
книги из ГПНТБ / Сухарев М.Ф. Производство теплоизоляционных материалов и изделий учебник
.pdfлении, т. е. при 8 am она составляет около 175° С. При та кой температуре реакция образования гидросиликатов каль ция и процессы структурообразования протекают очень интенсивно, что позволяет в короткий срок получить проч ную структуру материала и высушить крупноразмерные (длиной до 1 м) изделия.
Можно рекомендовать следующий оптимальный режим тепловой обработки для известково-диатомитовых изде лий: быстрый подъем давления до 8—10 am, сушка при 8—10 am до получения изделий заданной влажности в те чение 6—8 ч (в зависимости от толщины изделий) и сброс давления пара в течение 10—30 мин. Общая продолжитель ность тепловой обработки не должна превышать 10—12 ч. При этом объемная масса выпускаемых изделий составляет 180—200 кг/м3, а предел прочности при изгибе 2—3 кГ/см2.
Коэффициент теплопроводности известково-кремнезе- мистых изделий объемной массой 180—200 кг/м3 составляет
соответственно 0,049—0,056 ккал/м-ч-град |
при |
средней |
|
температуре |
30° С. |
|
|
Изделия |
обладают высокой водоустойчивостью — в во |
||
де они не разрушаются, прочность сырых |
изделий |
состав |
ляет 70—90% от первоначальной прочности, а вновь высу шенные изделия приобретают первоначальную прочность.
Себестоимость |
1 м3 |
известково-кремнеземистых |
изделий |
||||
составляет, |
руб.: |
|
|
|
|
|
|
Полная |
себестоимость |
|
43,6 |
|
|||
Сырье и материалы |
|
|
9,2 |
|
|||
Энергия |
на технологические |
цели |
7,2 |
|
|||
Зарплата производственных |
рабочих |
6,8 |
|
||||
Цеховые |
расходы |
|
|
4,2 |
|
||
Общезаводские |
расходы |
|
6,5 |
|
|||
Фабрично-заводская |
себестоимость |
57,1 |
|
||||
Внепронзводственные |
расходы |
1,6 |
|
||||
Удельный расход сырья, материалов, электроэнергии |
|||||||
при производстве 1 м3 |
известково-кремнеземистых |
изделий |
|||||
составляет: |
|
|
|
|
|
|
|
Асбест, кг |
|
|
' 57 |
|
|||
Известь, |
кг |
|
|
93 |
|
||
Трепел, |
кг |
|
|
138 |
|
||
Вода, |
м3 |
|
|
|
7,2 |
|
|
Пар, |
тыс. ккал |
|
|
17,6 |
|
||
Слотый |
воздух, м3 |
|
163 |
|
|||
Одна из |
разновидностей |
известково-кремнеземистых |
|||||
изделий — вулканит. |
|
|
|
|
221
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а 41 |
|||
|
|
Размеры вулканитовых |
изделий, мм |
|
|
|
|||
|
|
|
|
В у л к а н и т о в ы е |
|
|
|
||
|
П о к а з а т е л и |
плиты |
|
|
с к о р л у п ы |
|
|||
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
500 |
|
|
500 |
|
||
Ширина |
|
|
170 |
|
|
—. |
|
||
|
|
30, |
40, |
50, |
70 |
30, |
40, |
50, |
60 |
Внутренний |
диаметр . . . |
— |
|
33, |
52, |
67, |
77 |
||
|
|
|
|
|
|
95, |
116 |
|
|
Физико-технические показатели вулканитовых изделий |
|
||||||||
Объемная масса в сухом состоянии, |
кг/м3, не более |
350—400 |
|||||||
Предел прочности при изгибе, кГ/см2, |
не менее . . . |
3—3,5 |
|
||||||
Коэффициент |
теплопроводности в |
сухом, |
состоянии, |
|
|
||||
ккал/м-ч-град, |
не более: |
|
|
|
|
|
|
|
|
при |
2 5 ± 5 ° С |
|
|
|
0,075—0,08 |
|
|||
при |
100°С |
|
|
|
0,080—0,085 |
|
|||
Влажность, |
% по массе, не более |
|
|
|
30 |
|
|
|
Размеры вулканитовых изделий приведены в табл. 41. Производство вулканита организовано по раздельной схеме тепловой обработки: запарка в автоклаве и сушка
горячими газами в туннельной сушилке.
Технологическая схема производства вулканитовых изделий
Диатомит |
Асбест |
Вода Известняк |
|
I |
|
|
|
I |
Мокрая распушка< |
Дробление |
|
Измельчение |
|||
I |
I |
||
Вода |
|||
Окончательное |
Обжиг |
||
|
смешивание |
|
|
>Пол учение |
т |
>Гашение |
|
шликера— |
|
Гипс.
Формование изделий
I
4
Запаривание
I
I
Распалубка изделий
I
|
I |
|
222 |
Сушка изделий |
^Готовая продукция |
|
|
Сырьем для вулканита служат инзенский диатомит, асбест марки П-6-40 и известь, получаемая обжигом извест няка.
Подготовка исходных материалов аналогична подготов ке материалов при производстве известково-кремнеземи стых изделий. Для ускорения процесса схватывания ис пользуют полуводный гипс.
Состав формовочной массы следующий (% по массе):
диатомита — 65, извести — 20, |
асбеста — 15 и гипса — |
12% от массы извести сверх |
100%. |
Формовочную массу приготовляют в лопастной мешал ке, загружая материалы в такой последовательности: сначала асбестоизвестковую суспензию при непрерывном перемешивании, а затем гипс и диатомитовый шликер.
В зависимости от заданной объемной массы воду добав ляют в количестве 260—300% от массы сухих материалов.
Автоклав для тепловой обработки вулканита представ ляет собой сварной цилиндрический барабан внутренним диаметром 2 м и длиной 17 м, закрытый с одной или двух сторон съемными днищами (в первом случае днище делает ся глухим). Автоклав предназначен для работы под дав лением до 8 am.
Пар подается через паропровод, который проходит внутри котла по всей его длине.
Отработанный пар выходит через сливной клапан. Авто клав снабжается предохранительными и перепускными устройствами.
Внутри корпуса смонтированы по всей его длине рельсы для вагонеток с изделиями. Материал находится в авто клаве 7—9 ч (выдержка при 8 am 4—5 ч).
При работе на автоклавах крышки их должны закры ваться и открываться с помощью специальных механизмов. Наружные стенки автоклавов должны быть заизолированы, побелены и иметь температуру не более 35° С. Входить в автоклав при температуре внутри его выше 40° С нельзя. На автоклавах должны быть установлены манометры с предохранительными клапанами. Манометры следует си стематически, не реже чем через 6 месяцев, проверять. На циферблате манометра должна быть красная черта, указывающая предельное рабочее давление. Крышки ав токлавов должны иметь надежное уплотнение.
Изделия сушатся до остаточной влажности 30% в тун нельном противоточном сушиле при температуре теплоно сителя в нагнетающем канале 180—200° С и отсасывающем
223
Т а б л и ц а 42 Контроль производства известково-кремнеземистых
теплоизоляционных изделий
К о н т р о л и р у е м а я опе |
|
|
Ц и к л и ч н о с т ь |
К о н т р о л ь н ы й п о к а |
Н о р м а т и в |
выполнения |
|
рация |
затель |
к о н т р о л ь н о й |
|
|
|
|
о п е р а ц и и |
Подготовка составля |
Содержание S i 0 2 |
Не менее 80% |
ющих: |
|
|
кремнеземистый |
|
|
материал |
Влажность |
Не более 45% |
|
Активность |
Не менее 80% |
известь |
|
|
|
Содержание MgO |
Не менее 5% |
|
|
Каждая пар |
асбест |
Распушка |
тия |
Не менее 90% |
Известь—20%, Дозировка составля По заданному сос диатомит—65%, ющих таву асбест 6-го сор
та—1596
Приготовление фор |
Количество воды |
260—300% |
|
|
||
мовочной |
массы |
|
|
|
|
|
Тепловая |
обработка |
Режим в автоклаве |
Давление 8 |
— |
Периодичес |
|
ки |
||||||
|
|
|
10 am |
|
||
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а 43 Себестоимость 1 м3 вулканитовых изделий, руб.
И з д е л и я
Фактическая себе стоимость
В |
том числе по к а л ь к у л я ц и о н н ы м |
статьям |
|||||
|
|
|
з а т р а т |
|
|
|
|
сырье и ма |
териалы |
топливо на технологичес кие цели |
энергия на технологичес кие цели зарплата производст венных рабо |
чих |
цеховые рас ходы |
общезавод ские расходы |
внепроизводственные расходы |
Плиты вулканито-
20—19 5—34 1—44 2—74 4—85 2—88 1-49 1-45
Плиты вулканитовые калиброванные 27—33 5-99 1—44 3—05 7—58 4—37 2-84 2-06
1
|
|
|
|
Т а б л и ц а 44 |
Удельный' расход основного сырья, |
материалов, топлива и |
|||
электроэнергии на производство |
1 м3 вулканитовых изделий |
|||
|
М а т е р и а л ы |
|
|
Р а с х о д м а т е р и а л о в |
|
|
|
на в у л к а н и т о в ы е плиты |
|
|
|
|
|
|
Диатомит, кг |
|
|
200 |
|
Асбест, |
кг |
'. . . . |
|
17 |
Известь |
100%-ной активности, кг . . . |
90 |
||
Гипс, кг |
|
кг |
4,5 |
|
Топливо |
на технологические |
цели, |
90 |
|
Электроэнергия, квтч |
|
|
34 |
|
Пар, тыс. кк ал |
|
|
420 |
45—60° С. |
Теплоноситель движется со |
скоростью |
2,5—3 м/сек. |
Продолжительность сушки 20—25 ч. |
Способы контроля производства известково-кремнезе- мистых теплоизоляционных изделий приведены в табл. 42.
При производстве известково-кремнеземистых изделий по совмещенной технологии запарки и сушки в одном аппа рате примерно в 1,5 раза сокращается расход тепла, сни жается трудоемкость операций и себестоимость готовой продукции.
Экономические показатели производства вулканитовых изделий приведены в табл. 43 и 44.
ГЛ А В А VI
ПР О И З В О Д С Т В О Т Е П Л О И З О Л Я Ц И О Н Н Ы Х
И З Д Е Л И Й Н А О С Н О В Е В С П У Ч Е Н Н О Г О П Е Р Л И Т А И В Е Р М И К У Л И Т А
§ 42. ВСПУЧЕННЫЙ ПЕРЛИТ И ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫЕ ИЗДЕЛИЯ ИЗ НЕГО
Гор ая порода перлит представляет собой разновидность вулканических стекол и является продуктом вулкани ческого извержения. Основной классификационный при знак вулканических стекол — содержание в них воды. По этому признаку и строению породы различают обсидиан
|
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а |
45 |
||
Техническая |
характеристика перлитовых |
пород |
некоторых |
|
||||||
|
|
месторождений СССР |
|
|
|
|
||||
|
|
|
О б ъ е м н ая масса |
перлита, |
• S |
|
|
|||
|
|
|
|
кг/л1' |
|
|
3 £ |
Т е м п е р а |
||
М е с т о р о ж д е н и е |
|
|
|
|
s с |
тура |
в с п у |
|||
|
|
|
|
|
чивания . |
|||||
|
|
|
|
|
в с п у ч е н |
о I- £ |
||||
|
|
|
п р и р о д н о г о |
° С |
||||||
|
|
|
ного |
|
|
|
||||
Арагацкое |
(Армения) . . |
900—1100 |
75—125 |
10 |
860—980 |
|||||
Фонтанское |
(Армения) |
940—1000 |
60—110 |
11,4 |
840—980 |
|||||
Качелданское |
(Азербайд- |
880—995 |
60—110 |
11,7 |
760—980 |
|||||
Заюковское |
(Кабардино- |
|||||||||
1000—1050 |
50—70 |
17 |
920—940 |
|||||||
|
|
|
||||||||
Ардовское |
(Украина) . . |
1200—1230 |
80—100 |
13,5 |
980—1050 |
|||||
Ханешское |
(Украина) |
1240—1290 |
110—130 |
10,7 |
990—1070 |
|||||
Пеликан (Украина) . . . |
940—1100 |
125—160 |
7,2 |
1070 |
||||||
Ташкескенское |
(Таджики |
|
|
|
|
|
|
|||
стан) |
|
|
1280—1400 |
300-500 |
3,3 |
1200* |
||||
Мухор-Талинское (Буря- |
|
|
|
|
|
|
||||
Богопольское |
|
1100—1160 |
135—185 |
7 |
1160* |
|||||
(Примор- |
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
1050—1120 |
150-180 |
6,5 |
1120* |
||||
* Перлнты |
этих |
м е с т о р о ж д е н и й п е р е д |
о б ж и г о м |
д о л ж н ы быть |
п о д в е р г н у |
|||||
ты предварительной |
тепловой |
обработке |
при 350 — 3 8 5 ° С . |
|
|
|
226
PI перлит. В обсидиане содержится не более 1 % растворенной воды. При большем содержании воды по роды относятся к перлитам.
По своему составу перлит пред ставляет собой силикатный мате риал со значительным содержа нием щелочи (табл. 45).
Цвет перлита зависит от сопут ствующих примесей и изменяется от светло-серого до черного с зеленоватым или красноватым от тенком. Плотность породы 2,2— 2,4 г/см3. При нагревании до
1000—1200° С перлит |
переходит |
в |
|||||||||
вязкое |
состояние и |
быстро вспу |
|||||||||
чивается, |
увеличиваясь |
при |
этом |
||||||||
в |
объеме в |
10—12 |
|
раз и |
более. |
|
|||||
|
Коэффициент вспучивания |
пер- |
|||||||||
литов |
Кв, |
так |
же |
как |
и |
всех |
|||||
других |
материалов, |
увеличиваю |
|||||||||
щих свой |
объем |
при |
нагревании, |
||||||||
представляет собой отношение |
объ |
||||||||||
емной массы материала до |
вспучи |
||||||||||
вания |
к |
объемной |
массе |
|
после |
||||||
вспучивания: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
где уг |
— объемная |
масса |
перлита |
||||||||
|
у2 |
до |
вспучивания, |
кг/м3; |
|||||||
|
— объемная |
масса |
|
перлита |
|||||||
|
|
после вспучивания, |
кг/м3. |
||||||||
|
Примерный химический |
состав |
|||||||||
перлитовых |
пород |
приводится |
в |
||||||||
табл. |
46. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Считают, |
что |
для |
производст |
|||||||
ва |
вспученного |
перлита, |
приме |
||||||||
няемого для |
теплоизоляционных |
изделий, пригодна та порода, коэф
фициент вспучивания |
которой |
|
не меньше |
5 и температура |
|
вспучивания |
не превышает |
1000— |
1050° С. |
|
|
Объем перлита при нагревании увеличивается за счет вспучивания размягченной массы с одновременным пре вращением в пар воды, содержащейся в перлитовой породе. Для получения вспученного перлита процесс обжига сле дует вести так, чтобы основная масса воды испарилась в момент размягчения породы. При медленном нагревании вся вода может испариться до перехода материала в раз мягченное состояние. При чрезмерно интенсивном нагре вании быстрое удаление паров воды вызовет растрески-
^ |
Температура прокаливания |
°С |
|
|
Услобные обозначения |
•• |
|
— с — |
Мухор-Галинг.кии |
перлит |
|
—-X— |
нельйадмарский |
перлит |
|
Закарпатский, |
перлит |
|
Рис. 90. Влияние температуры на потерю в массе для перлитов различных месторождении
вание материала и образование рыхлой структуры без существенного увеличения объема.
В ряде случаев требуется двухступенчатая тепловая обработка: предварительный подогрев породы для удале ния избыточной воды и последующий нагрев до температу ры вспучивания, обеспечивающей получение материала
стребуемым коэффициентом вспучивания (рис. 90).
Вотличие от перлитов обсидианы содержат очень мало воды. Это свойство обсидианов используется для получе ния путем замедленного обжига более крупных, но пори стых и прочных частиц (щебенки), которые находят при менение в легких бетонах.
Строение обсидианов — стекловатное, они более темно го цвета, плотность их 2,2—2,5 г/см3, а объемная масса после вспучивания значительно выше, чем у перлита, и
228
колеблется от 200 до 350 кг/м3. Температура вспучивания обсидианов различных месторождений находится в преде лах 950—1250° С, а коэффициент вспучивания 4—10.
§ 43. ПРОИЗВОДСТВО ВСПУЧЕННОГО ПЕРЛИТА
Вспученный перлит в зависимости от величины зерен раз деляется на виды (табл. 47).
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а |
47 |
|
Виды |
вспученного |
перлита |
|
|
|
|
||
Н а и м е н о в а н и е |
Р а з м е р |
|
О б ъ е м н а я |
масса |
, кг/м' |
|
||
ф р а к ц и и , мм |
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|||
|
10—20 |
|
200, |
250, |
300, |
400, |
500 |
|
Щебень мелкий |
5—10 |
|
300, |
400, |
500 |
|
|
|
Песок крупный |
1,2—5 |
|
100, |
150, |
200, |
250 |
|
|
|
До |
1,2 |
|
100, |
150, |
200, |
250 |
|
|
» |
1,0 |
|
80 |
|
|
|
|
Пудра |
» |
0,25 |
|
До |
150 |
|
|
|
В песке, применяемом в перлитобетонах, допускается содержание зерен размером до 0,15 мм в количестве не более 15%.
Перлитовый щебень используется как заполнитель теп лоизоляционных и конструктивно-теплоизоляционных лег ких бетонов. Перлитовый песок применяют для тепло
т а б л и ц а 48 Физико-технические показатели вспученного перлитового песка
|
|
|
Перлитовый |
песок марок |
|
|
П о к а з а т е л и |
100 |
150 |
200 |
250 |
||
|
|
|||||
Насыпная |
объемная |
|
|
|
250 |
|
масса, кг/м3, |
не более |
100 |
150 |
200 |
||
Коэффициент тепло |
|
|
|
|
||
проводности в сухом со |
|
|
|
|
||
стоянии при температуре |
|
|
|
|
||
25±5° С, |
ккал/м-ч-град, |
0,045 |
0,05 |
0,055 |
0,06 |
|
Влажность, |
%, не бо |
|||||
|
|
|
2 |
|||
лее |
|
2 |
2 |
2 |
||
Предельная |
темпера |
—200+800 —200+800 —200+800 —200+800 |
||||
тура применения, °С |
229
изоляционных засыпных конструкций с температурой от 200 до 800° С, для производства теплоизоляционных мате риалов и изделий и для огнезащитных штукатурок. Перли товый порошок используется при изоляции сосудов для
хранения сжиженных газов в качестве засыпной |
изоляции |
в замкнутом пространстве при атмосферном |
давлении. |
Перлитовая пудра применяется при изоляции |
сосудов |
для хранения сжиженных газов в качестве засыпной изоля ции, находящейся в замкнутом пространстве под вакуумом.
Тонкий перлитовый порошок применяют также в ка-
Рис. |
91. Технологическая |
схема |
производства |
вспученного |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
перлита: |
|
|
|
|
|
|
/ — д р о б и л к а , |
2 — питатель, |
3 — приемный б у н к е р |
д л я |
перлитовой |
|||||||||
породы, 4 — элеватор, 5 — внброгрохог, |
6 |
— б у н к е р а |
сырья |
для |
р а з |
||||||||
личных |
фракций, |
7 — шнек, |
8 — с у ш и л ь н ы й барабан для |
предвари |
|||||||||
тельной |
тепловой |
обработки перлита, 9 |
— |
вентилятор, |
10 |
— ш а х т н а я |
|||||||
печь |
д л я о б ж и г а |
перлита, |
/ / — ц и к л о н ы |
д л я у л а в л и в а н и я |
вспучен |
||||||||
ного |
перлита, |
12 |
— дымосос, |
13 — б у н к е р а д л я р а з л и ч н ы х |
фракций |
||||||||
вспученного |
перлита, |
14 |
— д о з а т о р , |
15 — упаковка |
|
вспученног.о |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
перлита |
|
|
|
|
|
|
честве |
фильтрующего |
материала |
в |
пищевой, |
химической |
||||||||
и других отраслях |
промышленности. |
|
|
|
|
||||||||
Физико-технические показатели вспученного перлито |
|||||||||||||
вого песка приведены в табл. 48. |
|
|
|
|
|
||||||||
Сырая перлитовая |
порода измельчается |
в |
две |
стадии |
|||||||||
в щековой и молотковой дробилках / (рис. 91). |
|
||||||||||||
При |
производстве |
вспученного |
перлита |
в |
зависимости |
от вида готовой продукции применяют следующие рабочие фракции дробленой сырой перлитовой породы: для вспу ченного щебня при раздельном обжиге — зерна размером 3—5; 5—10 и 10—20 мм; для вспученного песка — до 0;25;
230