Цех по производству плит минераловатных повышенной жесткости на синтетическом связующем ГОСТ 22950, производительностью 50 тыс. м 3 в год

Концентрация  смолы в связующем зависит  от вида смолы, ее растворимости, методов введения в волокнистый ковер, заданных свойств изделий. В зависимости от этих факторов она колеблется от 5 до 24%-

Введение  связующего в минераловатный или  стекловолокнис - тый ковер осуществляют одним из описанных выше способов.

Уплотнение  ковра с введенным в него связующим  осуществляют для придания изделиям заданных плотности и прочности. Достигается это путем приложения к волокнистому ковру комплекса  механических нагрузок. от подпрессовочных, профилирующих, фиксирующих устройств, последовательно расположенных на поточной технологической линии, і is

Минераловатный (стекловолокнистый) ковер с введением  в него связующих представляет собой анизотропную волокнистую пространственную систему с преимущественно горизонтальным расположением волокон. Уплотнение волокнистого ковра при конвейерном способе производства изделий осуществляют путем приложения нагрузки перпендикулярно плоскости преимущественной ориентации волокон При этом элементарное волокно работает на поперечный изгиб как неразрезная свободно опертая балочка, опорами которой в данном случае являются точки пересечения горизонтально ориентированных волокон.

Обязательное  паличне н волокнистом ковре  волокон другой ориентации, а. также  волокон криволинейной формы  предопреде­ляет упругие свойства волокнистого ковра. Поэтому после снятия уплотняющей нагрузки упругие деформации исчезают и первоначальная толщина ковра частично восстанавливается. Пластические деформации ковра предопределяют неполное ноесгапоиленнс его первоначальной толщины.

Так как минераловатный ковер представляет собой не сплошное тело, а дискретную пространственную систему, то с точки зрения классической механики термины «упругая» и «пластическая» деформации к нему не применимы. Поэтому деформации волокнистого ковра принято называть «восстанавливающаяся» и «остаточная».

Доля остаточной деформации мннераловатного ковра  независимо от усилия прессования составляет примерно 70%. Стекловолокнистый ковер обладает значительно большей восстанавливающей способностью вследствие повышенной упругости стеклянных волокон, поэтому доля остаточной деформации в нем меньше. Поперечная же деформация волокнистого ковра очень мала и не превышает 0,1%. Таким образом, напряженное состояние ковра под нагрузкой ближе всего к состоянию «чистого» сжатия.

Наличие восстанаипнвающейся  деформации вызывает необходимость  применения фиксирующих устройств, обеспечивающих получение изделий  заданной толщины. Так как наиболее жесткое закрепление волокнистого каркаса может быть достигнуто после отверждения связующего, которое происходит при тепловой обработке, то фиксирующие устройства устанавливаются в камере тепловой обработки. Эту роль выполняет конвейер, расположенный в верхней части камеры термообработки. Нижняя лепта этого конвейера фиксирует толщину ковра, пропитанного связующим, двигаясь с одинаковой с ним скоростью вдоль камеры. Таким образом, вплоть до отверждения связующего ковер зажимается между верхней лентой нижнего и нижней лентой верхнего конвейеров, чем и обеспечивается фиксация его толщины. На некоторых заводах в качестве фиксирующего устройства при - м єн я ю і рольгаш вместо верхнего конвейера 1сплипан обработка мипералонагною (сіскловолокнистого) копра осуществляется путем прососа горячих іммоїшх газов или воздуха через слой ковра, когда он проходит по конвейеру камеры тепловой обработки. Во время этой операции из ковра удаляется влага и происходит отверждение связующего. Конструкция камеры тепловой обработки должна обеспечивать постоянство температуры и скорости газов по всей площади ковра. Не допускается выбивание газов з помещение цеха, поэтому герметизация камеры должна быть надежной.

Рис. 5. Камера тепловой обработки:

/ — натяжной барабан  ннжнего конвейера: 2— то же. верхнего; 3 — ограждающая конструкция камеры; 4 — верхний пластинчатый конвейер; 5 — то же, нижний; fi — минераловатный ковер

 

Наиболее  удачным конструктивным решением камеры тепловой обработки следует считать позонную подачу теплоносителя, когда рабочее пространство камеры по длине разделено на несколько зон, снабженных самостоятельными отопительно-вентиля - ционными устройствами. В таких камерах обеспечивается много­кратное прохождение теплносителя через обрабатываемый волокнистый ковер, вследствие чего существенно ускоряются процессы сушки и отверждения связующего (рис. 5). При введении связующего распылением в камере тепловой обработки достаточно создания двух зон, при проливе ковра связующим, как правило, создают четыре зоны. Длина зон должна обеспечивать равномерное распределение теплоносителя по площади ковра и размещение отопительно-вентиляционного оборудования. Этим условиям удовлетворяет длина зоны 6...8 м.

Общая длина  камеры зависит от производительности плавильного агрегата, толщины ковра, степени его уплотнения, вида связующего и влажности ковра, поступающего на термообработку. Чем толще минераловатный ковер, тем больше он уплотнен и чем выше его влажность, тем больше требуется времени на его термообработку и тем длиннее должна быть камера термообработки. Обычно ее размеры колеблются от 12 до 30 м. Тепловую обработку ковра следует осуществлять при максимальных для данного вида связующего температурах: для фенолоспирта — 250 и 180°С (соответственно при удалении и поело удаления влаги); для мочевнпоформа іьдеї НЛПОІІ смолы— 130'С; для формальде - гидной водоэмульсионной смолы—130 °С; для гипталевой и глн- цериномалеиновой смол— 180 °С. Превышение этих значений температуры может привести к деструкции отвертевшего связующего. В зависимости от толщины ковра, степени его уплотнения и увлажнения при обеспечении равномерного прогрева продолжительность тепловой обработки составляет от 3,5 до 18...20 мин

Весьма важным фактором, влияющим на качество изделий, яплястся режим охлаждения ковра, который во избежание трс - щнпообр. ионаппя в пленках связующего и, с. пслова і ельпо, еппжц пня физико-механических свопств изделий не должен быть резким. Обычно охлаждение ковра осуществляют на открытом конвейере без принудительного отбора теплоты.

Раскрой ковра  на плиты производят с помощью  пил продольной и поперечной резки. Затем изделия упаковывают и отправляют на склад готовой продукции.

Производство  минераловатных цилиндров (полуцилиндры, сегменты) на синтетическом связующем имеет свои особенности. Этот вид минераловатных изделий широко применяют для тепловой изоляции трубопроводов. Криволинейные изделия вырабатывают из минеральной ваты, пропитанной синтетическим связующим, способами навивки и горячего прессования в матрицах. В зависимости от средней плотности изделия имеют марки 100, 150 и 200.

Способ навивки  позволяет получать цилиндры и полуцилиндры полужесткого типа различных диаметров. Для этого используют навивочные станки (рис 6).

Минераловатный  ковер с нанесенным на него связующим  выходит из камеры волокноосаждення толщиной пе более 30 мм, что достигается увеличением скорости конвейера, и поступает па станок. Прорезиненная лента огибает ряд барабанов. Она служит одновременно формирующим и транспортирующим рабочим органом. Минераловатный слои навивается на перфорированные металлические скалки, так как оп затягивается между скалкой и огибающей ее лентой. По достижении заданной толщины слоя срабатывает концевой выключатель, пиевмоцилиндр переводит качающиеся кронштейны в горизонтальное положение, а включающийся электродвигатель за счет увеличения скорости движения лепты позволяет оторвать намотанный на скалку цилиндр от минера юна того копра. Готовый иплипдр имеете со скалкой подается к станку для прокатки и калибровки Калибровочный станок состоит из двух тенточпых конвейеров п цепного конвейера с гнездами для скалок с навитыми на них цилиндрами. Находясь в гнездах цепного конвейера, цилиндры на скалках прокатыва­ются между лентами двух конвейеров, при этом минеральная вата уплотняется и происходит калибровка цилиндров.

Тепловая  обработка откалиброванных цилиндров  осуществляется в специальной камере, куда они поступают с влажностью 10... 12%. В течение 15 мин цилиндры высушиваются до влажности 0,2...0,3% и за счет отверждения связующего приобретают механическую прочность. Тепловая обработка изделии осуществляется путем просасывання теплоносителя с температурой 140... 180°С через скалку и минераловатный слой. Снятые со скалок цилиндры разрезают в поперечном направлении в соответствии с заданной длиной. Для удобства монтажа цилиндры разрезают вдоль по образующей с одной стороны и делают надрез с противоположной внутренней стороны на глубину 10... 15 мм.

 

 

Рнс. 16. Станок для навивки мниераловатных цилиндров:

1 — минераловатный ковер; 2 — прорезиненная лента; 3 — зубчатые  диски; 4 — электромагнит; 5 — перфорированные  скалки; 6 — кронштейны; 7 — барабан для навнвки цилиндров, 8 — качающиеся кронштейны. 9 — пневмоцилнндр, '0 — натяжная станция

 

Полуцилиндры  и сегменты производят путем уплотнения пропитанной связующим минераловатной заготовки в фасонных горячих формах, в которых осуществляется и тепловая обработка изделий.

Пр о и  з в оцет в о ми н е р  ал о в атиы х и л и т  новы ш е н - ион жесткости является наиболее перспективным. Физико- механические свойства мниераловатных изделий во многом зависят

От ориентации волокон по отношению к действующей  нагрузке.

В камере волокнообразования волокнистый ковер формируется  из волокон, преимущественно ориентированных в горизонтальном направлении. Поэтому изделия, изготовленные из такого ковра, характеризуются невысокой прочностью при сжатии, т. е. когда нагрузка действует перпендикулярно слоистости ковра.

Рис. 7. структуры мниераловатных изделий:

А — пиан волокпистого каркаса; В и С—изделия повышенного  качества с гидроизоляционным (отделочным), армирующим и упрочняющим слоями; / — с преимущественно горизонтальной ориентацией волокон; II — го же. вертикальной; III —с горизонтально-вертикальной ориентацией волокон (гофрированный минераловатный ковер); iv — с пространственной ориентацией волокон; /, 2. 3 — соответственно гидроизоляционный (отделочный) армирующий и упрочняющий слон

В практике строительства  есть большая необходимость повышения  прочности при ежа і ни мппералопатных и ічелии. например при устройстве тепловой изоляции покрытии промышленных зданий, когда теплоизоляционный материал укладывается по профилированным металлическим настилам и покрывается гидроизоляционным слоем. В этом случае теплоизоляционный материал испытывает сжимающие паї ручки и ею сжатие, например, в результате давлення снега краппе нежелательно, так как влечет за собой повышение теплопроводности.

Па показатель прочности мниераловатных большое влияние оказывают: ориентация волокон но отношению к сжимающей нагрузки, количество введенного в материал связующего, степень уплотнения материала в процессе изготовления изделий, способ формования изделий. На практике, применяя различные способы, получают минераловатные изделия разной плотности и с различной ориентацией волокон по отношепию к действующей эксплуатационной нагрузке. На рис. 7 приведены различные виды волокнистой структуры минераловатных изделий, а на рис. 8—зависимость прочности при сжатии от вида структуры, способа изготовления и средней плотности изделий.

 

 

Анализ кривых (рис. 8) позволяет сделать вывод о том, что создание структуры с пространственной и вертикальной ориентацией подокон способствует существенному повышению прочности изделий.

Получают  такие структуры различными способами, пз которых наибольшее распространение получили мокрый способ, оснований на приготовлении гидромасс, и переработка ковра или плит горизонтальной слоистости в изделия с вертикальной ориентацией волокон.

Мокрі й способ изготовления плит состоит из трех основных операции приготовления гидромассы формования из нее непрерывного мннераловатного копра и его тепловой обработки. Прн - готовлепне шдромассы 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 с. пчае 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 (ГІПЖ) производят способами подпрессовки и отливкой ковра с последующим вакуумированием и калибровкой.

При формовании ковра способом подпрессовки (рис. 9) верхний конвейер 4 вплотную примыкает к расходному бункеру 2. Угот наклона конвейера к горизонтальной оси может меняться от 4 до J5° в сторону выхода ковра. Гидромасса захватывается нижней и верхней ветвями конвейеров 4 и 1, которые движутся синхронно. Дозирование гидромассы осуществляется поворотом шибера 3. По мере прохождения между ветвями конвейеров она подпрессовывается, из нее удаляется избыток раствора связующего, чему способствует наличие вакуум-ящика 6. Остаточная влажность ковра находится в пределах 35...100% и зависит от свойств гидромассы, степени подпрессовки, режима вакуумировання. Окончательная калибровка ковра по толщине осуществляется при его прохождении под иа і ком 5 или в камере тепловой обработки.

Способ подпрессовки позволяет использовать исходные гидромассы с отношением «твердая фаза: жидкость»  от 1 : 3 до 1:10. Это обеспечивает получение изделий с однородной структурой из пространственно ориентированных волокон Расход связующего составляет 5...6%, средняя плотность получаемых плит не превы­шает 200 кг/м3, а прочность на сжатие при М% пой деформации (составляем - 0,08...0,1 МПа.

Производство  ППЖ способом отливки осуществляют по схеме, приведенной на рис. 7.30. В этом случае гидромассу, состоящую из воды, фенолспиртов, пенообразователя и минеральной ваты, приготовляют в смесителе 1 и насосом 2 подают к узлу формования. Гидромасса, выходящая из бункера через щель, образованную верхней ветвью нижнего конвейера 3 и передней стенкой бункера 4, распределяется на конвейере в виде сплошного ковра. При движении над вакуум-ящиком 6 ковер обезвоживается. Калибровка ковра по толщине осуществляется верхним конвейером 5. Пройдя камеру тепловой обработки 7, ковер разрезается на плиты требуемых размеров, которые упаковываются и отправляются на склад готовой продукции. В зависимости от степени уплотнения и расхода связующего, который колеблется от 8 до 12%, средняя плотность плит находится в пределах 150...300 кг/м3, а прочность при 10%-ном сжатии составляет соответственно 0,00...0,2 МПа.

 

Рис. 10. Схема производства минераловатных плит повышенной жесткости способом отливки из гидромассы

 

Производство  плит повышенной жесткости с вертикально  ориентированными волокнами осуществляют в основном двумя способами: с одностадийной тепловой обработкой (кубовая технология) и с двустадийным прогревом.

Кубовая технология заключается в следующем (рис 7.31). Пропитанный связующим минераловатный ковер после уплотнения на подпрессовщике и калибровки разрезается на плиты размером ІХІ м. Полученные заготовки отделяются от ковра и вилочным захватом загружаются одна на другую в форму карусельной установки до образования минераловатного массива кубической формы. Затем поворотом карусельной установки массив подается па пост подпрессовки, после осуществления которой он приобретает размеры ЮОхЮОхЮО см. Следующий поворот карусельной установки подает массив на тепловую обработку, которая производится путем продувки массива горячими газами