СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ШИХТЫ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА МИНЕРАЛЬНОГО ВОЛОКНА
METHOD OF PREPARING MIXTURE FOR PRODUCING MINERAL FIBRE

Изобретение относится к производству теплоизоляционных материалов и может быть использовано в промышленности строительных материалов.
Известен способ приготовления шихты для расплава в вагранке с целью получения минерального волокна (М.Ф.Сухарев. Производство теплоизоляционных материалов и изделий. М.: Высшая школа, 1973, с.42). По этому способу расплав получают из шихты, компоненты, которой подвергаются предварительной сортировке на фракции. Куски сырья и кокса фракции 40-100 мм подаются в вагранку для получения расплава и дальнейшей переработки в волокно. Фракция сырья и кокса менее 40 мм в производстве не используется и идет в отходы. При переработке расплава в волокно (ваграночный процесс) образуются отходы корольки, волокна ваты и неволокнистые включения. Корольки - стекловидные частицы размером 1-7 мм, образуются в момент волокнообразования на центрифуге - охлажденные капельки расплава. Отходы ваграночного процесса в производстве не используются.
Недостатком этого способа является образование отходов сырья и кокса фракции менее 40 мм, а также невозможность использовать отходы ваграночного процесса -волокна ваты, корольки и неволокнистые включения, которые не используются без их дополнительной переработки для повторного расплава и получения из него минераловатного волокна.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому решению (прототипом) является патент RU 2234473 C1, Кл. C03C 6/10, опубл. 20.08.2004. Шихта для производства минеральной ваты. Состав шихты, мас.%: отходы минераловатного производства с размером частиц менее 7 мм 75-86; угольная пыль - отход коксохимического производства с размером частиц 0,071 мм 10-19; жидкое стекло 4-6; ЛСТ или ПВС 0,5-1,0 мас.% от массы отхода минераловатного производства. Процесс приготовления состава шихты включает этапы: дозирование, предварительную подготовку компонентов шихты, смешение и формование шихты в брикеты.
Недостатками этого способа являются:
- использование отходов ваграночного процесса натуральных размеров без дополнительной переработки;
- неиспользование отходов ваграночного процесса, превышающих размер более 7 мм;
- неиспользование отходов основной шихты - отсев фракции менее 40 мм;
- использование отходов других производств, стоимость которых значительно превышает стоимость основных компонентов исходной шихты;
- сложность предварительной подготовки компонентов шихты;
- низкая механическая прочность получаемых брикетов.
Целью изобретения является расширение сырьевой базы, снижение материалоемкости шихты и трудоемкости ее приготовления, повышение прочности получаемых брикетов.
Поставленная цель достигается тем, что в способе приготовления шихты для производства минерального волокна, включающем дозирование отходов, согласно рецепту предварительную подготовку компонентов шихты, смешение отходов минераловатного производства со связующим и другими веществами, формование шихты в брикеты, согласно изобретению отходы минераловатного производства измельчают до получения частиц крупностью 8-50 мкм, смешивают с необработанными отходами и со связующим в соотношении на 100 мас.ч. измельченных и необработанных отходов 5-10 мас.ч. связующего в жидком состоянии, например жидкого стекла, увлажненную смесь перемешивают, после формования проводят тепловую обработку при температуре 120-200°С.
С целью снижения трудоемкости при подготовке шихты необработанные отходы смешивают с измельченной фракцией в количестве 20-50%. Указанное соотношение необработанных и измельченных отходов объясняется тем, что измельченная фракция способствует получению более плотных брикетов за счет заполнения межзерновых пустот, обеспечивая тем самым повышение их прочности. Наличие измельченной фракции увеличивает площадь контакта между зернами, при этом увеличивается интенсивность протекания химических твердофазовых реакций между тонкомолотой фракцией и жидким стеклом, тем самым снижается температура плавления шихты, повышается производительность вагранки.
С целью повышения термической прочности брикетов производят повторный нагрев до 600-700°С.
Сущность предлагаемого способа поясняется чертежом, где схематично показан процесс приготовления шихты для производства минерального волокна.
Способ осуществляется следующим образом.
Пример 1 выполнения способа.
Отходы переработки расплава в минеральное волокно - вата, корольки, неволокнистые включения и волокна ваты - отводятся скребковый транспортером 1 от центрифуги или со склада отходов (не показаны) в накопительный бункер 2. Из накопительного бункера отходы подаются питателем 3 в объемный дозатор необработанных отходов 5 и в вибрационную дробилку 4 и в дозатор измельченных отходов 5. В зависимости от принятого технологического процесса материалы дозируются объемными дозаторами 5 и подаются в смеситель 6, также в смеситель подается связующее из дозатора 5. Полученная смесь формуется в форме 7, уплотняется на вибростенде 8. Формы с уплотненной смесью устанавливаются в камеру 9 для проведения тепловой обработки. Формы с затвердевшими брикетами распалубливаются на посту 10. Брикеты складируются в контейнер 11и подаются в вагранку (не показано) для получения расплава и минерального волокна или на склад 12.
Пример 2 выполнения способа (не показан).
Процесс использования отходов сырья и ваграночного процесса, при котором подготовленные к использованию компоненты шихты, высушенные и измельченные, при необходимости, подаются в накопительные бункера. Из накопительных бункеров, каждая фракция отходов, в том числе и отходы в виде ваты, выдаются дозаторами на общий транспортер, который подает смесь в бункер с устройством для предварительного перемешивания отходов, полученная смесь компонентов шихты подается транспортером в объемный дозатор и далее в смеситель, в который также подается связующее.
Готовая смесь подается в вибропресс. Отформованные брикеты выпрессовываются из вибропресса на поддоны. Поддоны с отформованными брикетами подаются в камеру для тепловой обработки. После тепловой обработки брикеты складируются в контейнер и подаются в вагранку для получения расплава и минерального волокна или на склад сырья.
Шихта, полученная по этому способу, обладает рядом положительных свойств. Имея однородный фракционный состав 100% отходов собственного производства, прошедших стадию нагрева - плавления, способствует ритмичной работе вагранки, повышается ее производительность. Шихта, полученная из расплавленного однородного материала, имеет пониженную температуру плавления относительно основного состава, не требует дополнительных затрат энергии для ее гомогенизации, содержит измельченную фракцию, имеет плотную упаковку и необходимую прочность. При этом способе полностью утилизируются все отходы минераловатного производства, в том числе отходы сырьевых материалов фракции менее 40 мм, без применения дополнительных сырьевых материалов других производств.
Примеры реализации способа и составы шихты представлены в таблице.
Содержание компонентов шихты, масс.%, и показатели качества
Обозначение состава шихты
предлагаемый способ
прототип
1
2
3
Отходы минераловатного производства
корольки и неволокнистые включения (без измельчения), фр. 1-5 мм
-
66,5
47,5
75
корольки, неволокнистые
90
28,5
47,5
-
включения, минеральная вата
(после измельчения), фр. 8-50 мкм
угольная пыль
-
-
-
19
жидкое стекло
-
-
5
-
ССБ
10
5
-
-
Влажность смеси, %
8-15
8-15
-
6
Способ формования
прессование
прессование
прессование
прессование
Прочность брикетов после
тепловой обработки, кг/см<sup>2</sup>
При 120°С
4,2
При 200°С
128
108,4
90,5
При 700°С
-
31,6
127,2
-
Полученные брикеты шихты имеют однородную структуру, состоят на 100% из отходов собственного производства, не требуют затраты энергии на гомогенизацию, имеют оптимальный фракционный состав шихты, необходимый для расплава в вагранке, имеют достаточную термическую прочность, что повышает производительность вагранки, позволяют снизить выбросы пыли при расплаве шихты.
При этом отпадает необходимость применять дополнительные сырьевые материалы, снижаются трудозатраты по их переработке.
Предлагаемый способ обеспечивает создание условий для безотходного минераловатного производства.