СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

. Номенклатура изделий

. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

.1 Характеристика сырьевых материалов

.2 Режим работы и фонд времени цеха

.3 Выбор способа волокнообразования

.4 Описание технологической схемы

.5 Материальный баланс

.6 Технологическое и транспортное оборудование

.7 Склады и бункера

.8 Энергетические ресурсы

.9 Контроль качества готовой продукции

. Численность и состав производственных рабочих

. ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ И ОХРАНА ТРУДА

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

ВВЕДЕНИЕ

Минераловатные теплоизоляционные изделия являются наиболее распространёнными. По некоторым данным их доля в среди всех применяемых ТИМ составляет около 80%.

Минеральная вата представляет собой тонкие и гибкие волокна, полученные при охлаждении предварительно раздробленного в капли и вытянутого в нити минерального расплава.

В зависимости от вида сырья минеральная вата делится на каменную и шлаковую. Сырьем для производства каменной ваты служат горные породы - диабаз, базальт, известняк, доломит, и др. Шлаковую вату получают из шлаков чёрной и цветной металлургии.

Ведущие мировые производители в качестве сырья используют исключительно горные породы, что позволяет получать минеральную вату высокого качества с длительным сроком эксплуатации. Именно её рекомендуется применять для ответственных конструкций - в случае, когда требуется их многолетняя надежная работа.

На качество минераловатных ТИМ в значительной мере влияет связующее. Для строительных целей предпочтительно использовать изделия на фенольном связующем, поскольку карбамидное связующее менее водостойкое. Бояться выделения фенола не стоит. При строгом следовании технологическому процессу производства происходит полная нейтрализация и поликонденсация фенола.

Итак, говоря о свойствах изделий из минеральной ваты, мы будем иметь в виду только высококачественную минеральную вату на основе горных пород и на синтетических (фенольных) связующих.

Основным свойством минеральной ваты, отличающим ее от многих других ТИМ, является негорючесть в сочетании с высокой тепло- и звукоизолирующей способностью. К тому же минераловатные ТИМ обладают устойчивостью к температурным деформациям, не гигроскопичностью, химической и биологической стойкостью, экологичностью и легкостью выполнения монтажа.

По требованиям пожарной безопасности изделия из минеральной ваты относятся к классу негорючих материалов (НГ). Более того, они эффективно препятствуют распространению пламени и применяются в качестве противопожарной изоляции и огнезащиты.

1. Номенклатура изделий

В зависимости от плотности маты подразделяют на марки 75, 100, 125.

В данном проектируемом цехе выпускаются минераловатные прошивные маты марки 125 в металлической сетке. Условное обозначение: М2- 125- 1000.500.60-2, то есть: тип мата М2 - в качестве обкладочного материала используется металлическая сетка; плотность матов 0,125 т/м³;размер одного мата: длина 1метр, ширина 0,5 метра, толщина 0,006 метра; маты прошиты с двух сторон. Предельная температура применения 700⁰С.[1]

По физико-механическим показателям маты соответствуют следующим требованиям [1] :

) Плотность, кг/м3: 110- 135

) Теплопроводность, Вт/(м·К), не более

при температуре: (298±5) К- 0,044

(398±5) К- 0,064

(573±5) К- 0,130

) Сжимаемость не более 30%

) Упругость не менее 80%

) Разрывная нагрузка не менее 120 Н

) Влажность по массе не более 2 %

) Содержание органических веществ не более 2% по массе.

Технические требования [1]:

. Маты прошиты сплошными швами в продольном или поперечном направлениях, при этом обкладочные материалы могут быть пришиты с одной или двух сторон. Маты, применяемые в строительных конструкциях, прошиты только в продольном направлении.

. Расстояние между кромкой и крайним швом, между швами и шаг шва должны соответствовать требованиям:

Расстояние между кромкой и крайним швом, не более 100 мм

Расстояние между швами, не более 120мм

Шаг шва от 70 до 170мм

По согласованию с потребителем значения параметров прошивки могут быть изменены при условии соблюдения требований стандарта по показателям плотности, сжимаемости и теплопроводности.

. Не допускается разрыв более чем трех смежных стежков в одном шве, а также разрыв стежков в двух смежных швах матов.

. Общая длина разрыва швов не более 10 % длины всех швов.

. Маты, имеющие на концах роспуск шва, допустимо поставлять по согласованию с потребителем.

2. Технологическая часть

.1 Характеристика сырьевых материалов

В качестве сырьевых материалов для производства минеральной ваты используют магматические, осадочные метаморфические горные породы. А также минеральные и промышленные отходы и попутные отходы производства.

Из природных сырьевых материалов применяют изверженные горные (базальты, диабазы, габбро) и осадочные (мергели, доломиты, известняки) породы.

Основные требования к сырьевым материалам:

1. Стабильный химический состав, позволяющий получить расплав с невысокой t° плавления и широким интервалом вязкости.

. Сырье должно обеспечивать химическую стойкость минеральной ваты.

. Доступность переработки сырья [3]

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 сырье основных оксидов - кальция СаО и магния MgO. В природе редко встречаются сырьевые материалы с необходимым химическим составом и соответствующим модулем кислотности, поэтому требуемый состав сырьевых материалов подбирают путем составления сырьевой смеси (шихты) из двух, а иногда и из нескольких компонентов.

При повышенной кислотности исходного сырья в качестве добавок применяют карбонатные породы: доломит, известняк, а при пониженной кислотности -кислые горные породы, бой керамического кирпича. Содержание каждого компонента в шихте определяют расчетом. [2]

В данной курсовой работе представлено производство минераловатных прошивных матов в металлической сетке . Сырьевые материалы :

.Борсуковский известняк

.Красноярский гранит

Эти горные породы широко применяются как сырьевой материал для производства минеральной ваты, а также они удовлетворяют всем требованиям, описанным выше.

В таблице 1 приведен химический состав сырьевых материалов.

Химический состав сырья Таблица 1.[8]

	SiO2	Al2O3	CaO	MgO	Fe2O3	R2O	SO3	ППП
Борсуковский известняк	0,3	0,3	54,7	0,7	0,2	-	-	-
Красноярский гранит	68,1	14,0	5,2	0,2	4,2	5,6	0,1	2,7

Для получения расплава в данном цехе используются вагранки. Сырьевые компоненты порционно подаются в вагранку в виде кусков одинакового размера. Это обеспечивает доступное прохождение дымовых газов между кусками сырья, следовательно приготовление более качественного расплава.

Известняк- более тугоплавкое сырьё, гранит- менее тугоплавок. В соответствии с этим выбираем размер кусков сырьевых материалов. Размеры кусков приведены в таблице 2.

Известняк и гранит термостойки и обладают механической прочностью.

Состав и свойства сырьевых компонентов. Таблица 2

Сырьевой компонент	Плотность, кг/м3	Размер кусков подаваемых в вагранку, мм
Борсуковский известняк	1800	20…40
Красноярский гранит	2300	40…100

Теоретическое определение ППП Борсуковского известняка

На практике ППП определяют как разность масс сухого и обожженного при 1000º С материала отнесенного к первоначальной сухой массе и выраженной в %.

Так как в технической литературе не приведен показатель потерь при прокаливании одного из компонентов шихты, Борсуковского известняка, его необходимо рассчитать теоретически. Теоретическое определение ППП основано на определении количества СО₂ при диссоциации горных пород в процессе нагрева.

Диссоциация известняка происходит по схеме:

Это значит, что при получении 56 массовых частей СаО образуется 44 массовые части СО₂. Далее, используя таблицу 2 с химическим составом известняка, составляем пропорцию и находим какое количество СО₂ образуется в этой реакции.

,79 - х

х=43,05

- 44

Аналогично находим количество углекислого газа, выделившегося в процессе реакции:

,х= 0,77

Расчет состава шихты по заданному модулю кислотности.

М_к=1,5

Для расчета состава шихты составим алгебраическое уравнение. Для этого принимаем количество известняка в шихте за х, тогда соответственно количество красноярского гранита будет равно (1-х)

x=0,5272, тогда 1-х=0,4748

т.е. содержание борсуковского известняка в шихте - 53 %, а красноярского гранита - 47%.

Проверка:

Расхождение величин модуля кислотности заданного и полученного составляет 1%, что допустимо по технической литературе. Следовательно, рассчитанный состав шихты удовлетворят условию получения расплава с М_к=1,5. [3.]

Характеристика связующего компонента

Способы получения изделий из минеральной ваты основаны главным образом на склеивании минеральных волокон между собой в местах их соприкосновения различными минеральными или органическими связующими веществами. Поэтому основные задачи технологии производства минераловатных изделий - подбор, приготовление, способ введения связующего в волокно и последующая их тепловая обработка. В качестве связующих для производства минераловатных изделий используют синтетические смолы, композиционные и битумные связующие.

Синтетические связующие, применяемые для производства минераловатных изделий, должны иметь следующие свойства: хорошо растворяться в воде; легко диспергироваться, чтобы покрыть волокно тонкой пленкой; обладать хорошей адгезией к волокну; быть недефицитными; не содержать легковоспламеняющихся и токсичных веществ. Этим требованиям полностью не удовлетворяет ни одно из существующих синтетических связующих. Чтобы получить связующее с требуемыми свойствами, в них добавляют нейтрализующие материалы, отвердители и различные пластифицирующие добавки.

В качестве синтетических связующих применяют фенолоспирты (фенолоформальдегидную смолу), карбамидную смолу КС-11, поливинилацетатную дисперсию.

Фенолоспирты, - основное синтетическое связующее в производстве теплоизоляционных минераловатных изделий - представляет собой прозрачную жидкость от светло-коричневого до темно-вишневого цвета. Фенолоспирты выпускают марок А, Б, В, С, Д. Они представляют собой первичный продукт конденсации фенола с формальдегидом в присутствии катализатора едкого натра (для фенолоспиртов марок А, Б, В, С) и гидроокиси бария (для фенолоспиртов марки Д).

Фенолоспирты не горючи, не взрывоопасны, но токсичны. Они оказывают раздражающее действие на кожу и слизистую оболочку. При переработке фенолоспирты выделяют пары фенола и формальдегида. Предельно допустимая концентрация паров фенола в воздухе рабочей зоны производственных помещений 0,3 мг/м3, формальдегида - 0,05 мг/м3.[6]

Для производства минераловатных изделий в основном применяют фенолоспирты марок Б, В, Д в виде водного раствора рабочей концентрации 10. ..18%.На данном производстве применяется смола фенолоформальдегидная марки СФЖ- 30275Б высшего сорта, массовая доля фенола не более 3%

По физико-химическим показателям смола фенолоформальдегидная должна соответствовать требованиям и нормам, указанным в табл. 3. [9]

Таблица 3

	высший сорт	первый сорт
1. Внешний вид	Прозрачная жидкость от светло-коричневого до темно-вишневого цвета
2. Растворимость в дистиллированной воде при 20 °С	Раствор должен быть прозрачным при разведении смол фенолоформальдегидных в соотношении
- при отгрузке предприятием-изготовителем, не менее	1:10	1:10
- в течение гарантийного срока, не менее	1:3	1:3
3. Массовая доля нелетучих веществ (сухой остаток), %	48-53	48-53
4. Массовая доля щелочи, %, не более	1,40	1,40
5. Массовая доля свободного формальдегида, %, не более	4,0	4,5
6. Массовая доля свободного фенола, %, не более	3,0	3,5
7. Условная вязкость, с, не более	-	-
8. Изгибающее напряжение при разрушении, МПа, (кгс/см2), не менее
- в исходном состоянии	5,9 (60)	-
- после гидростатирования	3,5 (36)	-

Топливом для плавления сырья в вагранках служит кокс КЛ (кокс литейный) и КД (кокс доменный) с теплотой сгорания 27 300 кДж и выше, и размером кусков 40...100 мм. Кокс должен быть плотным, малопористым, обладать высокой механической прочностью (8... 12 МПа).

При загрузке кокс попадает в зону высоких температур и при этом он должен выдерживать удары загружаемой в вагранку шихты, а в дальнейшем - трение и давление при непрерывно повышающейся температуре.[3]