Технология изоляционных материалов. 2

СОДЕРЖАНИЕ.

  1. Введение
  2. Номенклатура выпускаемой продукции
  3. Характеристика сырья
  4. Описание технологической схемы производства
  5. Расчет шихты
  6. Контроль качества выпускаемой продукции
  7. Техника безопасности
  8. Список использованной литературы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 В строительстве и энергетике наиболее индустриальными и долговечными теплоизоляционными изделиями являются полужесткие и твердые изделия: плиты, блоки, полуцилиндры, сегменты из минеральной ваты на связующем, пенопласты, перлитового вспученного песка на связующем. Недостатком таких изделий является их неуниверсальность по линейным размерам и кривизне изолируемой поверхности. Мягкие изделия типа минерало-ватных материалов более универсальны (в отношении кривизны изолируемых поверхностей), но малопрочны, проседают в стеновых панелях, утоняются в теплоизоляционном слое покрытий, провисают и утоняются по верху труб, что значительно ухудшаются показатели конструкций.

Наибольшую трудность  в использовании представляют дисперсные (измельченные) теплоизоляционные материалы: минеральная вата, перлитовый вспученный песок, а также мелко- и среднезернистые отходы промышленного и сельскохозяйственного производств; примеры отходов: древесная стружка, гидролизный лигнин, отходы пенопластов и минеральной ваты, солома, полова злаков, костра льна. Известные технологии направлены на омоноличивание дисперсных материалов и включают смешивание дисперсного материала со связующим (цементным тестом, синтетической смолой, битумом, жидким стеклом, крахмальным клейстером и пр.), формование сравнительно крупных изделий, их отвердение и/или сушку, а иногда и дополнительную доработку до заданного качества, измельчение брака и отходов для повторного использования [1] Затрачивается большое количество связующего, что утяжеляет и удорожает изделия; дисперсный материал при перемешивании обычно сильно дробится со снижением пористости и объема, что приводит к еще большему ухудшению свойств и показателей эффективности. Последнее усугубляется многоступенчатостью технологии, соответствующими большими затратами, необходимостью большого количества громоздкого оборудования и соответствующих производственных площадей, большими энергозатратами. В результате такие изделия получаются слишком высокой стоимости неадекватно довольно низкими эксплуатационными показателями. В итоге, такие прекрасные теплоизоляционные материалы, как древесная стружка, гидролизный лигнин, отходы пенопласта, стебли злаков, костра льна и пр. чаще всего просто выбрасываются, несмотря на их колоссальное количество, несмотря на дороговизну и дефицит традиционных, выпускаемых промышленностью теплоизоляционных изделий.     

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

НОМЕНКЛАТУРА.

                                                                                     Таблица №1.

Наименование

 

 

 

ГОСТ,    СНиП ,     ТУ 

средняя плотность кг/м³

теплопр-ть Вт/м*К

содержа- ние  связую- щего,  %

сжимае- ть под  нагруз-й р=0,002Мпа,%

предельная  темп-ра применения,ºC

проч-ть МПа, при  разрыве вдоль волокн

25±5

мягкие на битумном связующем

 

12334-66

60-100

0,047

4,2

55

60-200

0,1


 

 

 

Основные положительные  свойства неорганических теплоизоляционных  материалов - огнестойкость и стойкость  к гниению сочетаются с высокими теплоизоляционными качествами. Из неорганических теплоизоляционных материалов наиболее распространены минеральная вата и изделия из нее. На основе минеральной ваты выпускают гибкие, жесткие и полужесткие изделия. Гибкие - это штучные, рулонные, шнуровые изделия. Жесткие - минераловатные плиты на битумном связующем. Полужесткие изделия - полужесткие плиты на битумном связующем, плиты на синтетическом связующем.

 

 

 

 

Выбор и описание технологической схемы производства.

Теплоизоляционные изделия  из минеральной ваты получают конвейерным  способом.

Этот способ производства основан на перемещении перерабатываемой в изделия ваты через ряд технологических установок при помощи последовательно расположенных конвейеров:

· подача сырья;

· переработка сырья;

· раздув расплава;

· распыление битумной эмульсии и образование ковра;

· уплотнение ковра;

· сушка ковра;

· охлаждение ковра;

· раскрой ковра;

· упаковка плит.

 

   В своей курсовой работе я принимаю в качестве сырья (Каракичинский) известняк и суглинок (Широкое) в качестве связующего крахмал. В качестве способа производства - комбинированный.

Основными агрегатами технологической  линии производства являются печь, камера волокноосаждения и конвейерная сушилка.

Жидкий расплав сливается  из печей в ковши, в которых  по рельсовым путям доставляют его  к приемному лотку печи. Где расплав приобретают необходимую термическую и химическую однородность. Следующим этапом является переработка расплава в волкно. Исходя из того что нам нужно получить минеральную вату вида ВМ (диаметр волокна 6-12мкм) примим центробежно-дутьевой способ. Он предусматривает превращение струи расплава в пленку и струйки с помощью вращающейся чаши и последующее вытягивание струек в волокна под воздействием энергоносителя (пар).

Для сбора полученного  минерального волокна служит камера волокноосаждения. В ней происходит распыление крахмальной эмульсии и в свою очередь формирование ковра.

Эмульсия изготавливается  в гомогенизаторе при 2500-2800 оборотах шкива в минуту. Над гомогенизатором  устанавливаются два бачка, в  один из которых помещяется разогретый до 120-130 крахмал , сплавленный , а в другой - каолиновая суспензия с едким натром, имеющая температуру 90-95. Содержание бачков равномерно стекающей струей поступает в гомогенизатор, из которго вытекает готовая эмульсия необходимой устойчивости и дисперсности.

Выходящую из камеры ленту минеральной ваты, пропитанную крахмальным связующим, уплотняют стальными валиками по ширине. Затем происходит тепловая обработка минераловатного ковра(конвейерная сушилка). После этого охлаждение на конвейере. Последними стадиями являются раскрой ковра, упаковка плит и отправка на склад готовой продукции.

 

 

 

Подготовка  сырья

Основным сырьем для  производства минеральной ваты  являются горные породы габбро-базальтовой  группы. В узле подготовки сырье  предварительно дробится, после чего полученная шихта подается в загрузочное окно плавильной печи-вагранки для получения минерального расплава.

 Получение расплава

Минеральный расплав  образуется при плавлении шихты  в современных коксо-газовых вагранках  при температуре свыше 1500° С. Процесс получения расплава контролируется и регулируется системой автоматического управления. Отработанные газы из вагранки проходят через многоступенчатую систему воздухоочистки.

  Волокнообразование

Волокнообразование происходит на многовалковой центрифуге при скорости вращения валков до 7000 об/мин. Попадая на центрифугу, расплав под действием центробежных сил преобразуется в тонкое волокно, отдуваемое воздушным потоком в камеру волокноосаждения. Для обеспечения стабильных физико-механических характеристик минераловатных изделий L применяется связующее вещество с водоотталкивающими и обеспыливающими добавками. Распыление связующего вещества происходит при помощи форсунок, располагающихся в камере волокнообразования.

   Формирование ковра

Посредством системы  транспортеров волокно подается на маятниковый раскладчик, который формирует «ковер» из несколько слоев разнонаправленных волокон. Режим работы раскладчика и линии синхронизирован по производительности и скорости для придания «ковру» требуемой плотности. Сформированный «ковер» по конвейеру направляется в камеру тепловой обработки, предварительно проходя через гофрировщик-подпрессовщик, который придает «ковру» волнообразную структуру.

Полимеризация связующего

Минераловатный «ковер»  поступает в камеру термообработки, температура в которой достигает 300° С, где происходит полимеризация (затвердевание) связующего. После полимеризации охлаждение минераловатного «ковра» осуществляется при его движении по транспортеру охлаждения за счет обдува воздухом, нагнетаемого вентилятором.

  Резка плит

Высокопроизводительный  узел резки способен придать продукции  требуемые размеры с высокой  точностью. Вертикальные дисковые ножи осуществляют обрезку кромок, продольный и поперечный раскрой «ковра»  на готовые к применению теплоизоляционные плиты заданных размеров.

  Упаковка теплоизоляционных материалов

После резки плиты  поступают на платформу штабелирования, которая отправляет заданное количество плит, уложенное в штабели, на участок  упаковки. В упаковочной машине производится их обертывание в надежную эластичную полиэтиленовую пленку, после чего получившаяся пачка пропускается через термоусадочную печь.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Характеристика  сырья

Известняк - осадочная  порода, сложенная преимущественно  карбонатом кальция - кальцитом, ПДК - 6 мг/м3, аэрозоли преимущественно фиброгенного действия.

 

Полужесткие минераловатные плиты  изготовлены из минеральной ваты и на крахмально связующем веществе . Сырьём для получения минераловатной основы служат глина и известняк. Плиты выпускаются толщиной от 50 до 100 мм с шагом в 10 мм. Упаковываются в бумагу либо термоусадочную полиэтиленовую плёнку по 2–4 плиты в упаковке.

Полужесткие плиты обладают низкой теплопроводностью, высокими звукоизоляционными характеристиками, а также высокой  тепловой и биологической стойкостью- они не являются источником загрязнения воздушной среды, устойчивы к воздействию микроорганизмов и грызунов. Класс горючести- НГ (негорючие).

Область применения

Теплоизоляция скатной кровли;

Теплоизоляция подвальных, межэтажных и чердачных перегородок  и перекрытий;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Физико-технические характеристики

Тип характеристики                                                                                 Показатель

Плотность, кг/м3                                                                                            125- 175

Длина, мм                                                                                                           1000

Ширина, мм                                                                                                                   500

Толщина, мм                                                                                от 50 до 100 с шагом в 10 мм

Коэффициент теплопро-ти, Вт/(м К), при температуре 10 оС, не более   0,046

Коэффициент теплопро-сти, Вт/(м К), при температуре 25 оС, не более   0,052

Сжимаемость, %, не более                                                                                      4

Горючесть                                                                                                   Негорючие (НГ)

Хранение сырья  и приготовление шихты

Для складирования и  хранения сырья используется крытая бетонированная или асфальтированная площадка, оснащенная отдельными отсеками для хранения сырьевых материалов и исключающая загрязнение сырья посторонними примесями (глина, песок, металлические включения). Площадка имеет подъездные пути, погрузочно-разгрузочный транспорт. Для бесперебойной работы производства площадка должна вмещать месячный запас сырья.

 

С помощью кюбелей  производится дозирование сырьевых компонентов для приготовления  двухкомпонентной шихты из известняка (20%) и базальта (80%). В вибролотке происходит смешивание сырьевых компонентов и  затем эта смесь поступает  в кюбель, который с помощью электрического тельфера подается в расходный бункер шнекового загрузчика шихты, из которого шихта периодически поступает в плавильную печь.

 

 

 

                                       Расчет шихты.

Шихта, используемая для  получения силикатного расплава при производстве минеральной ваты, может быть однокомпонентной и многокомпонентной. Исходными данными для расчета шихты служит химический состав сырьевых материалов и заданный модуль кислотности минеральной ваты. В соответствии с ГОСТ 4640 модуль кислотности (Мк) минеральной ваты должен быть не менее 1,2; а для ваты высшей категории марки 75 – 1,5 .

 

                     Расчет двухкомпонентной шихты.

Заводы или цеха минеральной  ваты обычно работают на многокомпонентной шихте, поскольку возможность получения минеральной ваты заданного качества из однокомпонентной шихты ограничена. Исходные данные для расчета:

Модуль кислотности Мк=1,4

Состав шихты: известняк Каракичинский , суглинок Широкое.

Химический состав сырьевых материалов приведен в таблице №2

                                                                                                  Таблица №2

№ п/п

наименивание  сырья

Содержание  окислов, % по массе

SiO

AlO

CaO

MgO

FeO

1

известняк

1,56

0,25

53,9

0,69

0,6

2

суглинок

52,0

13,2

14

5,5


 

Обозначая через Х – содержание в шихте известняка, а через У – содержание суглинка, составляем два уравнения: Х+У=1. другое уравнение представляет собой выражение модуля кислотности для принятого сырья:

где SiO'2,   Al2O'3, CaO',  MgO' – содержание соответствующих окислов в первом виде сырья, %,

 SiO''2,   Al2O''3, CaO'',  MgO'' – содержание тех же окислов во втором виде сырья.

Подставляя числовые значения, получим следующую систему уравнений:

   

 

          

Систему уравнений решают методом исключения одного неизвестного х=1-у, тогда:

 

              

Решив уравнение получили У=0,62 и Х=0,38. значит сырьевая шихта состоит из 40% - извести и из 60% - суглинка.

После этого уточняем величину модуля кислотности, которая будет характеризовать расплав, полученный из шихты рассчитанного состава. Для этого умножаем количество окислов исходных компонентов шихты на значения Х и У, определяя таким образом количество соответствующих окислов, вносимых в расплав известняком и кирпичным боем. По результатам расчета составим таблицу содержания основных окислов в расплаве.

                                                                                              

                                                                                    Таблица №3

Компоненты  шихты

Содержание  окислов, вносимых в расплав, %

SiO2

Al2O3

CaO

MgO

известняк

0,573

0,95

20,482

0,262

суглинок

32,24

8,184

8,68


 

Подставляя значения SiO2, Al2O3, CaO, MgO, в формулу для определения модуля кислотности, уточняем значение его величины:

 

 

 

 

Расчет  удельных расходов материалов на 1м³ минераловатных изделий.

Исходные данные: плотность  мягких плит ;

Содержание связующего на сухое вещество ; потери при резке ; потери связующего вещества при раздуве ; годовая производительность цеха или завода полужестких плит.

Выработка полужестких плит в тоннах составит:

Производительность с  учетом потерь составит:

Содержание крахмального связующего в полужестких плитах по массе составит: , тогда потребность в вате составит: . Потребность в связующем с учетом потерь составит: .

Определение расхода  расплава для получения ваты производится с учетом следующих потерь: отходы расплава при раздуве  ; отходы в виде корольков в камере волокнообразования: . При этих условиях для обеспечения производительности цеха по минеральной вате потребуется следующее количество расплава: .

Определение готовой  потребности в сырьевых материалах для получение необходимого количества расплава с учетом технологических потерь и влажного сырья производим следующим образом: .

 Шихта, как было  определено выше, состоит из 40% известняка  и 60% суглинка, следовательно, годовая потребность в известняке составит: , в суглинке:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Контроль качества производства

 

Высокое качество бетонных и железобетонных изделий, выпускаемых  на предприятиях строительной индустрии может быть обеспеченно только путем четкой организации технологического контроля.

Система управления качеством  продукции предусматривает проведение следующих видов контроля:

-входного;

-операционного;

-приемочного;

-инспекционного.

 

Входной контроль.

Он включает в себя контроль сырьевых материалов, комплектующих  деталей, поступающий от других предприятий-поставщиков, а также контроль проектной документации и технологического оборудования. Контроль сырья, материалов осуществляется лабораторией, а также контроль качества комплектующих деталей и полуфабрикатов проводимый ОТК, производится с целью установления соответствия их качества требованиям стандартов.

Контроль поступающей  на предприятие документации осуществляется проектно-конструкторской службой. Поступающие на предприятие технологическое оборудование контролируется инженерской службой предприятия: отделом главного механика (ОГМ) и отделом главного технолога (ОГТ).

 

 

 

 

 

Операционный  контроль

Этот контроль является важнейшим этапом внутрипроизводственного контроля, при котором контролируется ход технологического процесса на отдельных его участках требованиям текущей документации, проверяют работу оборудования и проводят прием продукции после завершения определенной технологической операции. Этот вид контроля является контролем качества труда. Операционный контроль осуществляется работниками ОТК, заводской лабораторией, ОГТ, а также производственным и инженерно-техническим персоналом цеха.

При укладке бетонной смеси в форму требуется, чтобы  подача смеси происходила без расслоения и чтобы скорости уплотнения. Контроль степени уплотнения бетонной смеси проверяется изменением объемного веса уплотненной смеси и подсчетом коэффициента уплотнения, который равен 0,98-1.

 

Приемочный контроль

Этот контроль производится на основании данных входного и операционного контроля, результатов испытания продукции по прочностным, теплофизическим и физико-механическим показателям предъявляемых лабораторией и контроля соблюдения нормативных требований к геометрическим размерам, качеству поверхности, а также методом паспортизации и транспортирования продукции, производимых работником .

 

 Инспекционный контроль.

Заключается в определении путем  выборочных статистических методов  общего уровня качества выпускаемой  продукции с целью информации для последующего планирования и формирования фонда материального поощрения. Этот контроль носит активный характер, выявляющий качество выпускаемой продукции с принятием мер предупредительного и профилактического характера. Для осуществления контроля используют стандартные методы испытаний.