3. Вариантное проектирование Процесс производства минеральной ваты и изделий из нее включает в себя несколько этапов: 1.Подготовка сырьевых материалов;

2. составление сырьевой смеси (шихты);

3.плавление сырья, получение расплава; 4.переработка минерального расплава в волокна; 5.осаждение ваты (волокон);

6. формирование минераловатного ковра в камере волокноосаждения;

7. введение связующего; 8.тепловая обработка минераловатного ковра; 9. продольная и поперечная резка ковра на изделия заданных размеров и упаковка.

В операциях по плавлению шихты, переработке расплава в волокно и введению связующего имеются варианты, которые будут рассмотрены далее.

3.1 Способы плавления шихты

В качестве плавильных агрегатов используют вагранки, ванные и электродуговые печи. Последний вариант не эффективен, поскольку его применение связано с большим расходом электроэнергии.

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. [4]

Весь комплекс физических и химических превращений при плавке в вагранке можно условно разделить на следующие зоны по мере опускания сырья:

1 зона-сушка сырья;

2 зона- дегидратация и декарбонизация;

3 зона- плавление сырья;

4 зона-гомогенизация расплава.

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. [5]

Газовая вагранка позволяет полностью заменить кокс газо­образным топливом, устранить все основные недостатки, связан­ные с его сжиганием, упростить процесс плавления и повысить культуру производства. [5]

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. [6]

В данном курсовом проекте принимаем вагранку.