Оборудование и технологии изготовления теплоизоляционных материалов

МИНЕРАЛЬНОЕ ВОЛОКНО И ИЗДЕЛИЯ НА ЕГО ОСНОВЕ

     Минеральное волокно получают из силикатных расплавов горных пород, металлургических шлаков и др. К минераловолокнистым материалам относят ми­неральную вату (шлаковату) , волокно на основе гор­ных пород, базальтовое и стеклянное волокно. Мине­ральная вата состоит из тончайших взаимно перепле­тающихся волокон, находящихся в стекловидном со­стоянии, и неволокнистых включений в виде капель застывшего расплава.

     Минеральную вату (минеральное волокно) приме­няют для изготовления тепло- и звукоизоляционных изделий, а также в качестве теплоизоляционного ма­териала в строительстве и промышленности для изо­ляции поверхностей температурой не более 700°С. Высокие показатели теплоизоляционных свойств ми­неральной ваты и изделий из нее, недефицитность сырьевых материалов для ее изготовления, сравни­тельно низкая стоимость определили широкое рас­пространение этого материала в строительстве. Теп­лоизоляционные свойства минеральной ваты обус­ловлены содержанием в ней большого количества воз­душных пор и каналов   (95% от общего объема ваты).

     Теплоизоляционные плиты из минеральной ваты на синтетическом связующем (ГОСТ 9573) и их аналоги на основе волокна из горных пород применяют при изоляции строительных конструкций, промышленно­го оборудования и трубопроводов при температуре изолируемой поверхности от -60 до +400°С.

     Минераловатные плиты повышенной жесткости на синтетическом связующем (ГОСТ 22950) и их аналоги на основе волокна из горных пород и на основе стекло­волокна используют в строительных конструкциях, в том числе стеновых панелях, перекрытиях, покрытиях.

     Теплоизоляционные цилиндры и полуцилиндры из минеральной ваты на синтетическом связующем (ГОСТ 23208) незаменимы как элементы изоляции трубопроводов при температуре изолируемой повер­хности от -180 до +400°С.

     Теплоизоляционные плиты из минеральной ваты на битумном связующем (ГОСТ 10140) применяют в стро­ительных конструкциях, для изоляции техно­логического оборудования и трубопроводов, промыш­ленных холодильников при температуре изолируемой поверхности от -100 до +60°С; в конструкциях для изо­ляции трубопроводов диаметром свыше 108 мм и ап­паратов при температуре изолируемой поверхности от -180 до +400°С.

     Минераловатные прошивные маты (ГОСТ 2188 0) и их аналоги на основе базальтового,  стеклянного волокна и на основе горных пород предназначены для изоляции промышленного оборудования и трубопро­водов при температуре изолируемой поверхности -180. . .+600°С; а также для изделий в качестве изоли­рующего покровного материала.

     Эластичный войлок из минеральной ваты на синте­тическом связующем служит для изоляции промышлен­ных объектов, оборудования, резервуаров при темпе­ратуре изолируемой поверхности от -180 до +600°С.

ПРОИЗВОДСТВО    МИНЕРАЛЬНОЙ    ВАТЫ

     Производство минеральной ваты и изделий из нее включает в себя такие основные технологические опе­рации, как подготовка сырьевых материалов, состав­ление сырьевой смеси (шихты); плавление сырья; пе­реработка расплава в волокно; осаждение минераль­ной ваты и формирование минераловатного ковра в камере волокноосаждения; введение связующего; тепловая обработка минераловатного ковра; продоль­ная и поперечная резка ковра на изделия заданных размеров.

     Способ подготовки сырьевых материалов зависит от вида плавильного агрегата, применяемого для плавления сырья и получения расплава. В качестве такового используют шахтную печь-вагранку, рекупе­ративную или регенеративную и шлакоприемные ван­ные печи.

     Перерабатывают силикатные расплавы в мине­ральное волокно также различными технологически­ми способами, которые существенно влияют на каче­ственные показатели минеральной ваты. Осаждение волокна и формирование минераловатного ковра осу­ществляются в камерах волокноосаждения.

     В зависимости от назначения минеральную вату выпускают трех типов (ГОСТ 4640) : А - для производ­ства плит повышенной жесткости из гидромассы, плит горячего и полусухого прессования марки 200 и других изделий на синтетическом связующем; Б - для произ­водства плит марок 50, 75, 125, 175, цилиндров, полу­цилиндров на синтетическом связующем, матов, шну­ров и войлока; В - для производства плит на битумном связующем. У ваты, поступающей на изготовление из­делий, или товарной ваты, контролируют модуль кис­лотности (Мк) , средний диаметр волокна, плотность, влажность,  содержание органических веществ.

     Транспортируют товарную минеральную вату в крытых вагонах или других закрытых транспортных средствах, предохраняющих ее от увлажнения, уплот­нения и загрязнения,  свернутой в рулоны и упакованной в деревянные планки с проволочной обвязкой или в водонепроницаемую бумагу, пергамин, синтетичес­кую пленку. При погрузке, разгрузке и перевозке ми­неральной ваты необходимо соблюдать все меры пре­досторожности, обеспечивающие сохранность ваты и тары. Масса одного места упакованной ваты не долж­на быть более 50 кг, а при контейнерной перевозке -200 кг. Высота штабеля ваты, упакованной в мягкую тару, не должна превышать 2 м.

Сырье для производства минеральной ваты

     В качестве сырьевых материалов для производ­ства минеральной ваты используют шлаки (отходы черной и цветной металлургии) , природные силикат­ные (содержащие кремнезем) и карбонатные (угле­кислые) горные породы, отходы промышленности -бой керамического кирпича, горелые породы, пыль-унос цементного и керамзитового производств.

     Доменные шлаки - наиболее распространенное сырье для производства минеральной ваты и изделий на ее основе - используют как в твердом виде, в виде щебня, так и в огненно-жидком состоянии. Щебень из доменного шлака для производства минеральной ваты ГОСТ 188 66) применяют для плавления в вагранках, огненно-жидкие шлаки - в шлакоприемных ванных печах. В зависимости от модуля кислотности Мк раз­личают щебень марки А - с Мк 1,2 и более и Б - с Мк менее 1,2. В зависимости от крупности зерен щебень делят на фракции 40-70 мм и свыше 70 до 120 мм.

     Из природных сырьевых материалов применяют изверженные горные (базальты, диабазы, габбро) и осадочные (мергели, доломиты, известняки) породы. Для получения силикатного расплава в вагранках наи­более пригодны изверженные горные породы, отли­чающиеся высокой прочностью и равномерностью хи­мического состава. Для плавления в ванных печах чаще применяют изверженные базальты, горные габ­бро-диабазовые породы, а также осадочные - мер­гель, лесс, суглинок, глину, глинистые сланцы. Наибо­лее качественную минеральную вату получают с ис­пользованием базальтов с последующим плавлением сырья в ванных печах, коксо-газовых вагранках или вагранках с кислородным дутьем.

     Для корректировки их химического состава ис­пользуют осадочные карбонатные породы: известняк, доломит.

     Основным показателем, определяющим пригод­ность сырья для производства минеральной ваты,  является модуль кислотности Мк, который представля­ет собой отношение суммы процентного содержания в сырье кислых оксидов - кремнезема SiO₂ и глинозе­ма Аl₂О₃ - к сумме процентного содержания в нем ос­новных оксидов - кальция СаО и магния MgO. Модуль кислотности минеральной ваты типа А - не менее 1,4, типов Б и В - не менее 1,2 (ГОСТ 4640) ; для ваты на основе горных пород рекомендуется модуль кислот­ности 1,7-2,2, базальтового волокна - более 2,2. Из подготовленных компонентов составляют шихту путем весового дозирования каждого компонента с помо­щью автоматического весового дозатора.

Установки для плавления сырья

     Основной тип плавильного агрегата (для отече­ственных предприятий) при производстве минераль­ной ваты - вагранка - шахтная печь диаметром 1000, 1250 или 1400 мм (табл. 4.1) . Широкое распростране­ние вагранок объясняется высоким коэффициентом использования теплоты от сжигаемого топлива, боль­шой производительностью при небольших габаритах, несложностью конструкции, незначительными капи­тальными затратами и простотой обслуживания.

     Вагранка 5232М диаметром 1250 мм наиболее распространена в промышленности. Она представля­ет собой вертикальную печь, состоящую из двух ос­новных частей - горновой и шахтной. В горновой, ниж­ней, части вагранки происходят горение топлива и плавление сырья. Здесь развиваются наиболее вы­сокие температуры, поэтому горновая часть защище­на водяной рубашкой - ватержакетом. Выше ватер­жакета шахта защищена от воздействия высоких тем­ператур футеровкой из шамотного кирпича.

     Воздух, необходимый для горения топлива, пода­ется в вагранку через специальные устройства - фур­мы, которые симметрично расположены по окружно­сти вагранки в один-три ряда на высоте 0,5-0,8 диа­метра вагранки от ее днища. В каждом ряду находит­ся 8-6 фурм диаметром 60-50 мм. Фурмы каждого ряда соединены общим кольцевым коллектором (фур­менным поясом) , через который воздух поступает по всему периметру вагранки.

     Сортированные сырьевые материалы и кокс из расходных бункеров через весовые дозаторы подают­ся с помощью скипового подъемника, конвейера или бадьи с открывающимся днищем в загрузочное окно, расположенное в боковой стенке вагранки. Высота рабочей зоны вагранки равна 4-5 ее диаметрам.  Рас-

Тавлица   4.1

Технические характеристики вагранок

 

ход топлива (кокса) в вагранках, зависящий в основ­ном от применяемых сырьевых материалов, состав­ляет 18-20% массы сырья.

     Вагранка - непрерывно действующий противоточ-ный тепловой агрегат. Загруженные сверху сырье и топ­ливо чередующимися слоями опускаются вниз, а обра­зующиеся в нижней части вагранки продукты горения топлива - горячие газы - поднимаются вверх, переда­вая свою теплоту верхним слоям материала. Таким об­разом, сырье, опускаясь вниз по вагранке, разогрева­ется и превращается в расплав. Расплав выпускают из вагранки через летку, которая обычно расположена в боковой стенке на высоте 0,2-0,35 диаметра вагранки от днища или непосредственно в днище. Диаметр от­верстия летки 35-80 мм зависит от производительности вагранки. Для стабилизации струи расплава к боковой летке может быть пристроен копильник.

     В отличие от вагранок 5232М новые вагранки СМТ-208 комплектуют оборудованием по дожигу СО, пы­леулавливающей установкой и испарительной систе­мой охлаждения. Нижняя часть вагранки (главная сек­ция) представляет собой конструкцию, состоящую из двух стальных обечаек, имеющих форму усеченных конусов. В нижней и верхней частях обечайки соеди­нены вваренными кольцами. Обечайки и кольца обра­зуют ватержакет, в который через два патрубка в ниж­ней части секции подается охлаждающая вода.

воды в прочих охлаждаемых контурах.......................... 3,5

Давление газа в горелках, Па........................................... 5000

Габаритные размеры, мм.......................... 4140х4720х21700

Масса, кг:

без футеровки   .......................................................... 26000

с футеровкой............................................................... 36000

     Во избежание деформаций ватержакета, вызван­ных разностью температурных удлинений внутренней и наружной обечаек, в последнюю вварены два лин­зовых компенсатора.

     В нижнюю часть вагранки вварены 20 фурм, накло­ненных под углом 15° к горизонту. Каждая фурма снаб­жена дроссельным клапаном для изменения интен­сивности дутья и перераспределения воздуха между ними. Кроме того, фурмы имеют смотровые глазки и небольшие люки для чистки. Дутье к фурмам посту­пает через фурменный пояс-коллектор, представля­ющий собой кольцевой короб, прикрепленный к глав­ной секции.

     В нижней части вагранки установлены узел выпус­ка расплава, люк розжига и механизмы закрывания днища. Узел выпуска расплава состоит из летки и воз-духоохлаждаемого предохранительного щитка, кото­рый служит для защиты персонала от брызг распла­ва, а также заслонкой, частично перекрывающей от­верстие летки. Сечение выпускного отверстия можно

Таблица   4.

Технические характеристики плавильных агрегатов

 

Технические характеристики вагранки СМТ-208

Производительность, т/ч:

по расплаву   ............................................................ 2,0-3,0

с подогревом дутья   ............................................... 2,0-3,6

Диаметр, мм....................................................................... 1400

Количество рядов фурм, шт................................................    1

Количество фурм, шт........................................................... 20

Диаметр фурм, мм............................................................... 100

Расход, м3/ч:

газа на дожигание СО   ..................................................... 30

воздуха........................................................................... 2900

химически очищенной воды на подпитку

испарительной системы охлаждения   ........................ 1,65

воды в мокром пылеуловителе   ..................................... 12

регулировать, поднимая или опуская предохранитель­ный щиток. Для розжига вагранки предусмотрен спе­циальный люк, закрываемый футерованной дверцей. Закрывание и открывание днища вагранки произво­дятся с помощью специального механизма, состояще­го из двух скалок, оканчивающихся роликами. Концы скалок шарнирно соединены траверсой, на среднюю часть каждой воздействует пневмоцилиндр.

     Механизм снабжен предохранительными штырями, препятствующими случайному открыванию полуднищ.

     Над главной секцией расположена промежуточная, состоящая из двух цилиндрических обечаек, соединен­ных между собой кольцами. Так же, как и главная секция, промежуточная   снабжена двумя линзовыми компенсаторами. Если при розжиге вагранка была оставлена без воды, а затем в разогретый до высокой температуры ва­тержакет была подана холодная вода, то в результате интенсивного парообразования внутри ватержакета со­здается высокое давление и вода вскипает изза ее не­достаточного поступления или прекращения подачи.

     Ванные печи. В качестве плавильных агрегатов для переработки горных пород на вновь строящихся предпри­ятиях применяют ванные печи, а для переработки жид­ких металлургических шлаков в расплавы, пригодные для производства минеральной ваты, - шлакоприемные ван­ные печи. По сравнению с вагранками ванные печи обла­дают рядом технологических преимуществ: работают на жидком или газообразном топливе; в них можно плавить сырье мелких фракций, в том числе пылевидное; обес­печивают однородность расплава, что позволяет получать минеральную вату высокого качества.

     В зависимости от способа подогрева воздуха раз­личают регенеративные и рекуперативные ванные печи (табл.   4.3) .

     Большинство промышленных ванных печей - реге­неративные с площадью зеркала расплава 48 и 62 м². Регенераторы (левый и правый) размещены в одном блоке перед торцовой стенкой варочной части печи и соединены с ней горелками и шлаковиками для осаж­дения частиц уноса сырья. Насадка регенераторов, выполненная из шамота и высокоглиноземистого кирпича, работает периодически, сначала восприни­мая (аккумулируя) теплоту отходящих газов из печи, а затем отдавая эту теплоту потоку воздуха, подавае­мому на горение топлива. Насадка регенераторов по­зволяет нагреть воздух до 1000°С. Направление дви­жения пламени в варочной части печи изменяется ав­томатически, через определенные промежутки време­ни и, таким образом, поочередно работает то правый, то левый регенератор.

     Рекуперативные ванные печи более экономичны, чем регенеративные, но требуют применения высоко­жароупорных элементов. Рекуператор - устройство для подогрева воздуха или газа, в котором теплота передается от горячих отходящих газов к нагреваемому воз­духу через поверхность разделяющей стенки.

     Ванная печь, состоящая из варочной и выработоч-ной (фидер) частей, работает следующим образом. Подготовленную шихту подают загрузчиками или гидравлическими толкателями в бассейн варочной части через специальные загрузочные окна, распо­ложенные на боковых стенках печи. Бассейн вароч­ной части прямоугольный или суживающийся к фи­деру; глубина бассейна 500 мм. В зависимости от производительности с каждой стороны печи располагают от одного до четырех загрузчиков. В варочной части установлены от двух до четырех го-релочных устройств, обеспечивающих подковооб­разное или поперечное направление пламени. Полученный в варочной части силикатный расплав поступает в фидер. Фидер, как и варочная часть, пря­моугольный. Между варочной частью и фидером вы­ложен порог для предотвращения поступления в фи­дер нерасплавленных кусков сырья. Расплав из фи­дера выдается через водоохлаждаемую летку при центробежно-валковом способе его переработки или через фильерные питатели при фильерном.

     Перед леткой в своде фидера установлено горе-лочное устройство для поддержания заданной темпе­ратуры расплава и достижения его однородности.

     Дно бассейна печи - под - выложено из шамотных брусьев, по металлическим полосам, расположенным на донных балках. Стены бассейнов печи и фидера, загрузочные отверстия, влеты горелок выполнены из бакора (огнеупорного материала с большим содержа­нием оксида циркония и глинозема) , свод и верхнее строение печи и фидера - из динаса.

     Шлакоприемные ванные печи (табл. 4.4) отли­чаются от регенеративных и рекуперативных тем, что в печь загружают не сыпучие материалы, а расплав­ленные . Расплавленный шлак сливают в печь по же­лобу. Периодичность и количество сливаемого в печь жидкого шлака - до 5-6 заливок в сутки. Вместимость шлаковозных ковшей - 8-20 т. Недостающие сырье-

Таблица   4.3

Таблица 4.4

Технические характеристики шлакоприемных печей

 

вые компоненты для получения расплава необходи­мого качества подают непосредственно в шлакоприемную печь или желоб во время заливки. В качестве подкисляющих добавок применяют бой стекла, песок, горелые горные породы и т.д. Футеровка бассейна шлакоприемных печей обычно выполнена хромомагнезитовым кирпичом, свод - динасовыми огнеупора­ми. Подогретый в печи жидкий шлак поступает в фи­дер. Печь отапливается газовыми горелками. На шла­коприемных печах обычно смонтировано по два фи­дера с узлами переработки расплава в волокно.

     Преимущества производства минеральной ваты из огненно-жидких шлаков - экономия топлива, идуще­го на переплавку шлаков, и отсутствие отделений под­готовки и хранения шихты; недостатки - затруднено получение расплавов требуемого химического соста­ва, минераловатное производство ставится в зависи­мость от особенностей работы доменного цеха.

Переработка минерального расплава в волокно

     Полученный в плавильном агрегате минеральный расплав перерабатывают в волокно следующими спо­собами: пародутьевым, центробежно-валковым, цен-тробежно-дутьевым, фильерно-дутьевым (табл.    4.5).

     Пародутьевой способ. Расплав непрерывно выте­кает из летки плавильного агрегата и раздувается струей энергоносителя, поступающего из дутьевой головки. В качестве энергоносителя используют пар давлением до 0, 6 МПа. Под действием энергоносите­ля струя расплава температурой 1300-1350°С дро­бится на мельчайшие струйки, которые частично вы­тягиваются в волокно, а частично выпадают в виде неволокнистых включений - «корольков» различной формы. Полученное таким образом волокно поступа­ет в камеру волокноосаждения. Преимущество спо­соба - простота и надежность в работе дутьевых го­ловок; недостаток - большой расход энергоносителя и невысокое качество получаемой минеральной ваты.

     Центробежно-валковый способ. Этим способом получают минеральное волокно из расплава под дей­ствием центробежных сил,   создаваемых вращающимися валками центрифуг. В зависимости от количества валков центрифуги разделяют на одно-, двух-, трех-, четырехвалковые и т.д., а по числу передач расплава между рабочими органами - на одно- и многоступен­чатые. Наиболее распространены четырехвалковые центрифуги.

     Центрифуга Ц- 7 представляет собой станину П-образной формы из листовой стали толщиной 25 мм, на которой укреплены четыре рабочих валка в подшип­никовых узлах с приводом от четырех электродвига­телей общей мощностью 40 кВт. Рабочие валки при­водятся в движение от электродвигателей через кли-ноременную передачу. Валки вращаются в верти­кальной плоскости и ограждены сверху и сбоку бро­нированными листами. Центрифугу монтируют на рельсовом пути, по которому она передвигается с по­мощью мотор-редуктора. Обычно один плавильный агрегат комплектуется двумя центрифугами.

     Расплав из плавильного агрегата подается с по­мощью регулируемого водоохлаждаемого лотка на поверхность первого валка под углом 30-40° к его го­ризонтальной оси. Подача струи расплава в другую точку первого валка уменьшает количество расплава, попадающего на второй валок, и ведет к увеличению неволокнистых включений. Роль первого валка - рас­щепить струю расплава и передать ее в виде множе­ства струек на второй валок, на котором перераба­тывается в волокна значительная часть поступившего на него расплава. Избыток минерального расплава передается далее на третий валок. Четвертый валок завершает процесс волокнообразования. Таким об­разом, основные волокнообразующие валки - второй и третий.

     Для отдува образующихся волокон на центрифуге ус­тановлен вентилятор производительностью 1400 м3/ч. Образовавшиеся на валках волокна подхватываются воздушным потоком, подающимся из вентилятора, и уносятся в камеру волокноосаждения, где оседают на движущемся сетчатом конвейере. Застывшие нево­локнистые включения падают под центрифугу, отку­да удаляются скребковым или пластинчатым конвей­ером.

Технические характеристики центрифуги Ц-7

Производительность по расплаву, кг/ч   .............. 700-2000

Диаметр, мм:

первого и второго валка   .............................................. 200

третьего и четвертого валка   ........................................ 250

Габаритные размеры, мм............................ 3400х1800х2120

Масса, кг............................................................................ 4560

     Четырехвалковые центрифуги СМТ-183, перерабаты­вающие в волокно до 3600 кг/ч расплава, поставляют в комплекте с системой отдува волокна, которая состоит из двух самостоятельных систем высокого и низкого дав­ления: первая обеспечивает отдув волокна по периметру валков, вторая служит для бокового отдува волокон у сте­нок камеры волокноосаждения. Смазка подшипниковых узлов централизованная - масляным туманом.

Технические характеристики четырехвалковой   центрифуги   СМТ-183

Производительность по расплаву, кг/ч   ............ 2000-3600

Диаметр, мм:

первого валка.................................................................. 235

второго, третьего и четвертого валка........................... 340

Общая мощность, кВт   ................................................... 53,3

Габаритные размеры, мм............................ 1970х1960х1266

Масса, кг............................................................................ 2750

     Центробежно-валковый способ позволяет получать продукцию высокого качества. Однако широкому рас­пространению многовалковых центрифуг препятствует непродолжительный срок службы валков.

     Центробежно-дутьевой способ. Комбинирован­ный способ производства минерального волокна, вклю­чающий в себя предварительное механическое центро­бежное расщепление основной струи расплава и пос­ледующее вытягивание частиц расплава в волокна под действием струи энергоносителя (пара или сжатого воздуха) . Это основной способ переработки минераль­ного расплава.

     Расплав, вытекающий из летки плавильного агре­гата, поступает на приемный лоток дутьевой центри­фуги и стекает по нему на внутреннюю часть боковой обечайки раздаточной чаши. Благодаря быстрому вращению чаши расплав равномерно распределяет­ся по ее периметру, образуя тонкую пленку, которая под действием центробежных сил срывается с кромок чаши в виде отдельных пленок, струек и капель. Пос­ледние подхватываются потоком энергоносителя и вытягиваются в волокна.

     Раздаточные чаши имеют различную конструкцию. Их изготовляют с частичным или полным водяным охлаждением. Вода на охлаждение чаши подается че­рез полый вал центрифуги, а сбрасывается через сборный короб.

     Вокруг чаши на расстоянии 10-15 мм от ее края находится неподвижное плоское полое дутьевое коль­цо, сваренное из листовой стали толщиной 5-6 мм. По окружности кольца расположены цилиндрические или конические отверстия диаметром 2-4 мм на расстоя­нии до 20 мм одно от другого. Пар или сжатый воздух подводится к дутьевому кольцу через паропровод. Дутьевую центрифугу монтируют на металлической

Таблица   4.5

Основные технологические параметры способов волокнообразования

 

раме или на шарнирных консолях. Для бесперебой­ной работы каждую вагранку обычно оборудуют дву­мя дутьевыми центрифугами.

     На дутьевой центрифуге можно получить выход минеральной ваты до 75%. Центрифуги просты в из­готовлении и эксплуатации, поэтому широко распро­странены на предприятиях по производству мине­ральной ваты. Производительность дутьевой центри­фуги 1500-2500 кг/ч по расплаву. Расход пара на одну центрифугу 2-4 т/ч.

     Вертикальный фильерно-дутьевой способ. Ис­пользуют способ при получении силикатного расплава в ванных печах. Расплав из фидера ванной печи поступает в фильерный питатель, обогреваемый га­зом. Питатель, выполненный из платинородиевого сплава (93% платины, 7% родия), имеет большое коли­чество (до 50 шт.) цилиндрических отверстий - филь­ер диаметром 1,8 мм каждая. Выходящие из фильер струйки расплава дополнительно раздуваются в во­локно сжатым воздухом, нагретым до температуры 300°С. Сжатый воздух подается из дутьевой головки. Полученное волокно осаждается на сетчатый конвей­ер вертикальной камеры волокноосаждения. Пропус­кная способность одного фильерного питателя по рас­плаву 100-150 кг/ч. Количество установленных пита­телей на печи - 4 шт.

     Дутьевая головка - одно из основных устройств фильерной вертикально-дутьевой установки. Она из­готовлена из жароупорной стали и состоит из двух половинок с прямолинейными щелями. Выходящие из обеих половинок дутьевой головки плоские струи го­рячего сжатого воздуха встречаются со струйками расплава под углом 11° . В результате их взаимодей­ствия образуется минеральное волокно.

     При этом способе волокнообразования получает­ся минеральная вата высокого качества и отсутству­ют отходы расплава. Однако большие энергозатраты на волокнообразование, а главное, расходование до­рогостоящей платины на фильерные питатели огра­ничивают возможность широкого применения данно­го способа в минераловатном производстве.

Осаждение  минерального   волокна и формирование минераловатного  ковра

     Волокна минеральной ваты, образовавшиеся в результате переработки расплава, осаждаются в виде ковра в камере волокноосаждения. В зависимости от способа волокнообразования камеры волок­ноосаждения могут быть горизонтальными, верти­кальными и барабанными.

     Горизонтальная камера СМ-5237А представляет собой металлический изолированный каркас прямо­угольного сечения длиной 10 м, шириной 2 м, высо­той 3,5 м. По всей длине нижней части камеры прохо­дит сетчатый конвейер, где осаждаются волокна и формируется минераловатный ковер, который затем удаляется из камеры на последующую переработку в изделия. Ковер, выходящий из камеры, уплотняется подпрессовочным роликом.

     Воздух, газы или паровоздушная смесь удаляют­ся из камеры вентилятором, который отсасывает их из камеры на уровне,  находящемся ниже сетчатого конвейера. В результате в камере создается разре­жение, что способствует осаждению минеральных волокон и формированию ковра, а также препятству­ет попаданию волокон и газов в рабочее помещение.

     Скорость движения сетчатого конвейера регули­руется от 0,3 до 3,5 м/мин, что позволяет в зависимо­сти от производительности плавильного агрегата под­держивать необходимую толщину минераловатного ковра.

     В составе технологических линий по производству минераловатных плит на синтетическом связующем применяют также камеру волокноосаждения СМТ-093. Принцип работы этой камеры такой же, как и камеры СМ-5237А. Однако имеются и некоторые отличитель­ные особенности. Сетчатый приемный конвейер расположен наклонно в сторону движения минерало­ватного ковра. Диапазон скоростей движения конвей­ера камеры 0,6-15 м/мин, т.е. шире, чем у камеры СМ-5237А. Кроме того, камера оборудована специальны­ми форсунками для подачи замасливателя (обеспы­ливающей добавки) и синтетического связующего. Система подачи связующего оснащена фильтрами для предотвращения попадания твердых частиц раз­мерами более 0, 3 мм в форсунки.

     Камера волокноосаждения СМТ-0 93 работает в комплекте с центрифугой СМТ-183 и воздушным шка­фом СМТ-184 для отдува в камеру волокна, образу­ющегося при переработке расплава на центрифуге. Во­локно отсасывается в камеру дымососом ДН-19. Про­изводительность камеры 1200-2000 кг/ч волокна; шири­на минераловатного ковра 2100 мм. Габаритные разме­ры камеры 18850х10100х5430 мм; масса 31620 кг. Вер­тикальные камеры применяют при фильерном вер­тикально-дутьевом способе переработки расплава в минеральное волокно. Такая камера включает в себя: диффузоры (в зависимости от числа фильерных пи­тателей) , шахту (вертикальную камеру) , сетчатый конвейер, камеру отсоса и отсасывающий вентилятор. Минеральное волокно от каждого фильерного питате­ля через диффузор направляется в шахту и оседает на сетчатом конвейере, под которым отсасывающим вентилятором создается разрежение.

     Фильерный вертикально-дутьевой способ перера­ботки расплава в волокно и осаждение волокна в вер­тикальной камере волокноосаждения обеспечивают получение равномерного минераловатного ковра.

     В камерах барабанного типа волокна осаждаются на перфорированную поверхность металлического барабана диаметром 2000 мм. Частоту вращения ба­рабана можно регулировать в зависимости от задан­ной толщины минераловатного ковра. Волокна осаж­даются на поверхности барабана за счет разрежения, создаваемого внутри него дымососом. Образовав­шийся слой минеральной ваты передается на примы­кающий к барабану плоский горизонтальный сетчатый или приводной роликовый конвейер, с которого посту­пает на дальнейшую переработку. Барабанные каме­ры работают с многовалковыми центрифугами. Свя­зующее или обеспыливающую добавку подают в ми­неральный ковер через полые валы центрифуги. Ка­меры компактны, однако не позволяют получать ми­нераловатный ковер одинаковый по ширине и длине, поэтому их применяют ограниченно.

     При производстве минераловатных изделий в ка­меру волокноосаждения вводят синтетическое связу­ющее или добавки для обеспыливания минеральных волокон, находящихся во взвешенном состоянии. Свя­зующие (водные растворы фенолоформальдегидной смолы или карбамидной смолы КС-11) , а также обес­пыливающие добавки (водная эмульсия эмульсола, минеральные масла, нефтяные битумы) распыляют­ся в камере с помощью форсунок, сопл различной кон­струкции или полых валов центрифуг.

     При производстве минераловатных изделий на синтетическом связующем необходимо руководство­ваться «Правилами техники безопасности и производ­ственной санитарии для предприятий минераловат­ных теплоизоляционных материалов».

     В помещениях, где работают с фенолоспиртами и другими синтетическими смолами, должен быть организован эффективный воздухообмен (приточно-вытяжная вентиляция). Рабочие места должны быть оборудованы местными отсасывающими устройства­ми, обеспечивающими минимальное содержание па­ров и газов. Работать с синтетическими связующими разрешается только в спецодежде, респираторе и защитных очках.

     При химической нейтрализации фенолоспиртов при­меняют сернокислый аммоний, не требующий особой предосторожности при работе с ним, и водный раствор аммиака. Аммиак - сильнодействующее ядовитое веще­ство, вызывающее раздражение слизистых оболочек и верхних дыхательных путей. При ожогах аммиачной во­дой нужно немедленно промыть пораженное место стру­ей воды. Средство индивидуальной защиты от аммиака - фильтрующие противогазы. Санитарные нормы ре­гламентируют предельно допустимую концентрацию аммиака в воздухе рабочей зоны - 20 мг/м³.

     Аммиак в воздухе образует смесь, способную взорваться от искры. Пределы взрываемости при содержании аммиака в воздухе: нижний 5-15% (по объе­му) , верхний - 27%. Емкость для хранения аммиачной воды должна быть оборудована специальным устрой­ством для отвода образующихся взрывоопасных сме­сей. В помещениях, в которых находятся емкости с аммиачной водой, выполнять какую-либо работу, спо­собствующую появлению искры,   запрещается, резервуары из полипропилена на заказ смотрите по ссылке на сайте рекламодателя.

Способы   введения   связующего

     Применяют три способа введения связующего в во­локно: распыление или пульверизация, полив с вакуумированием, приготовление гидромассы или пульпы.

     Введение связующего в минераловатный ковер способом распыления используют на большинстве предприятий. Водный раствор или эмульсию подают в камеру волокноосаждения, где связующее распыля­ется паровыми соплами, воздушными или механичес­кими форсунками.

     Связующее поступает через коллектор или полый вал центробежно-дутьевой установки волокнообразования или при центробежно-валковом способе волокнообра­зования - через полый вал второго, третьего, иногда и четвертого валка центрифуги. Однако введение связу­ющего через полый вал центрифуги недостаточно эф­фективно из-за его значительных потерь.

     При введении связующего в волокно способом распыления 5 0%-ный раствор смолы разбавляют во­дой в соотношении 1 : (2-3,5), т.е. применяют рабочие растворы связующего 10-17%-ной концентрации. При введении обеспыливающей добавки из эмульсола концентрация рабочей эмульсии - 4-7%. В производ­ственной практике концентрацию рабочего раствора чаще определяют по его плотности ареометром.

     Недостаток способа пульверизации - большие поте­ри связующего при распылении (до 30%) и неравномер­ное распределение смолы в минераловатном ковре.

     При изготовлении плит марок 75 и 100 на битум­ном связующем расплавленный битум температурой 135-140°С вводят в минераловатный ковер способом принудительного распыления через паропровод узла раздува или подачей битума на паровую струю раз­дува самотеком или дозирующим насосом. При этом связующее осаждается на волокнах в виде отдельных мельчайших капель, не образуя сплошной битумной пленки вокруг волокон.

     Введение водного раствора связующего в ми­нераловатный ковер путем полива и одновременного вакуумирования. Рабочий раствор связующего из бассейна, расположенного ниже уровня пола, пе­рекачивается насосом в ванну, откуда по желобу по­дается на минераловатный ковер, выходящий из ка­меры волокноосаждения, и смачивает его по всей ширине. В камере отсоса вентилятор высокого дав­ления создает разрежение (вакуум) , что позволяет удалять из минераловатного ковра излишнее количе­ство раствора связующего. Дополнительно связую­щее удаляется отжимным валиком в бассейн, откуда вновь перекачивается в бассейн для повторного ис­пользования. Недостаток этого способа - наличие дополнительных устройств для вакуумирования, а так­же увеличение расхода теплоты на сушку изделий, так как влажность ковра после пропитки связующим дос­тигает 50-55%; преимущества - однородное и равно­мерное распределение связующего, значительное сокращение его потерь при введении в волокно.

     При введении связующего способом полива при­меняют более разбавленные растворы, чем при рас­пылении. Такой способ используют при производстве минераловатных плит марок 125 и 175 и заготовок для акустических плит.

     Установки для пропитки ковра способом полива, входящие в состав технологических линий СМТ-092 и СМТ-12 6, монтируют перед камерами тепловой обра­ботки. Наиболее распространенная установка СМТ-096 имеет следующие основные показатели: скорость конвейера - до 15 м/мин; ширина ковра - 2100 мм; влажность ковра после вакуумирования - не более 50%; количество подаваемого связующего - до 6 м3/ и отсасываемого воздуха - 15 тыс. м3/ч.

     При «мокром» способе введения связующего хло­пья минеральной ваты смешиваются со связующим битумной эмульсией или раствором фенолоспиртов) , в результате образуется гидромасса или пульпа. Та­кой способ используют при производстве плит марок 2 00 и 250 на битумном связующем, плит повышенной жесткости на синтетическом связующем (ППЖ) . Гид­ромасса для производства плит на битумном связую­щем имеет соотношение ваты и воды от 1: 9 до 1:10 и готовится в гидросмесителе, а пульпа для производ­ства плит ППЖ имеет соотношение ваты и воды от 1:15 до 1:35 и готовится в пульпаторе.

Тепловая обработка изделий

     Минеральный ковер, пропитанный синтетическим связующим, проходит тепловую обработку в специаль­ных камерах, в которых осуществляется подпрессовка ковра до заданной толщины, сушка и отверждение син­тетического связующего. Камepa тепловой обработки является одним из основных агрегатов, входящих в со­став технологических линий, определяющих качество выпускаемых изделий. При производстве минерало-ватных изделий на синтетических связующих исполь­зуют различные конструкции камер тепловой обработ­ки, отличающиеся исполнением (пластинчатые или сет­чатые конвейеры) , тепловой и аэродинамической схе­мой работы (подвод теплоносителя снизу или сверху, с рециркуляцией или без рециркуляции) и режимом тепловой обработки изделий.

     Тепловая обработка осуществляется путем просо­са горячего теплоносителя температурой 180-220°С через минераловатный ковер. В качестве теплоноси­теля используют продукты сжигания топлива в топках, расположенных рядом с камерой или в отдельном по­мещении. Теплоноситель подается в камеру дымосо­сом. Пройдя через минераловатный ковер, большая часть теплоносителя возвращается в топку на рецир­куляцию, а другая часть удаляется из рабочего про­странства камеры вентилятором.

     Камеры СМТ-128 и СМТ-097 имеют соответствен­но 3 и 5 зон (длиной 18 и 30 м) и такое же количество топок с дымососами для получения и подачи тепло­носителя. Эти камеры отличаются от камер 6645-02М конструктивным исполнением конвейеров. Два внут­ренних конвейера в виде жестких пластин формуют изделия, а два наружных - сетчатых - обеспечивают необходимую фактуру изделий. Верхний и нижний формующие конвейеры находятся в корпусе камеры и работают при установленной в ней температуре; обратные ветви сетчатого конвейера вынесены нару­жу. Движение всех четырех конвейеров камеры синх­ронно.

     Из камеры обработки минераловатный ковер тем­пературой 140-160°С поступает в камеру охлаждения, где охлаждается за счет прососа через него атмос­ферного воздуха. После охлаждения ковер режется ножами продольной и поперечной резки на плиты за­данных размеров.

     Минераловатные плиты марок 100 и 150 на битум­ном связующем проходят тепловую обработку в таких же камерах, что и изделия на синтетических связую­щих, но при температуре теплоносителя не выше 160°С. Сушка и тепловая обработка плит марок 200 и 250 на битумном связующем проводятся в туннельных сушилках.

     Камеры тепловой обработки и туннельные сушил­ки оборудованы приборами теплового контроля и ав­томатического регулирования. Камера тепловой об­работки должна постоянно работать под вакуумом,

Таблица   4.6

Технические характеристики технологических линий минераловолокнистых плит

*Ввод связующего проливом.

чтобы газы не выбивались из нее в рабочее поме­щение. К приборам сжигания топлива в топке камеры должен быть обеспечен свободный и удобный доступ для обслуживания и ремонта.

     Во избежание ожогов при обратном ударе пламе­ни отверстия для установки форсунок или газовых го­релок должны иметь защитные экраны. При осмотре, чистке и ремонте топливных баков необходимо пользоваться светильниками во взрывобезопасном исполнении с напряжением не более 12 В. Применять открытое пламя для этих целей нельзя.

     Перед пуском камеры тепловой обработки необ­ходимо тщательно осмотреть и проверить исправность камеры, конвейеров, топок, вентиляторов, тру­бопроводов, газоходов, дутьевых устройств, конт­рольно-измерительных приборов, предохранитель­ных ограждений и освещения.

     Запускают камеру в работу в такой последователь­ности. После подачи звукового сигнала включают в работу несущий и прижимный конвейеры, затем сбросной вентилятор и дымосос. Далее регулируют минимальное разрежение в топках, после чего задей­ствуют дутьевой вентилятор горелочных устройств.

     Последовательно разжигают топки и постепенно увеличивают тепловую нагрузку на топки с повыше­нием нагрузки на дымосос. При достижении в камере температуры 180-200°С подают минераловатный ко­вер. В процессе работы корректируют режимы тепло­вой обработки для данного вида выпускаемых изде­лий в соответствии с технологической картой.

     При остановке камеры прекращают подачу мине-раловатного ковра, а после его выхода из камеры -подачу топлива. Снижают нагрузку на дымососы, а при достижении в камере температуры 100°С их выключа­ют. При температуре в камере не более 50 °С выклю­чают сбросной вентилятор.

     Цилиндры изготовляют методом навивки минера-ловатного ковра по внепоточной технологии в два эта­па: первый - получение на основной технологической линии рулонов ваты, содержащей связующее, и транс­портирование их к промежуточному складу отделения изготовления цилиндров; второй - переработка руло­нов ваты.

     Для получения на основной технологической линии рулонов минераловатный ковер, поступающий из ка­меры волокноосаждения, с содержанием связующе­го до 6%, шириной 2 м, толщиной 60 мм навивается на стержни до диаметра 650-700 мм. Перед навивкой он разрезается по ширине дисковой пилой пополам, и на стержне образуются два рулона шириной 1 м каж­дый, массой 40 кг. Эти рулоны транспортируют к промежуточному складу, откуда поочередно достав­ляют ручной электрической талью к установке для про­изводства навивных минераловатных цилиндров, где их закрепляют с помощью стержней в подвесном уст­ройстве станции резки.

     В состав каждой установки входят две станции рез­ки и узел навивки с перфорированной металлической скалкой. Каждая станция резки включает в себя под­весное устройство с центрами для крепления стерж­ней с навитыми минераловатными рулонами, прижим­ный сетчатый конвейер, вращающий рулон и ленточ­ную пилу, расположенную параллельно оси рулона.

     При вращении ленточная пила срезает с рулона рав­номерный по ширине тонкий (толщиной 7-15 мм) слой минеральной ваты, который поступает по конвейеру от станции резки к скалке. Регулируют толщину срезаемого слоя винтовыми домкратами, которые поднимают обе ленточные пилы к центру рулона на необходимую толщи­ну срезаемого слоя. Конвейеры, выполненные из мелко­ячеистой проволочной сетки, приводятся в движение от общего электродвигателя через магнитные муфты.

     Узел навивки состоит из навивного механизма и металлической перфорированной скалки. Навивной механизм выполнен в виде сетки, опирающейся на систему роликов. Сетка вертикально перемещается с помощью червячных редукторов от общего привода. Один из двух верхних роликов расположен в шарнир­ной системе, что позволяет в период навивки и теп­ловой обработки обжимать сеткой минераловатный цилиндр. Это делается для того, чтобы, во-первых, придать поверхности навиваемых цилиндров правиль­ную геометрическую форму, во-вторых, предотвра­тить их разрыв при тепловой обработке и, в-третьих, ограничить наружный диаметр цилиндров.

     Глухим концом скалка смонтирована консольно во вращающемся креплении рычага-держателя скалок. Открытый конец скалки закреплен в подшипниковом узле, в конусную втулку которого введен патрубок для подачи теплоносителя. Под скалкой параллельно оси проходит труба с щелевой прорезью для обдува поверхности цилиндра. Размер перфорации скалки выбирают в зависимости от ее диаметра. Скалка и сет­чатый конвейер имеют синхронную частоту вращения.

     Между станцией резки и узлом навивки расположен пневматический гильотинный нож, который отрезает минераловатный ковер, поступающий на навивку, при достижении заданного размера цилиндра. Наружный диаметр цилиндра устанавливают заранее: с помощью конечного выключателя и подвижного ролика. Конеч­ный выключатель воздействует на механизм резки, а также регулирует скорость навивного устройства. При достижении заданного наружного диаметра цилиндра открывается кран подачи теплоносителя.

     К установкам посредством системы труб подклю­чены две сдвоенные воздуходувки. От одной пары воз­духодувок через подогреватель, работающий на жид­ком топливе, подается горячий воздух температурой 450-500°С, который смешивается с холодным воз­духом, подаваемым от второй пары воздуходувок, до температуры 200-220°С. С такой температурой тепло­носитель поступает в скалку и щелевую прорезь тру­бы для тепловой обработки цилиндра.

     Время тепловой обработки, зависящее от диамет­ра и толщины изоляционного слоя цилиндров, уста­навливают реле на пульте управления установки. По окончании тепловой обработки навивное устройство останавливается, готовый цилиндр снимается со скалки сбрасывателем и подается на станок резки. Отработанные газы отводятся от установки через зонт, расположенный над узлом навивки. Для предотвра­щения пригорания ваты скалку периодически смазы­вают . Сетку узла навивки чистят щеткой, выполненной в виде валика. За год установка выпускает до 1500 м³ навивных минераловатных цилиндров с внутренним диаметром 25-273 мм.

     Поступили в эксплуатацию и более современные внепоточные установки по производству навивных цилиндров внутренним диаметром 60-2 73 мм. Уста­новка состоит из следующих элементов: механизмов резки рулонных заготовок минеральной ваты; конвей­еров подачи срезанного тонкого слоя ваты к узлам навивки и тепловой обработки; узлов навивки и теп­ловой обработки; приемного стола изделий; механиз­мов продольной и поперечной резки цилиндров; то­почного устройства, работающего на газообразном топливе, с системой трубопроводов и вентиляторов для приготовления, подачи, рециркуляции теплоноси­теля и сброса дымовых газов в атмосферу; системы пылеулавливания; пульта управления. Такая установ­ка, работающая в автоматическом режиме, распо­ложена на двух уровнях: на верхнем - установлены горелочное устройство, система вентиляторов и тру­бопроводов, на нижнем - вся технологическая часть.

     Работает установка следующим образом. С технологической линии снимаются рулонные заготов­ки минеральной ваты, содержащие синтетическое связующее, которые транспортируются на промежу­точные склады. Со склада поддоны с рулонами ваты подают к установке. Рулонную заготовку устанавлива­ют в узел резки, где ленточная пила срезает с нее не­прерывный тонкий слой ваты. По горизонтальному, на­клонному и промежуточному конвейерам срезанный слой поступает на реверсивный конвейер, с помощью которого вата поочередно направляется к одной из двух закрытых камер навивки и тепловой обработки. Камеры расположены параллельно друг другу по обе стороны реверсивного конвейера. Каждая камера имеет узел навивки - сетчатый конвейер, опирающий­ся на систему роликов, перфорированную скалку, внутрь которой подается теплоноситель, и горелку для предотвращения прилипания минеральной ваты к сет­чатому конвейеру.

     Тонкий слой ваты, поступающий с реверсивного конвейера, навивается на скалку. Наружная его часть постоянно уплотняется сетчатым конвейером. По до­стижении заданной толщины навитого цилиндра слой ваты обрезается в промежуточном конвейере, а в скалку автоматически подается теплоноситель. Ре­версивный конвейер меняет направление движения, и слой ваты направляется ко второму узлу навивки и тепловой обработки. Время тепловой обработки устанавливают на пульте управления в зависимости от плотности, толщины цилиндров, содержания свя­зующего и влажности заготовок. Газы из камер отсасываются вентилятором на рециркуляцию и час­тично сбрасываются через трубу в атмосферу.

     По окончании тепловой обработки скалка осво­бождается от цилиндра, который скатывается через люк камеры на приемный стол. Стол с цилиндром под­нимается вверх до уровня дискового ножа. Цилиндр специальным захватом подается к ножу, в результате чего получается продольный рез поверхности. Затем цилиндр попадает на пластинчатый конвейер, с помо­щью которого заготовка проходит между двух ленточ­ных пил для обрезки торцов и получения изделий за­данных размеров.

     Образующиеся при резке отходы ваты конвейер направляет в бункер отходов. Пыль,   образующаяся при продольной и поперечной резке изделий,  отсасы­вается и попадает в фильтр.

     Полученные изделия упаковывают или подают в отделение изготовления теплоизоляционных конст­рукций.

ПРОИЗВОДСТВО    ШТАПЕЛЬНОГО И    НЕПРЕРЫВНОГО    СТЕКЛОВОЛОКНА

     Штапельное стекловолокно получают непосред­ственно из расплавленной стекломассы.

     Способ вертикального раздува паром (ВРП) или воздухом (ВРВ) — один из наиболее распространен­ных способов производства штапельного стеклово­локна. Подготовленную шихту загружают в стеклова­ренную ванную печь. Хорошо проваренная, однород­ная стекломасса поступает в выработочную часть -фидер, непосредственно примыкающий к печи. Дно фидера сделано из высокоогнеупорных брусьев с от­верстием. В нижней части отверстия дна фидера ус­тановлена платинородиевая пластинка (фильерный питатель) , обогреваемая электрическим током и име­ющая 2 0 отверстий диаметром до 3 мм каждое. Рас­плавленную стекломассу, которая вытекает отдельны­ми струями, раздувает перегретый пар давлением 0, 7-0,8 МПа, температурой 250°С или горячий сжатый воз­дух давлением до 1 МПа, в результате чего образует­ся стекловолокно. Поток горячего теплоносителя по­ступает через дутьевые головки.

     Производительность ванной печи 60-80 м³/сут при выпуске плоских плит или 90-110 м³/сут - матов. Разме­ры ванны 3000х2000х800 мм, вместимость 16 т. Темпе­ратура в варочном отделении 1450°С, воздуха в регене­раторах - 680-800°С. В качестве связующего применя­ют фенолоспирты марки Б, которые для приготовления рабочего раствора связующего разбавляют водой. Со­держание сухого остатка в рабочем растворе не дол­жно превышать 35%. Связующее распыляют форсунка­ми в вертикальной камере волокноосаждения.

     Покрытые смолой волокна осаждаются на го­ризонтальный сетчатый конвейер и транспортируются в камеру тепловой обработки для сушки и отверждения смолы. Здесь слой стекловолокна уплотняется и нагре­вается до температуры, необходимой для отверждения.

     В камере тепловой обработки расположены два конвейера - верхний и нижний, работающие син­хронно. На нижний конвейер поступает ковер (шири­ной 1580 мм) из стекловолокон, содержащих связую­щее . Верхний конвейер служит для подпрессовки дви­жущегося стекловолокнистого ковра и придания ему определенной толщины. Положение этого конвейера регулируют по высоте в зависимости от заданной тол­щины изделий. Для сушки стекловолокна в камеру подается подогретый до 180°С воздух, который с по­мощью вентилятора просасывается через слой воло­кон в конвейере. Производительность камеры тепло­вой обработки 170 м³/сут. Длина камеры 36 м. Влаж­ность ковра на входе в камеру 20%. Продол­жительность сушки и отверждения 20-25 мин.

     Расплав переходит на нижний, четвертый валок, где заканчивается процесс получения волокна. Недостаток этого способа заключается в том, что валки многовалко­вой центробежной машины быстро срабатываются и образуется значительное количество неволокнистых вклю­чений в момент волокнообразования. Хотя они и не попа­дают в стеклянную вату, но существенно снижают выход готовой продукции из расплава. Плотность получаемой на центробежной машине стеклянной ваты 70-100 кг/м³; средний диаметр волокна 5-7 мкм. Количество отходов расплава в виде «корольков» и настылей достигает 30%.

     При центробежно-дутьевом способе (ЦД) струя рас­плава из ванной печи попадает с лотка на ротор центро-бежно-дутьевой машины, имеющей форму чаши. Ось вра­щения ротора находится под углом 30-45° к горизонтали. Слой расплава, растекаясь по внутренней поверхности чаши, начинает вращаться вместе с ротором и под дей­ствием центробежных сил движется к периферии чаши. Очень тонкая пленка расплава толщиной около 10 мкм схо­дит с кромки чаши по всей ее окружности. Высокоско­ростной поток пара или воздуха из кольцевого коллекто­ра через дутьевые сопла поступает перпендикулярно плоскости вращения ротора и ускоряет процесс образо­вания струй и капель, вытягивая их в волокна.

Технические характеристики центробежно-дутьевых   машин

Производительность, т/ч .............................................  1,5-2,5

Диаметр, мм ................................................................  270-300

Длина рабочей части, мм................................................ 70-90

Частота вращения ротора, мин"^{1.........................................} 1000-1500

Расход пара, т...................................................................... 2-4

Избыточное давление пара, МПа................................ 0,5-0,8

     Центробежно-дутьевой способ не позволяет выра­батывать тонкое стеклянное штапельное волокно из стекломассы. Кроме того, до 30% расплава превра­щается в отходы.

     Центробежно-фильерно-дутьевой способ (ЦФД) производства стеклянного штапельного волокна - усо­вершенствованный центробежно-дутьевой способ. Этим способом волокно образуется в центрифугальной чаше с множеством мелких фильер, что позволяет по­лучать стабильные микроструйки стекломассы и об­рабатывать их потоком горячих газов. При производстве штапельного волокна способом ЦФД стекло, сваренное в ванной печи непрерывного действия, через отверстие в фидере попадает в питатель, а из него вытекает стру­ей в полый вертикально установленный вал машины. На нижнем конце вала закреплена центрифугальная чаша, в боковой стенке которой расположено до 6000 отвер­стий - фильер диаметром менее 1 мм. Чаша вращается с частотой до 3000 мин"¹. Под действием центробежных сил стекломасса прижимается к внутренней поверхно­сти боковой стенки чаши и продавливается через отвер­стия в виде тонких струек, вытягиваясь в волокна.

     Над чашей установлена камера сгорания, где под давлением сжигается природный газ. С высокой тем­пературой и большой скоростью он вытекает из каме­ры по кольцевому соплу, расположенному вокруг цен-трифугальной чаши. Раскаленные газы обогревают чашу и дополнительно вытягивают струйки стекло­массы в волокна. Поток газов транспортирует стекло­волокно в камеру волокноосаждения, где оно оседает на конвейере в виде рыхлого ковра.

     Способом ЦФД получают тонкие волокна диамет­ром 1-2 мкм, длиной до 100 мм, не содержащие нево­локнистых включений или грубых волокон. Плотность стеклянной ваты, полученной этим способом, - 15-20 кг/м³, полужестких плит - до 60 кг/м³.

     Преимущества способа ЦФД: сочетание двух сил - центробежной и аэродинамической, что сокращает энергозатраты более чем в два раза по сравнению с дутьевым способом. Недостаток способа ЦФД - ма­териал центрифуг альной чаши, работающей при тем­пературе более 1000°С,  быстро изнашивается.

     Непрерывное стекловолокно производится фи-льерным, штабиковым способами и двухстадийным дуплекс-процессом.

     Фильерный способ. Этим способом получают не­прерывное стекловолокно, которое вытягивается из расплавленной стекломассы через небольшие отвер­стия - фильеры - и наматывается на вращающийся барабан. Основная часть установки для получения непрерывного стекловолокна - стеклоплавильная печь с укрепленной на дне платинородиевой лодоч­кой, имеющей фильеры диаметром 1-2 мм. В печь с помощью уровнемера-питателя загружают стеклян­ные шарики, из которых получают более качествен­ную и однородную стекломассу. Температура в печи 1350-1400°С. Расплавленное стекло вытекает из печи через фильеры в виде капель, которые вытягивают­ся в непрерывные нити волокна. Волокна, собранные в пучок, пропускают через замасливающее устрой­ство. Нить наматывается на вращающуюся бобину. Барабаном может быть одновременно вытянуто от 100 до 400 нитей.

ОБОРУДОВАНИЕ    И    ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ    ИЗДЕЛИЙ ИЗ  БАЗАЛЬТОВОГО ВОЛОКНА ООО «Завод изоляции» г. Ирпень, Украина

     Виды изделий: базальтовое супертонкое волокно БСТВ; холсты и полотно из базальтового тонкого волок­на (БТВ) ; маты теплозвукоизоляционные прошивные в обкладке из стеклоткани ТМ-10; маты теплозвукоизоля­ционные прошивные в обкладке из кремнеземной тка­ни АТМ-10К; маты звукоизоляционные БЗМ; маты про­шивные строительные ММПБ; маты базальтовые про­шивные без обкладки из супертонкого волокна МТПБа; маты прошивные строительные; плиты мягкие теплоизо­ляционные ПМТБ-2; плиты жесткие теплоизоляционные ПЖТЗ; базальтовый теплоизоляционный картон ТК; уп-лотнительный базальтовый теплоизоляционный шнур БТШ; ровинг базальтовый; ткань базальтовая; ткань кремнеземная; базальтовая брусчатка; базальтовая крошка неокатанная и окатанная; каменное литье.

     Отрасли промышленности, в которых применяют­ся изделия из базальтового супертонкого волокна: гражданское и промышленное строительство (утеп­литель для стен, перегородок, трубопроводов); газо-и нефтетранспорт (теплоизоляция трубопроводов ватой, матами и полосами из БСТВ) ; теплоэлектро-сети ТЭЦ, теплоэлектростанции ТЭС, котельные (теп­лоизоляция трубопроводов, оборудования, котлов ватой и матами из БСТВ, звукоизоляция газотурбин­ных установок); атомные электростанции АЭС (теп-лозвукоизоляция оборудования, трубопроводов); нефтеперерабатывающая промышленность (тепло­изоляция трубопроводов, печей,  оборудования);  судостроение (теплозвукоизоляция газотурбинных двигателей в виде матов прошивных в обкладке, теп­лоизоляция двигательных шахт, перегородок кают); авиация, космонавтика; металлургия (теплоизоляция трубопроводов, печей, оборудования); производство кирпича, стекла, фарфора (теплоизоляция трубопро­водов, печей, оборудования); пищевая промышлен­ность (теплоизоляция оборудования); теплозвукои­золяция глушителей автомобилей (компоновка каме­ры глушителя).

Установка для получения базальтового супертонкого волокна (БСТВ) производительностью 170 т/год

     Особенности оборудования и технологии. В про­изводстве используется однокомпонентное сырье, благодаря чему оборудование и технология простые; не требуются варка шихты, гомогенизация, удаление пузырьков и свилей, как при производстве стекло- и минваты.

     Высокая эффективность печи несмотря на неболь­шие ее размеры (удельный коэффициент съема распла­ва - 4200 кг/м² в сутки) ; сокращение отходов с 5 до ме­нее 1% при одних и тех же энергоносителях благодаря использованию приемно-формирующего устройства конвейерного типа вместо барабанного. Эффективная утилизация тепла и экономия газа (за счет рекуперации тепла отходящих газов подогревается газовоздушная смесь на обогрев печи и раздув) . В установке не исполь­зуется дорогостоящая платинородиевая оснастка. Вза­мен применяются питатели из жаропрочной стали.

     Сырье для производства БСТВ - горные базаль­товые или базальтоподобные породы: базальт, диабаз, габбро диабаз, амфиболит, порфирит, микро-диарит.

Таблица   4. 7

Состав установки

     В установке используется способ раздува первич­ных волокон из расплавленных горных пород высоко­скоростным потоком раскаленных газов.

Технические характеристики установки

Производительность, кг/ч ( т/год)   ......................... 20 (170)

Температура плавления

базальтовой крошки, °С........................................ 1430-1450

Размер фракции сырья, мм.............................................. 5-15

Ширина формируемого ковра, мм.................................. 1000

Количество узлов выработки..............................................    2

Плотность ковра, кг/м^{3................................................................................} 8-23

Мощность электрооборудования, кВт............................. 170

Расход природного газа, м3/ч   .........................................    70

Давление, МПа......................................................... 0,04-0,05

Расход сжатого воздуха на раздув волокон, м³/мин  ...   13

Давление природного газа, МПа................................ 0,2-0,3

Охлаждающая вода (оборотная) :

расход, м3/ч  .................................................................... 0,2

давление сжатого воздуха, МПа   ................................. 0,2

Габаритные размеры, мм............................ 8370х6000х3800

Масса, кг............................................................................ 6800

     Установка для производства БСТВ вместе со вспо­могательным оборудованием и коммуникациями за­нимает в плане площадь 6000х10000 мм. Площадка, на которой находится плавильная печь, расположена по высоте на уровне 3000 мм, рекуператор - 5000 мм, система отвода продуктов сгорания газов - 6900 мм.

     В установке предусмотрены следующие основные системы контроля технологических параметров и бло­кировки,  определяющие безопасность производства:

контролируемые параметры - температура плавиль­ных печей, давление воздуха горелок печей, ток филь-ерных питателей, давление охлаждающей воды, напря­жение на приводах валиков, расход природного газа;

регулируемые параметры - ток фильерных пита­телей; частота вращения приводов вытягивающих ва­ликов; частота загрузки крошки в печь;

сигнализируемые параметры - давление охлажда­ющей воды; включение загрузчиков крошки, фильер­ных питателей и приводов.

     Установка по производству БСТВ, состоящая из двух узлов выработки, обслуживается одним опера­тором в смену. Режим работы печи - круглосуточный, норматив использования - 350 сут/год. В каждой сме­не кроме оператора (ов) должен быть наладчик техно­логического оборудования, электрик КИПиА и сле­сарь-механик. Последние обычно обслуживают не одну, а несколько установок, объединенных в произ­водственный участок. Так, на производстве из 5 уста­новок работают около 70 человек.

     Описание технологического процесса. Техноло­гический процесс получения базальтового супертонко­го волокна включает следующие этапы: подготовка ба­зальтовой крошки, загрузка крошки в печь, плавление крошки в плавильной печи, подготовка расплава (по температуре и уровню) в фидере, формирование не­прерывных первичных волокон фильерным питателем, раздув первичных волокон на вторичное штапельное волокно БСТВ горелкой раздува, формирование волок­нистого холста на приемно-формирующем барабане.

     Исходное сырье - крошка от 5 до 12 мм. Крошка загружается в бункер дозатора электротельфером. Дозировка и загрузка в камнеплавильную печь ванно­го типа осуществляется в автоматическом режиме. В камнеплавильной печи происходит плавление базаль­та. Обогрев печи производится газовоздушной сме­сью. Из ванной печи расплавленный базальт поступа­ет в фидер, предназначенный для подготовки и выра­ботки расплава.

     Из фидера расплав направляется в фильерный питатель для формирования первичных непрерывных волокон, которые подаются на устройство вытяжки и далее в сопло раздува, соединенное с камерой сго­рания. Раздув первичных волокон в штапельные про­изводится при помощи камеры сгорания. Камера сго­рания состоит из металлического кожуха с двойными стенками, между которыми циркулирует вода.

     Работает она на смеси природного газа и сжатого воздуха, предварительно смешанных в смесителе. В камере образуется скоростной высокотемпературный поток газов, под влиянием кинетической энергии ко­торого первичные волокна изгибаются, при этом на­правление движения потока газов совпадает с направ­лением первичных волокон, происходит размягчение волокон, их вытягивание и образование очень тонких штапельных волокон необходимой длины. Нагретые до высокой температуры продукты сгорания вслед­ствие высокого давления, создаваемого в камере, с большой скоростью выходят через водоохлаждаемое сопло,  расположенное в передней части камеры.

     Поток продуктов сгорания вместе с волокном транспортируется в диффузоре к приемно-формирующему барабану, где волокно осаждается в зоне при­мыкания к сетке барабана камеры разрежения, кото­рая соединена через трубопровод с пылевыми венти­ляторами и фильтрами. Осажденный слой волокна в виде холста наматывается на приемный барабан.

     По достижении определенной толщины холст сре­зается, сматывается в рулон и отправляется на склад готовой продукции или на участок дальнейшей его переработки в плиты, маты, картон, шнур. Движущий­ся по конвейеру холст снова заправляется на прием­ный барабан.

Таблица   4.8

Характеристики продукции

Установка для получения базальтового супертонкого волокна (БСТВ) производительностью 180 т/год (на жидком топливе)

     Установка предназначена для получения базальто­вого супертонкого волокна (ваты) - утеплителя и звукоизолятора с отличными эксплуатационными харак­теристиками. В ней используется способ раздува пер­вичных волокон из расплавленных горных пород вы­сокоскоростным потоком раскаленных газов с исполь­зованием жидкого топлива.

Технические характеристики установки

Производительность, кг/ч ( т/год)   ......................... 25 (180)

Расход жидкого топлива (мазут), кг/ч   ............................    70

Температура плавления

базальтовой крошки, °С........................................ 1430-1450

Размер фракции сырья, мм.............................................. 5-15

Ширина формируемого ковра, мм.................................. 1000

Количество узлов выработки..............................................    2

Плотность ковра, кг/м^{3.............................................................................} 18-23

Мощность электрооборудования, кВт............................. 170

Расход сжатого воздуха на раздув волокон, м³/мин  ...   10

Давление сжатого   воздуха, МПа................................... 0,15

Охлаждающая вода (оборотная) :

расход, м3/ч  .................................................................... 0,2

давление, МПа................................................................ 0,3

Габаритные размеры, мм............................ 8370х6000х3800

Масса, кг............................................................................ 6800

     Установка для производства БСТВ вместе со вспо­могательным оборудованием и коммуникациями за­нимает в плане площадь 6000х12000 мм. Площадка, на которой находится плавильная печь, расположена по высоте на уровне 3000 мм, рекуператор - 5000 мм, система отвода продуктов сгорания газов - 6900 мм.

     В установке предусмотрены следующие основные системы контроля технологических параметров и бло­кировки,  определяющие безопасность производства:

контролируемые параметры - температура плавиль­ных печей; давление воздуха на форсунках печей; ток фильерных питателей; давление охлаждающей воды, на­пряжение на приводах валиков; расход жидкого топлива;

регулируемые параметры - ток фильерных пита­телей; частота вращения приводов вытягивающих ва­ликов; частота загрузки крошки в печь;

сигнализируемые параметры - давление охлажда­ющей воды; включение загрузчиков крошки; включе­ние в работу фильерных питателей и приводов.

     Установка по производству БСТВ, состоящая из двух узлов выработки,  обслуживается одним оператором в смену.  Режим работы печи - круглосуточный, норматив использования - 350 сут/год.

     Описание технологического процесса.. Техно­логический процесс получения базальтового супертонкого волокна аналогичен, изложенному выше.

Установка для получения базальтового тонкого волокна производительностью 670 т/год

     Установка предназначена для получения базальто­вого тонкого волокна (ваты) - утеплителя и звукоизолятора. Требования к исходному сырью: породы ба­зальтовой группы. В установка используется способ получения тонкого штапельного базальтового волок­на (БТВ) из расплавов горных пород методом верти­кального раздува сжатым воздухом.

Технические характеристики установки

Производительность, кг/ч (т/год)    ......................... 80 (670)

Размер фракции сырья, мм.............................................. 3-12

Ширина формируемого ковра, мм.................................. 1000

Количество узлов раздува...................................................    1

Плотность ковра, кг/м^{3.............................................................................} 28-35

Мощность электрооборудования, кВт:

установленная  ..................................................................  52

потребляемая..................................................................... 43

Природный газ:

расход, м3/ч  ...................................................................... 40

давление, МПа.......................................................... 0,4-6,0

Сжатый воздух на раздув волокон:

расход, м3/мин.................................................................... 11

давление, МПа........................... 0,8

Воздух от вентилятора высокого давления:

расход, м3/ч ............................ 1500

давление, МПа................................................................ 3,4

Вода на охлаждение питателей:

объем (оборотной), м^{3...................................................................................}    5

расход (подпитка), м3/ч................................................... 0,2

давление, МПа................................................................ 0,2

Габаритные размеры, мм..........................   7620х7100х10000

Масса, кг.......................................................................... 15500

Таблица   4.9

Состав установки

     Установка размещается в производственном корпу­се пролетом не менее 8 м, длиной 8 м и высотой 10 м.

Таблица   4.10 Краткая характеристика производственного персонала

     Вспомогательный персонал обычно обслуживает не одну, а несколько установок, объединенных в про­изводственный участок. Режим работы печи - кругло­суточный, норматив использования - 350 сут/год.

     Описание технологического процесса. Техноло­гический процесс получения базальтового тонкого во­локна (базальтовой ваты) включает следующие этапы: подготовка базальтовой крошки; загрузка крошки в печь; плавление крошки в плавильной печи; подготов­ка расплава (по температуре и уровню) в фидере; фор­мирование струй расплава фильерным питателем; раз­дув струй расплава на штапельное волокно БТВ в ка­мере раздува; формирование волокнистого холста на приемно-формирующем конвейере.

     При помощи транспортера подготовленное сырье подается в кюбеле на площадку обслуживания печи к зоне загрузки. Загрузка в печь производится автома­тически с приводами от электромагнитов.

     Непрерывные струи расплава формируются в ра­зогретом фильерном питателе под воздействием гид­ростатического столба расплава. Продукты сгорания из пламенного пространства печи отводятся на вер­тикальный стояк, где установлен металлический струйный рекуператор, и далее через вытяжной зонт и дымовую трубу выбрасывается в атмосферу. Охлаж­дение питателя, токоподводов, трансформаторов про­изводится технической водой от системы водоохлаж-дения. Вода к потребителям подается через два кол­лектора с запорной арматурой. Отвод воды предус­мотрен на две сливные воронки гибкими рукавами и далее на систему оборотного водоснабжения.

     Газовоздухоснабжение предназначено для подачи газа и воздуха к горелкам плавильной печи и состоит из трубопроводов, агрегата подачи воздуха, запорной и регулирующей арматуры, газогорелочных уст­ройств . Нагрев питателя осуществляется от источни­ка переменного тока. Подвод тока от трансформато­ров непосредственно к питателям выполняется с по­мощью медных токопроводов. Из фильер питателя базальтовый расплав в виде отдельных струй посту­пает в устройство раздува для получения штапельно­го волокна. Узел раздува выполнен в виде прямоугольной головки, содержащей четыре дутьевых канала с соплами для сжатого воздуха.

     Раздув струй расплава в волокно происходит за счет энергии сжатого воздуха, подаваемого в каналы разду­ва. Далее газовоздушная смесь вместе с раздутым шта­пельным волокном поступает в диффузор, предназна­ченного для приема и стабилизации газового потока с волокнами после раздува. К диффузору пристыкована камера волокноосаждения, предназначенная для гаше­ния газового потока и свободного распределения воло­кон перед осаждением их на сетку конвейера.

     Камера волокноосаждения опирается на раму при-емно-формирующего конвейера с сетчатой лентой, предназначенный для осаждения волокон и образо­вания из них холста. В раму конвейера встроена ка­мера разрежения, через которую эвакуируются отра­ботанные после раздува газы. Под воздействием раз­режения под сеткой конвейера, создаваемого систе­мой отсоса воздуха, волокна оседают на движущееся сетчатое полотно.

     Осажденный слой волокна в виде холста на выхо­де уплотняется роликом и снимается с конвейера в виде рулонов. Далее рулоны отправляются на склад готовой продукции или на участок дальнейшей пере­работки волокна в плиты, маты, шнур.

Таблица   4.11

Характеристики продукции

 

Линия по производству мягких теплоизоляционных базальтовых плит производительностью 25 мУсут

Технические характеристики

Количество подаваемого теплоносителя, м3/ч................ 6000

Температура теплоносителя, °С   ............................... 180±10

Время нахождения изделия в камере, ч...................... 0,5-1,0

Мощность, кВт:

установленная  .............................................................. 23,0

потребляемая................................................................. 18,5

Размеры теплоизоляционной

плиты, мм ...................................................   1000х500х(20-80)

Масса готового изделия, кг  .............................    не более 4,0

Номинальная тепловая мощность, кВт   .......................... 250

Максимальный расход газа, м3/ч........................ не более 25

Присоединительное давление газа, кПа.......................... 4-15

Количество подаваемой воды (не ниже 12 °С) , м3/ч ...  0,15

Влажность плиты,%:

на входе в установку сушки......................................... 100

на выходе............................................................................ 1,5

Габаритные размеры, мм.......................... 22000х3000х2700

Масса, кг............................................................................ 9000

     Теплоноситель - полученная от теплогенератора газовоздушная смесь, имеющая экологические пара­метры, сравнимые с санитарными требованиями, предъявляемыми к воздуху для промышленных объек­тов с периодическим пребыванием персонала.

Таблица   4.12

Состав линии

     Линия для производства мягкой базальтовой плиты вместе со вспомогательным оборудованием и комму­никациями занимает в плане площадь 25000x6000 мм. Габаритная высота линии 2 500 мм.

     Система управления предназначена для управ­ления и защиты от перегрузок электроприводов уста­новки изготовления плит, контроля технологических параметров на участке приготовления связующего, температуры в сушильной камере, подачи теплоноси­теля, времени нахождения изделий в сушильной ка­мере . Она обеспечивает оптимальные параметры тех­нологического процесса. Система автоматики безо­пасности гарантирует световую и звуковую сигнали­зацию при возникновении аварийных ситуаций.

Таблица   4.13 Краткая характеристика производственного персонала

     Описание технологического процесса. Произ­водство мягких теплоизоляционных плит является продолжением технологической цепочки по перера­ботке базальтового тонкого волокна. Линия встраива­ется последовательно после установки по производ­ству БТВ в единый технологический комплекс.

     Для приготовления синтетического связующего при­меняются поливинилацетатная дисперсия (ПВД) , крем-нийорганическая жидкость и моющее средство. Приго­товление связующего производится на технологической площадке приготовления связующего.

     В состав оборудования входят два аппарата с мешал­кой объемом 0,45 м³ и два аппарата объемом 0,04 м³. Приготовление связующего производится в аппара­тах, работающих поочередно по мере их выработки. Открывается кран заполнения свободного аппарата. Фильтрат из бака сбора фильтрата посредством на­соса перекачивается в него. На начальном этапе и при необходимости в аппарат подается техническая вода. По мере заполнения аппарата до отметки 400 л через люк загружаются ПВА и гидрофобизатор, который по­ступает самотеком. Включается мешалка аппарата и в течение 15-2 0 мин производится смешивание ком­понентов. Связующее готово к применению. Откры­вается сливной кран, и оно самотеком поступает на пропитку волокнистого ковра. По мере его выработки на отметке 50 л) срабатывает датчик уровня. Произ­водится подача связующего из второго аппарата.

     Узел пропитки связующим состоит из устройства пролива и вакуумкамеры с ресивером и вакуумнасосом рис. 4.8). Волокнистый ковер с установки БТВ поступа­ет на транспортерную сетку, которая непрерывно дви­жется по направляющим концевых секций и секций аг­регата сушки. В начале транспортера установлен узел пролива, в состав которого входят два барабана, емкость для пролива и емкость для фильтрата. Ковер к сетке под­жимается первым барабаном. Открывается регулиро­вочный кран подачи связующего в емкость для проли­ва . Связующее из емкости переливом равномерно рас­пределяется по всей ширине ковра, пропитывая его. Избыток связующего самотеком поступает в емкость для фильтрата. Для придания ковру ровной поверхности имеется второй заглаживающий барабан. Избыток свя­зующего отжимается барабанами и самотеком посту­пает в емкость для фильтрата, располагаемую под транспортерной сеткой. Фильтрат из емкости по трубо­проводу самотеком поступает в бак для фильтрата.

     После заглаживания и пропитки ковер направля­ется к вакуумкамере, находящейся под сеткой в пер­вой секции агрегата сушки. Вакуумкамера воздухово­дами через ресивер соединена с агрегатом, который создает разрежение в камере секции. В процессе ва-куумирования избыток влаги принудительно накапли­вается в ресивере и самотеком поступает в бак для фильтрата. По мере наполнения бака и выработки ап­парата приготовления связующего срабатывают дат­чики уровней. Включается насос перекачки фильтра­та в аппарат на участок приготовления связующего.

     После вакуумирования влажный ковер поступа­ет в сушильную установку. Установка состоит из сек­ций, которые для простоты монтажа, транспортировки выполнены из однотипных частей, впоследствии соеди­ненных между собой. Сушка осуществляется прососом через ковер горячего теплоносителя. Температура суш­ки 180°С. Теплоноситель - горячий воздух, подаваемый от цехового теплообменника. Он нагнетается в верхнюю часть агрегата сушки, просачивается через ковер и с нижней части агрегата по воздуховодам удаляется дымососом в дымовую трубу.

     Формирование плиты происходит с помощью при-каточного валика и двух конвейеров с находящейся между ними плитой. С помощью верхнего регулируе­мого конвейера посредством шести приводов выстав­ляется необходимая толщина плиты. В процессе фор­мирования плиты удаляется излишняя влага и осуще­ствляется полимеризация связующего (в камере суш­ки) . Камера сушки состоит из восьми секций. Восьмая секция предназначена для охлаждения плиты.

     Система подачи теплоносителя предназначена для приготовления теплоносителя и состоит из: теплоге­нератора газового, снабженного автоматической си­стемой регулирования и защиты для безопасной экс­плуатации; дымососа, который служит для подачи теп­лоносителя в камеру сушки; системы трубопроводов, которыми произведен подвод теплоносителя до каме­ры сушки, его рециркуляция, а также выброс исполь­зованного теплоносителя. Трубопроводы должны быть изолированы теплоизоляцией.

     Узел продольной резки предназначен для получе­ния необходимого размера длины плиты. Процесс резки кромок плиты производится двумя дисковыми ножами, которые строго выставлены по размеру пли­ты. Узел поперечной резки предназначен для получе­ния необходимого размера ширины плиты. Датчик контроля ширины плиты дает сигнал на устройство синхронного перемещения узла продольной резки, включение дискового ножа и привода его перемеще­ния. По окончании реза устройство синхронного пе­ремещения автоматически устанавливается в исход­ное положение.

     Отрезанные плиты при помощи транспортера посту­пают на стол упаковки, где производятся их упаковка в пакеты и маркировка в соответствии с требованиями технических условий. Транспортер включает в себя ре-зинокордовую ленту, которая подхватывает отрезанную плиту и за счет инерционных сил сбрасывает ее на при-емно-упаковочный стол. Транспортер имеет возмож­ность регулирования скорости перемещения ленты.

     Принцип работы линии. В перемешивающий ап­парат заливается вода.  Включается привод перемешивающего устройства и в аппарат загружаются не­обходимые компоненты связующего. По достижении готовности оператор насосом подает связующее в емкость узла пропитки. При производственной необ­ходимости производится загрузка второго аппарата.

     Включается вся линия. В зависимости от требуе­мой толщины плиты выбирается скорость на всех ме­ханизмах перемещения. Включается теплогенератор. В зависимости от толщины плиты оператор выбирает расход газа.

     Операторы заправляют базальтоволокнистый холст в установку сушки. При прохождении холста через узел пропитки оператор следит за степенью пропитки хол­ста связующим и за его уровнем. С узла пропитки холст попадает на калибрующий валик, узел вакуумирования и захватывается верхним прижимающим конвейером, который имеет возможность с помощью винтовых пе­редач регулировать толщину плиты, и поступает в каме­ру сушки. Камера имеет восемь зон сушки. В зависимо­сти от необходимой толщины плиты оператор регули­рует с помощью заслонок подачу количества теплоно­сителя в каждую зону. Высушенная плита поступает на ножи продольной резки, где формируется размер дли­ны плиты с помощью дисковых ножей. За узлом продоль­ной резки расположена установка поперечной резки, где происходит формирование плиты по ширине. Датчик оп­ределения ширины плиты дает сигнал исполнительно­му механизму, который автоматически включает меха­низм синхронизации перемещения, механизм переме­щения дискового ножа и включения-выключения ножа. После завершения процесса поперечного реза установ­ка автоматически приводится в исходное состояние. Отрезанная плита поступает на ускоряющий транспор­тер и подается им на стол упаковки.

Таблица   4.14

Характеристика продукции

Линия по производству базальтовых полужестких и жестких плит производительностью 35 мУсут

     Линия предназначена для производства базальтовых теплоизоляционных жестких и полужестких плит на не­органическом связующем. В линии применены ориги­нальные конструкторские решения: камера сушки раз­делена на две зоны - «зону сухого воздуха» и «зону влаж­ного воздуха», использован подвесной конвейер с под­донами на клетях. Это позволяет равномерно просуши­вать плиту со всех сторон, а также значительно умень­шить потери горячего воздуха, находящегося в камере, при загрузке и выгрузке плиты. В отличие от стандарт­ных туннельной сушильной камеры с вагонетками и ка­меры с ленточным конвейером не требуется газ для суш­ки плиты, так как она осуществляется отходящими газа­ми от печи установки по производству базальтовой ваты используется утилизация и рекуперация тепла) .

     Требования к сырью и нормы расхода сырья и энергоносителей. Для производства базальтовых же­стких и полужестких плит используются базальтовое штапельное волокно, которое изготавливается из ба­зальта без каких-либо добавок, и бентонитовая глина.

Таблица   4.15

Нормы   расхода

Примечание. Данные приведены для получения плит плотностью 160 кг/м³.

Технические  характеристики  оборудования

Производительность, м³/сут   .......................................  35-40

Количество подаваемого теплоносителя*, м3/ч.   ....6300

Температура теплоносителя, °С  ................................ 190±10

Расход воды, м3/ч............................................... не более  0,8

Расход горячей воды (при t = 85°С), м3/ч........................ 0,8

Влажность плиты, %:

на входе в установку сушки........................................... 300

на выходе из установки сушки.........................................    2

Размеры теплоизоляционной плиты, мм ... 1000х500х (40-80)

Мощность электрооборудования, кВт:

установленная..................................................................    85

потребляемая...................................................................    70

Габаритные размеры, мм.......................... 29000х9400х3700

Масса, кг.......................................................................... 44000

*Теплоносителем является нагретый воздух в теплообмен­нике печи плавления установки получения базальтового штапельного волокна.

     Линия для производства теплоизоляционных плит вместе со вспомогательным оборудованием и комму­никациями занимает в плане площадь 9400х29000 мм. Габаритная высота линии 3700 мм.

Таблица 4.16

Состав оборудования

     Система управления предназначена для управле­ния и защиты от перегрузок электроприводов установ­ки изготовления плит, а также автоматического регу­лирования уровня воды в установке вакуумирования, контроля температуры в сушильной камере. Она обес­печивает оптимальные параметры технологического процесса.

     Представлена следующими узлами: шкафом элек­трическим установки приготовления гидромассы; шкафом электрическим установки прессования; шка­фом электрическим установки сушки.

Таблица   4.11 Краткая характеристика производственного персонала

     Описание технологического процесса. Техноло­гический процесс производства базальтовых жестких и полужестких плит включает: приготовление связую­щего на основе бентонитовой глины; формование плит прессование и вакуумирование) ; укладку плит на под­доны; сушку плит; выгрузку и складирование.

     В аппарат замачивания гидромассной установки заливается необходимое количество воды, затем в него загружается глина. По окончании набухания глины включается мешалка аппарата. Набухшая глина смешивается с водой. Приготовление раствора каль­цинированной соды производится в перемешиваю­щем аппарате, где сода смешивается с водой. Стаби­лизация связующего осуществляется в аппарате вар­ки, куда глинистая суспензия поступает из аппарата замачивания и смешивается с горячей водой. Затем туда же поступает раствор соды. Связующее переме­шивается до полной стабилизации и с помощью пнев-моклапана сливается в пустой накопитель. Для приготовления гидромассы применяются: глинистое связующее, раствор полиакриламида, холсты из ба­зальтового тонкого и супертонкого волокна.

     Приготовление раствора полиакриламида произ­водится в перемешивающем аппарате. Готовый ра­створ полиакриламида через дозатор заливается в расходную емкость. Приготовление гидромассы осу­ществляется в гидроразбивателе. Из накопителя свя­зующее самотеком поступает в дозатор. При дости­жении верхнего уровня в дозаторе закрывается слив­ной пневмоклапан накопителя. Затем связующее на­сосом перекачивается в гидроразбиватель, туда же подается вода. При заполнении гидроразбивателя до уровня, когда мешалка покроется водой, в него загру­жаются холсты из базальтового тонкого и супертон­кого волокна - происходит перемешивание гидромас­сы, которая затем перекачивается на участок формо­вания плит.

     Формование плит из гидромассы производится прессованием и вакуумированием. Готовая гидромас­са из гидроразбивателя насосом перекачивается в рас­ходный бак с мешалкой, расположенный над прессом. Открываются краны подачи гидромассы из расходно­го бака в заливочные ванны установки формования плит. После заполнения ванн до заданного уровня кра­ны закрываются. Пневмошток пневмоцилиндра, пере­мещая вверх верхнюю плиту, одновременно поднима­ет шторки заливочных ванн. Гидромасса поступает в форму на нижнюю плиту. Включается пневмоцилиндр, и происходит процесс прессования с помощью верх­ней плиты. Избыток гидромассы самотеком удаляется в сливную емкость. Затем открывается кран нижнего вакуумирования. В результате разрежения, создавае­мого в вакуумной емкости, из гидромассы дополни­тельно удаляется влага, которая поступает в ресивер. По окончании вакуумирования в камеру подается сжа­тый воздух для отрыва изделий от нижней плиты.

     Затем сформованная верхняя плита при помощи пневмоцилиндра подается на выгрузку из установки прессования. Сформованная плита извлекается из установки прессования, укладывается на поддон и устанавливается на клеть установки сушки. При набо­ре 9 плит происходит загрузка камеры установки суш­ки. Клети подвешены к подвесному конвейеру, кото­рый перемещает их по замкнутой пространственной трассе установки сушки. Сушатся плиты в установке конвективным способом. Теплоноситель - горячий воздух - подается в термокамеру от цехового тепло­обменника с максимальной температурой 2 00°С.

     Прошедшие процесс сушки плиты выгружаются из клети установки сушки на раздаточный стол, где сни­маются с поддонов и поступают на стол упаковки и затем на склад готовой продукции.

Таблица   4.18

Характеристика продукции

Состав оборудования

Линия производства декоративных акустических панелей, используемых в конструкциях подвесных потолков, производительностью 150 шт./ч

     Декоративные акустические панели, используе­мые в конструкциях подвесных потолков, изготавли­ваются из базальтового тонкого волокна на синтети­ческом связующем с применением гидрофобизирующей жидкости или без нее. В качестве декоративно­го покрытия используется водоэмульсионная краска.

     Теплоносителем является нагретый воздух в теп­лообменнике печи плавления установки получения базальтового штапельного волокна.

Технические характеристики линии

Производительность, шт./ч   .............................................  150

Количество подаваемого теплоносителя, м3/ч.  .....6300

Температура теплоносителя, °С  ................................ 190±10

Размеры плит подвесного

потолка, мм   ...................................      600х(600, 1200)х(8, 10)

Мощность электрооборудования, кВт:

установленная  ..................................................................  30

потребляемая..................................................................... 25

Габаритные размеры, мм..........................   19700х5400х3200

Масса, кг.......................................................................... 20000

     Линия для производства подвесных потолков вме­сте со вспомогательным оборудованием и коммуника­циями занимает в плане площадь 8500х27500 мм. Га­баритная высота в области установки БТВ - 10000 мм. Высота здания для линии производства подвесных потолков - 5400 мм.

     Система управления предназначена для управле­ния и защиты от перегрузок электроприводов установ­ки изготовления подвесных потолков, контроля тем­пературы в сушильной камере. Система автоматики обеспечивает включение и отключение узла посыпки, узла нанесения декоративного покрытия и узла нане­сения рельефной поверхности. Система управления обеспечивает оптимальные параметры технологичес­кого процесса.

Таблица   4.19

Таблица   4.20 Краткая характеристика производственного персонала

     Описание технологического процесса. Технологи­ческий процесс производства подвесных потолков вклю­чает следующие этапы: получение базальтового тонкого волокна, пропитанного связующим; прессование акусти­ческих панелей; посыпка; нанесение декоративного по­крытия; создание рельефной поверхности; поперечная и продольная резка; упаковка и маркировка.

     Получение базальтового тонкого волокна, про­питанного связующим. Исходное сырье - базальто­вое тонкое волокно - изготавливается на установке БТВ. В камере волокноосаждения установки БТВ ус­тановлены форсунки, через которые происходит впрыск связующего для формирования пропитанно­го волокнистого холста.

     Прессование акустических панелей. Холст из штапельных базальтовых волокон, пропитанных связу­ющим, поступает с установки БТВ на приемный конвей­ер и далее подается на пресс, оборудованный предва­рительно прикаточным валиком и двумя конвейерами, расположенными друг над другом. Верхний регулиру­емый конвейер с помощью приводов по линейке выс­тавляется на необходимую толщину прессования па­нелей. В процессе прессования панели связующее, находящееся между базальтовыми волокнами, разог­ревается, вследствие чего происходят полная полиме­ризация связующего и структурные преобразования, приводящие его к твердому состоянию.

     Посыпка. После выхода из пресса на поверхность панели можно равномерно нанести песок для создания требуемой рельефной поверхности. В случае необходи­мости узел посыпки можно установить после узла нане­сения декоративного покрытия или отключить его.

     Нанесение декоративного покрытия. Сформиро­ванная, термообработанная, непрерывно движущаяся заготовка панели после пресса поступает на машину нанесения декора, оборудованную транспортерной лен­той, насосом, емкостью с краской и красконаливной го­ловкой. Оператор, опустив насос в емкость с краской и включив привод насоса на пульте управления кнопкой «Пуск», которая дублирована с пусковым устройством движения транспортерной ленты, и отрегулировав тол­щину открывания головки для подачи определенного слоя краски (лишняя краска через канал возвращается в емкость для повторного применения) , следит за про­цессом нанесения декоративного покрытия. При про­хождении через диафрагму отпрессованная панель по­крывается заданным слоем краски. Полимеризация про­ходит ускоренно за счет того, что панель поступает из пресса нагретой до температуры 135°С.

     Создание рельефной поверхности. Узел получе­ния рельефной поверхности может быть установлен для получения рельефа как по влажной краске, так и пере­несен в конец конвейера для получения рельефа по сухой краске. Узел снабжен барабаном с различным размещением шипов, игл, насечек и является сменным в зависимости от заданного рисунка) . Заготовка с на­несенной краской попадает под барабан нанесения рельефа, и за счет вращения барабана по ходу движе­ния заготовки шипы, иглы, насечки оставляют отпечаток на поверхности панели. Глубина нанесения релье­фа регулируется с помощью натяжных болтов. Рельеф­ных валиков, в зависимости от задачи, может быть ус­тановлено несколько, что предусмотрено конструкци­ей узла нанесения рельефной поверхности.

     Поперечная и продольная резка. Сформированная, окрашенная заготовка с нанесеным заданным рельефом поступает по конвейеру на узел продольной резки, где происходит обрезание кромок при помощи трех диско­вых ножей, которые строго выставлены по размеру из­делия. Затем, проходя через узел поперечной резки, заготовка режется собственно на готовые изделия.

     Упаковка и маркировка. Отрезанные по размеру панели ускоряющим транспортером перемещаются от узла поперечной резки на упаковочный стол. Перед упа­ковкой они складываются в стопу. Стопу со всех сторон оборачивают полиэтиленовой пленкой и в горизонталь­ном положении укладывают в ящики или на поддоны.

Таблица   4.21

Характеристика продукции

 

ВСПУЧЕННЫЙ ПЕРЛИТ И ИЗДЕЛИЯ НА ЕГО ОСНОВЕ

     Вспученный перлит (ГОСТ 10832) - пористый ма­териал, получаемый термической обработкой дроб­леных вулканических водосодержащих пород. В зави­симости от размера зерен различают перлитовый пе­сок  (менее 5 мм)  и щебень  (5-20 мм) .

     Вспученный перлитовый песок подразделяют на ря­довой - с зернами размером менее 5 мм, крупный - с зернами размером 1,25-5 мм, средний - с зернами раз­мером 0,16-2,5 мм, мелкий - с зернами 0,16-1,25 мм и пудру - с зернами размером менее 0,16 мм. Вспучен­ный перлитовый щебень делят на две фракции: с зер­нами размером 5-10 и 10-20 мм.

     Вспученный перлитовый песок применяют в каче­стве заполнителя при изготовлении теплоизоляцион­ных изделий и бетонов, огнестойких штукатурных ра­створов, а также для теплоизоляционных засыпок при температуре изолируемых поверхностей от -18 0 до +8 75°С. Мелкий перлитовый песок (порошок) и пудру используют для засыпной изоляции замкнутых поло­стей двухстенных резервуаров, в которых хранят сжи­женные газы. Перлитовый щебень служит в качестве заполнителя в легких бетонах различного назначения.

     Вспученный песок по плотности подразделяют на марки 75-500, щебень - на марки 200-500. При тем­пературе (25±5)°С теплопроводность песка 0,047-0,093 Вт/ (м- °С) . Прочность при сдавливании в цилиндре песка фракции 1,25-5 мм марок 200-500 - 0,1-0,9 МПа, щебня марок 200-500 - 0,15-0,9 МПа. Водопоглоще-ние щебня 125-30% по массе соответственно для ма­рок 200-500; морозостойкость 15 циклов заморажи­вания-оттаивания .

     Для производства перлитовых изделий обычно применяют песок марок 75-150. В зависимости от тем­пературы применения перлитовые теплоизоляци­онные материалы и изделия выпускают трех основных групп:

-     для -180 . .+200°С - мелкий вспученный перлито­вый песок и пудру  (—180°С) ;

-     перлитобитумные изделия —60. .+100°С) , битумно-перлитовую массу (—6О...+13О°С) ; перлитоволокнистые (—60...+100°С) , перлитопластбетон (-5О...+15О°С) , лигноперлит  (-60...+200°С) ;

-     для температур до 600°С - перлитоцементные, перлитофосфогелевые изделия, перлитовый обжиго­вый легковес,  термоперлит;

-       для температур до 1500°С - эпсоперлит   (до 800°С) , перлитокерамические изделия  (до 900°С) , жа­роупорный перлитобетон  (до 1000°С),  керамоперлитофосфатные изделия  (до 1100°С),  перлитовые уль­тралегковесные огнеупоры плотностью до 400 кг/м³ до 1150°С); перлитовые легковесные высокоглино­земистые огнеупоры плотностью 500-800 кг/м³   (до 1500°С).

     Выпускают также перлитовые теплоизоляционные из­делия и штукатурки на цементном, известковом и гипсо­вом вяжущих, на синтетических смолах и др. В состав всех перлитовых изделий входит вспученный перлитовый пе­сок (заполнитель) и для сцепления перлитовых зерен раз­личные связующие вещества (органические или неорга­нические) . В зависимости от вида связующего меняется технология и основные свойства перлитовых изделий.

     В зависимости от технологии изготовления перли­товые изделия делятся на безобжиговые и обжиговые. При производстве безобжиговых изделий заключи­тельной стадией в технологическом процессе являет­ся сушка. Обжиговые изделия после сушки подверга­ют высокотемпературному обжигу.

     Легкий (50-250 кг/м³) , негорючий, пористый песок-щебень используется для тепловой изоляции зданий, сооружений, оборудования. Он работает при темпе­ратурах -2ОО...+875°С. С его помощью решают вопро­сы огнезащиты, акустической изоляции, он использу­ется в качестве наполнителей в легких бетонах, крас­ках, линолеуме и др.

     Вспученный перлитовый песок служит утеплите­лем, как в чистом виде (в качестве засыпки) , так и в составе теплоизоляционных изделий.

     Изоляция стен зданий. Для изоляции стен зданий используется обеспыленный крупный перлитовый пе­сок объемной насыпной массой 60-100 кг/м³. Засып­ку полости между несущей и облицовочной кладками ведут послойно после укладки 3-4 рядов кирпича. За­сыпанный слой во избежание усадки в процессе экс­плуатации уплотняют постукиванием приблизительно на 10%. На рабочих разрывах изоляции размещают гидроизоляционные прокладки. При необходимости изоляционный слой может быть выполнен любой тре­буемой толщины. Обладая высокими теплозащитны­ми свойствами (0,04-0,05 Вт/(м- °С)), вспученный пер­лит не стареет и не разрушается вредителями живот­ного и растительного происхождения. Засыпка про­изводится как из мешков, так и посредством специ­альных пескоструйных машин.

     Перлитовые засыпки используют для изоляции стен из деревянных и каркасных конструкций. Такие изоляционные слои негорючие, поэтому повышают пожарозащищенность зданий.

     Для устройства утепленных монолитных полов с асфальтовым либо другим твердым покрытием исполь­зуют гидрофобизированный вспученный перлитовый песок с размером частиц до 6 мм и насыпной плотнос­тью около 95 кг/ м³. Материал из мешков высыпается на основу и распределяется выравнивающими рейка­ми так, чтобы толщина слоя песка превышала желае­мую на 20%. Минимальная толщина укладки составля­ет 1 см. Трубопроводы и прочие неровности просто утапливаются в слое этого хорошо сыпучего материа­ла. Вся поверхность перекрывается плитами, поверх которых и делается монолитное покрытие. Если такие слои монтируются не на подвальное перекрытие, то, прежде всего, укладываются дренажные трубки для скопления и удаления влаги. Под слой помещается аб­сорбирующая защитная прокладка, например крафт-бумага  (но ни в коем случае не пленки) .

     При устройстве полов с деревянным покрытием вспученный перлит укладывается без уплотнения. Любые полости между балками и пиломатериалами, без потерь утеплителя на различные вырезки, заполняются без труда. Негорючесть материала повышает пожароу-стойчивость конструкции пола. В случае необходимос­ти предотвращения пыления и укрепления верхнего перлитового слоя выполняют посыпку слоя цементом с пос­ледующим легким смачиванием. Другим способом ук­репления слоя теплоизоляции является покрытие пер­лита диффузионно-открытыми материалами, такими, например, как стеклоткань, гофрированный картон, крафт-бумага, древесно-волокнистые плиты.

     Для повышения несущей способности насыпного теплоизоляционного слоя, особенно при укладке мо­нолитных полов, частицы вспученного перлита обра­батывают воском. Несмотря на незначительный соб­ственный вес, такой перлит, уплотненный под грузом, образует стабильный, достаточно прочный изоляци­онный слой для сухих бесшовных полов.

     Перекрытия между этажами. Поскольку перлиту присущи противопожарные качества, он идеально подходит для перекрытия между этажами. Благодаря своей неровной форме гранулы перлита тесно приле­гают друг к другу. С перлитом легко работать и в труд­нодоступных местах.

     Пол чердаков. Перлитом также укрывают пол на чердаке и стены. Им заполняется пространство меж­ду деревянными балками и в углах. Деревянные кон­струкции «дышат», поскольку доступу свежего возду­ха способствует эффективный процесс выпаривания.

ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫЕ    МАТЕРИАЛЫ НА  ОСНОВЕ   ПЕРЛИТА

     Наибольшее количество вспученного перлита ис­пользуется в формовочных теплоизоляционных изде­лиях. В качестве связующего применяются цемент, битум, гипс, жидкое стекло.

     Штукатурные и отделочные растворы. В последние годы серьезное внимание уделяется вопросу исполь­зования вспученного перлитового песка в штукатур­ных растворах, которые в отличие от растворов на реч­ном песке имеют плотность не более 700 кг/м³, высо­кие теплоизоляционные свойства.

     За рубежом в строительстве широко применяют­ся теплозвукоизоляционные штукатурные растворы на основе вспученного перлита, различных минеральных и органических связующих. Для оштукатуривания стен успешно используют известково-перлитовые смеси плотностью 400-6001 кг/м³, теплопроводностью 0,12-0,23 Вт/(м-К) , с коэффициентом звукопоглощения 0,5 при частоте звука 800-1000 Гц. В США более 50% ис­пользуемого перлита в строительстве расходуется на изготовление штукатурных растворов. В Италии вы­пускаются сухие гипсо-, и цементно-перлитовые шту­катурные смеси, которые пользуются большим спро­сом. В Англии применяют гипсоперлитовые, а также цементно-известково-перлитовые штукатурные ра­створы при объемном соотношении 1:1:6.

     Согласно нормативам теплопроводность штукатур­ных растворов не должна превышать 0,14-0,19 Вт/ (м^- °С) , что соответствует плотности штукатурки в сухом состо­янии 400-500 кг/м³. Эти свойства позволяют использо­вать их в качестве теплоизоляционного материала.

     Массовое применение перлитовых растворов в строительстве является одним из перспективных на­правлений по улучшению теплозащитных и акустичес­ких свойств зданий и сооружений. Получили широкое распространение теплозвукоизоляционные штукатур­ные растворы на основе вспученного перлитового пес­ка, вяжущего и различных добавок (минеральных, ас­бестовых, целлюлозных, отходов из натурального шелка и хлопка) .

     Для армирования перлитового раствора использу­ют целлюлозные и стеклянные волокна длиной 10 мм в количестве 5-10% массы раствора. Это оптималь­ная длина волокна, при которой образцы имеют наи­большую прочность. При большей длине затруднено перемешивание раствора, нарушается его однород­ность, что отрицательно сказывается на прочностных свойствах.

     Высокие теплоизоляционные свойства цементно-перлитоволокнистых изделий основаны на их значи­тельной пористости (общая пористость 8 6%) . Их теп­лопроводность в 1,5-2,0 раза ниже, чем неармирован-ных цементно-гипсоперлитовых образцов. Путем мик­роармирования перлитоминеральных композиций неорганическими волокнами достигается эффект по­нижения плотности материала за счет сокращения расхода вяжущего и уменьшения контактных площа­док между отдельными частицами материала.

     Введение кремнийорганических добавок (процесс гидрофобизации) типа жидкости 136-41 в состав цементно-перлитоволокнистого материала также увели­чивает его пористость за счет выделения водорода в результате химического взаимодействия силоксано-вого каркаса с Са (ОН) ₂ и способствует улучшению теп­лозащитных свойств перлитовой штукатурки.

     Теплопроводность перлитовой штукатурки с до­бавлением жидкости 136-41 более интенсивно возра­стает при малых влажностях, чем при больших; для цементно- и гипсоперлитовых образцов увеличение влажности на 1% повышает теплопроводность на 14-16%. Перлитоволокнистые покрытия улучшают звуко­изоляционные свойства конструкций. При содержа­нии перлита до 30% коэффициент звукопоглощения образцов не превышает 0,2 0 на средних и высоких частотах (600-1000 Гц) и 0,02-0,18 на низких. При уве­личении содержания перлита до 50% по массе коэф­фициент звукопоглощения равен 0,26-0,44 в интерва­ле частот 400-2000 Гц.

     Применение перлитовой штукатурки толщиной 3 см по своим теплоизоляционным свойствам равно­ценно 15 см кирпичной кладки. Штукатурка наносит­ся по кирпичу, бетону, шлакобетону, металлической сетке, дереву и без каких-либо дополнительных работ может быть окрашена либо оклеена обоями. Ею могут быть утеплены как отапливаемые, так и неотапливае­мые  помещения.

     В строительстве широко используются легкие строительные растворы на основе вспученного перлита. Смешанные в сухом состоянии с гипсом либо цементом, они затворяются водой непосредственно на строительной площадке и укладываются. Ими запол­няются полости в стенах, блоках, кирпиче, производит­ся затирка швов и щелей. Такой состав имеет следую­щие характеристики:  средняя плотность - 650 кг/м³;

прочность на разрыв - более 1,7 Н/м²; на сжатие - бо­лее 5 Н/м²; теплопроводность - около 0,2 Вт/(м-°С) . Наиболее интересен такой раствор при строительстве из легковесного кирпича или пенобетона, свойства которых близки по своим теплотехническим парамет­рам к характеристикам раствора. Кладка на таких ра­створах не имеет мостиков холода.

     Перлит может применяться в качестве заполните­ля при изготовлении огнестойких растворов и обмазок, а также жаростойких бетонов. Для изоляции энергети­ческого оборудования с температурой поверхности до 600°С применяются перлитоцементные композиции с распушенным асбестом. 
     
     Асбоперлитоцементные из­делия характеризуются следующими свойствами: плотность 200-400 кг/м³; теплопроводность (при 25 и 325°С) 0,075-0,092 и 0,118-0,145 Вт/м-°С соответствен­но; прочность на изгиб - 0,20-0,36 МПа.

     Для производства силикатоперлита используется вспученный перлитовый песок. Связующее может быть известково-песчаным, известково-шлаковым или изве-стково-зольным. Силикатоперлит может быть изготовлен прессованием с применением мелких фракций перлито­вого песка (до 1 мм) и гашеной извести с последующим запариванием в автоклаве и формованием в металличес­ких формах с вибрированием. Теплопроводность сили­катоперлита в зависимости от плотности (100-340 кг/м³) составляет 0,105-0,239 Вт/м^-°С. Наиболее целесообраз­но использовать силикатоперлитовые изделия для теп­ловой изоляции поверхностей промышленного оборудо­вания и трубопроводов при температуре до 900°С.

     Карбоперлит получают полусухим прессованием массы, состоящей из вспученного перлита и извести (со­отношение 1:8,5-1:10) с последующей обработкой сме­си газами, содержащими СО₂. Карбоперлитовые изде­лия имеют плотность 200-350 кг/м³; теплопроводность при 25 и 700°С) 0,065-0,905 и 0,137-0,162 Вт/м-°С соот­ветственно; предел прочности на изгиб 0,15-0,30 МПа; на сжатие - 0,3-0,8 МПа. Карбоперлитовые изделия могут быть использованы для тепловой изоляции по­верхностей энергетического, технологического обо­рудования и трубопроводов с температурой изолиру­емой поверхности до 650°С.

     Гипсоперлитовые теплоизоляционные изделия изготавливают на основе строительного гипса и вспу­ченного перлита плотностью 8 0-150 кг/м³ способами литья, вибрирования и полусухого прессования. При соотношении гипс : перлит 1:7-8 могут быть получены теплоизоляционные изделия плотностью 300-400 кг/м³ и пределом прочности на сжатие 0,15-0,5 МПа. Гип­соперлитовые изделия рекомендуются для тепловой изоляции поверхностей энергетического и технологи­ческого оборудования, газо- и паропроводов при тем­пературах,  не превышающих 600°С.

     Керамоперлит. В состав массы для изготовления керамоперлита входят 50-60% вспученного перлитово­го песка и 40-50% молотой глины при размере частиц менее 0,25 мм. Керамоперлитовые изделия подверга­ются термообработке при температуре 300-950°С. Фи­зико-технические показатели: плотность 250-400 кг/м³, предел прочности на сжатие 0,4-1,2 МПа, линейная температурная усадка при 875°С не более 2%, влаж­ность - 1,2%, теплопроводность при 200°С - 0,075-0,104 Вт/м-°С.

     Стеклоперлит. Для получения стеклоперлита ис­пользуют вспученный перлитовый песок плотностью 80-150 кг/м³ и жидкое стекло плотностью 1250-1350 кг/м³ при соотношении компонентов (%) 50-70 : 30-50; тер­мообработка смеси производится при температуре 300-400°С. Физико-технические показатели: плот­ность 180-300 кг/м³, предел прочности на сжатие 0,3-1,2 МПа, на изгиб - 0,2-0,7 МПа, теплопроводность при 200°С - 0,064-0,09 Вт/м-°С, предельная темпера­тура применения - 600-700°С.

     Базальто-перлитовый волокнистый материал. Новый теплоизоляционно-конструкционный материал получен на основе вспученного перлитового песка, ба­зальтового волокна и вяжущего (портландцемент или бентонит). В состав теплоизоляционного материала входят следующие компоненты: вспученный перлит -24-70%, базальтовое волокно - 74-20%, бентонитовая глина - 9,0-2,0%. Плотность материала 150-300 кг/м³, предел прочности при растяжении 0,2-0,5 МПа, тепло­проводность 0,038-0,041 Вт/м-°С.

     В состав конструкционного теплоизоляционного материала входят следующие компоненты, %: вспу­ченный перлит - 25-35, базальтовое волокно - 25-30, портландцемент - 35-50. Плотность материала 590-1100 кг/м³, предел прочности на изгиб 0,4-11,0 МПа, теплопроводность 0,096-0,11 Вт/м-°С.

     Вспученный перлит, введенный в состав указанных композиционных материалов, резко повышает их долго­вечность , так как связывает продукты гидратации клин­кера, вызывающие коррозию базальтового волокна.

     Битумоперлит представляет собой тепло-, паро- и гидроизоляционный материал, получаемый смешива­нием вспученного перлитоваго песка и битума. Его ис­пользуют для утепления и гидроизоляции совмещен­ных кровель, промышленных холодильников и другого технологического оборудования, работающего в усло­виях температур -50..+ 600 °С. Модифицированный битумоперлит (например фенолформальдегидной смолой ЛБС-3) становится более термостойким (180-190 °С) и вполне может применяться для изоляции теп­лосетей. Плотность материала 300-450 кг/м³, тепло­проводность 0,08-0,11 Вт/м-К, предел прочности на изгиб 0,15-0,20 МПа, влажность не более 2,5 %, суточ­ное водопоглощение 5%.

     Пластперлит получают на основе мочевинофор-мальдегидной и кумароновой смолы, придающих прочность, достаточную водостойкость и низкое во­допоглощение. Пластперлитовые теплоизоляционные плиты обладают следующими физико-механическими показателями: плотность 250-280 кг/м³, предел проч­ности на сжатие 0,6-0,8 МПа, суточное водопоглоще­ние 3,3-3,5%,  теплопроводность 0,065-0.07 Вт/м-°С.

     Перлитоцементные плиты относятся к группе не­горючих материалов и могут быть использованы: для противопожарной защиты стальных, железобетонных и деревянных строительных конструкций; для тепло­изоляции строительных конструкций жилых, обще­ственных и промышленных зданий и сооружений; для тепловой изоляции промышленного оборудования при температуре изолируемой поверхности до 600°С, в том числе котлов.

     Перлитосодержащий кирпич применяется для строительной и промышленной тепловой изоляции с предельной температурой применения 900°С. Плот­ность такого кирпича 400-600 кг/м³ при теплопровод­ности 0,105-0,176 Вт/(м-°С) .

     Перлитный цемент применяют для заделки (там­понирования) скважин. Цемент не подвержен дей­ствию жара, на цементирование расходуется неболь­шое количество материала, а вследствие его способ­ности соединять пустоты он обеспечивает большую эффективность и дешевизну. Преимущества приме­нения перлитного цемента для скважин: меньшая плотность; жаростойкость; изоляционные качества; меньшая стоимость и др.

     Крупнейшими потребителями вспученного перлита в России являются металлургические предприятия. В настоящее время более 20% от общего объема произ­водства этого материала потребляется металлургами.

     В металлургии вспученный перлит нашел широкое применение главным образом при разливке чугуна и стали для изоляции зеркала расплава в ковшах, излож­ницах и литейных формах. Для этих целей используется вспученный перлит с насыпной плотностью до 90 кг/м³ . Вспученный перлитовый песок с размером частиц до 5 мм, упакованный в полиэтиленовые мешки, забрасы­вается на зеркало расплава. Мешок при соприкосно­вении с расплавленным металлом расплавляется и сго­рает, а вспученный перлитовый песок рассыпается по зеркалу расплава. Образованный теплоизоляционный слой препятствует быстрому охлаждению расплава. При этом примеси, шлаки, присутствующие в метал­ле, переходят в прибыльную часть, улучшая тем самым качество основного металла. Концентрация шлаков, примесей, газовой фазы в прибыльной части увеличи­вает выход пригодного металла.

     Другим направлением использования вспученно­го перлита в металлургии является его применение в литьевых формующих смесях. Добавка вспученного перлита в литейные пески делает стенки форм менее теплопроводными. Это, в свою очередь, способству­ет медленному остыванию отливок и, следовательно, более полному выходу примесей и шлаков в прибыль­ную удаляемую часть. Часто для лучшего распреде­ления вспученного перлита по литьевой форме ис­пользуют заранее подготовленные перлитографитовые смеси.

     Традиционной областью применения вспученного перлита в металлургии являются футеровочные рабо­ты. Выпускается целый ряд огнеупоров на его основе.

     По причине своих уникальных свойств перлитовая изоляция нашла широкое применение в криогенных и низкотемпературных резервуарах-хранилищах, в су­довых контейнерах, холодильных и испытательных камерах и технологиях производства пищевых продук­тов. Температура хранения -100°C и ниже считается криогенной, от -100 до 4°C - низкой. Сверххолодные и экстремально холодные криогенные жидкости, та­кие, как водород и гелий, обычно хранятся в сфери­ческих двустенных сосудах с кольцевым простран­ством,   заполненным вакуумированным перлитом.

     Существует две основных конструктивных концепции сосудов для низкотемпературного и криогенного хране­ния:  безвакуумные и вакуумные криогенные блоки.

     Безвакуумные криогенные блоки. Перлитовая изо­ляция,  пригодная для применения в безвакуумных блоках, при криогенных или низких температурах, имеет низкую тепловую проводимость во всем диа­пазоне плотности, обычный же диапазон рекоменду­емой плотности простирается от 48 до 72 кг/м³. В до­полнение к прекрасным термическим свойствам перлитов изоляция относительно дешева, проста в обра­ботке и установке, не дает усадки и не коробится. Перлит не горюч, удовлетворяет пожарным требованиям и тем самым снижает страховые ставки. Поскольку это неорганический материал, он устойчив против гнили и паразитов, вследствие своей закрытой ячеистой структуры не удерживает влаги.

     Конструктивно эти блоки представляют собой со­суды с двойными стенками с кольцевой зоной, запол­ненной вспученным перлитом, упакованным или засы­паемым (из автоцистерн) . Для изоляции малых сосу­дов может применяться «розлив» или «вдувание» изо­ляции. Портативные производства вспученного перли­та часто применяются для изоляции очень больших резервуаров-хранилищ, камер холода, кораблей и все­возможных сосудов с двойными стенками, трубопро­водов . В этих случаях перлитовую руду вспучивают на месте изолирования, а вспученная перлитовая изоля­ция пневматически направляется в кольцевые зазоры.

     Вакуумные криогенные блоки. Для криогенных применений от -101°C и более низких температур тре­бования «сверхизоляции» обеспечивает вакуумиро-ванный перлит с теплопроводностью меньшей до 40 раз, чем 0, 029 Вт/м^- °С, в зависимости от вакуума и температуры (пенопласт - 0,043 Вт/м^-°С) . Обычно ва-куумированный перлит примененяют в двустенных сферических хранилищах гелия и водорода. Он может также использоваться для хранения кислорода, азота и сжиженного природного газа, когда требуется осо­бо низкая теплопроводность. В дополнение к большим полям сооруженных резервуаров-хранилищ вакууми-рованный перлит применяется для изоляции многих меньших фабричных сосудов, рассчитанных на хране­ние различных криогенных газов.

     Перлитовая изоляция, подходящая для вакуумной криогенной работы, показывает низкую теплопровод­ность в широком диапазоне температур, давлений и плотностей. Обычно рекомендуемая плотность про­стирается от 128-152 кг/м³. Криогенной считается температура ниже —100°C. Теплопроводность вакуу-мированного перлита во много раз ниже, чем неваку-умированной перлитовой изоляции. Например, при средней температуре - 82°C обычный невакуумиро-ванный криогенный перлит плотностью 64 кг/м³ име­ет теплопроводность в 22 раза выше вакуумирован-ного перлита плотностью 139 кг/м³ и междуатомным давлением 10 микрон.

     В добавление к отличным термическим свойствам перлитовая изоляция относительно дешева, легка в применении и установке, не сжимается, не вытекает, не коробится, не дает усадку. Она также не горюча и соответствует всем положениям пожаробезопаснос-ти, что снижает страховые стоимости. Перлит для при­менения в вакуумировании должен быть сухим. Номи­нальный предел влажности составляет 0,1% по весу. Влажность в перлите сильно увеличивает время откач­ки, нужной для необходимого уровня вакуума. Таким образом,  перлит должен быть свежим и упакованным во влагонепроницаемые пакеты или загерметизиро­ванные автоцистерны. Нельзя применять перлит, упа­кованный в бумажные пакеты.

     Установка перлитовой вакуумированной изоляции на месте расположения больших криогенных вакуум­ных сосудов предполагает поддержание вакуума в кольцевых зазорах изолируемых сосудов. Вспученный перлит сжимается с азотом в автоцистерне и вводит­ся в кольцевой зазор в процессе соединения давле­ния и вакуума. Для заполнения в полевых условиях кольцевого зазора на очень крупных объектах вакуу­мированной перлитовой изоляцией криогенной гра­дации в относительно свободных от пыли и влаги ус­ловиях можно использовать портативные заводы пер­литового вспучивания, укомплектованные оборудова­нием контроля пыли и промежуточными двухсекционными автоцистернами.

     Следует отметить, что достаточно широкое исполь­зование вспученный перлит нашел в изоляции блоков разделения воздуха на кислород и азот, применяемых в металлургии. В среднем, на изоляцию одного блока необходимо 10 тыс. м³ перлита. Для этих целей ис­пользуется легкий мелкий вспученный перлит с насып­ной плотностью 75 кг/м³ при количестве фракций свы­ше 1,5 мм не более 15% .

Характеристика сырья

     Сырьем для производства вспученного перлита является горная кислая вулканическая порода (вулка­ническое стекло) , способная при нагревании вспучи­ваться. В зависимости от содержания в породе воды и газов, оставшихся при застывании лавы, различают две группы вулканических стекол: обсидиан с содер­жанием воды до 1,5%, перлит - 1,5-10% по массе.

     Перлит представляет собой алюмосиликатный материал со значительным содержанием щелочей. Химический состав перлита различных месторожде­ний следующий (% по массе) : SiО₂ - 65-76; А1₂О₃ - 12-16; FeO + Fe₂O₃ - до 3; СаО - до 3; Na₂O + К₂О - 3, 0-10; Н₂О (структурная) - 1,5-10.

     Цвет перлита в зависимости от сопутствующих примесей (допускаются до 10%) бывает от светло-се­рого до черного с зеленоватым или красноватым от­тенком. Плотность породы в куске 1700-2350 кг/м³, а в измельченном состоянии - 850-1400 кг/м³ (ГОСТ 2522 6) . Все перлиты можно разделить на две группы в зависимости от пористости (%) : массивные - менее 5 и пористые - более 5.

     При быстром нагревании до температуры 850-1200°С перлит размягчается и вспучивается парами воды и газами, увеличиваясь в объеме в 3-20 раз в зависимости от месторождения и крупности исходно­го продукта. При медленном нагревании (по­степенный подъем температуры) вода испаряется до размягчения материала, и перлит не вспучивается.

     Коэффициент вспучивания перлита равен отноше­нию плотности измельченной породы до вспучивания к плотности готового материала после вспучивания. Для производства вспученного перлита используют породу с коэффициентом вспучивания не менее 5.

     Перлитовое сырье плотных пород перед обжигом подвергают специальной термической подготовке (на­грев до температуры 300-400°С в течение 20-25 мин), при которой удаляется часть воды, что уменьшает рас­трескивание зерен перлита в процессе обжига, способ­ствует более равномерному вспучиванию и улучшает его качество. Такой процесс тепловой обработки назы­вается двухступенчатым.

     Перлитовое сырье с карьера поставляют дробле­ным и рассортированным на следующие фракции, мм: 5-10; 2,5-5; 1,25-2,5; 0,63-1,25; 0,16-0,63; менее 0,16 (ГОСТ 2522 6). Однако некоторые карьеры поставля­ют сырье фракций 0-5, 5-20 и 20-40 мм или совсем нефракционированное. Поэтому заводы, про­изводящие вспученный перлит, оснащены дробильно-сортировочным оборудованием.

ТЕХНОЛОГИЯ    ИЗГОТОВЛЕНИЯ ВСПУЧЕННОГО    ПЕРЛИТА

     Включает в себя следующие операции: дробление и рассев перлитовой породы на фракции; предвари­тельную тепловую обработку (термоподготовку) при температуре 300-400°С; кратковременный обжиг в вертикальных или во вращающихся печах при темпе­ратуре 1000-1200°С; рассев готового продукта.

     Технологическое оборудование для получения вспу­ченного перлита (в т.ч. печи для его обжига) проекти­руют и изготавливают Институт «Липецкстальпроект», Уральский НИиПИ строительных материалов и др.

     Если добытая перлитовая порода поступает с ка­рьера фракционированной, крупностью 0-5; 5-20 и 20-40 мм или совсем нефракционированной, то ее дро­бят в щековой или молотковой дробилке и рассевают на грохотах или в ситобурате до необходимой крупности. Для получения рядового вспученного песка крупность зерен должна быть до 1,25 мм, крупного песка - 0,63-1,25 мм, среднего - 0,16-0,63, мелкого -до 0,315 мм, щебня - 2,5-7 и 7-10 мм. Частицы перли­та, размер которых превышает заданную максималь­ную крупность, направляют на вторичное дробление в валковую дробилку. Если влажность породы перед грохочением превышает допускаемую, ее сушат в барабанной сушилке.

     Для удаления части структурной (связанной) вла­ги измельченную и высушенную породу подают во вращающуюся печь термоподготовки. Основные узлы печи - вращающийся барабан длиной 6 м и внут­ренним диаметром 0, 828 м, топка, загрузочная каме­ра и дутьевой вентилятор. Тепловая обработка пер­лита производится в течение 10-30 мин по противо-точному принципу - горячие топочные газы идут на­встречу загружаемой дробленой перлитовой породе. Температура подогрева 300-400°С.

     Обжиг (вспучивание) перлита осуществляется в вертикальных шахтных или во вращающихся печах. Перлитовый щебень и крупный перлитовый песок по­вышенной плотности и прочности, применяемый для изготовления бетонов, получают обычно во вращаю­щихся печах, а перлитовый песок других фракций - в вертикальных.

     Вспучивание перлита в вертикальных печах проис­ходит во взвешенном состоянии при температуре 900-1150°С. Измельченный перлит подается в печь через загрузочную течку, находящуюся выше горелки. Час­тицы перлита в потоке горячих газов, создаваемых горелочным устройством,   вспучиваются в течение

Таблица   4.

Характеристика перлитовых пород

*Перлиты этих месторождений перед обжигом нужно подвергать предварительной тепловой обработке.

Таблица

Технические характеристики печей для производства вспученного перлита

 

нескольких секунд и уносятся с выходящими потока­ми дымовых газов в циклоны-классификаторы через патрубок. Печи конструктивно выполнены как рекупе­раторы с двойной циркуляцией воздуха, которая по­зволяет с большой эффективностью нагревать дутье­вой воздух и хорошо охлаждать кожух рабочей каме­ры. Воздух на горение и охлаждение кожухов печи под­водится в печь через воздухоподводящий патрубок. Пройдя через зазор, он поступает в канал и, опуска­ясь по нему, охлаждает внутренний и средний кожухи печи, удаляясь через воздухоотводящий патрубок.

     В нижней части печи температура нагрева дутьево­го воздуха 400-450°С, температура стенки рабочей ка­меры при этом не превышает 700-750°С. Печь работа­ет на газообразном или на жидком топливе - дизель­ном, соляровом масле. Для работы на более тяжелых видах жидкого топлива, например мазуте, печи оснаща­ют откатными либо встроенными камерами газифика­ции со специальными горелочными устройствами.

     Процесс вспучивания в вертикальных печах, осуще­ствляемый в условиях мгновенного воздействия высо­ких температур, происходит в три этапа: растрескива­ние перлитовых частиц, вспучивание образовавшихся осколков и агрегация (соединение) вспученных частиц в гранулы. Для снижения выхода пыли на обжиг дол­жен подаваться определенный зерновой состав исход­ного сырья. Лучшим является сырье с размером час­тиц 0,16-0, 63 мм, которое идет для получения вспучен­ного перлита средней крупности, используемого для изготовления теплоизоляционных изделий.

     Для снижения растрескивания перлита при вспучива­нии проводится предварительная термоподготовка поро­ды. Для этого совмещают процессы термоподготовки и вспучивания на усовершенствованной вертикальной печи, что позволяет повысить прочность вспученного перлита, понизить его водопоглощение и содержание в нем пыле­видных фракций. Печь имеет камеру горения с горелоч-ным устройством, обводные газоходы, охватывающие ка­меру и тангенциально подсоединенные к ней нижними кон­цами в зоне развития факела, а верхними - в зоне его вер­шины. Лотки, установленные в газоходах, служат для заг­рузки перлита. В этой печи дробленое сырье через течки подается в байпасные газоходы, где наиболее мелкие фракции подхватываются восходящими потоками продук­тов сгорания, вливаются в основной поток газов в зоне вер­шины факела камеры горения и вспучиваются. Более круп­ные фракции поступают по отводным газоходам, где про­исходит их предварительный подогрев потоками продук­тов сгорания, в зону развития факела, в которой перлит вспучивается. Вспученный перлит удаляется из печи, дви­гаясь снизу вверх, через камеру горения.

     Вначале вспученный перлитовый песок вместе с продуктами сгорания поступает в циклон первой сту­пени осаждения типа Ц-15, где выделяется 60-80% его общего количества. Неосевший перлит более мелких фракций направляется во вторую ступень осаждения группа из двух циклонов типа ЦН-15) . Осаждение ча­стиц в циклонах основано на вращательном движении газового потока с частицами перлита по спирали. Ча­стицы перлита, ударяясь о стенки цилиндра циклона, теряют свою скорость и падают вниз, попадая через пылеотводящий патрубок в бункер (силос). Окончательная очистка дымовых газов (третья ступень осаж­дения) производится или в скрубберах мокрой очист­ки, где улавливаются частицы перлита при орошении водой, или в рукавных фильтрах типа РФГ. Очищенные дымовые газы выбрасываются в атмосферу. Вспучен­ный перлитовый песок подается в бункеры-накопите­ли и засыпается в бумажные или полиэтиленовые мешки и отправляются потребителю или в бункеры смесительных узлов цехов по производству изделий.

     Производительность вертикальной печи для обжи­га перлита 10-20 м3/ч в зависимости от ее конструк­ции и вида перлитового сырья.

     Вспученный перлитовый песок необходимо тщатель­но оберегать от увлажнения, так как он быстро впитывает воду, что резко ухудшает его теплозащитные свойства. Для получения вспученного перлитового щебня и круп­ного перлитового песка, используют тепловые агрегаты, включающие барабанную печь термоподготовки, анало­гичную применяемой при производстве вспученного пер­литового песка, и вращающуюся печь обжига-вспучива­ния. Печь термоподготовки располагают отдельно от печи обжига, не связывая их в единый агрегат. Это дает воз­можность при необходимости подавать перлит непосред­ственно в печь обжига, минуя термоподготовку.

     Вращающаяся печь обжига представляет собой ба­рабан, вращающийся с частотой до 18 мин"¹, длиной 6-10 м с внутренним диаметром 0,77-1,54 м. Вспучивание перлитового щебня происходит в процессе перемеще­ния его по раскаленной футеровке печи, омываемой факелом пламени от сгорания жидкого или газообраз­ного топлива в топке. Так как барабан вращающейся пе­чи установлен под углом 7° в сторону камеры выгрузки, вспученные зерна перлита постепенно передвигаются от загрузочной камеры топки к выходу из печи, а затем транспортируются в металлические бункеры. Мелкие частицы перлита уносятся вместе с дымовыми газами и улавливаются в циклонах. Производительность печи 1300 кг/ч; температура вспучивания 1100-1200°С.

     Хранят песок и щебень раздельно по маркам и фракциям в условиях, не допускающих их увлажнения и загрязнения. Крупный перлитовый песок и щебень из трудновспучиваемых перлитов для легких бетонов из­готовляют также способом агломерации (спекания) , который состоит из следующих этапов: дробления ис­ходного сырья до требуемой крупности (до 10 мм) ; при­готовления сырьевой смеси из перлита и твердого топ­лива; вспучивания и спекания смеси на агломерацион­ной установке; дробления спекшегося коржа и рассе­ва на фракции; складирования готовой продукции.

ТЕХНОЛОГИЯ    ИЗГОТОВЛЕНИЯ    ИЗДЕЛИЙ НА   ОСНОВЕ    ВСПУЧЕННОГО    ПЕРЛИТА

     Перлитоцементные изделия (ГОСТ 18109) изго­товляют путем смешивания перлитового песка, це­мента, водной асбестовой пульпы с последующим формованием и сушкой; выпускаются они в виде плит, полуцилиндров (скорлуп) и сегментов для тепловой изоляции промышленного оборудования и трубопро­водов при температуре изолируемой поверхности до 600°С.

     Размер изделий (мм) : плит - длина 500 и 1000, ширина - 500, толщина - 50, 75 и 100; полуцилиндров - внутренний диаметр - 56, 78, 91, 110, 135, 162 и 222 при длине 500 и 1000, толщина 50-100 (в зависимос­ти от диаметра) ; сегментов - внутренний диаметр 162, 222, 277, 327, 380, 430, длина - 500 и 1000, толщина 80-105   (в зависимости от диаметра) .

     Состав смеси при производстве перлитоцементных изделий (% по массе) : вспученный перлитовый песок плот­ностью 75-100 кг/м³ - 43; портландцемент марки не ниже 400 - 43; асбест не ниже 6-й группы - 14; вода - 230-300% от массы сухих веществ. По плотности перлитоцементные изделия подразделяют на марки 225, 250, 300 и 350; ли­нейная температурная усадка изделий при 600°С не бо­лее 1,4%; влажность - не более 30% по массе.

Тайлигц   4.24

Свойства перлитоцементных изделий

     Технология изготовления перлитоцементных изделий состоит из следующих операций: подготовки и дозирования сырьевых материалов; приготовления формовочной массы; формования изделий на прессе или конвейере; тепловой обработки и складирования.

     Материалы смешивают в лопастной горизон­тальной мешалке периодического действия или одновальном винтовом смесителе (шнеке) непрерывного действия. Компоненты подают в мешалку в такой пос­ледовательности: асбестовая пульпа, цемент, которые перемешивают в течение 5 мин, затем вводят перли­товый песок и смесь перемешивают еще 1,5-2 мин. Более длительное перемешивание смеси с песком приводит к разрушению зерен перлита и увеличению массы изделий. В смеситель непрерывного действия компоненты вводят практически одновременно.

     Частоту вращения вала мешалок регулируют от 30 до 60 мин"¹. Иногда асбест, распушенный на бегунах, предварительно смешивают с цементом до образо­вания однородной асбестоцементной пульпы.

     После смесителя полученная гидромасса поступает на формование в гидравлический пресс или на формо­вочное устройство конвейера. Прессуют изделия на ме­таллических поддонах при удельном давлении 0, 05 МПа. Производительность формования 1,5-2 mY4.

     Отформованные изделия подвергаются тепловой обработке в туннельных или конвейерных сушилках по следующему температурному режиму. Сначала изде­лия выдерживают при температуре 170-200°С в тече­ние 3-4 ч. В это время они прогреваются, основная масса воды испаряется и окружающая среда насыщается влагой. Затем температуру снижают и выдерживают изделия при температуре 90-100°С в течение 6-8 ч. За это время изделия пропариваются и приобретают необходимую механическую прочность. В заключение температуру повышают до 150°С и изделия досушивают до остаточной влажности 20-30%. Общая продолжительность сушки 13-16 ч.

     Готовые изделия одного вида, размера и марки упа­ковывают в жесткую тару: плиты - на ребро, полуци­линдры и сегменты - на торец. Между изделиями дол­жны быть уложены бумажные прокладки. Транспорти­руют изделия в крытых вагонах в условиях, иск­лючающих их увлажнение и механическое поврежде­ние. Хранят изделия в крытых складах раздельно по маркам и размерам, штабелями высотой не более 2 м.

Перлитобитумные  материалы  и  изделия

     Промышленность выпускает два вида теплоизоля­ционных материалов на битумном связующем - перлитобитумные плиты и битумно-перлитовую массу.

     Перлитобитумные плиты (ГОСТ 16136), изготовля­емые из вспученного перлитового песка, битума, глины, асбеста и других добавок, служат для тепловой изоля­ции строительных конструкций и промышленного оборудования при температуре изолируемых поверхно­стей -6О...+1ОО°С. Наиболее широко их применяют для изоляции кровли промышленных зданий. Размеры плит мм) : длина 500, 1000; ширина 500; толщина 40, 50,  60.

Таблица   4.25

Расход материалов, кг, для изготовления 1 м³ перлитобитумных  плит

     По плотности перлитобитумные плиты подразделяют на марки 200, 225, 250 и 300. Теплопроводность плит при температуре (25±3) °С, (Вт/(м-°С) , не более: марки 200-0,076; марки 225 - 0,079; марки 250 - 0,082; марки 300 -0, 087. Прочность плит на изгиб не менее 0,15 МПа, марки 300 - не менее 0,19 МПа; прочность на сжатие при 10%-ной деформации не менее 0,25 МПа. Влажность не более 4% по массе; водопоглощение - не более 5% по объему; морозостойкость - не менее 25 циклов. Плиты трудного­рючие при содержании битума менее 9%, трудновоспла-меняемые при его содержании 10-15%.

     Состав смеси перлитобитумных плит (% по массе) : вспученный перлит марок 75 и 100 - 60-65; битум марок БНД-40/60 - 9-15; высоко- или среднепластичная глина -5-11; асбест марки П-6-45 - 15-20; клей КМЦ - 1,5 (% от массы сухих компонентов) или концентрат сульфитно-дрожжевой бражки (СДБ) - 3 (% от массы сухих компонен­тов) ; вода 250-300% от массы сухих компонентов. Общее содержание битума и глины в массе 20%, причем в плитах с добавкой СДБ битума содержится 9%, а глины - 11%.

     Подготовка асбеста, перемешивание компонентов и формование перлитобитумных плит аналогичны про­цессам при изготовлении перлитоцементных изделий. Обезвоженный и разогретый до  температуры 150-160°С битум смешивают в течение 10 мин в лопастной мешалке с глиняным шликером (глина и вода в соотно­шении 1:1,5 по массе) относительной влажностью до 60%. Полученная масса должна быть однородного тем­но-серого цвета без крупинок битума. Далее битумно-глиняную пасту разбавляют водой до 50-60%-ной от­носительной влажности и перекачивают в расходный бак. Частота вращения вала одно- или двухвальной ло­пастной мешалки не более 50 мин"¹.

     При работе с битумом рабочих обеспечивают спец­одеждой для предохранения от ожогов. Битумно-глиняную пасту, асбестовую пульпу и КМЦ (или СДБ) предварительно перемешивают в общем расходном баке, а затем подают в мешалку приготовления фор­мовочной массы. КМЦ или СДБ предварительно раз­бавляют водой до 10-13%-ной концентрации. Каждый компонент можно подавать в смеситель отдельно.

     Микроскопические частицы битума, распределен­ные между частицами глины, клей КМЦ (или СДБ) обво­лакивают частицы перлита, и при сушке они склеивают­ся между собой, обеспечивая заданную прочность и низ­кое водопоглощение. Время перемешивания жидкой смеси с перлитом не должно превышать 2 мин. Относи­тельная влажность формовочной массы 75-8 0%. Плиты формуют на металлических поддонах или в формах.

     После формования изделия сушат в туннельных су­шилках в течение 12-15 ч по следующему режиму (ч) : ис­парение основной массы воды при температуре 200°С -5-6; испарение оставшейся воды при температуре 120-130°С - 4-6; расплавление битума при 150-160°С. Готовые плиты охлаждают вентилятором до температуры 30°С.

     Контроль производства перлитобитумных плит аналогичен контролю, приведенному для перлитоце­ментных плит. Дополнительно контролируют следую­щие показатели: влажность глиняного шликера - не более 60% (раз в смену) , температуру битума - не менее 150°С (раз в 1 ч) и температуру сушки, режим которой приведен выше.

     Битумно-перлитовую массу изготовляют путем смешивания вспученного перлитового песка с горя­чим нефтяным битумом марок не ниже БН-70/30 (ГОСТ 6617) . Полученную массу укладывают на поверхности кровельных покрытий, стальных труб тепловых сетей при бесканальном способе прокладки или в формы для получения изделий и уплотняют в 1,6-2 раза. Со­отношение битума марки БН-70/30 и вспученного пер­лита в зависимости от крупности перлитового песка 1: (8-14) по объему, расход битума 140-160 кг, песка 1,5-1,7 м³ на 1 м³ уплотненной массы. По плотности битумно-перлитовую массу делят на марки 350 и 500.

Таблица   4.26 Характеристика битумно-перлитовой массы

 

     Плиты из битумно-перлитовой массы выпускают марки 400, прочностью на сжатие 0,45 МПа, водопоглощением 2,7% по объему за 2 4 ч.

     Во время перемешивания битума с перлитом час­тично разрушаются хрупкие зерна вспученного пер­литового песка, что вызывает увеличение плотности изделий и повышенный расход битума. Для уменьше­ния измельчения перлита компоненты смеси лучше перемешивать во встречных воздушных потоках пер­лита и распыленного горячего битума в замкнутом обо­греваемом аппарате. При таком методе смешивания компонентов снижается расход битума до 80 кг/м³, или на 40-50%.

     Технологический процесс выполнения изоляции труб состоит из приготовления битумно-перлитовой смеси, подготовки и праймирования труб (покрытие труб смесью битума с бензином для защиты от кор­розии)  и нанесения смеси на них.

     Вспученный перлитовый песок, поступающий из бункера, смешивают в течение 3 мин в растворосмесителе с расплавленным и обезвоженным при темпе­ратуре 150-180°С битумом. Высокосернистые битумы обессеривают для снижения коррозионного воздей­ствия на трубы. После перемешивания горячая битум-но-перлитовая масса поступает в расходный бункер, откуда подается в пресс. Пресс представляет собой металлический цилиндр внутренним диаметром, рав­ным диаметру трубы с выполненной изоляцией. Внут­ри цилиндра движется поршень, через который прохо­дит изолируемая труба. При перемещении трубы по­дается битумно-перлитовая масса, которая прессует­ся поршнем. По выходе из прессующей машины трубу с битумно-перлитовой изоляцией покрывают защитны­ми пленочными материалами (поливинилхлоридными, полиэтиленовыми и др.) . Полиэтиленовую пленку иног­да вспенивают в процессе нанесения методом экстру­зии для снижения теплопроводности конструкции. Про­изводительность пресса до 120 м в смену.

     Из битумно-перлитовой массы прессованием в ме­таллических формах изготовляют также полуцилиндры для заделки стыков изолированных трубопроводов.

Перлитовые изделия на жидком стекле

     Перлитовые изделия на жидком стекле выпускают двух видов - перлитофосфогелевые и перлитовый обжиговый легковес.

     Перлитофосфогелевые изделия (ГОСТ 21500) состоят из вспученного перлитового песка (60-70% по массе) и жидкого стекла плотностью 1,3 г/см³ (40-30% по массе) . Для обеспечения равномерного твердения изделий по всей толщине и снижения их водопоглоще-ния в состав смеси вводят незначительное количество ортофосфорной кислоты и гидрофобизирующей (водоотталкивающей)   добавки ГКЖ-10 или ГКЖ-11.

     Расход материалов при производстве 1 м³ перлито-фосфогелевых плит следующий: вспученный перлитовый песок - 2,65 м³; натриевое жидкое стекло (плотностью 1,46 т/м³) - 125 кг; ортофосфорная экстракционная кис­лота 75%-ной концентрации - 3 кг; гидрофобизирующая добавка ГКЖ-10 или ГКЖ-П - 5,5 кг; вода - 25 кг.

     Изделия выпускают в виде плит, полуцилиндров скорлуп)  и сегментов.  Размеры изделий  (мм): длина 450-1000; ширина плит 250-500; внутренний диаметр полуцилиндров и сегментов 57-426; толщина 40-100. Выпускают также плиты размерами 1000х500х60 и 900х500х80 мм. По плотности изделия изготовляют марок 200, 225, 250, 275 и 300. Водопоглощение из­делий не более 4% по объему за 24 ч.

     Технологический процесс изготовления изделий на жидком стекле включает в себя перемешивание компонентов в растворосмесителе, прессование и сушку. Время перемешивания должно быть не более 1 мин для предотвращения разрушения зерен вспу­ченного перлита. Формовочная масса получается по­лусухая и сыпучая, поскольку ее относительная влаж­ность не превышает 50%. Изделия формуют на кон­вейерной линии между двумя движущимися лентами при давлении 0,4-0,5 МПа. Тепловая обработка (суш­ка) изделий производится в конвейерной сушилке при температуре до 350°С. Изделия толщиной 60-100 мм сушат в течение 3-4 ч, после чего плиты оклеивают со всех сторон бумагой. В качестве клея используют жид­кое стекло. Высушенные изделия поступают на склад готовой продукции.

Таблица   4.27

     Перлитовый обжиговый легковес применяют для теплоизоляции энергетического оборудования при температуре теплоизолируемой поверхности 600-700°С, а также для теплоизоляции кровли по профи­лированному металлическому настилу.

     Технологический процесс изготовления этого мате­риала отличается от описанного выше тепловой обра­боткой - вместо сушки материал обжигают при 800°С в туннельной или конвейерной печах. Для получения 1 м³ обжигового легковеса расходуется (в зависимости от плотности изделия) 85-160 кг перлитового песка, 11-21 кг жидкого стекла (плотностью 1,4 г/см³) .

     По плотности изделия подразделяют на три марки: 100, 150 и 200. Теплопроводность перлитового легковеса при температуре 25°С составляет 0,050-0, 081 Вт/ (м^- °С) ; предел прочности на сжатие - 0,17-0, 6 МПа, на изгиб -0,14-0,45 МПа.

Лигноперлит

     Лигноперлитовые плиты (ТУ 480-1-127-82) изго­товляют из смеси перлитового песка и концентрата сульфитно-дрожжевой бражки (СДБ), являющейся побочным продуктом целлюлозно-бумажной промышленности, с небольшим количеством добавок орто-фосфорной (ОФК) или серной кислоты, фенолоспир-тов (ФС) и кремнийорганической жидкости (ГКЖ-10 или ГКЖ-Н) , которую вводят для придания материалу водостойкости. СДБ - водный раствор лигносульфо-новых кислот и их солей, отсюда название материала - лигноперлит. Плиты используют для тепловой изо­ляции стен и кровель, а также промышленного обору­дования с температурой изолируемых поверхностей до 2 00°С. В зависимости от содержания связующего лигноперлит относится к несгораемым (до 7% по мас­се связующего) или трудносгораемым (до 20% по мас­се связующего).

     Формование плит производится между двумя дви­жущимися лентами конвейера, обеспечивающими равномерное двустороннее уплотнение массы. Пос­ле выхода отформованных плит из конвейерного су­шила они проходят через ванну со связующим, покрывающим их защитной пленкой, которая закреп­ляется последующей сушкой в течение 3-5 мин. Гото­вые плиты поступают на склад.

     В связи с тем, что в процессе производства лигно-перлитовых плит возможно выделение незначительно-

Тавлица   4.28

Таблица   4.29

Характеристика лигноперлитовых плит

 

     По плотности лигноперлитовые плиты подразде­ляют на марки 175, 200, 225,  250 и 300.

     Технология изготовления плит состоит из следую­щих операций: приготовление связующего; перемеши­вание связующего с перлитовым песком; формование изделий из низковлажной сырьевой смеси при удель­ном давлении 0,2-0,5 МПа; тепловая обработка при 210-220°С. В отличие от традиционных технологий большинства перлитовых теплоизоляционных изделий, предусматривающих длительную сушку до 24 ч, время сушки лигноперлитовых плит 1,5-2 ч. Это стало возмож­но из-за уменьшения влажности сырьевой смеси до 20-30% благодаря низкой вязкости и хорошей смачивае­мости связующим поверхности перлитового песка.

Эпсоперлит,   термоперлит

     Эпсоперлит получают обжигом отформованного пу­тем проката или прессования материала под удельным давлением 0,2-0,5 МПа. Сырьевая смесь абсолютной влажностью 30-40% по массе состоит из двух компонен­тов : вспученного перлитового песка и сернокислого маг­ния  (эпсомита)  в соотношении 85:15% по массе.

     Сернокислый магний - сульфат магния MgSO₄ • 7H₂O - получают кристаллизацией из природных рассолов.

     Изделия изготовляют в виде плит и скорлуп и приме­няют для изоляции оборудования, труб и различных тепловых агрегатов при температуре изолируемой по­верхности до 800°С.

Таблица   4.30

Характеристика эпсоперлита

     На производство 1 м³ эпсоперлита расходуют вспу­ченного перлитового песка (насыпной плотностью 75 кг/м³) 190 кг, эпсомита - 77 кг.

     Эпсоперлит огне- и биостоек, нетоксичен, устой­чив к циклическому воздействию высоких температур.

     Технология производства эпсоперлита включает следующие операции: приготовление рабочего раство­ра сульфата магния 25-30%-ной концентрации из пред­варительно измельченного в дробилке эпсомита; пе­ремешивание вспученного перлитового песка и раство­ра сульфата магния в смесителях принудительного действия или в воздушном потоке путем распыления связующего в среде аэрированного перлита; формо­вание изделий из сырьевой смеси способом прессо­вания или проката аналогично лигноперлитовым пли­там;  термообработка отформованных изделий.

     Термообработку плиты проходят в конвейерных пе­чах, совмещающих процессы сушки и обжига. В процес­се термообработки сульфат магния вступает в химичес­кую реакцию с кремнеземом перлита, образуя силикаты магния, обеспечивающие прочность изделиям. Режим обжига: термообработка при 780°С - 1 ч; охлаждение до 60°С - 1 ч. Обожженные изделия поступают на склад го­товой продукции. Технологии лигноперлита и эпсоперли­та малоэнергоемки и не имеют жидких отходов, посколь­ку влажность сырьевых смесей не превышает 40%.

     Термоперлит — теплоизоляционный материал -состоит из вспученного перлита и щелочных добавок. Технология изготовления термоперлита аналогична технологии эпсоперлита. Тепловую обработку отфор­мованных изделий проводят в конвейерной печи при температуре 570-580°С, обеспечивающей спекание частиц. Плотность 150-200 кг/м³; прочность на сжатие 0,2-0,5 МПа, на изгиб 0,15-0,25 МПа; теплопровод­ность 0,051-0,058 Вт/(м-°С). Максимальная темпера­тура применения 600°С. Усадка при такой температу­ре не превышает 1,5%.

Изделия из перлитопластбетона

     Плиты из перлитопластбетона (ТУ 480-1-145-76) получают вспениванием при тепловой обработке ком­позиции,  состоящей из тонкоразмолотой смеси следующих компонентов (% по массе): новолачная фено-лоформальдегидная смола - 65; вспученный перлит - 25; добавка отвердителя (уротропина) - 8,5 и газо-образователя (порофора) - 1,5 (% от массы смолы) . Плиты используют для тепловой изоляции строитель­ных конструкций в промышленности и сельском хозяй­стве. Температура применения плит +150...-50°С. Раз­меры плит (мм) : длина - до 3000, ширина - до 1500, толщина - до 100. По плотности плиты из перлито­пластбетона подразделяют на марки 100, 125, 150, 175. Выпускают также панели плотностью 125 кг/м³ с металлическими алюминиевыми обшивками.

Таблица   4.31

Удельный расход компонентов на изготовление 1 м³ изделий из перлитопластбетона марки 100

Таблица   4.32

Характеристика плит из перлитопластбетона

     Технологический процесс изготовления плит из перлитопластбетона включает следующие операции: дробление кусковой смолы; дозирование исходных компонентов; перемешивание и совместный помол компонентов; засыпка смеси в форму или в формую­щий агрегат; тепловая обработка для расплавления, вспенивания смолы и отверждения плит.

     Помол компонентов производят в мельницах в те­чение 15-20 мин до тонкости 5000 см²/г. Сначала в мельницу загружают смолу, затем газообразователь и отвердитель и в последнюю очередь вспученный перлит, совместный помол с которым не должен пре­вышать 3 мин. Помол перлита со смолой выполняют для более однородного их перемешивания и получе­ния мелкой пористости готового продукта.

     Молотая смесь поступает в бункер, из которого засыпается либо в специальные, плотно закрываемые формы, либо в конвейер. Смесь засыпают в количе­стве , необходимом для получения заданной плотнос­ти изделия. На непрерывную ленту конвейера уклады­вают бумагу, разматываемую из рулона. Сухая смесь ровным слоем непрерывно распределяется на бумаге и поступает в зону тепловой обработки. При про­хождении зоны температурой 110°С смола рас­плавляется и начинается разложение газообразова-теля с выделением газа и вспениванием массы. По­падая в зону температурой 150-160°С, смола отверж-дается и изделие приобретает прочность. Затем из­делие охлаждается. При выходе из зоны тепловой об­работки непрерывную ленту затвердевшей массы режет циркулярная пила на заданную длину.

     При вспенивании в формах тепловую обработку проводят в камерных или туннельных сушилках. При облицовке панелей с металлическими обшивками формование производится на линиях, имеющих дви­жущийся формующий канал.

     Вместо вспученного перлита применяют также мо­лотую пемзу, туф, отходы дробления сырого перлита и т.п., что позволяет снизить расход смолы на 25%.

     При изготовлении изделий из перлитопластбетона производственные помещения должны быть оборудова­ны приточно-вытяжной вентиляцией, обеспечивающей удаление пыли и вредных веществ, которые выделяются при помоле и тепловой обработке. Над оборудованием и постом распалубки устанавливают вытяжные установки.

     Рабочие, занятые дроблением смол, должны иметь защитные очки. После каждой смены необходимо уби­рать помещение влажными опилками.

Перлитокерамические  и  легковесные огнеупорные   изделия

     Перлитокерамические изделия (ГОСТ 21521) предназначены для тепловой изоляции поверхностей промышленного оборудования, печей и трубопроводов при температуре изолируемой поверхности до 875°С.

Таблица   4.33

Составы смеси вспученного перлитового песка и огнеупорной пластичной глины

     По плотности перлитокерамические изделия делят на марки: 250, 300, 350, 400 (табл. 4.34). Наиболее лег­кие изделия марок 200 и 225 носят название «Перли-таль»  (ТУ 36-1815-80) . В состав этих изделий вводится незначительное количество воздухововлекающих по­лимерных добавок СНВ (смола нейтрализованная воз-духововлекающая)  и МФ17,  снижающих их плотность.

     Изделия выпускают в виде плит, кирпичей, полу­цилиндров и сегментов.

     Технология производства перлитокерамических теплоизоляционных изделий Огнеупорную пластич­ную глину, поступающую из бункера по конвейеру, из­мельчают на ножевой глинорезке, с помощью которой из глины получают стружку шириной до 50 мм и толщи­ной 1-1,5 мм. Измельченную глину замачивают водой в мешалке для получения шликера относительной влажностью 74-8%. Глиняный шликер смешивают в го­ризонтальной мешалке с перлитовым песком, подава­емым из бункера дозатором. Во избежание истирания перлитовых зерен вместо лопастей в мешалке натяну­ты проволочные струны. Относительная влажность формовочной массы в зависимости от способа фор­мования составляет 63-65% (прессование гидромас­сы)  и 35-40%   (прессование полусухой смеси) .

     Гидромасса через бункер поступает в формовочный конвейер (или в пресс при полусухом прессовании) . Плиты формуются, а затем сушатся в туннельных су­шилках по следующему режиму. Температуру подни­мают до 75-80°С со скоростью 5°С/ч в течение 9 ч, за­тем до температуры 150-170°С со скоростью 8°С/ч в течение 11-14 ч. Общее время сушки 20-25 ч.

     Остаточная влажность сырца не должна превышать 3%, в противном случае снижается его прочность. Высу­шенные изделия поступают на обжиг в туннельную печь при температуре 850-900°С. Температуру в печи подни­мают со скоростью около 100°С/ч до 300°С и со скорос­тью 200°С/ч от 300 до 900°С. Выдержка при наибольшей температуре 2-3 ч. Снижать температуру нужно равномер­но со скоростью 100°С/ч до 400°С, а затем можно и быст­рее. Общая продолжительность обжига 20-26 ч.

     Сушка и обжиг изделий при формовании из полу­сухой массы (относительная влажность не более 40%) могут проводиться в одной туннельной печи за счет удлинения зоны подогрева.

     Легковесные огнеупорные перлитошамотные изделия (ГОСТ 5040) изготовляют на основе вспучен­ного перлитового песка (13-3%), огнеупорной глины 16%) и шамота (71-81%) . По плотности эти изделия делят на марки: 400, 500,  600, 700, 800.

     Технология изготовления перлитошамотных легко­весных огнеупоров сходна с технологией изготовле­ния перлитокерамических изделий. Формовочную массу относительной влажностью 33-50% разливают

Таблица   4.34

Характеристика перлитокерамических изделий

Таблица 4.35

Характеристика  перлитошамотных  изделий

 

в формы и направляют на сушку и обжиг. Время сушки до 14 ч, обжига - до 6 ч.

     Для увеличения температуры применения легко­весных огнеупоров до 1600 °С в сырьевую смесь вво­дят дистенсиллиманитовый концентрат или техничес­кий глинозем, повышающие огнеупорность изделий 10-70% по массе).

Жароупорный   теплоизоляционный   перлитобетон

     Для тепловой изоляции (футеровки) промышлен­ных печей, дымовых труб и других тепловых агрега­тов промышленность выпускает жароупорные тепло­изоляционные перлитобетоны, являющиеся разно­видностью легких бетонов.

     В состав перлитобетонов в качестве заполнителя вхо­дят перлитовый щебень и песок, а в качестве вяжущего -портландцемент, жидкое стекло или глиноземистый це­мент. В зависимости от вида вяжущего температура при­менения таких бетонов 600-1000°С: нижний предел - для бетонов на портландцементе и жидком стекле, верхний -для бетонов на глиноземистом цементе.

     В бетоны на портландцементе и жидком стекле для придания жароупорных свойств дополнительно вво­дят тонкомолотые добавки - молотые вспученный пер­литовый песок или шамот с размером частиц менее 0,1 мм. В бетоны на жидком стекле вводят отверди-тель - кремнефтористый натрий или нефелиновый шлам (отход алюминиевой промышленности) в коли­честве 10-20% от массы жидкого стекла.

     Сырьевые компоненты перемешивают в бетоносмеси­телях принудительного действия. Сначала загружают вяжущее, тонкомолотую добавку, а затем вспученный пер­лит . После перемешивания в течение 1 мин в смесь зали­вают воду и перемешивание продолжают еще 1-2 мин. Приготовленную бетонную смесь укладывают в металли­ческие формы и уплотняют вибрированием с пригрузом. По окончании твердения (3-7 сут) бетонные блоки (пане­ли) распалубливают и отправляют на место монтажа.

     Перлитобетон может быть уложен и в виде моно­лита непосредственно в тепловом агрегате.

     Использование жаростойкого перлитобетона по­зволяет уменьшить массу ограждения печи в 2-3 раза и снизить ее стоимость на 30-50%.

     Применяют также теплоизоляционные штукатурные составы на основе вспученного перлитового песка, гип­сового и известкового вяжущих. Для приготовления 1 м³ штукатурного перлитового раствора расход материалов следующий: вяжущее (цемент, гипсовое, известковое) -120-160 кг; вспученный перлитовый песок - 1,1-1, 45 м³; неорганическое волокно (стеклянное, базальтовое) - 8-12 кг; вода - 350-400 л. Волокно вводят для повышения стойкости к трещинообразованию.

     Применяют также фосфоперлитобетон, состоящий из огнеупорной глины, фосфатного связующего на ос­нове ортофосфорной кислоты и вспученного перлито­вого песка. Формовочную массу прессуют на гидравли­ческом прессе под давлением 0,5-3 МПа и затем под­вергают термообработке при 300°С в течение 4-8 ч. Фосфоперлитобетон применяют для ремонта тепловых агрегатов, работающих до 1000°С. Плотность фосфопер-литобетона 300-600 кг/м³, предел прочности при изги­бе 0,3-2 МПа, теплопроводность - 0, 08-0,11 Вт/ (м- °С) .

Таблица   4.36

Назад в раздел