СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА МИНЕРАЛОВАТНЫХ ИЗДЕЛИЙ
METHOD OF PRODUCING MINERAL WOOL PRODUCTS

Изобретение относится к производству минераловатных изделий, преимущественно полос и плит.
Известен способ производства минераловатных изделий [Гурьев В.В., Жолудов В.С., Петров-Денисов В.Г. Тепловая изоляция в промышленности. Теория и расчет. М.: Стройиздат, 2003, с.115]. При данном способе получение минераловатных изделий осуществляется путем получения первичного ковра из минеральных волокон со связующим, расположенных преимущественно в горизонтальном положении, его перемещения вдоль направления волокон, поперечной раскладки с получением многослойного ковра и перемещения многослойного ковра в направлении, перпендикулярном направлению перемещения первичного ковра.
Недостатком такого способа является невозможность получения минераловатных изделий с равномерной их плотностью по длине и ширине, с требуемой структурой из-за отсутствия условий, обеспечивающих равномерную раскладку первичного ковра по длине и ширине многослойного ковра с требуемым числом слоев и положением волокон. Это снижает качество получаемых минераловатных изделий и ограничивает технологические возможности по их сортаменту.
Таким образом, основными недостатками данного способа являются низкое качество получаемых минераловатных изделий и ограниченные технологические возможности по их сортаменту.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является способ производства минераловатных изделий [Патент РФ №2152489, МПК В28В 1/52, Е04В 1/78, В65В 27/12, D04M 1/70, Е04С 2/16. «Способ изготовления отвержденного нетканого полотна из минераловатного волокна и устройство для его осуществления», опубл. 10.07.2000 г.].
В данном способе производство минераловатных изделий, преимущественно плит и полос, осуществляют путем получения первичного ковра преимущественно с горизонтальным положением волокон со связующим, его перемещения вдоль волокон и зигзагообразной раскладки первичного ковра с получением многослойного ковра при направлении его перемещения под прямым углом к направлению перемещения первичного ковра с ориентацией волокон под острым углом к направлению перемещения многослойного ковра.
Недостатком этого способа являются ограниченные технологические возможности по марочному и размерному сортаменту получаемых минераловатных изделий. Это связано с отсутствием в данном способе технологических условий, обеспечивающих получение из первичного ковра заданной толщины и ширины многослойного ковра разной требуемой толщины и ширины с требуемой ориентацией волокон при равномерном их распределении по длине и ширине многослойного ковра.
Таким образом, основными недостатками данного способа являются ограниченные технологические возможности по получению качественных минераловатных изделий широкого марочного и размерного сортамента.
Задачей изобретения является расширение технологических возможностей получения качественных минераловатных изделий широкого марочного и размерного сортамента.
1
2
1
2
2
1
1
2
1
2
Поставленная задача достигается тем, что в заявляемом способе производства минераловатных изделий, преимущественно полос и плит, включающем получение первичного ковра преимущественно с горизонтальным положением волокон со связующим, его перемещение вдоль направления волокон, зигзагообразную раскладку первичного ковра с получением многослойного ковра при направлении его перемещения под прямым углом к направлению перемещения первичного ковра с ориентацией волокон под острым углом к направлению перемещения многослойного ковра, согласно изобретению, количество слоев в многослойном ковре выполняют четным, соотношение между шириной первичного и многослойного ковров устанавливают в соответствии с зависимостью b/b=n×cosα, при этом скорости перемещения первичного и многослойного ковров устанавливают по соотношению V/V=n×b/b где b и b - соответственно ширина первичного и многослойного ковров; V и V - соответственно скорости перемещения первичного и многослойного ковров; n - количество слоев; α - угол наклона волокон к направлению перемещения многослойного ковра.
Необходимость выполнения этих технологических режимов и операций для реализации поставленных задач объясняется следующим. Наличие четного числа слоев первичного ковра в многослойном ковре является необходимым условием, обеспечивающим равномерное распределение волокон как в многослойном ковре, так и в готовом минераловатном изделии. При заданном числе слоев первичного ковра, определяющем толщину многослойного ковра, необходимую для получения минераловатного изделия заданной толщины и плотности, и требуемой ориентации волокон для получения соответствующей структуры минераловатных изделий, характеризуемой острым углом α к направлению перемещения многослойного ковра, однозначно определяется соотношение между шириной первичного и многослойного ковров. Достаточным условием реализации заявляемого способа является выполнение указанного скоростного режима перемещения первичного и многослойного ковров, при выполнении которого из первичного ковра заданной ширины будет получен многослойный ковер с требуемым числом слоев при заданной ориентации волокон и проектной шириной, из которого при дальнейшей продольной и поперечной деформации будет получено минераловатное изделие с равномерной требуемой плотностью и структурой. Структура изделия определяется углом α и величиной продольной деформации многослойного ковра. Уменьшение угла α и увеличение продольной деформации многослойного ковра способствует изгибу волокон и получению так называемой «меандровой» структуры, повышающей прочность минераловатного изделия на сжатие по высоте.
Следовательно, применение предложенного способа обеспечивает получение минераловатных изделий разной требуемой ширины и высоты, с равномерной заданной плотностью по их длине и по ширине и варьируемой ориентацией волокон. Равномерная заданная плотность минераловатного изделия обеспечивает одинаковые их прочностные характеристики по длине и ширине. Варьируемая заданная ориентация волокон позволяет получать требуемую структуру минераловатного изделия и повышать его прочностные характеристики.
Таким образом, предложенный способ существенно расширяет технологические возможности получения качественных минераловатных изделий широкого марочного и размерного сортамента.
Предложенный способ производства многослойных минераловатных изделий проиллюстрирован на чертеже, на котором показан фрагмент технологической линии, характеризующей его особенности.
Рассмотрим технологию получения минераловатных изделий с применением предлагаемого способа.
1
1
2
2
Первичный ковер 1 шириной b с волокнами, расположенными преимущественно горизонтально вдоль данного ковра, со связующим из камеры волокноосаждения (не показано) поступает на транспортер 2, который перемещает первичный ковер 1 вдоль направления волокон со скоростью V и передает его к маятниковому устройству 3. За счет качания последнего первичный ковер 1 раскладывается зигзагообразно на транспортере 4, образуя многослойный ковер 5, перемещающийся со скоростью V перпендикулярно направлению перемещения транспортера 3. Благодаря заданным технологическим условиям: режиму качания маятникового устройства 3, скоростным режимам транспортеров 2 и 4 многослойный ковер 5 имеет проектную ширину b, требуемое число слоев n и заданный угол α наклона волокон к направлению перемещения многослойного ковра.
2
Далее многослойный ковер 5 перемещается со скоростью V к гофрировщику (не показано), где он деформируется путем сжатия по высоте и длине, а затем передается в камеру тепловой обработки (не показано) для полимеризации связующего. После выхода из камеры тепловой обработки минераловатное изделие в виде полосы режется по ширине и длине на плиты (не показано).
2
2
1
1
1
1
2
1
2
1
2
1
1
2
3
3
Рассмотрим на конкретном примере один из вариантов определения параметров технологии с применением предложенного способа. Готовое минераловатное изделие имеет плотность g=90 кг/м, высоту h=50 мм, структуру, при которой коэффициент гофрирования равен 1,5 и волокна наклонены к направлению перемещения мпогослойного ковра под углом α=45 град. Примем плотность первичного и многослойного ковров g=15 кг/м, высоту, ширину и скорость перемещения первичного ковра равными, соответственно, h=50 мм, b=3000 мм и V=50 м/мин, которые определяются производительностью плавильного агрегата и устройства волокнообразования. Число слоев мнослойного ковра равно n=g/(g× 1,5)=90/(15×1,5)=4. Тогда, следуя рекомендациям предложенного способа, ширина многослойного ковра после зигзагообразной раскладки первичного ковра равна b=b/(n×cosα)=3000/(4×0,707)=1060 мм, а скорость транспортера 2 должна быть установлена равной V=V×b/(b×n)=50×3000/(1060×4)=35,4 м/мин.
Таким образом, использование предложенного способа позволяет при заданных требуемых параметрах минераловатного изделия (плотность, ориентация волокон, соотношение между продольной и поперечной деформацией) однозначно определять параметры технологии, обеспечивающие получение качественных минераловатных изделий широкого марочного и размерного сортамента.