Теплоизоляционные материалы

      Из двух видов сырьевых материалов, составляющих шихту, один считают  основным, а другой - дополнительным  корректирующим, количество которого  выражают через X. Далее задаются оптимальным содержанием SiO2 в расплаве (а). Зная процентное содержание SiO2 в основном (б) и дополнительном сырье (в), составляют уравнение: 

     а  = в +X (b-б) 

     откуда  определяют 

     X = (a-б) / (в-б) 

    

Вычислив  количество дополнительного сырья (в долях единицы), находят путем  вычитания его из единицы количество основного сырья (1–Х). Затем определяют процентное содержание отдельных химических оксидов в составе шихты, как показано на следующем примере. 

     Пусть  содержание SiO2 в основном и дополнительном видах сырья будет n и m (%), тогда содержание можно выразить равенством, %: 

     в  составе шихты

    

# SiO2=n(1-X)+mX 

     Так  же находят содержание и других  оксидов, определяющих модуль  кислотности, т.е. Al2O3, CaO, MgO. 

     Подставляя  найденные значения в этих четырех  оксидов в формулу для определения  модуля кислотности, находят его  величину. Если модуль кислотности  оказался в заданных пределах, то расчет состава шихты на этом заканчивают, пересчитывая только содержание обоих видов сырья с долей единицы в проценты по массе, и вносят поправку на влажность материалов. 

     Если  же полученный модуль кислотности  выходит  за пределы заданных  значений, то задаются другой  величиной содержания SiO2 в составе  шихты и повторяют расчет. При излишне высоком значении Мk для повторного расчета принимают меньшее содержание SiO2, а при недостаточной величине Мk берут меньшее содержание СаО в составе шихты.

      

          Расчет  шихты 

  

Требуется определить расход сырьевых материалов для получения 1 т минеральной ваты при следующих исходных данных для расчета: 

заданный  модуль кислотности расплава Mk=1,45; 

основное  сырье  – доменный шлак; 

дополнительное  сырье – кирпичная глина; 

влажность доменого шлака – 8 %; 

влажность кирп. глины – 2 %;

Таблица 3.1 –  Химический состав сырья

Сырье   

          o содержание  оксидов, массовая  доля 

SiO2  Al2O3  CaO  MgO

Доменный  шлак  29,6  15,9  34,9  9,2

Кирпичная глина   76,4  8,4  2,1  1,1

 

    

             

    Сравнивая  метод последовательного  приближения ( =1.45) и метод составления и решения уравнения ( =1,44), можно сделать вывод, что с помощью обоих методов можно достаточно точно определить модуль кислотности шихты и содержание необходимых оксидов в расплаве при довольно незначительных погрешностях в вычислении.

            

              

- Расчет минерального  баланса                                                                                 

            

          

            Таким образом, расчет шихты,  произведенный обоими методами, позволил установить, что шихта должна состоять из 82% доменного шлака данного химического состава и 18% керамической глины. 

            Следовательно, для получения  1 т минеральной  ваты без  учета влажности сырьевых материалов  и производственных потерь расход компонентов шихты составляет, кг:

                + доменного шлака – 820

                + керамической глины– 180; 

            Введя поправку на влажность,  получим:

                + расход доменного шлака –  820 · 1,08 = 885,6 кг

                + расход кирпичного боя– 180 ·  1,02 = 183,6 кг 

            Предположим, что общие производственные  потери (при транспортировании и  складировании материалов, при их  дроблении) и отходы при переработке  расплава в волокно составляют  для шлака 28%, а для глины - 20%. Тогда практический расход материалов в естественном состоянии на 1 т минеральной ваты составляет:

                + мартеновского шлака –885,6 · 1,28 = 1133,6 кг;

                + кирпичного боя – 183,6 · 1,2 = 220,32 кг. 

5. Назначение минеральной ваты 

     В  индустриальном строительстве изделия   из минеральной ваты применяют  главным  образом в качестве  тепло– и звукоизолирующих материалов. Для теплоизоляции ограждающих   конструкций используют полужесткие  и жесткие плиты на синтетическом связующем. Теплоизоляцию покрытий в промышленных зданиях организуют с применением твердых плит и плит повышенной жесткости, позволяющих обходиться при производстве кровельных работ без цементной стяжки. Изделия типа шнуров и жгутов из минеральной ваты. 

  Область  применения декоративно-акустических  плит типа «Акмигран» – звукоизоляция   и эстетическое оформление интерьеров  в общественных и промышленных  зданиях  с относительной влажностью  не более 70%. Для тепло– и  звукоизоляции промышленного и  энергетического оборудования в широких масштабах применяют минераловатный войлок и маты, цилиндры, полуцилиндры, сегменты, обкладочные бруски и пр. 

    Условия  эксплуатации минераловатных теплоизоляционных   материалов должны исключить  их увлажнение и свободную циркуляцию через их толщу воздуха, так как в этом случае резко ухудшаются их теплоизолирующие свойства. Нагрузка на изделия из минеральной ваты не должна превышать допустимой, в противном случае изделие деформируется, уплотняется и не отвечает в полной мере своему прямому функциональному назначению. Температура применения минеральной ваты, получаемой из рядового сырья, 600…700°С. Температура эксплуатации минераловатных изделий зависит от типа волокна, используемого связующего, технологии получения и составляет: для изделий на битумном связующем – 60…70°С, при обкладке техническим картоном – до 100°С; на синтетическом связующем – 250…350°С; на крахмальном связующем – до 400°С; для жгутов и шнуров – до 600°С. 

      Высокие технико-экономические показатели минеральной ваты и изделий на ее основе – хорошие тепло– и звукоизолирующие характеристики, относительно несложная технология, распространенность сырья, невысокая себестоимость – обусловливают ее широчайшее внедрение в различные области народного хозяйства. 

     По  данным ВНИИТеплоизоляция, выпуск  минеральной  ваты и минераловатных  изделий составляет в настоящее  время более 14,5 млн. м3/год, т.е.  около 56% всех выпускаемых в  стране теплоизоляционных материалов, и цифра эта будет неуклонно  расти. 
 

   

 В связи  с развитием производства и  применения в строительстве легких  ограждающих конструкций освоен  выпуск новых эффективных тепло–  и звукоизоляционных минераловатных  материалов:

                + минеральных плит повышенной  жесткости, изготовленных различными способами, плотностью 175…250 кг/м3, прочностью на сжатие 0,04 МПа и выше при 10%-й линейной деформации, предназначенных для утепления плоских железобетонных покрытий под рулонную кровлю без стяжек, плоских покрытий из стального профилированного настила;

                + твердых минераловатных плит  плотностью 250…300 кг/м3 и прочностью 0,05…1 МПа при 10%-й линейной  деформации для утепления покрытий  по стальному профилированному  настилу и для полистовой сборки  стен промышленных зданий;

               + армированных самонесущих минераловатных плит плотностью 150 кг/м3 для утепления скатных покрытий из профилированных асбоцементных, стальных, алюминиевых листов. 

    В  зависимости  от вида и степени  обработки минеральной  ваты  теплоизоляционные изделия  на ее основе делятся на: сыпучие материалы – гранулированная минеральная вата; гибкие рулонные изделия – маты прошивные, маты на синтетическом связующем (минераловатный войлок); шнуровые материалы – жгуты (шнуры); жесткие штучные изделия – плиты, скорлупы, оболочки, сегменты на органическом и неорганическом связующем. 

       Даже  простейшая обработка минеральной   ваты – грануляция – значительно   улучшает ее основные эксплуатационные  качества: уменьшает количество  корольков, снижает среднюю плотность,  повышает упругость. Появляется возможность частично механизировать укладку ее в дело, например с помощью пневмотранспорта. Тем не менее, ей присущи многие недостатки "сырой" минеральной ваты. 

       Гибкие  рулонные прошивные маты  с нескрепленными или частично скрепленными между  собой волокнами ваты посредством связующего изготавливают заключением минераловатного ковра в гибкую оболочку (водостойкую бумагу, ткань, сетку, полиэтиленовую пленку, алюминиевую фольгу и т. п.) с последующей прошив-их нитями, шпагатом, проволокой и пр. 

    Гибкие  рулонные непрошивные маты (войлока)  изготавливают скреплением волокон  между собой с помощью связующего. 

    Гибкие  шнуры получают набивкой минеральной   ваты в оплетку из металлической   проволоки, хлопковых или синтетических  нитей. 

  

 Все остальные   виды минераловатной продукции  изготавливают с применением  связующего, от вида и количества  которого зависит степень жесткости  и механическая прочность получаемых  изделий. 

            

            

6.Контроль производства минеральной ваты и изделий

              

  Контроль  производства минеральной ваты  включает в себя:

                      # входной контроль качества и  соответствие требованиям стандартов  сырьевых материалов;

                      # контроль технологического процесса переработки сырьевых материалов в минеральное волокно и изделие из него;

                      # контроль качества и соответствие  показателей качества продукции  требованиям нормативным документам  к минеральной вате и изделий  из нее. 

      Что касается производства минеральной ваты во время входного контроля оценивается качество шлакового щебня согласно ГОСТ18866-81 и дополнительного компонента с горных пород или искусственных силикатных материалов по методике ДСТУ Б В.2.7-42-97, ДСТУ Б В.2.7-71-98 (ГОСТ 8269-97). 

        Результаты  испытаний сравнивается  с требованиями стандарта относительно  изделия, для  прошивных матов  ДСТУ Б В.2.7-98-2000 (ГОСТ 21880-94). 

        Контроль технологического процесса  переработки сырья на теплоизоляционный материал или изделие из него осуществляется в соответствии с регламентом и нормативов, указанных в технологической карте. 

     Выходной  контроль с приемом и сертификацией   готовой продукции согласно приведенного  примера осуществляется лабораторией  и отделом технического контроля за методами ДСТУ Б В.2.7-38-95 (ГОСТ 17177-94). 

      На заводе ссылаютя на  требования  действующих  стандартов по  приему, упаковка, складирование, хранение, транспортировку и поставки пользователям  готовой продукции по ГОСТ 25880-83 и ГОСТ 26281-84.