Производство минеральной ваты

              

          Таблица 5 – Содержание оксидов в расплаве

Сырье	Сoдержание оксидов, вносимых в расплав
	SiO2	Al3O3	CaO	MgO
Доменный шлак	24,27	13,04	28,62	7,55
Бой стекла	13,75	1,51	0,38	0,198
Шихта	38,02	14,55	29,0	7,75

 

Метод последовательного приближения

Для определения количества дополнительного сырья, в данном случае – боя стекла, принимаем количество основного сырья (шлака) за единицу и задаемся содержанием в шихте оксида SiO2 равным 50 %. Тогда, исходя из данных табл. 1, имеем:

у = (а-б) / (в-б) = (50-29,6)/(76,4-29,6) = 0,436

          где у – количество гранита, добавляемого в шихту в долях  единицы;

а – заданное содержание принятого оксида (SiO2)в составе шихты, %;

б – содержание принятого оксида в шлаке, %;

в – содержание принятого оксида в бое стекла, %.

Следовательно, 1 весовая часть шихты будет состоять из 0,564 весовых частей шлака и 0,436 весовых частей боя стекла.

В такой шихте будет содержаться, масс, доля:

SiO2 = (0,564·29,6+0,436·76,4) = 50,01

Al2O3 = (0,564·15,9+0,436·8,4) = 12,63

CaO = (0,564·34,9+0,436·2,1) = 20,60

MgO = (0,564·9,2 +0,436·1,1) = 5,67

При таком процентном соотношении оксидов модуль кислотности шихты

Полученное значение модуля кислотности шихты несколько превышает заданное. С целью некоторого уменьшения значения этого модуля необходимо провести дополнительный расчет. Увеличим содержание в составе шихты оксида кремния на некоторую величину и примем его равным 67,98%. Такое содержание боя стекла в шихте в долях единицы:

            х = (а-б) / (в-б) = (67,98-29,60)/(76,4-29,60) = 0.82,

то есть шихта состоит из 82% шлака и 18% боя стекла.

 

В такой шихте будет содержаться, масс, доля:

SiO2 = (0,82·29,60+0,18·76,4) = 38,02

Al2O3 = (0,82·15,9+0,18·8,4) = 14.55

CaO = (0,82·34,9+0,18·2,1) = 28,99

MgO = (0,82·9,2 +0,18·1,1) = 7,75

При таком процентном соотношении оксидов модуль кислотности шихты

Сравнивая метод последовательного приближения ( =1.45) и метод составления и решения уравнения ( =1,44), можно сделать вывод, что с помощью обоих методов можно достаточно точно определить модуль кислотности шихты и содержание необходимых оксидов в расплаве при довольно незначительных погрешностях в вычислении.

 

 

 

 

 

 

 

6 Расчет минерального баланса

 

Требуется определить расход сырьевых материалов для получения 10тыс  м³ минеральной ваты при следующих исходных данных для расчета:

заданный модуль кислотности расплава Mk=1,44;

основное сырье – доменный шлак - 75% , бой стекла -25%.

Таким образом, расчет шихты, произведенный обоими методами, позволил установить, что шихта должна состоять из 75% доменного шлака данного химического состава и 25% стеклянного боя.

Следовательно, для получения 1тыс.т.м³ минеральной ваты без учета влажности сырьевых материалов и производственных потерь расход компонентов шихты составляет, кг: доменного шлака – 7500 т. м³

                                                                Стеклянного боя – 2500 т. м³

Введя поправку на влажность, получим:

расход доменного шлака –7500· 1,08 = 8100 т. м³

расход кирпичного боя– 2500 · 1,02 = 2550 т. м³

Предположим, что общие производственные потери (при транспортировании и складировании материалов, при их дроблении) и отходы при переработке расплава в волокно составляют для шлака 28%, а для стеклянного боя - 20%. Тогда практический расход материалов в естественном состоянии на 10 тыс.т.м³ минеральной ваты составляет:

-  доменного шлака –8100· 1,28 = 10368 т;

-  стеклянного боя –2550· 1,2 = 3060т.

 

Таблица 6 – Расход сырья для производства минеральной ваты заданного модуля кислотности

Наименование сырьевых материалов	Расход сырья на 15 т без учета влажности и произведенных потерь	Влажность сырья, %	Производственные потери %	Практический расход на 15 т
Доменный Шлак	7500	8	28	10368
Стеклянный бой	2500	2	20	3060

 

 

 

 

 

 

 

7 Назначение минеральной ваты и изделия на ее основе

В индустриальном строительстве изделия из минеральной ваты применяют главным образом в качестве тепло- и звукоизолирующих материалов. Для теплоизоляции ограждающих конструкций используют полужесткие и жесткие плиты на синтетическом связующем. Теплоизоляцию покрытий в промышленных зданиях организуют с применением твердых плит и плит повышенной жесткости, позволяющих обходиться при производстве кровельных работ без цементной стяжки. Изделия типа шнуров и жгутов из минеральной ваты.

Область применения декоративно-акустических плит типа «Акмигран» - звукоизоляция и эстетическое оформление интерьеров в общественных и промышленных зданиях с относительной влажностью не более 70%. Для тепло- и звукоизоляции промышленного и энергетического оборудования в широких масштабах применяют минераловатный войлок и маты, цилиндры, полуцилиндры, сегменты, обкладочные бруски и пр.

Условия эксплуатации минераловатных теплоизоляционных материалов должны исключить их увлажнение и свободную циркуляцию через их толщу воздуха, так как в этом случае резко ухудшаются их теплоизолирующие свойства. Нагрузка на изделия из минеральной ваты не должна превышать допустимой, в противном случае изделие деформируется, уплотняется и не отвечает в полной мере своему прямому функциональному назначению. Температура применения минеральной ваты, получаемой из рядового сырья, 600…700°С. Температура эксплуатации минераловатных изделий зависит от типа волокна, используемого связующего, технологии получения и составляет: для изделий на битумном связующем - 60…70°С, при обкладке техническим картоном - до 100°С; на синтетическом связующем - 250…350°С; на крахмальном связующем - до 400°С; для жгутов и шнуров - до 600°С.

Высокие технико-экономические показатели минеральной ваты и изделий на ее основе - хорошие тепло- и звукоизолирующие характеристики, относительно несложная технология, распространенность сырья, невысокая себестоимость - обусловливают ее широчайшее внедрение в различные области народного хозяйства.

По данным ВНИИ Теплоизоляция, выпуск минеральной ваты и минераловатных изделий составляет в настоящее время более 14,5 млн. м3/год, т.е. около 56% всех выпускаемых в стране теплоизоляционных материалов, и цифра эта будет неуклонно расти.

В связи с развитием производства и применения в строительстве легких ограждающих конструкций освоен выпуск новых эффективных тепло- и звукоизоляционных минераловатных материалов:

-  минеральных плит повышенной жесткости, изготовленных различными способами, плотностью 175…250 кг/м3, прочностью на сжатие 0,04 МПа и выше при 10%-й линейной деформации, предназначенных для утепления плоских железобетонных покрытий под рулонную кровлю без стяжек, плоских покрытий из стального профилированного настила;

-  твердых минераловатных плит плотностью 250…300 кг/м3 и прочностью 0,05…1 МПа при 10%-й линейной деформации для утепления покрытий по стальному профилированному настилу и для полистовой сборки стен промышленных зданий;

-  армированных самонесущих минераловатных плит плотностью 150 кг/м3 для утепления скатных покрытий из профилированных асбоцементных, стальных, алюминиевых листов.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8 Контроль производства минеральной ваты и изделий

 

Контроль технологического процесса производства обеспечивает своевременное выявление отклонений от установленного технологического режима и позволяет быстро устранить их. Для выполнения контроля применяют контрольно-измерительные приборы, за которыми наблюдают аппаратчики, лаборанты, сменный мастер или инженер. Контроль состоит в основном из замеров температуры, давления или разрежения в рабочем пространстве аппаратов, определения концентрации растворов по удельному весу или титрованием.

Контроль производства минеральной ваты включает в себя:

• входной контроль качества и соответствие требованиям стандартам сырьевых материалов;
• контроль технологического процесса переработки сырьевых материалов в минеральное волокно и изделия из него;
• контроль качество и соответствие показателей качества продукции, требования нормативных документов минеральной и изделий из нее.

Что касается производства минеральной ваты во время входного контроля оценивается качество шлакового щебня согласно ГОСТ 18866-81 и дополнительного компонента с горных пород или искусственных силикатных материалов по методике ДСТ Б В.2.7-42-97,  ДСТУ Б В.2.7-71-98(ГОСТ 8269-97).

Результаты испытаний сравниваются с требованиями стандарта относительно изделия, для прошивных матов ДСТУ Б В.2.7-98-2000(ГОСТ 21880-94)

Выходной контроль с приемом и сертификацией готовой продукции, согласно приведенного примера, осуществляется лабораторией и отделом технического контроля за методами ДСТУ Б В.2.7-38-95 (ГОСТ 17177-94).

На заводе ссылаются на требования действующих стандартов по приему, упаковки, складирование, хранение, транспортировку и поставки пользователям готовой продукции по ГОСТ 25880-63 и ГОСТ 26281-84.

 

Таблица 7 - Контроль качества

 

№ п/п	Контролируемые параметры	Периодичность контроля	Методика контроля	Место взятия пробы или установки контрольного прибора
1	Внешний вид изделия	линейка металлическая ГОСТ 427  Штангенциркуль ГОСТ 166	Визуальный осмотр изделий и линейные измерения замеченных дефектов Предел допускаемой погрешности; линейкой 0,5 мм, штангенциркулем 0,1 мм	У волокнистых изделий осматривают поверхность и устанавливают число дефектов (дыры, разрывы, проколы, трещины и пр.), измеряют линейкой. У вертикально-слоистых матов измеряют линейкой ширину зазора м/у полосами посередине изделия по направлению его длины ч/з 5 полос при l=2,5 м, ч/з 10- свыше 2,5 м.
2	Правильность геометрической формы	линейки металлические 150;500;1000 (мм) ГОСТ 427 Рулетка измерительная (1мм) ГОСТ 750 2 Угольник поверочный H=160 мм ГОСТ 3749 Штангенциркуль ГОСТ 166 Метр.	Измерение показателей геометрической формы приборами	Отклонение от перпендикулярности смежных граней проверяют в 4х местах: посередине боковых граней и торцевых, в цилиндре, полуцилиндре и сегменте. Определение разности длин диагоналей. Отклонение от прямолинейности проверяют путем приложения к ребру изделия линейки и измеряют расстояния м/у ними и др. линейкой. Определение разнотолщинности. Как разность м/у наибольшим и наименьшим значением толщины.
3	Технические требования			Расстояние м/у кромкой и крайним швом, не более 100, расстояние м/у швами, не более 120; шаг шва от 70 до 170 (мм)
4	Физико-механические показатели	наименование показателя		значения для матов 75 100 125
		плотность, кг/м3		до 85	св 85-110	110-135
		теплопроводность, Вт/(м*к), не более, при температуре: (298 5)К (398 5)К (573 5)К Сжимаемость, %, не более Упругость,%, не менее Разрывная нагрузка, Н, не менее; Влажность, % по массе, не более Содержание органических веществ, % по массе, не более		0,046 - - 55 70  80 2  2	0,044 0,065 0,150 40 75  100 2  2	0,044 0,064 0,130 30 80  120 2  2
5	Требования к сырью и материалам	Для изготовления матов должна применятся минераловатная вата с обеспыливающими добавками по ГОСТ 4640. В качестве обкладочных и прошивочных материалов примепяют материалы, перечень которых приведен в в приложениях Б и В.
6	упаковка и маркировка	Гост 25880. Для защиты от увлажнения, поверхность ящиков и обрешеток должна быть выстлана водонепроницаемым материалом. Упакованные рулоны поставляют в виде транспортных пакетов, габариты которых должны соответствовать ГОСТ 24597.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9 Охрана труда и окружающей среды

 

При производстве минеральной ваты создается вредное воздействие на человека и окружающую среду.

1. Выделение отходящих газов в вагранке. Вагранка должна быть в верхней части обустроена пылеочистительными устройствами. Загрузка ваты должна быть автоматизирована, чтобы избежать выход газов через загрузочное колошниковое отверстие.

2. Пыль при транспортмровке сырья и топлива. Бункера, транспортеры подачи сырья подключаются к асперационным системам.

3. Брызги расплава при выходе струи из летки вагранки. При разгрузке вагранки пол под ней должен быть сухим и посыпан песком.

. Загрязнение воздуха минераловатной пылью и парами связующего при выходе из камеры волокноосаждения. Камера снабжается вытяжкой вентиляцией, в ней создается разряшение, основные узлы камеры герметизированы.

4. Шум энергоносителя и механизмов при раздуве расплава. Узел раздува устанавливается в отдельном помещении, снабженном звукоизоляцией.

5. Отсутствие заземления электрооборудования и плохое состояние электропроводки влечет за собой поражение обслуживающего персонала электрическим током.

Для улучшения условий труда загрузку вагрвнки и ее работу автоматизируют, сжимают теплоотдачу от стенов вагранки в окружающую среду тщательной теплоизоляцией, чтобы температура на поверхности не превышала 40 оС, оборудуют рабочие места воздушными дулами, устраняют запыленность путем увлажнения.

Для очистки отходящих газов от вагранки и паровоздушной смеси из камер волокноосаждения и конвейерной сушилки устанавливают водяные скрубберы или другие фильтрующие установки. В отделении вагранок, ванных и другого рода плавильных печей должны быть вывешены Правила по технике безопасности, утвержденные главным инженером предприятия, в которых должны быть указания о прожигании летки с применением кислорода, действия персонала для охлаждения вагранки, условные обозначения трубопроводов, сроки и порядков периодической очистки водяной рубашки обязательно под руководством начальника цеха или дежурного инженера, об обязательном ношении теплоизоляционной одежды.

Охрана труда является социально-технической наукой, которая выявляет и изучает производственные опасности и профессиональные вредности и изучает методы их предотвращения или ослабления с целью устранения производственных несчастных случаев и профессиональных заболеваний рабочих, аварий и пожаров.

При таком большом количестве исследуемых объектов представляется необходимым использовать научные достижения многих отраслей знаний.