Види мінераловатних виробів

Зміст

аналітична частина. 5

Мінеральна вата. 5

Види мінераловатних виробів. 6

Технологія одержання мінераловатних виробів. 7

технологічна частина. 10

Номенклатура продукції. 10

Опис технологічної схеми та обґрунтування вибору. 12

Режим роботи з відділень. 14

Регламентовані норми втрат. 15

Розрахунок сировинної шихти. 16

Матеріальний баланс. 17

Розрахунок продуктивності вагранки. 21

Розрахунок обладнання. 23

Розрахунок складів. 25

Очищення викидів. 27

Технічні характеристики устаткування. 29

Список літератури. 33

Вступ

Метою даного курсового проекту є розробка цеху виробництва мінераловатних виробів продуктивністю 230 тис м 3 /рік готової продукції. Цех випускає плити щільністю 125 кг/м 3 розміром 1000x1000x80 мм.

У розробку входить розрахунок сировинної шихти, розрахунок та вибір основного технологічного обладнання, виходячи з матеріального балансу цеху, а також очищення газових викидів.

Аналітична частина

Мінеральна вата

Мінеральною ватою називають пухкий матеріал, що складається з тонких волокон склоподібної структури. Мінераловатні теплоізоляційні вироби є найпоширенішими. За деякими даними їх частка серед усіх застосовуваних теплоізоляційних матеріалів становить близько 80%. Залежно від виду сировини мінеральна вата ділиться на кам'яну та шлакову. Сировиною для кам'яної вати служать гірські породи – діабаз, базальт, вапняк, доломіт, та ін. Шлакову вату отримують зі шлаків чорної та кольорової металургії. За вимогами пожежної безпеки вироби з мінеральної вати належать до класу негорючих.матеріалів (НГ). Більше того, вони ефективно перешкоджають поширенню полум'я і застосовуються як протипожежна ізоляція та вогнезахист.

Теплопровідність мінераловатних виробів складається з трьох складових:

- теплопровідності повітряного середовища та вологи, що знаходяться між волокнами;

- передачі тепла променевипусканням.

Теплопровідність твердої основи як основна складова загальної теплопровідності залежить від геометрії та орієнтації волокон у просторі. При заданій щільності найбільш ефективним утеплювачем є мінеральна вата з хаотично розташованими та безладно орієнтованими волокнами.

Орієнтація волокон впливає не тільки на теплопровідність, а й на характеристики міцності мінераловатних виробів. Міцність на стиск у них зростає зі зростанням кількості вертикально орієнтованих волокон. Таким чином, чим вищий відсоток вертикально орієнтованих

волокон, тим нижчої щільності мінеральну плиту можна застосовувати для забезпечення заданої міцності на стиск. Тому технології формування мінераловатних плит, що забезпечують високий відсоток вертикально орієнтованих волокон, є найпрогресивнішими.

Важлива властивість мінераловатних матеріалів – мала усадка та збереження своїх геометричних розмірів протягом усього періоду експлуатації будівлі. Це гарантує відсутність "містків холоду", які інакше неминуче виникли б на стиках ізоляційних плит.

Ізоляційні матеріали із мінеральної вати відрізняються високою хімічною стійкістю. Більш того, мінеральна вата є хімічно пасивним середовищем і не викликає корозію металів, що контактують з нею. Теплоізоляційні та механічні властивості виробів з мінеральної вати зберігаються на первісномурівні протягом десятків років.

Застосування мінеральної вати дозволяє забезпечити не лише тепло-, а й звукоізоляцію стін. Мінеральна вата значно знижує ризик виникнення стоячих звукових хвиль усередині огороджувальної конструкції, тим самим збільшуючи ізоляцію від повітряного шуму. Звуковбирні властивості матеріалу збільшують згасання акустичних хвиль і значно знижують звуковий рівень приміщення. Переваги мінераловатних матеріалів доповнює легкість виконання монтажу. М'які вироби легко ріжуться ножем, а щільніші – ножівкою.

Види мінераловатних виробів

На основі мінеральної вати випускають штучні, рулонні, шнурові вироби та сипучі матеріали.

Мінераловатні тверді плити, що мають підвищену жорсткість, виготовляють на сполучному синтетичному (фенолоспирті, розчині або дисперсії карбамідного полімеру та ін.). Крім мінерального волокна та розчину полімеру в гідромасу вводять піноутворювач. Гідромасу готують у швидкісних турбулентних змішувачах. Плити з маси рідинної консистенції формують у вакуум-пресах. Відформовані плити надходять у тунельні або камерні сушарки, де їх піддають тепловій обробці при 150-180° С. Отримують плити об'ємною масою до 200 кг/м з теплопровідністю 0,047 Вт/(м*°С); водопоглинанням трохи більше 15 %, товщиною 30-70 мм. При утепленні покрівель без горищ твердими мінераловатними плитами гідроізоляційний шар влаштовують, наклеюючи рулонний гідроізоляційний матеріал безпосередньо на ці плити. При жорстких плитах потрібен пристрій стяжки з цементного або асфальтового розчину між плитою і гідроізоляцією.

Мінераловатні жорсткі плити, шкаралупи та сегменти випускають із синтетичним, бітумним та неорганічним сполучним (цементом, глиною, рідким склом таін). Для підвищення міцності та зниження кількості сполучного до складу виробів вводять коротковолокнистий азбест. Плити товщиною 40-100 мм випускають об'ємною масою 100-400 кг/м та теплопровідністю 0,051-0,135 Вт/(м*°С).

Мінераловатні напівжорсткі та м'які плити виготовляють із синтетичним, бітумним та крохмальним сполучним. Вироби (плити, циліндри, сегменти, мати) з синтетичним сполучним мають меншу об'ємну масу, більш міцні та привабливі на вигляд порівняно з виробами на бітумному сполучному. Витрата фенолоспиртів становить 10-15%, бітуму - 9-20% у напівжорстких плитах та 3-5% за масою у м'яких плитах. Об'ємна маса плит - 35-250 кг/м 3 теплопровідність - 0,041-0,07 Вт/(м*°С).

Мінераловатні мати в рулонах випускають наступні види:

- з синтетичним сполучним, прошивні з металевими, тканинними, паперовими обкладками, з обкладками зі склополотна;

- зі штапельного скловолокна;

- із безперервного скловолокна;

- у вигляді полотна з базальтового волокна

До сипучих матеріалів відносять: мінеральну вату гранульовану та мінераловатну суміш з неорганічним в'язким для мастичної теплоізоляції.

Технологія одержання мінераловатних виробів

Виробництво мінеральної вати включає такі процеси:

- плавлення сировинної шихти та переробка силікатного розплаву у волокно;

- Формування мінераловатного килима;

- рулонування мінераловатного килима.

Печі для отримання силікатного розплаву:

Печі можуть бути: шахтні (вагранка), електродугові ванни, освоюються циклонні і конверторні.

Вагранки є шахтні печі безперервної дії, що працюють за принципом протитечії. Вона складається з корпусу, виконаного з листової.сталі, і футерованої вогнетривкою цеглою. Горіння палива та плавлення сировини відбуваються у нижній, горновій частині вагранки. Тут для плавлення влаштований ватержакет – металевий циліндр із двома стінками, між якими проходить потокова вода для охолодження. Повітря подається через спеціальний отвір чи фурми. Загальні вимоги до сировини для вагранок – неприпустимість фракцій менше 20 мм, які різко збільшують аеродинамічний опір стовпа шихти. Оптимальний розмір шматків знаходиться в межах 40-100 мм. Основний вид палива для вагранок - кам'яновугільний кокс, який поділяється на ливарний та доменний. Показником якості коксу є розмір шматка, найкращий великий кокс розміром 80-120 мм.

Способи переробки розплаву у волокно:

За принципом впливу енергоносія на струмінь розплаву існує три основні способи: дутьовий, відцентровий та комбінований. У цьому роботі використовуємо відцентровий метод. При відцентровому способі волокно із силікатного розплаву утворюється за рахунок використання відцентрової сили. Робочим органом є послідовно розташовані валки, що обертаються навколо горизонтальних осей.

Формування мінераловатного килима:

Формується мінераловатний килим у камері волокноосадження, що складається з металевого каркаса, обшитого листовою сталлю, з тепловою ізоляцією. Дном камери є сітчастий чи пластинчастий конвеєр. Залежно від швидкості руху конвеєра (06-35 м/хв) визначається товщина килима.

Камери бувають горизонтальними та вертикальними.

Для знепилення та підвищення еластичності вводять сполучну.

Сполучне буває органічного та неорганічного походження. Органічні сполучні. У виробництві мінераловатнихвиробів використовують бітуми, синтетичні смоли та крохмалі. Найбільш ефективні синтетичні смоли. Вони повинні бути водорозчинними або утворювати стійкі емульсії; мати невелику усадку; у затвердженому стані повинні бути достатньо водо- та температуростійкими; не виділяти токсичні речовини.

Найбільшого поширення при виробництві мінераловатних виробів набули фенолоформальдегідні смоли та, насамперед, термореактивні фенолоспирти. Фенолоспирти - водорозчинні фенолоформальдегідні смоли, одержувані як початкових продуктів конденсації фенолу з фольмальдегідом у присутності слаболужного каталізатора. Фенолоформальдегідні смоли відповідають більшості вимог до сполучних для мінераловатних виробів, проте їм притаманний ряд недоліків: крихкість плівки, що затверділа, токсичність, недовговічність.

Способи нанесення сполучного:

При виготовленні виробу застосовують такі способи нанесення сполучних:

- протока з наступним віджиманням та вакуумуванням;

- Приготування гідромас (мокрий спосіб).

Введення водного розчину сполучного в мінераловатний килим шляхом протоки та одночасного вакуумування полягає в наступному: робочий розчин сполучного з басейну, розташованого нижче рівня підлоги, перекачується насосом у ванну, звідки по жолобу подається на мінераловатний килим, що виходить з камери волокноосадження, і змочує ширину. У камері відсмоктування вентилятор високого тиску створює розрідження (вакуум), що дозволяє видаляти з мінераловатного килима зайву кількість сполучного розчину.

Додатково сполучна видаляється віджимним валиком у басейн, звідки знову перекачується в басейн для повторного використання. Недолік цього способу – наявність додатковихпристроїв для вакуумування, а також збільшення витрати теплоти на сушіння виробів, так як вологість килима після просочення сполучною досягає 50-55%; переваги - однорідний та рівномірний розподіл сполучного, значне скорочення його втрат при введенні у волокно. При введенні сполучного способом протоки застосовують розбавленіші розчини, ніж при розпиленні. Такий спосіб використовують при виробництві мінераловатних плит марок 125 і 175 і заготовок для акустичних плит.

Технологічна частина

Номенклатура продукції

Марки та розміри:

Плити в залежності від густини повинні випускатися марок 50, 75, 125, 175, 200, 300.

найменування показника	Норма для марки
Щільність, кг/м3	Від 35 до 50	Від 50 до 75	Від 75 до 125	Від 125 до 175	Від 175 до 250	Від250 до 350

Номінальні розміри плит повинні відповідати зазначеним у таблиці.

Марка плит	Довжина	Ширина	Товщина
50; 75	500; 1000	Від 60 до 100 з інтервалом 10
500; 1000	Від 50 до 80 з інтервалом 10
500; 1000	Від 40 до 70 з інтервалом 10
500; 1000	Від 40 до 60 з інтервалом 10
900; 1800; 1200	450; 600; 900; 1800	Від 20 до 40 з інтервалом 10

Умовне позначення плит має складатися з початкової літери назви виробу (П), цифрового позначення марки, розмірів за довжиною,ширині, товщині та позначення цього стандарту.

Плита розміром 1000х500х60 мм із щільністю 90 кг/м3. Умовне позначення цієї плити П125 - 1000.500.60 ГОСТ 9573-82.

- Плити повинні виготовлятися відповідно до вимог цього стандарту за технологічним регламентом, затвердженим у встановленому порядку.

- матеріали, що застосовуються для виготовлення плит, повинні відповідати: мінеральна вата – ГОСТ 4640-76; синтетичні сполучні, гідрофобізуючі та модифікуючі добавки – нормативно-технічної документації на ці сполучні та добавки.

Для виготовлення плит:

- граничні відхилення від номінальних розмірів плит не повинні перевищувати наведені в таблиці.

- Плити мають бути правильною геометричною формою. Різниця довжин діагоналей та різнотовщинність плит не повинні перевищувати граничних величин, наведених у таблиці.

- Плити повинні мати однорідну структуру. Не допускається наявність порожнин, розшарування та ділянок мінеральної вати, не оброблених сполучною.

- За фізико-механічними показниками плити повинні відповідати вимогам, наведеним у таблиці.

---