Установка в производстве минераловатных плит

По ГОСТ 9373-72: мягкие плиты и маты имеют марки 50 и 75, полужесткие 100 и 125, жесткие 150.

Технологическая линия для производства минераловатных плит включает следующие агрегаты и оборудование.

1. Ватержакетную варганку (9) с копильником – гомогенизатором либо ванную печь для минерального расплава, или  печь шлакоприемник при использовании металлургического шлака. В последнем случае расплавленный шлак прямо в шлаковозном ковше с помощью специальной установки подвергается операции подкисления.

2. Ленточную панель или фильерное устройство с рядом отверстий, которые обеспечивают отбор верхних, наиболее разогретых слоев расплава и относительно равномерное истечение его на волокнообразующий агрегат.

3. В качестве волокнообразующего  агрегата могут быть установлены  узел раздува с дутьевой головкой (10) или многовалковая центрифуга с направленным отдувом волокна, или дисковая центрифуга с вертикальной или горизонтальной осью вращения. 

4. Для равномерного осаждения волокна устанавливают либо обычную камеру осаждения с сетчатым транспортером (11), либо камеру барабанного типа.

5. В конце приводного рольганга  барабанной камеры волокноосаждения  или в конце сетчатого конвейера обычной камеры осаждения после барабана

подпрессовки (12) в линию устанавливают автоматические ленточные весы для непрерывного взвешивания выходящего из камеры минераловатного ковра.

6. Для облицовки минераловатных  ковров и матов обычной или 

 

гофрированной бумагой  установлено устройство для обкладки ковра бумагой и рулонирование ковра с ножом продольной резки и автоматическим ножом для поперечной резки. Вместо устройства для обкладки бумагой может быть установлено устройство  для производства матов над металлической сетью.

7. Если на данной линии так же усматривается производство минераловатного волокна, матов и плит, пропитанных различными синтетическими связками, то в линию на место устройства для обкладки бумагой и автоматического ножа устанавливают промежуточный транспортер , а непосредственно за ним установку (14) для пропитки ковра связкой.

8. После пропитки ковер поступает на конвейер оборудованный дисковыми ножами для продольной резки ковра на  заданную ширину.

 9. Охлажденный ковер подается на установленный в конце линии нож поперечный резки, где он режется на заданную длину плит.

10. За устройством монтируют три или больше секций камеры полимеризации (19); количество секций определяется производительностью и временем полимеризации ковра на заданную ширину.

 Минераловатный расплав заданного  химического состава  из ватержакетной варганки (9), нагретой до температуры 1573-16730 К через ленточную панель или фильерное устройство поступает непрерывной струей на волокнообразующей агрегат (10), где перерабатывается в волокно.  Направленные струи воздуха, устраняющие возможность комкования, подхватывает волокно и несут его в камеру (11). Волокно в камере равномерно осаждается на сетчатом конвейере. С транспортера камеры ковер поступает на ленточные весы непрерывного взвешивания и затем на транспортер установки для рулонирование.

 

Для пропитки различными синтетическими связками ковер непосредственно с весов поступает на промежуточный транспортер (4) установки (14) и там орошается связкой. Избыток связки отсасывается воздуходувкой в бассейн (15)

 

и насосом подается обратно в ороситель. Связка в бассейн установки непрерывно подается насосом из бака мешалки отделения приготовления связки. Обработанный связкой ковер разрезается дисковым ножом  вдоль на  полосы заданной ширины, а затем ножами  для поперечной резки – на плиты заданной длины .После подается в камеру полимеризации (19),

 ковер просасывается теплоносителем с температурой 443-4730 К. При этом ковер прогревается, удаляется влага и полимеризуются фенолоспирты.

Горячие газы для тепловой обработки и полимеризации ковра получают в специальных топках или калориферах.  Из камеры полимеризации ковер с температурой 403-4310 К , после этого охлаждается .Потом минераловатные плиты упаковываются на столе упаковки и электропогрузчиком транспортируется  на склад готовой продукции. Воздух для охлаждения ковра подается вентилятором из цеха в короб, расположенный под транспортером, и в трубу на выброс.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.Туннельная сушилка для производства минераловатных плит

(лист 1)

Основной частью камерных сушилок является прямоугольная камера, внутри которой на вагонетках или стеллажах помещается сушимый материал, остающийся обычно неподвижным в течение всего процесса сушки. Загрузка и выгрузка материала производятся с двух сторон сушилки.

Основной частью туннельных вагонеточных сушилок является удлиненная камера, внутри которой высушиваемый материал периодически перемещается на вагонетке в продольном направлении.

 После того как из камеры  выкатывается крайняя вагонетка  с высушенным материалом, весь поезд вагонеток продвигается вперед, а с  другого конца вкатывается вагонетка с влажным материалом. Таким образом, загрузка и выгрузка высушиваемых плит происходят в разных концах камеры. По  режиму работы туннельные сушилки являются установками непрерывного действия. Они  применяются для массовой сушки (больших количеств) материалов, которые укладываются для этой цели на вагонетки. Вагонетки перемещаются в сушилках вручную или с помощью специальных механизмов. Они бывают различных конструкций и размеров в зависимости от вида сушимого материала и направления циркуляции сушильного агента.

Длина камеры туннельной сушилки разработанной мной достигает 33,9 м, а ширина равна 1,4 м. При проектировании к эксплуатации стремятся к тому, чтобы зазор между вагонеткой, стеной и потолком был не более 70-80 мм, а расстояние между вагонетками - не более 75 мм.

В камерных сушилках температура и влажность сушильного агента изменяются во времени. После того как влажность материала понизится до определенного значения, повышают температуру и снижают относительную влажность сушильного агента. Такое изменение режима осуществляется в процессе сушки несколько (2-3) раз.

Туннельные сушилки, являющиеся сушилками непрерывного действия, в тепловом отношении более экономичны, чем камерные сушилки, так как в них

 

 

расход тепла на прогрев ограждений, сушильной камеры имеется только при первом пуске сушилки, после ремонта или после праздничных дней. Кроме того, в сушилках непрерывного действия отработавшие газы имеют более высокое насыщение в течение всего периода их работы, а в сушилках периодического действия влажность отработавшего воздуха непрерывно уменьшается по мере высыхания материала.

Циркуляция сушильного агента в камерных и туннельных сушилках осуществляется как за счет естественной конвекции, так и при помощи вентиляторов.

Для сушки штучных материалов, таких, как древесноволокнистые плиты, минераловатные плиты и маты, применяют туннельные и конвейерные сушильные установки. Туннельные сушильные установки относятся к непрерывно действующим, состоят из сушильного туннеля, по которому с определенным интервалом двигаются вагонетки с изделиями. Теплоноситель, горячий воздух или дымовые газы принудительно проходят по туннелю и отбирают от него влагу.

 

Туннельные сушилки работают в стационарном тепловом режиме. Минераловатные плиты укладываются на вагонетку и поступают в шлюзовую камеру для загрузки. Шлюзовая камера оборудована двумя дверьми, что обеспечивает достаточную герметичность узла загрузки от выбивания работающих газов в цех. После установки вагонетки с изделиями в шлюзовую камеру входная дверь закрывается. Одновременно открывается дверь из сушильной установки в шлюзовую камеру, расположенную на выгрузочном конце, и вагонетка, занимающая последнюю позицию, выталкивателем выводится в шлюзовую камеру. Дверь, соединяющая шлюзовую камеру с установкой, закрывается, и одновременно открывается дверь, соединяющая шлюзовую камеру  с установкой. Толкатель заталкивает вагонетку на первую позицию сушильного туннеля, одновременно проталкивая весь поезд на одну позицию. После этой операции дверь, отделяющая входную шлюзовую камеру от установки, закрывается, а выходная дверь на выгрузке из выходной

 

шлюзовой камеры открывается, и вагонетка выгружается из сушила. Таким образом, периодически повторяя операцию по загрузке и разгрузке вагонеток, идет транспортировка материала по туннельному сушилу. Теплоноситель, смесь продуктов горения природного газа с воздухом и рециркулятом, нагретая до 170-180 0С, подается в короба (5) и (6) и из них поступает в сушильный туннель. Далее проходит по туннелю к его середине, где и отбирается через короб (7). В верхней части рисунка показана система трубопроводов (8) и вентиляторов для подачи и отбора теплоносителя. В такой сушилке можно менять температурный режим.

5. Источники тепла, выбор теплоносителя

 

В качестве источников тепла в процессах производства строительных изделий используются теплоносители: электроэнергия, пар, горячая вода, нагретый воздух, газовоздушные смеси и высококипящие органические теплоносители.

В нашем случае в калорифере используются электрообогрев : горячий воздух, дымовые газы. Два последних теплоносителя применяются для конвективной сушки и сушки с одновременным процессом полимеризации. Получение нагретого воздуха обычно осуществляется в паровых, огневых или электрических воздухоподогревателях.

Электрические подогреватели применяют для нагрева воздуха в пределах 100-2000С.

 

6. Расчет камеры для тепловой обработки минераловатных плит

 

 Туннельная сушилка для минераловатных плит

Туннельные сушильные установки относятся к непрерывно действующим, состоят из сушильного туннеля, по которому с определенным интервалом двигаются вагонетки с изделиями. Теплоноситель, горячий воздух или дымовые газы принудительно проходят по туннелю и отбирают от него влагу.

Туннельные сушилки работают в стационарном тепловом режиме. Работа

туннельной камеры заключается в следующем. Изделия, плиты укладываются на вагонетку и поступают в шлюзовую камеру для загрузки(1). Шлюзовая камера оборудована двумя дверьми, что обеспечивает достаточную герметичность узла загрузки от выбивания работающих газов в цех. После установки вагонетки с изделиями в шлюзовую камеру входная дверь закрывается. Одновременно открывается дверь из сушильной установки в шлюзовую камеру(2) , расположенную на выгрузочном конце, и вагонетка, занимающая последнюю позицию, выталкивателем  выводится в шлюзовую камеру . Дверь, соединяющая шлюзовую камеру с установкой, закрывается, и одновременно открывается дверь, соединяющая шлюзовую камеру  с установкой. Толкатель(4) заталкивает вагонетку на первую позицию сушильного туннеля, одновременно проталкивая весь поезд на одну позицию. После этой операции дверь, отделяющая входную шлюзовую камеру от установки, закрывается, а входная дверь на выгрузке из выходной шлюзовой камеры открывается и вагонетка выгружается из сушила. Таким образом, периодически повторяя операцию по загрузке и разгрузке вагонеток, идет транспортировка изделий по туннелю.

Теплоноситель, смесь продуктов горения природного газа с воздухом и рециркулятом, нагретая до 150-160оС, подается в короба(5,6) и из них поступает в сушильный туннель. Далее проходит по туннелю к его середине, где и отбирается через короб(7) . В верхней части графического изображения показана система трубопроводов (8) и вентиляторов для подачи и отбора теплоносителя. В такой камере можно менять температурный режим сушки материала в зависимости от технологических требований.

 

 

Теплотехнический расчет канала отверждения

Температура теплоносителя, поступающего в камеру 180оС, выходящего из камеры – 140оС. Продолжительность тепловой обработки – 8 часов. Расчетная скорость движения теплоносителя – 0,9 м/с.

Температура окружающего воздуха 20оС, начальная влажность изделий 10%,

 

конечная – 2%. Производительность камеры: G=1600 кг/час.

 Длина камеры:

L = G·τ / γBH 60 = 1600 · 8/ 180 · 1,4· 0,025 · 60 = 33,86 м

Выбираем камеру длиной 37,9 м.

Потери тепла  в камере:

Qрасх = Qм + Qвл + Qпот + Qтр – Qх.р.                                                         (6.1.)

Тепло, расходуемое на нагрев материала:

Qм = Gмсм (tмк – tмн),                                                                                  (6.2)

где  Gм – производительность установки, кг/час;

 см – теплоемкость материала, см = 2,3 ккал/кг град

Qм = 1600·2,3 (125-21) = 382720 ккал/час

Тепло на нагрев и испарение влаги:

Qвл = W(595+0,47tмк)                                                                                (6.3)

       где  W – количество влаги, испаренной из материала.

W = Gм (wн- wк)/100                                                                                   (6.4)

W = 1600 (10-2)/100 = 128 кг/час

Qвл = 128 (595 + 0,47·125) = 83680 ккал/час

    Потери в окружающую среду:

Qпот = kFΔt  (для установки непрерывного действия)                      (6.5)

где Δt = tвнутр – t окр.ср.                                                                              (6.6)

Δt = 180-20 = 160о;

F – поверхность охлаждения камеры

F = 1,6· 33,9 · 2+ 1,4· 33,9·2 + 1,6·1,4·2 = 108,48 +94,92 +4,48 = 207,88 м2

k – коэффициент теплопередачи конструкции ограждений камеры, ккал/м2 час град.

                                                                                  (6.6)