3.3. Формирование минерального ковра

Производство изделий из минеральной и стеклянной ваты начинается с формирования минераловатного (стекловатного) ковра, которое осуществляется в камерах волокноосаждения. Эти камеры представляют собой металлические каркасы, обшитые листовой сталью с тепловой изоляцией. Дном камеры служит сетчатый или пластинчатый конвейер с шириной ленты, равной ширине камеры. Отсос отработанного воздуха из камеры происходит под конвейером, что способствует осаждению на него волокон ваты. В зависимости от направления движения энергоносителя камеры волокноосаждения могут быть горизонтальными или вертикальными. В настоящее время технологические линии комплектуются камерами двух типов: длинными (до 20 м), предназначенными для осаждения волокна и формирования из него ковра заданной толщины путем регулирования скорости движения конвейера, и короткими с быстро движущимся транспортером, на котором происходит осаждение волокон тонким слоем. Далее эти слои поступают либо на переработку в изделия, либо перекладываются с помощью маятникового устройства на медленно движущийся транспортер для формирования из них ковра нужных параметров. С целью предотвращения запыления цеха камеры выполняют из герметичных стенок, а в самих камерах создают разрежение не менее 30... 50 Па.

Для обеспыливания и повышения эластичности волокон в камеру вводят замасливатель, чаще всего эмульсол в количестве до 1% от массы волокна. Для уплотнения выходящего из камеры минераловатного ковра служит подпрессовочный валик, который устанавливают непосредственно на выходе из камеры. Подпрессованный ковер ваты после его выхода из камеры волокноосаждения с помощью специального приспособления закатывается в рулон в случае выпуска сырой (комовой) ваты или передается на следующую установку для переработки ваты в изделия. Толщина минераловатного ковра регулируется путем изменения скорости движения конвейера, которая обычно находится в пределах 0,3...2,7 м/мин или 0,6...3,5 м/мин. [1]

Технологическая схема

Сырьё (доменный шлак, кирпичный бой)

Дробление на куски до 100мм

(щековая дробилка)

Сортировка на фракции

(виброгрохот)

От 20 до 100мм <20мм

Отходы

Расходный бункер

Весовая дозировка

Промежуточные бункера Кокс

Приготовление рабочего Получение минерального

раствора связующего волокна (камера волокно-

(бак с мешалкой) осаждения)

Смешение – вода Получение ковра,

обработанный связующим

Нанесение на минеральное волокно (промежуточный транспортёр)

(пар-сопло)

Устройство для пролива Подпрессовка, сушка и прогрев

с вакуумным отсосом ковра (камера тепловой

обработки)

охлаждение ковра

(камера охлаждения)

Резка ковра на плиты

(ножи продольной и поперечной резки)

Упаковка изделий в полиэтиленовую плёнку

Склад

Рис 3.3.1

4.1. Расчёт состава шихты

Расчет состава сырьевой шихты при производстве каменной ваты проводят по трем важнейшим показателям.

1. Модуль кислотности, отвечающий процентному соотношению оксидов:

М_к=.

2. Модуль вязкости, отвечающий соотношению мольных долей оксидов:

М_в=,

3. Показатель водостойкости Пв, отвечающий значению рН раствора, полученного при растворении минеральной ваты в разбавленном растворе НСl

Исходными данными для расчета шихты служат химические составы сырьевых материалов и заданный модуль кислотности.

Химический состав сырьевых материалов указан в таблице 4.1.1

Таблица 4.1.1

Сырье	Содержание, %
	SiO2	Al2O3	Fe2O3	CaO	MgO	MnO	Na2O	∑	K1
Доменный шлак	38,6	5,1	0,5	49,0	2,3	2,7	-	98,2	1,0183
Кирпичный бой	71,7	16,0	5,6	2,0	1,9	-	2,8	100	1

Данные химического состава приводятся к 100%.

Для этого необходимо вычислить переходный коэффициент К₁, который определяется по формуле:

К₁=100/∑

Для доменного шлака К₁=100/98,2=1,0183

Для Кирпичного боя К₁=100/100=1

Умножая процентное содержание оксидов каждого из материалов на соответствующий поправочный коэффициент К₁, необходимо получить химический состав исходных материалов, приведенный к 100%, таблица 4.2

Таблица 4.1.2.

Химический состав исходных материалов, приведенных к 100%

Сырье	Содержание, %
	SiO2	Al2O3	Fe2O3	CaO	MgO	MnO	Na2O	∑
Доменный шлак	39,31	5,19	0,51	49,90	2,34	2,75	-	100,0
Кирпичный бой	71,7	16,0	5,6	2,0	1,9	-	2,8	100,0

Обозначив через х процентное содержание доменного шлака в шихте, а через y – процентное содержание зол ТЭЦ, составляется система уравнения с двумя неизвестными:

x+y=100,

x+y=100

x=100-y

7836 - 72,51y = 4429 + 43,41y

-115,92y = -3407

y=29,39

x=70,61

После того, определено процентное соотношение компонентов в смеси пересчитывается процентное содержание оксидов каждого из компонентов смеси, для чего их значение умножается на полученное содержание данного компонента в сырьевой смеси.

Данные сведены в таблицу 4.1.3.

Таблица 4.1.3.

Химический состав смеси клинкера

Материал	Содержание, %
	SiO2	Al2O3	Fe2O3	CaO	MgO	MnO	Na2O
Доменный шлак, 70,61%	27,76	3,67	0,36	35,23	1,65	1,94	-
Кирпичный бой, 29,39%	21,07	4,70	1,65	0,59	0,56		0,82
Состав % сырьевой смеси	48,83	8,37	2,01	35,82	2,21	1,94	0,82

Для перехода от состава сырьевой смеси к составу клинкера необходимо вычислить перерасчетный коэффициент К₃

К₃=100/(100-4,27)= 1,0446

На этот коэффициент умножим содержание оксидов сырьевой смеси.

Затем вычисляется М_к рассчитанной сырьевой шихты и сравнивается его значение с заданным.

Заданное значение М_к=1,5, т.е расчет выполнен качественно.

Далее рассчитывается М_в расплава по формуле:

=1,16

Расчёты технологических линий:

Режим работы цеха принимается при непрерывной рабочей недели круглосуточно

365-95-8=262 дня

Где 8 – нерабочее время, праздничные дни.

95 – плановые ремонты и др. плановые остановки.

В том числе:

1. капитальный ремонт 18 дней

2. средний ремонт 3 дня

3. малый ремонт 23 дня

4. чистка, промывка, смазка и замена сальников, перекладок и т.д. 51 день / итого 95 дней.

Рабочее время на выпуск продукции составляет 262 х 24 = 6288 часов.

Таблица 3.5.2.

Режим работы завода минераловатных изделий.

Наименование отделений	Количество рабочих дней в году	Количество рабочих смен в сутки (по 8 часов)	Продолжительность смены	Ки	Фонд рабочего времени оборудования
Склад сырья	365	3	8	0,95	8025,6
Дробильно-сортировочное отделение	260	2	8		3754,4
Отделение плавки	365	3	8		8025,6
Отделение волокноосаждения	260	2	8		3754,4
Отделение приготовления связующего	260	2	8		3754,4
Тепловая обработка	365	3	8		8025,6
Отделение резки	260	2	8		3754,4
Склад готовой продукции	260	2	8		3754,4

Расчёт технологической линии:

Производительность вагранки по расплаву пронимается 2500 кг/час. Выход минеральной ваты из расплава при переработке центрифугой составляет 75%. Производительность завода по сырой минеральной вате составлит.

кг

Количество поточных линий:

Принимаем 2 технологические линии.

Для грубого дробления сырья наибольшее распространение получили щековые дробилки со сложным движением щеки. Принимаем СМ-16А.

Длина камеры тепловой обработки

м

=1,57м/мин

Расчёт связующего.

Содержание связующего в пересчёте на сухое вещество С₁=5%

Отходы в виде корольков: К1=10%

Отходы расплава при раздуве: К3=12%

Зная готовую производительность цеха, можно определить выработку жестких плит

, т/год, где

П_год – годовая производительность цеха, м³/год;

ρ – плотность минераловатной плиты кг/м³

П₁ = 100000 * 225 = 22500000 кг/год = 22500 т/год.

Содержание связующего в жёстких плитах определяется:

т/год, где

П₂ = производительность завода с учётом потерь, т/год; Потери на упаковку транспортировку и хранение плит.

. т/год

т/год

=643 т/год; = 2,45 т/сут; = 0,102 т/час