5621 0500	Метод испытаний
1. Глубина проникания  иглы при 25 °C, 0,1 мм	21-40	По ГОСТ 11501-78
2. Температура размягчения  по кольцу и шару, °C	70-80	По ГОСТ 11506-73
3. Растяжимость при 25°C, не менее	3,0	По ГОСТ 11505-75
4. Растворимость, %, не менее	99,50	По ГОСТ 20739-75
5. Изменение массы после  прогрева, %, не более	0,50	По ГОСТ 18180-72
6. Температура вспышки,  °C, не ниже	240	По ГОСТ 4333-87
7. Массовая доля воды	Следы	По ГОСТ 2477-65

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ГЛАВА 2 ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ  ЧАСТЬ

2.1 Выбор способа  и технологической схемы производства.

     Производство  минеральной ваты и изделий  из нее включает в себя следующие  основные технологические операции:

- подготовка сырьевых  материалов

- составление сырьевой  смеси

- плавление сырья

- переработка расплава  в волокно

- осаждение минеральной  ваты и формование минераловатного  ковра в камере волокноосаждения

- введение связующего

- тепловая обработка минераловатного  ковра

- продольная и поперечная  резка ковра на изделия заданных  размеров.

 

    Печи  для получения силикатного расплава различают по принципу сжигания топлива, зависящему от его вида.

        Для  получения силикатных расплавов  в минераловатном производстве  применяются различные типы плавильных  печей.

        В  своем проекте в качестве плавильного  агрегата я принимаю вагранку. Выбор вагранки объясняется высоким  коэффициентом использования теплоты  от сжигаемого топлива, большой  производительностью при небольших  габаритах, простотой конструкции,  незначительными капитальными затратами  и простотой обслуживания. Вагранка  ватержакетная 5232М диаметром  1250мм.

Вагранка 5232М диаметром 1250 мм наиболее распространена в промышленности. Она представляет собой вертикальную печь, состоящую из двух основных частей - горновой и шахтной. В горновой, нижней, части вагранки происходят горение топлива и плавление  сырья. Здесь развиваются наиболее высокие температуры, поэтому горновая часть защищена водяной рубашкой - ватержакетом. Выше ватержакета шахта  защищена от воздействия высоких  температур футеровкой из шамотного  кирпича.

     Воздух, необходимый  для горения топлива, подается  в вагранку через специальные  устройства - фурмы, которые симметрично  расположены по окружности вагранки в один-три ряда на высоте 0,5-0,8 диаметра вагранки от ее днища. В каждом ряду находится 8-6 фурм диаметром 60-50 мм. Фурмы каждого ряда соединены общим кольцевым коллектором (фурменным поясом) , через который воздух поступает по всему периметру вагранки.

Сортированные сырьевые материалы  и кокс из расходных бункеров через  весовые дозаторы подаются с помощью  скипового подъемника, конвейера  или бадьи с открывающимся  днищем в загрузочное окно, расположенное  в боковой стене вагранки. Высота рабочей зоны вагранки равна 4-5 ее диаметрам. Расход топлива (кокса) в вагранках, зависящий в основном от применяемых  сырьевых материалов, составляет 18-20% массы  сырья.

Таблица 3 Технические характеристики вагранок

Показатели	Тип и модификация вагранок
	СМ-50	СМ-5266	СМ-5232А	СМ-5232М	СМТ-208
Средняя производительность, т/ч	1,2	1,5 – 1,6	1,6 – 2,1	2,2 – 2,5	2,8 – 3,2
Внутренний диаметр шахты  в зоне фурм, мм	750	1000	1250	1250	1340
Расстояние от пола до осей фурм первого ряда, мм	400	600	600	750	700
Площадь зоны плавления, м2	0,441	0,784	1,226	1,226	1,4

    Вагранка –  непрерывно действующий противоточный  тепловой агрегат. Загруженные  сверху сырье и топливо чередующимися  слоями опускаются вниз, а образующиеся  в нижней части вагранки продукты  горения топлива – горячие  газы поднимаются вверх, передавая  свою теплоту верхним слоям  материала. Таким образом, сырье,  опускаясь вниз по вагранке, разогревается  и превращается в расплав. Расплав  выпускают из вагранки через  летку, которая обычно расположена  в боковой стенке на высоте 0.2…0.35 диаметра вагранки от днища  или непосредственно в днище.  Диаметр отверстия летки 35-80 мм  зависит от производительности  вагранки. Для стабилизации струи  расплава к боковой летке может  быть пристроен копильник.

Переработка минерального расплава в волокно.

    Полученный в плавильном агрегате минеральный расплав перерабатывают в волокно следующими способами: пародутьевым, центробежно-валковым, центробежно-дутьевым, фильерно-дутьевым.

В своем проекте я принимаю центробежно-валковый способ.

Этим способом получают минеральное  волокно из расплава под действием  центробежных сил,   создаваемых  вращающимися валками центрифуг. В  зависимости от количества валков центрифуги разделяют на одно-, двух-, трех-, четырехвалковые  и т.д., а по числу передач расплава между рабочими органами - на одно- и  многоступенчатые. Наиболее распространены четырехвалковые центрифуги.

Центрифуга Ц- 7 представляет собой станину П-образной формы  из листовой стали толщиной 25 мм, на которой укреплены четыре рабочих валка в подшипниковых узлах с приводом от четырех электродвигателей общей мощностью 40 кВт. Рабочие валки приводятся в движение от электродвигателей через клиноременную передачу. Валки вращаются в вертикальной плоскости и ограждены сверху и сбоку бронированными листами. Центрифугу монтируют на рельсовом пути, по которому она передвигается с помощью мотор-редуктора. Обычно один плавильный агрегат комплектуется двумя центрифугами.

Расплав из плавильного агрегата подается с помощью регулируемого  водоохлаждаемого лотка на поверхность  первого валка под углом 30-40°  к его горизонтальной оси. Подача струи расплава в другую точку  первого валка уменьшает количество расплава, попадающего на второй валок, и ведет к увеличению неволокнистых  включений. Роль первого валка - расщепить  струю расплава и передать ее в  виде множества струек на второй валок, на котором перерабатывается в волокна  значительная часть поступившего на него расплава. Избыток минерального расплава передается далее на третий валок. Четвертый валок завершает  процесс волокнообразования. Таким  образом, основные волокнообразующие  валки - второй и третий.

Для отдува образующихся волокон  на центрифуге установлен вентилятор производительностью 1400 м³/ч. Образовавшиеся на валках волокна подхватываются воздушным потоком, подающимся из вентилятора, и уносятся в камеру волокноосаждения, где оседают на движущемся сетчатом конвейере. Застывшие неволокнистые включения падают под центрифугу, откуда удаляются скребковым или пластинчатым конвейером.

Технические характеристики центрифуги Ц-7

Производительность по расплаву, кг/ч   .............. 700-2000

Диаметр, мм:

первого и второго валка   .............................................. 200

третьего и четвертого валка   ........................................ 250

Габаритные размеры, мм............................…..3400х1800х2120

Масса, кг............................................................................ 4560

Осаждение  минерального   волокна и формирование минераловатного  ковра

Волокна минеральной ваты, образовавшиеся в результате переработки  расплава, осаждаются в виде ковра  в камере волокноосаждения. В зависимости  от способа волокнообразования камеры волокноосаждения могут быть горизонтальными, вертикальными и барабанными.

В курсовом проекте я принимаю горизонтальную камеру СМ-5237А.

Горизонтальная камера СМ-5237А  представляет собой металлический  изолированный каркас прямоугольного сечения длиной 10 м, шириной 2 м, высотой 3,5 м. По всей длине нижней части камеры проходит сетчатый конвейер, где осаждаются волокна и формируется минераловатный ковер, который затем удаляется из камеры на последующую переработку в изделия. Ковер, выходящий из камеры, уплотняется подпрессовочным роликом.

Воздух, газы или паровоздушная  смесь удаляются из камеры вентилятором, который отсасывает их из камеры на уровне,  находящемся ниже сетчатого  конвейера. В результате в камере создается разрежение, что способствует осаждению минеральных волокон  и формированию ковра, а также  препятствует попаданию волокон  и газов в рабочее помещение.

Скорость движения сетчатого  конвейера регулируется от 0,3 до 3,5 м/мин, что позволяет в зависимости  от производительности плавильного  агрегата поддерживать необходимую  толщину минераловатного ковра.

Нанесение связующего вещества.

Применяют три способа  введения связующего в волокно: распыление или пульверизация, полив с вакуумированием, приготовление гидромассы или пульпы.

В своем курсовом проекте  я принимаю способ приготовления  гидромассы или пульпы.

При «мокром» способе введения  связующего хлопья минеральной ваты смешиваются со связующим битумной эмульсией или раствором фенолоспиртов. В результате образуется гидромасса или пульпа. Такой способ используется 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 готовиться в гидросмесителе, а пульпа для производства плит ППЖ имеет соотношение ваты и воды от 1:15 до 1:35 и готовиться в пульпаторе.

Мокрый способ изготовления плит состоит из трех основных операций: приготовление гидромассы, формование из нее непрерывного минераловатного  ковра и его тепловой обработки. Приготовление гидромассы производят в смесителях непрерывного или периодического действия роторного и валкового  типов. Минеральную вату перед подачей  в смеситель разрыхляют на специальных  машинах. Смешивание волокна с рабочим  раствором связующего существенно  облегчается при введении пенообразователя. В этом случае образовавшиеся пузырьки пены играют роль шарниров и снижают  трение между волокнами, способствуя  образованию однородной гидромассы без наличия в ней комков ваты. Гидромасса поступает в бункер формовочного устройства. Формование  плит повышенной жесткости производят способами  подпрессовки и отливкой ковра с  последующим вакуумированием и  калибровкой.

Тепловая обработка  изделий.

Минеральный ковер, пропитанный  синтетическим связующим, проходит тепловую обработку в специальных  камерах, в которых осуществляется подпрессовка ковра до заданной толщины, сушка и отверждение синтетического связующего.  Камepa тепловой обработки  является одним из основных агрегатов, входящих в состав технологических  линий, определяющих качество выпускаемых  изделий. При производстве минераловатных изделий на синтетических связующих  используют различные конструкции  камер тепловой обработки, отличающиеся исполнением (пластинчатые или сетчатые конвейеры), тепловой и аэродинамической схемой работы (подвод теплоносителя  снизу или сверху, с рециркуляцией  или без рециркуляции) и режимом  тепловой обработки изделий.

Тепловая обработка осуществляется путем прососа горячего теплоносителя  температурой 180-220 °С через минераловатный ковер. В качестве теплоносителя  используют продукты сжигания топлива  в топках, расположенных рядом  с камерой или в отдельном  помещении. Теплоноситель подается в камеру дымососом. Пройдя через  минераловатный ковер, большая часть  теплоносителя возвращается в топку  на рециркуляцию, а другая часть  удаляется из рабочего пространства камеры вентилятором.