зміст
Вступ
. Історична довідка
. Класифікація
. сировинні матеріали
. Основні технологічні процеси і обладнання
. Основні властивості продукції
. Техніко-економічні показники
висновок
Список використаних джерел
мінеральний вата шлак дутьевой
Вступ
Неорганічні теплоізоляційні матеріали та вироби виготовляють на основі мінеральної сировини (гірських порід, шлаку, скла, азбесту). До цієї групи відносять: мінеральну, скляну вату та вироби з них. Ці матеріали малогігроскопічне, вогнестійкі, що не піддаються загниванню. Їх використовують як для утеплення будівельних конструкцій, так і для ізоляції гарячих поверхонь промислового обладнання і трубопроводів.
Вата мінеральна - це будівельний матеріал, який виконує теплоізоляційну функцію, що складається з слабо ущільненої маси склоподібних волокон. Мінеральна вата виробляється з силікатних розплавів на основі доменних шлаків, а також із суміші осадових (мергель, доломіт, вапняк) і вивержених (діабаз, базальт, порфірит і т. Д.) Гірських порід.
Вата скляна - це м'яко-пухкий будівельний матеріал, структура якого представляє переплетені між собою найтонші скляні волокна. Основною сировиною для виготовлення скляної вати служать кварцовий пісок, вапняк, кальцинована сода. Основне застосування - у виробництві теплоізоляційних матеріалів.
Мета даної роботи - розглянути мінеральну і скляну вату та вироби на їх основі.
Завдання роботи:
розглянути історичну довідку;
розглянути класифікацію;
подивитися сировинні матеріали;
основні властивості продукції;
розглянути технологічну схему.
1. Історична довідка
Основним видом теплоізоляційних матеріалів в Росії і за кордоном в даний час є мінеральна вата і вироби з неї.
Перше штучне волокно - шлаковата - з'явилося більше 100 років тому, а ужe в 1897 р було виготовлено високоякісне мінеральне волокно з глинистих порід. У промислових масштабах господарство мінеральної вати почалося з 1914 р
У нашій країні промислове виробництво шлаковати отримує розвиток в роки Радянської влади: в 1930 р.- на Білімбаевском металургійному заводі; в 1932 р був пущений шлаковатний рулон стан в Сатке.
У 1933 р введено в дію новий Білімбаевскій шлаковатний завод.
У 1950 р в Радянський Союз вже вироблялося близько 30 тис. М в рік шлаковати і почався випуск мінераловатної килима в рулонах, Надалі намітилася хід до скорочення частки випуску товарної мінеральної вати і збільшення виробництва виробів з неї, яка зберігається і в даний час як в нашій країні, круглим рахунком і за кордоном.
Основними мінераловатними виробами у вітчизняній практиці є мінераловатні плити на синтетичному і бітумному сполучному, прошивні мати, плити з метою будівельної і мoнтaжнoй ізоляції. У 70-ті роки почалося інтенсивне освоєння ефективних мінераловатних виробів, зокрема, жорстких мінераловатних плит марки ПЖ (ГОСТ 9573-82), плит підвищеної жорсткості з орієнтованими волокнами (ламельним плит).
Хоча з давніх-давен мінеральне волокно існувало в природі як продукт вулканічних вивержень, штучним шляхом базальтовий волокнистий продукт був отриманий лише в 1840 р в Англії. Як випливає з матеріалів компанії Rockwool Russia, з 1870 року в США було запущено промислове виробництво базальтового волокна для цілей теплозахисту сталеливарних печей. Промислове виробництво силікатної волокна було організовано в 1938 р на заводі компанії Owens-Corning Fiberglas Corporation, яка проводила досліди з виробництва скловолокна ще в 20-х рр. З 1939 року ця компанія виконувала держзамовлення на утеплення військових судів.
Незважаючи на тривалу історію і присутність серйозних конкурентів на ринку теплоізоляції, мінеральна вата користується популярністю і в наші дні.
. Класифікація
Під мінеральною ватою в широкому сенсі прийнято розуміти будь-волокнистий утеплювач, вироблений на основі мінеральної сировини. Мінеральну вату в залежності від використовуваного для її виробництва сировини поділяють на:
üстекловату, вироблену з суміші піску, соди, вапняку і т.д.
üкаменную вату, для виробництва якої використовуються гірські породи - базальт, габро, порфірит і ін.
üшлаковату, вироблену на основі металургійних шлаків і інших побічних продуктів промисловості.
Також мінеральна вата - це волокнистий безформний матеріал - складається з тонких розплавів склоподібних волокон діаметром 5-15 мкм, одержуваних з розплаву легкоплавких гірських порід (мергелів, доломітів та ін.), Металургійних і паливних шлаків і їх суміші. Розплав зазвичай отримують в вагранці. Волокна утворюються при впливі подається під тиском пари або повітря на безперервно витікає із вагранки струмінь розплаву, або шляхом подачі розплаву на валки або фільтри, або диск центрифуги. Отримане мінеральне волокно збирається в камері волокноосадження на безперервно рухається сітці. У цю камеру вводять органічні і мінеральні речовини, що пов'язують:üмінераловатние тверді плити; üмінераловатние вироби з гофрованої структурою; üмінераловатние напівтверді і м'які плити; üпрошівние мати; üбазальтовое волокно; üнеорганіческіе жорсткі вироби; üтеплоізоляціонние легкі бетони; üвулканітовие вироби; üсовеліт; üтеплоізоляціонние цементні пористі бетони; üячеістое стекло.Каменная вата - саме кам'яну вату, яку в свою чергу в залежності від використовуваного сировини можна розділити на: базальтову вату - тонке (діаметр 3-6 мкм) і супертонке (діаметр до 3 мкм) базальтове волокно без з вязующіх компонентів; габро-базальтову і порфірітових вату (діаметром волокна 4-6 мм) з поліпшують добавками і з різного роду сполучними (формальдегідні смоли, бітумні матеріали, глини і т.д.). Теплоізоляція з супертонкого волокна є одним з кращих ізоляційних матеріалів, що витримує високі температури, що володіє легким вагою і хімічну стійкість, високу вібростійкість (втрата маси при 900 С, частоті в 50 Гц і часу впливу 3 години становить всього 0,35%), високі звукоізоляційні характеристиками (коефіцієнт звукопоглинання 0,95 ... 0,99). При цьому, теплоізоляція з супертонкого волокна має ряд недоліків, що обмежують її широке застосування: висока вартість, жорсткість, в Європі вважається концерогенное. Застосовується в авіабудуванні, атомній енергетиці, хімічній і біологічної промисловості, суднобудуванні, виробництві космічних апаратів, автомобілебудуванні, кріогенної техніки і т.д.Ековата - є відмінним теплоізоляційним і звукопоглащающіе матеріалом, дозволяє створювати суцільний шар утеплення без утворення містків холоду (стики між теплоізоляційними матеріалами , порожнечі та інші місця, з високою теплопровідністю), ековата здатна акумулювати і віддавати природну вологу без втрати ізолюючих властивостей, він а не підтримує горіння, (тліє під дією спрямованого полум'я). У той же час, процес монтажу ековати досить трудомісткий (необхідно ущільнення матеріалу в процесі засипки), а пил утворюється при її засипці - небезпечна для слизової оболонки. Ековата застосовується в якості засипки в важкодоступних ділянках будівлі (міжстінний простір, засипка під поверхню підлоги) .Ячеістое скло - (піноскло, газостекло) являє собою пористий матеріал у вигляді блоків і плит, що складається з спученої скломаси з ув'язненими в ній осередками. Сировиною для виробництва піноскла є ті ж вихідні матеріали, що і для виробництва інших видів скла: кварцовий пісок, вапняк, доломіт, сода, сульфат.Пеностекло володіє комплексом цінних властивостей, що вигідно відрізняють його від багатьох інших теплоізоляційних матеріалів, таких як висока міцність, водостійкість , негорючість, високе звукопоглинання, здатність легко оброблятися ріжучим інструментом, можливість отримання матеріалів з різної окраской.Порістость піноскла для різних його видів його коливається від 80 до 95%. Розміри окремих пір в піноскла заводського виготовлення коливаються від 0,1 до 2-3 мм., Щільність знаходиться в межах від 100 до 700 кг / м3. Коефіцієнт теплопровідності піноскла 0,05-0,09 Вт / м˚C.Отлічітельним властивістю піноскла від інших видів теплоізоляційних матеріалів є висока міцність при однакових значеннях об'ємної ваги в порівнянні з іншими ніздрюватими матеріалами (знаходиться в межах від 0,5 до 5 МПа в залежно від щільності) .Але докладніше розглянемо про скляну вату та вироби з нее.Стекловата за своїми характеристиками дуже схожа з кам'яної ватою, але п ​​орядом властивостей у них є деякі відмінності, які обумовлені різницею в довжині волокон (у скл овата волокна довші в два-три рази), що забезпечує виробам з скловати велику пружність, м'якість і еластичність. Але в той же час, завдяки горизонтальній орієнтації волокон, скловата має меншу твердість і міцністю на сжатіе.Стеклянная вата являє собою волокнистий матеріал, що складається з тонких і гнучких скляних ниток, одержуваних з розплавленої скломаси. Для виготовлення вати використовують скляний бій або сировину, що служить для виробництва скла, - кварцовий пісок, вапняк, кальциновану соду і сульфат натрію. Скляна вата має волокна, значно довші, ніж мінеральна вата, відрізняється від неї більшою хімічною стійкістю; теплопровідність її [не вище 0,052 Вт / т (м · С) при температурі +25 С] практично така ж, як і мінеральної вати. Скляна вата не горить, не тліє, не гниє незалежно від умов експлуатації. Об'ємна маса в пухкому стані не повинна бути більше 130 кг / м3. Структура вати повинна бути пухкої - кількість пасом, що складаються з паралельних, щільно розташованих волокон, - не більше 20% по массе.Вату виготовляють трьома способами - фільєрним, дутьевим і штабіковим. Першим спосіб отримання волокна полягає в тому, що з розплаву скла через невеликі отвори витягають тонкі нитки. Дутьевой спосіб дає більш товсте волокно невеликої довжини. Його отримують розпиленням скляного розплаву струменемпара або гарячого газу високого тиску (0,6 1 МПа). Отримання скловолокна в основних рисах аналогічно процесу волокноутворення в виробництві мінеральної вати. Штабіковий спосіб отримання скловолокна полягає в тому, що скляні палички підігрівають до розплавлення пальниками, причому крапля скла, падаючи вниз, тягне за собою тонкі скляні волокна, які намотують на обертовий барабан.Наіболее перспективним способом отримання скляного волокна для теплоізоляції є дутьевой - досить дешевий і високопродуктивний. Готову скляну вату упаковують в тришарові паперові мішки, а також бавовняну тканину або рогожу.Хранят скляну вату та вироби з неї в критих сухих приміщеннях, транспортують в критих вагонах або автомашінах.Для теплоізоляції скляну вату застосовують головним чином у вигляді матів, смуг, плит, шкаралуп і інших ізделій.Ізделія зі скляного волокна.Теплоізоляціонние вироби цієї групи досить численні. Їх застосовують при температурах ізольованих поверхонь від -60 С до +180 С, для ізоляції конструкцій житлових і виробничих зданій.Ізготавлівают мати і плити зі скляної вати із середнім діаметром волокна 10, 11 і 13 мкм. Включення неволокнистих скла не повинні перевищувати 5% по масі. Виробництво матів і плит складається з наступних основних етапів: змішування скляного волокна зі сполучною; формування килима потрібних розмірів; теплова обробка кування; розкрій килима і рулонування матів; сортування та пакування. Мати і плити упаковують в жорстку тару або пакети з водонепроникної паперу. Мати, що випускаються в рулонах, упаковують в міцну папір і зав'язують. Мати і плити, упаковують в м'яку тару, укладають в штабелі висотою не більше 1,5 м, щоб уникнути деформації. Зберігають і транспортують вироби в умовах, що не допускають зволоження і поврежденія.3. Сировинні матеріали Мінеральна вата може бути кам'яною або шлакової, в залежності від типу використовуваного сировини - гірських порід габро-базальтової групи або доменних, ваграночних і мартенівських шлаків, а також шлаків кольорової металургії. Крім неорганічної частини вихідна сировина містить від 2 до 4,5% органічних складових - синтетичну смолу, гідрофобізатор, обеспиліватель.Шлаковая вата не довговічна при підвищеній вологості, сильно підвищених або знижених температурах. В даний час її ще використовують тільки в дачному будівництві або при зведенні тимчасових споруд. Тому далі ми будемо говорити, насамперед, саме про кам'яної вати, що застосовується в будівництві «на десятиліття» .Мінеральная вата являє собою дуже тонкі волокна, тісно переплетені між собою. Між волокнами утримується повітря, завдяки чому теплопровідність мінеральної вати близька до кращим теплоізолятором на світлі - повітрю в нерухомому состояніі.Для отримання мінеральних волокон спочатку отримують розплав, як правило, в ванних печах або шахтних плавильних печах - вагранках. В'язкість розплаву і температура його отримання безпосередньо визначають якість вати і її вартість. Потім з цього розплаву дутьевим, відцентровим або відцентрово фільерно-дутьевим способами витягують тонкі волокна діаметром до 8 мкм і довжиною від 2 до 10 мм. У процесі освіти волокон до них додають сполучний неорганічний компонент і водовідштовхувальні склади. У спеціальних камерах волокноосадження волокна охолоджуються і спресовуються в полотна. Найбільш тонкі волокна при майже повній відсутності неволокнистих включень отримують при центробежно фільерно-дутьевим способі - вата з них за якістю вважається найкращою. В цілому ж зміст неволокнистих включень (часток розміром більше 0,25 мм) в залежності від марки вати має бути не більше 12-25%. . Основні технологічні процеси і обладнання Рис. 1 Схема виробництва мінеральної вати з вогненно-рідких шлаків. 1 бункер для піску; 2 - живильник; 3 - похилий шнек; 4 тарільчасте живильник; 5 - сушильний барабан; 6 - конвеєр; 7 - тельфер; 8- шнек-живильник; 9 - копер для пробивання шлакової кірки; 10 - шлаковий ківш; 11 - жолоб для зливу шлаку в піч-шлакопріемнік; 12 - піч-шлакопріемнік; 13 - піч-живильник; 14- камера волокноосадження; 15- димосос з системою очищення повітря від пилу. . Основні властивості продукції Розглянемо відмінні риси мінеральної вати, що визначають область її застосування: Теплоізоляційні властивості мінеральної вати забезпечуються великою кількістю практично нерухомого повітря між численними мінеральними волокнами дуже маленького діаметру. При заданій щільності найбільш ефективним утеплювачем є вата з хаотично розташованими і безладно орієнтованими волокнами. Чим нижче коефіцієнт теплопровідності λ, тим вище опір теплопередачі - тим менша товщина утеплювача необходіма.Так як вихідною сировиною для отримання мінеральної вати служать тугоплавкі матеріали габро-базальтової групи, одним з найважливіших її властивостей є вогнестійкість. Мінеральна вата відноситься до класу негорючих матеріалов, температура спікання волокон становить близько 1000 ° С, а рекомендована температура застосування варіює від -180 до +400 ºС у плит і до +700 ºС у матів, правда, за умови відсутності механічних впливів, здатних змінити форму виробу, так як сполучний компонент зруйнується вже при +250 ºС. Проте навіть при повному руйнуванні сполучного компонента неушкоджені і пов'язані між собою волокна ефективно перешкоджають поширенню полум'я і можуть застосовуватися для протипожежного захисту металевих конструкцій і теплоізоляції виробничих печей.Благодаря волокнистої структурі мінеральна вата добре підсилює загасання звукових хвиль і забезпечує звукоізоляцію в приміщенні, поглинаючи шум в широкому діапазоні частот (тому її так люблять використовувати для перегородок), а також завдяки високій пружності і ж ткості захищає від ударного шуму (при застосуванні для підлог) .Як відомо, волога може серйозно порушити теплоізоляцію. Мінеральна вата негігроскопічна, при нормальних умовах експлуатації вміст вологи у виробах з неї всього 0,5% за обсягом. Проте зазвичай їх ще додатково просочують водовідштовхувальними кремнийорганическими сполуками або спеціальними маслами. Гідрофобізованим виробам з мінеральної вати будуть не страшні ні зберігання на відкритій будівельному майданчику, ні монтаж в умовах підвищеної вологості (волога буде стікати з утеплювача, зберігаючи його властивості), ні морозні зими, при яких волога всередині утеплювача може замерзнути, розширитися і пошкодити його структуру . Крім того, мінеральна вата володіє високою паропроникністю - волога з повітря не буде конденсуватися серед волокон, послаблюючи теплоізоляцію.Мінеральная вата є хімічно пасивним середовищем - вона не викличе корозію контактуючих з нею металів, що не буде гнити, залишиться байдужою до впливу масел, розчинників і ультрафіолету вироби з мінеральної вати екологічно безпечні, під впливом вогню не димлять і не виділяють токсичні гази.Ізделія з мінеральної вати забезпечують високу опірність до механічно м впливів, пружність, міцність на стиск або розрив. Хаотично розташовані під різними кутами волокна протистоять механічній деформації і дають дуже малу усадку з часом. Це гарантує відсутність містків холоду, які в іншому випадку виникли б на стиках ізоляційних плит. Однак чим вище в мінеральній ваті вертикально орієнтованих волокон, тим більше міцність на стиск вона демонструє і тим більше низької щільності мінеральну плиту можна застосовувати. Незважаючи на таку стійкість до деформацій утеплювачі з мінеральної вати легко монтуються: м'які плити ріжуться ножем, а більш жорсткі - ножовкой.Ізделія з мінеральної вати довговічні, термін їх експлуатації перевищує 50 років, забезпечуючи промислового обладнання і трубопроводів безпроблемну експлуатацію, а домівках тепло і затишок . . Техніко-економічні показники Вата мінеральна призначена для виготовлення теплоізоляційних і звукоізоляційних виробів, а також в якості теплоізоляційного матеріалу в будівництві та промисловості для ізоляції поверхонь з температурою до + 700 ° C. Необхідно пам'ятати, що у виробах з мінеральної (кам'яної) вати на синтетичному сполучному (фенолформальдегідні смоли) при температурі близько 300-350 ° С починається процес деструкції сполучної, що призводить до неможливості її використання при вібраційних навантаженнях, тому що вона буде розсипатися на волокна без связующего.Прімененіе: üв якості ненагруженной ізоляції горизонтальних, вертикальних і похилих будівельних конструкцій всіх типів зданій.üВ системах зовнішнього утеплення штукатурного тіпа.üВ якості теплоізоляційного шару в навісних вентильованих фасадах.üВ системах з утеплювачем із внутрішньої сторони огороджувальної конструкціі.üВ системах з утеплювачем усередині захисної конструкції (тришарові бетонні або залізобетонні панелі, тришарові сендвіч-панелі з металевими про івкамі, шарувата кладка) .üВ якості теплової ізоляції промислового обладнання, резервуарів і трубопроводів теплових мереж, магістральних нафто- і газопроводів, технологічних трубопроводів електростанцій, металургійних, нафтохімічних і ін. промислових предпріятій.üВ якості нижнього теплозвукоізоляційного шару в багатошарових покриттях плоских покрівель, в тому числі при укладанні на поверхню без пристрою цементної стяжкі.üВ якості теплозвукоізоляційного шару в покриттях плоских покрівель, в тому числі при укладанні на по поверхню без пристрою цементної стяжкі.üВ як верхній шар теплозвукоізоляційного шару в багатошарових покриттях плоских покрівель, в тому числі при укладанні на поверхню без пристрою цементної стяжкі.В даний момент плити випускаються або по ГОСТ 9573-96, або за технічними умовами проізводітеля.Основние властивості мінеральної вати і техніко-економічні показники її отримання різними способами: Таблиця 1ПоказательСпособ волокнообразованіядутьевой горізонтальнийцентробежно-Дуттьовийойцентробежно-валковийвертікально-фільерно-дутьевойСредняя щільність, кг / м311598-10035-8772-75Средній діаметр волокна, мкм6,26,8-8,06,5-7,05,8-7,8Коеффіціент теплопровідності [Вт / (м К) ] при температурі, ° С: 250,0430,0440,0430,035100-0,0570,0560,063Содержаніе неволокнистих включень ( "корольків"),% 15,317-1912,9-14,01,5-2,2Влажность,% по массе0,70,70,51,0Затрати на отримання 1 т вати: пар, т1,0-1,21,2-1,6-4,0електроенергія, кВт ч-2-413-23-Втрати розплаву при волокноутворення, % по массе19,723,027,0нетПроізводітельность, т / ч0,6-0,92,0-2,51,5-2,50,6Сирая вата рідко використовується в якості теплоізоляційного матеріалу по пр чинам низькою транспортабельности, неможливості механізованого укладання в конструкції і зниження теплозахисних властивостей в процесі експлуатації. Перераховані недоліки пухкої вати в значній мірі усуваються при виготовленні з неї виробів. Висновок Мінеральна вата волокнистий теплоізоляційний матеріал, одержуваний із силікатних розплавів. Сировиною для її виробництва служать гірські породи (вапняки, мергелі, діорити і ін.), Відходи металургійної промисловості (доменні і паливні шлаки) і промисловості будівельних матеріалів (бій глиняного і силікатної цегли) .Проізводство мінеральної вати складається з двох основних технологічних процесів: отримання силікатного розплаву і перетворення цього розплаву в найтонші волокна. Силікатний розплав утворюється в вагранках шахтних плавильних печах, в які завантажують мінеральну сировину і паливо (кокс). Розплав з температурою 1300-1400 ° С безперервно випускають з нижньої частини печі.Существует два способи перетворення розплаву в мінеральне волокно: дутьевой і відцентровий. Сутність дутьевого способу полягає в тому, що на струмінь рідкого розплаву, що випливає з льотки вагранки, впливає струмінь водяної пари або стисненого газу. Відцентровий спосіб заснований на використанні відцентрової сили для перетворення струменя розплаву в найтонші мінеральні волокна товщиною 2-7 мкм і довжиною 2-40 мм. Отримані волокна осідають в камері волокна осадження на рухому стрічку транспортера. Мінеральна вата це пухкий матеріал, що складається з найтонших переплетених мінеральних волокон і невеликої кількості склоподібних включень (кульок, циліндриків і ін.), Так званих корольков.Чем менше в ваті корольків, тим вище її качество.Мінеральная вата тендітна, і при її укладанні утворюється багато пилу, тому вату гранулюють тобто про перетворюють на пухкі грудочки - гранули. Їх використовують в якості теплоізоляційної засипки пустотілих стін і перекриттів. Сама мінеральна вата є як би напівфабрикатом, з якого виконують різноманітні теплоізоляційні мінераловатні вироби: повсть, мати, напівтверді і жорсткі плити, шкаралупи, сегменти і др.Стеклянная вата і вироби з неї. Скляна вата матеріал, що складається з безладно розташованих скляних волокон, отриманих з розплавленого сировини. Сировиною для виробництва скловати служить сировинна шахта для варіння скла (кварцовий пісок, кальцинована сода і сульфат натрію) або скляний бій. Виробництво скляної вати та виробів з неї складається з наступних технологічних процесів: варіння скломаси в ванних печах при 1300-1400 ° С, виготовлення скловолокна і формування ізделій.Стекловолокно з розплавленої маси отримують способами витягування або дутьевим. Скловолокно витягають штабіковим (підігрівом скляних паличок до розплавлення з подальшим їх витягуванням в скловолокно, намотує на обертові барабани) і фільєрним (витягуванням волокон з розплавленої скломаси через невеликі отвори-фільтри з подальшою намотуванням волокон на обертові барабани) способами. При дуттьовому способі розплавлена ​​стекломасса розпорошується під дією струменя стиснутого повітря або пара.В залежності від призначення виробляють текстильне і теплоізоляційне (штапельне) скловолокно. Середній діаметр текстильних волокон 3-7 мкм, а теплоізоляційного 10-30 мкм.Стеклянное волокно значно більшої довжини, ніж волокна мінеральної вати і відрізняється великими хімічну стійкість і міцність. Щільність скляної вати 75-125 кг / м3, теплопровідність 0,04-0,052 Вт / (м / ° С), гранична температура застосування скляної вати 450 ° С. Зі скловолокна виконують мати, плити, смуги та інші вироби, в тому числі ткані..