Производство минераловатных плит с вертикальной слоистостью

 

       При расчете производительности следует учитывать возможный брак и другие производственные потери, размер которых принимается по соответствующим нормативам. Для заводов по производству минераловатных изделий средние величины возможных производственных потерь обычно принимается 1-3%.

    Принимаем  1%: Пгод = Пгод× 1.01 = 75000×1,01 = 75750(т/год)

Годовая производительность:              Пгод=75750 м³;          

Производительность в час:  Пч=Пгод/Фч;

где Фч – годовой фонд чистого рабочего времени (табл. ).

Пч=75750/6657=11,38 м³;

Производительность в  смену: Псм=Пч*8=11,38*8=91,03 м³;

где 8 –количество часов всмену.

Производительность в  сутки: Псут=Псм*3=91,03*3=273,1 м³;

где 3 – количество смен в сутки.

3.4 Выбор и расчет количества технологического оборудования

  

       В данном разделе приводятся расчеты количества машин (или установок) необходимо для выполнения производственной программы. Расчет оборудования рекомендуется производить в порядке установки отдельных машин в технологическом потоке от подачи сырья до выхода готовой продукции. Если цех объединяет несколько отделений, то расчет оборудования следует производить по отделениям.

        Необходимое количество машин и другого оборудования определяют по формуле:  

М = П_ч / (К_н×П_п)

          Где: М- количество машин, подлежащих  установке

                  П_ч- требуемая часовая производительность по данному технологическому переделу

                  П_п- паспортная часовая производительность выбранного типа                           размера

                  К_н- коэффициент использования оборудования во времени(0,92)

 

               Ведомость основного оборудования                            табл.6

Наименование оборудования	Марка оборудования	Технические характеристики	Кол-во
Вагранка ватержакетная     Камера волокноосаждения     Карусельная мащина	СМ-5232М           СМТ-091	Высота-19000мм Внутренний диаметр-1250мм Производительность-2,5 т/ч   Высота-6600мм Длина-10850мм Производительность-2,6 т/ч   Производительность-2,25м3/ч Мощность электродвигателя – 7 квт Размер формуемых изделий - 1000×1000×1000 мм	1       1       1

 

3.5 Выбор исходных материалов и полуфабрикатов.

 

       Сырьевые материалы для минераловатного производства достаточно разнообразны и имеются в стране в большом количестве. Для изготовления минеральной ваты применяют промышленные отходы, попутные продукты производств, горные породы. К сырью для производства минеральной ваты предъявляют следующие основные требования: оно должно иметь определенный химический состав, обеспечивающий стойкость волокна против действия эксплуатационных факторов (влаги, температуры); невысокую температуру получения расплава, достижимую в применяющихся для этих целей плавильных агрегатах; образовывать силикатные расплавы, характеризующиеся необходимыми для волокнообразования реологическими показателями; быть распространенным и не требовать сложной предварительной подготовки.

       Перечисленные требования обычно обеспечиваются составлением соответствующей смеси (шихты), включающей два или более компонентов. Лишь немногие виды природного сырья могут быть использованы для получения минеральной ваты без подшихтовки.

      Доменные шлаки являются одним из основных видов сырья для производства минеральной ваты. Они представляют собой расплавы (жидкие и охлажденные), в которых кристаллизуются силикаты и алюмосиликаты. В зависимости от содержания составляющих их оксидов (SiO₂, А1₂О₃, СаO и МgО) шлаки разделяют на основные, когда модуль основности

         

М_{о =} (СаО+ МgО)/ (SiO₂₊ А1₂О₃)>1,    кислые (М₀<1) и нейтральные (М_о=1).

 

        В состав шлаков входят шесть главнейших оксидов, содержание которых, % по массе, колеблется в следующих пределах:  SiO₂—35 ... 40; А1₂О₃—10 ... 15; СаО —35 ... 45; МgО —5 ... 10;  Fе₂О₃ + FеО —0,5 ... 1,0.

      Ваграночные шлаки в ряде случаев являются подходящим сырьем для получения минеральной ваты. Их можно применять как в качестве компонента шихты для подкисления доменных шлаков, так и в качестве основного сырья однокомпонентного состава. Содержание оксидов, % по массе, в этих шлаках находится в следующем соотношении: SiO₂ —40 ... 49; А1₂О₃—17 ...19; СаО—19 ... 32; МgО—3 ... 4; Fе₂О₃—3 ... 5.  

      Мартеновские шлаки являются основными. Содержание в них SiO₂ и А1₂О₃ не превышает 40%. Кроме того, в их составе обычно содержится до 20% оксидов железа и марганца. Их используют в качестве добавки к доменным шлакам или горным породам с целью снижения вязкости расплава.

       Металлургические шлаки используют в охлажденном виде (отвальные шлаки) и в огненно-жидком состоянии. В последнем случае существенно снижаются затраты топлива на производство минеральной ваты, однако существенные трудности корректировки состава огненно-жидких шлаков сдерживают развитие этого

вида их переработки. .

  Зола тепловых электростанций — вид сырья, характеризующийся непостоянством химического состава и зависящий от вида сжигаемых углей. Однако проведенные исследования показали возможность ее переработки в минеральную вату в электропечах.

     Отходы керамического и силикатного производства используют в качестве одного из компонентов для регулирования химического состава шихты.

     Горные породы могут применяться в чистом виде или в качестве компонента шихты. К числу лучших горных пород для производства минеральной ваты относят изверженные горные породы габбро-базальтовой группы и подобные им по химическому составу метаморфические горные породы, а также мергели. Запасы этих горных пород в стране огромны.

        Содержание оксидов в составе горных пород, применяемых для производства минеральной ваты, обычно колеблется в следующих пределах, % по массе: SiO₂ —45 ... 65; А1₂О₃ —10 . ..20; СаО—5 ... 15; Fе₂О₃ + FеО—10 ... 15; Na₂О + К₂О—1 ... 3, хотя в ряде случаев содержание отдельных оксидов выходит за указанные пределы.

Габбро-базальтовые горные породы (диабазы, базальты, габбро), а  также их метаморфические аналоги (амфиболиты, известковистые сланцы), мергели являются оптимальным сырьем для минераловатного производства. Получаемая из них вата характеризуется повышенной эксплуатационной стойкостью.

       Кислые горные породы типа гранита, перлита, грандиорита образуют расплавы с более высокой вязкостью, чем габбро-базальтовое сырье. В результате этого требуется повышенный расход топлива, снижается производительность плавильных агрегатов. Этот вид горных пород целесообразно применять для повышения белизны волокна при его использовании, например для получения декоративно-акустических изделий. Пока в отечественной практике эти горные породы в чистом виде применения не нашли.

        Сырьевые материалы для минераловатного производства достаточно разнообразны и имеются в стране в большом количестве. Для изготовления минеральной ваты применяют промышленные отходы, попутные продукты производств, горные породы. К сырью для производства минеральной ваты предъявляют следующие основные требования: оно должно иметь определенный химический состав, обеспечивающий стойкость волокна против действия эксплуатационных факторов (влаги, температуры); невысокую температуру получения расплава, достижимую в применяющихся для этих целей плавильных агрегатах; образовывать силикатные расплавы, характеризующиеся необходимыми для волокнообразования реологическими показателями; быть распространенным и не требовать сложной предварительной подготовки.

       Связующие. Для скрепления минераловатных волокон между собой в местах их соприкосновения применяют в основном вещества органического происхождения (синтетические смолы, битумы, крахмал, растительные масла) и их композиции. Для высокотемпературной изоляции используют также неорганические связующие (цементы, глины, жидкое стекло, фосфатные связующие) и их композиции с добавками органического происхождения. В качестве синтетического связующего широко применяют фенолоспирты (ФС) марок Б, В (на катализаторе гидроксиде натрия) и Д (на катализаторе гидроксиде бария). Согласно ТУ 6-05-1164—81 они должны соответствовать определенным нормам.

       ФС  не горючи, не взрывоопасны, но токсичны и оказывают раздражающее действие на кожу и слизистую оболочку. При их переработке в окружающую среду выделяются пары фенола и формальдегида. Фенол — нервный яд, способный вызвать острые и хронические отравления. ПДК. паров фенола в воздухе рабочей зоны производственных помещений 0,3 мг/м3.        Формальдегид относится к протоплазматическим ядам, он сильно раздражает дыхательные пути и слизистые оболочки. ПДК его в воздухе рабочей зоны производственных помещений — 0,05 мг/м3. Работать с ФС разрешается в помещениях, оборудованных приточновытяжной вентиляцией.

       В связи с повышением требований к стабильности физико-механич&ских показателей минераловатных утеплителей и к снижению загрязнения окружающей среды токсичными газовыми выбросами, а также с необходимостью экономии синтетических связующих ФС используют в нейтрализованном виде.

       Нейтрализацию ФС и приготовление рабочих растворов связующего осуществляют при строгом соблюдении последовательности введения компонентов. Из приемного бака в смесительный, оборудованный быстроходной мешалкой, подают определенное количество ФС, после чего при непрерывном перемешивании через дозатор согласно рецептуре вводят раствор сернокислого аммония. Компоненты перемешивают  в  течение  25  мин,  проверяют  рН раствора (должно быть 6,5—5), затем по рецептуре вводят требуемое количество аммиачной воды.

       Через  10—15 мин перемешивания проверяют водоразбавляемость нейтрализованных ФС и при постоянном перемешивании через дозатор подают необходимое количество воды для разбавления ФС до требуемой рабочей концентрации. После введения всех компонентов перемешивание продолжают в течение 10—15 мин, потом проверяют концентрацию раствора. Полученный прозрачный гомогенный раствор связующего подают в расходный бак, а оттуда дозирующими насосами и распылительным устройством в камеру волокноосаждения. Так как раствор нейтрализованных ФС нестабильный, его приготовляют перед использованием из расчета не более сменного расхода.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.6 Заводская технология производства изделий

 

       Производство минераловатных плит вертикальной слоистости осуществляется следующим образом. Расплав из вагранки подается на валки многовалковой центрифуги. Полученное с центрифуги минеральное волокно подается в камеру волокноосаждения СМТ-093, состоящую из приемно-формующего конвейера, шахты, прижимного барабана, дымососа марки Д-18, круглой и поперечной щеток.

       Приемно-формующий цепной сетчатый конвейер, выполненный наклонным по ходу движения ковра, имеет сварную раму, натяжную и приводную станции. Несущие цепи  получают движение от приводных звездочек на ведущем валу, приводимом от электропривода. К звеньям цепей, движущихся вдоль направляющих рамы, с помощью стяжек прикреплена формующая сетка . Под цепью с сеткой расположен короб, через который дымососом отсасывается воздух из шахты. Количество отсасываемого воздуха регулируется шиберами. Набоковых стенках внутри шахты имеются форсунки для ввода и распыления связующего материала. Па выходе ковра из шахты установлен прижимной, барабан для подпрессовки ковра и герметизации шахты. Барабан приводится в движение от приводного вала конвейера. Давление барабана на ковер регулируется противовесом. Поступающее в шахту через проем в торцовой стенке минеральное волокно обволакивается распыляемым через форсунки раствором синтетического связующею и оседает на сетку конвейера под действием разрежения, создаваемого при прососе воздуха дымососом. При выходе из камеры слой ваты, находящийся на сетке конвейера, обжимается барабаном. Пропитанный связующим минераловатный ковер после уплотнения на подпрессовщике и калибровки разрезается на плиты размером 1*1 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 на пост подпрессовки, после осуществления которой он приобретает размеры 100*100*100 см. Следующий поворот карусельной установки подает массив на тепловую обработку, которая производится путем продувки массива горячими газами(180...200°С) в течение 3 мин. На следующем посту производят выпрессовку кубической заготовки из формы и доставляют ее к резательной машине. Разрезку куба на плиты осуществляют перпендикулярно расположению основной массы волокон, вследствие чего волокна в полученных плитах имеют вертикальную ориентацию. Этот способ позволяет получать ППЖ со средней плотностью 170 … 200 кг/м³ и с прочностью при 10%-ном сжатии  0,08…0,11 МПа при расходе связующего 4…6%.

Затем изделия упаковываются  и отправляются на склад готовой  продукции.

Технологическая схема  производства показана в разделе  «Выбор и обоснование способа производства» на рисунке 4.

 

 

 

3.7. Правила приемки

 

Приемку матов следует  проводить в соответствии с требованиями ГОСТ 26281.

Объем партии матов устанавливают  в количестве не более сменной  выработки.

Размеры матов, разнотолщинность, зазор между минераловатными  полосами, ширину продольной кромки, плотность, сжимаемость, влажность, прочность приклеивания минераловатных полос к покровному материалу каждого мата, включенного в выборку, определяют для каждой партии.

Теплопроводность определяют один раз в квартал и при  каждом изменении сырья и технологии производства на трех матах, прошедших приемо-сдаточные испытания.

Партию матов, не принятую по результатам контроля размеров, разнотолщинности, зазора между минераловатными полосами, ширины продольной кромки, прочности приклеивания, подвергают сплошному контролю по показателю, по которому не была принята партия.

При забраковании партии матов по результатам определения  теплопроводности проводят повторную проверку. При получении неудовлетворительных результатов повторной проверки поставка матов потребителю должна быть прекращена. После устранения причин выпуска некачественных матов контролю подвергают каждую партию.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. Упаковка, маркировка, транспортирование и хранение.

 

Упаковку, маркировку, транспортирование  и хранение матов производят в соответствии с требованиями ГОСТ 25880.

Маты должны быть свернуты в рулоны. Масса рулона - не более 50 кг, диаметр рулона - не более 400 мм.

Маты длиной до 1500 мм могут  поставляться в развернутом виде стопами. Стопу обертывают полосой бумаги, конец полотна бумаги заклеивают. Масса стопы - не более 50 кг, высота стопы - не более 500 мм.

Транспортные пакеты формируют в соответствии с правилами перевозки грузов, размеры пакетов и средства пакетирования принимают по ГОСТ 24597.

Допускается транспортирование  матов в открытых автомашинах  на расстояние до 200 км с обязательным покрытием их брезентом или другим влагозащитным материалом.

Транспортирование матов  по железной дороге осуществляют повагонными отправками.

Транспортную маркировку производят с нанесением манипуляционного знака "Боится сырости" по ГОСТ 14192.