- •1. Номенклатура
- •2. Сырьё
- •3. Вариант на проектирование
- •3.1 Печи для получения расплава
- •Тепловая эффективность печей
- •3.2. Способы переработки расплава в волокно
- •3.3. Формирование минерального ковра
- •4.1. Расчёт состава шихты
- •4.2 Материальный поток
- •7. Контроль качества
- •8. Техника безопасности
3. Вариант на проектирование
3.1 Печи для получения расплава
Для получения силикатных расплавов в минеральном производстве применяют различные типы плавильных печей:
шахтные (вагранки)
ванные
шахтно-ванные
электродуговые
шлакоприёмники.
Выбор типа печи зависит в основном от вида сырья и наличия в данном регионе видов топлива или электроэнергии.
Таблица 3.1.1.
Тепловая эффективность печей
Тип печи |
Удельные затраты теплоты на 1 кг расплава, кДж |
КПД, % |
Ванная |
2603... 4993 |
15... 35 |
Электродуговая |
599 ... 700 |
60... 70 |
Шлакоприемная |
298... 700 |
2... 5 |
Коксовая вагранка |
1500 ...ЗОЮ |
20... 30 |
Сравнительные данные показывают, что электродуговая печь — наиболее эффективный плавильный агрегат. Однако ее применение связано с большим расходом электроэнергии.
Вагранки - один из первых и наиболее распространенных плавильных агрегатов. Вагранки представляют собой шахтные печи непрерывного действия, теплообмен в которых осуществляется по принципу противотока. Сырье, загружаемое в верхнюю часть вагранки, опускается вниз, превращаясь в расплав в нижней ее части, а образовавшиеся продукты горения поднимаются снизу вверх, отдавая теплоту расплавляемому материалу.
Широкое применение вагранок объясняется их высокой производительностью, простотой обслуживания, малыми габаритами по сравнению с другими плавильными агрегатами.
К недостаткам вагранок относят: низкий коэффициент полезного использования теплоты, высокий удельный расход дефицитного и дорогостоящего топлива, плохое качество расплава, выражающееся в изменчивости его химического состава и вязкости, в результате чего нарушается стабильность истечения расплава, а получаемая минеральная вата характеризуется непостоянством свойств; неудовлетворительные санитарно-гигиенические условия эксплуатации, обусловленные применением кокса.
С целью экономии кокса осуществляют и более радикальные мероприятия —заменяют часть кокса или весь кокс газообразным топливом. Для этого применяют вагранки соответствующих конструкций.
Коксогазовая вагранка позволяет экономить 20...40% дефицитного кокса за счет замены его газообразным топливом. Для этого вагранку оборудуют газовыми горелками, расположенными несколько выше фурменного пояса. Однако в этом виде вагранок сохраняются все недостатки ваграночного процесса и существенно усложняется обслуживание печи.
Газовая вагранка позволяет полностью заменить кокс газообразным топливом, устранить все основные недостатки, связанные с его сжиганием, упростить процесс плавления и повысить культуру производства.
Ванные печи широко применяют при стекловарении. Для получения силикатных расплавов в минераловатном производстве печи этого типа меньших размеров применяют достаточно широко. Для этой цели пригодны все типы ванных печей: с подковообразным, продольным и поперечным направлениями пламени. По способу использования теплоты отходящих газов эти печи могут быть регенеративными и рекуперативными. Рекуперативные печи наиболее экономичны, но требуют дорогостоящих высокоогнеупорных материалов. Наибольшее распространение получили регенеративные печи с подковообразным направлением пламени. Плавление шихты осуществляется в бассейне. Выработочная часть - фидер - для поддержания необходимой температуры расплава оборудована дополнительной горелкой.
В ванной печи температура в зависимости от вида сырья может изменяться от 1100 до 1600 °С
К достоинствам ванных печей следует отнести получение гомогенных расплавов заданного химического состава, использование дешевых видов топлива, отсутствие требований к прочности сырья, существенное снижение потерь расплава.
Основными недостатками этих печей являются: относительно низкий удельный съем расплава от 25 до 50 кг/(м2ч), что для достижения сравнимой с вагранкой производительностью требует 4...5-кратного увеличения производственной площади; повышенный удельный расход топлива.
Электродуговые печи наиболее широко используют при производстве высокотемпературостойкой и огнеупорной ваты. Однако возможно их применение и для производства рядовой минеральной ваты.
Электродуговая печь представляет собой металлическую водоохлаждаемую ванну, выполненную в виде котла диаметром 2,5...3,0 м. Металл защищается от расплава слоем гарнисажа, который образуется на внутренней поверхности котла. Плавление сырья осуществляется с помощью трех графитированных электродов. Шихту загружают сверху с помощью шнекового или иного питателя. Образовавшийся расплав выпускают через небольшой фидер, монтируемый сбоку печи несколько выше ее пода.
Изменяя электрический режим, можно регулировать теплотехнические параметры плавления в соответствии с технологическими требованиями. [1]
В данном курсовом проекте принимаем вагранку.