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                          巖棉生產技術


                            巖棉(rock wool),即外墻外保溫材料的一種。屬于無機材料,采用玄武巖、輝長巖、白云石、鐵礦石、鋁礬土等為主要原材料,經高溫熔融后,由高速離心設備制成的人造無機纖維,具有優良的保溫隔熱和防火功能。
                            絕熱性能
                            絕熱性能好是巖棉制品的基本特性,在常溫條件下(25℃左右)它們的熱導率通常在0.03~0.047W/(m.K)之間。
                            燃燒性能  
                            巖棉的燃燒性能取決于其中可燃性粘接劑的多少。巖棉本身屬無機質硅酸鹽纖維,不可燃,在加工成制品的過程中,有時要加入有機粘結劑或添加物,這些對制品的燃燒性能會產生一定的影響。
                            隔音性能
                            巖棉制品具有優良的隔音和吸聲性能,其吸聲機理是這種制品具有多孔性結構,當聲波通過時,由于流阻的作用產生磨擦,使聲能的一部分為纖維所吸收,阻礙了聲波的傳遞。
                            一、生產方法
                            巖棉始于1978年從瑞典容格公司引進,是七十年代末八十年代初的高端科技水平,至今已經有三十多個年頭,這三十年來不斷的進化,從各國引進高端的設備、技術所生產的產品質量、產量設計都達到了使用要求。
                            國外幾家巖棉公司在激烈的市場競爭中不斷進行探索,在原有沖天爐熔化,多輥離心法成纖的基礎上于上世紀八十年代末發展起來新的巖棉生產技術——擺錘技術,這是巖棉技術發展的又一次飛躍,代表了當今巖棉生產技術的最高水平。該技術在礦棉生產中對多輥離心法成纖技術進行革新,增加纖維成型的牽伸作用并減少產生渣球的可能性,提高對渣球的分離能力;對噴吹粘結劑技術進行技術革新,使其在纖維中分布更為均化;對集棉鋪氈技術進行革新,使纖維在棉氈中的分布更趨合理。芬蘭Parket公司、瑞典Rockwool AB公司及南斯拉夫Termo公司先后采用了擺錘技術,已將歐洲原有的十九條普通法巖棉生產線都改造為擺錘法生產線。采用擺錘技術后,能生產出纖維長、渣球少、高彈性、低密度、高強度的巖棉制品,產品迅速取代原有礦棉和部分玻璃棉產品市場。
                          為了提高熔化工藝設備的溫度,國外普遍采用純氧鼓吹或者高速高壓空氣鼓風的技術,經過不斷的改進,熔體的最高溫度可達到1500度,甚至還能再提高。風的速度相當于離心機的3倍以上,能夠讓纖維加長,從而也可提高巖棉制品的質量。
                            二、生產線建設
                           ?、?工業配置,建設場地,投資金額方面
                            巖棉生產線宜建在氣候條件適宜,遠離市中心,交通便利,原料易得,供水、供電和其它工業配套設施均有保障的地方。生產線建設期約為一年半,年總生產能力為10萬噸的生產線占地約10000m2。
                            巖棉生產所需的主要原、燃料有:高爐礦渣、玄武巖、白云石、焦炭、0號柴油、酚醛樹脂合成料等。
                          在生產設備投資上,以2.5萬噸/年的單線為例,國內設備約需3000萬,國外設備約8000萬。不同生產線每小時成品巖棉產量3-5噸不等。
                           ?、?主要設備
                            原材料處理和裝填系統:主要包括原料輸送帶,接收倉,當日接收倉,振動器,和稱重計量器。生產時,原材料先被裝到接收倉,通過接收倉上的振動器輸送到輸送帶上,然后由分配輸送帶分別輸送到4個當日存儲倉里。分別由稱重設備根據預先設置的配方劑量自動將不同的原料稱重并配比,然后通過裝填輸送帶將配比好的原材料裝填到沖天爐里。
                            沖天爐:礦石的熔化是在沖天爐里實現的。沖天爐體的上部是自動裝填裝置和防止煙氣逸出的液壓控制爐蓋,中部是放射性料位計,下部是采用強制水冷設計的熔化區和液壓控制的放鐵口。
                            沖天爐的助燃風溫度可達650度,并可選用富氧加強燃燒來促進礦石的熔化。先進的設計可讓沖天爐連續生產2周才停1天爐,每次停爐后從點火到出熔巖只需19分鐘。
                            離心機:作用是將熔巖轉化成巖棉纖維,同時離心機也負責向巖棉纖維里均勻地加入粘合劑和防塵油。
                            鼓式集棉機:鼓式集棉機是目前最先進的集棉和鋪棉形式,它的作用是將由離心機出來的巖棉纖維與渣球分離開,并將用負壓將巖棉纖維和少部分的渣球吸附到轉鼓的表面并鋪成均勻的一次巖棉薄氈后輸送到擺錘鋪棉成型系統。
                            鋪棉擺錘和成型機:由鼓式集棉機出來的一次巖棉薄氈會被輸送帶送到鋪棉擺錘,通過調節鋪棉擺錘的速度,一次巖棉薄氈會被均勻地而又互相重疊地在成型機上鋪上幾層,形成較厚的巖棉氈。成型機上裝有稱重裝置,稱重裝置可根據預先設定的重量值來調節成型機的輸送帶的速度。這樣,不同密度的巖棉規格就可以通過成型機速度的變化而生產出來。
                            打褶機:打褶機的作用是通過改變巖棉纖維在巖棉氈里的排列方向來增加成品的抗壓和抗撕裂能力。打褶機包括可調節高度的預壓系統,變速的縱向壓縮系統和變速輸送帶組成。
                            固化爐:作用是通過將樹脂加熱固化而達到將被壓縮的巖棉氈固化成巖棉板。固化爐主要包括:固化爐加熱系統,固化爐尾氣焚燒系統,熱回收系統,可打開方便維修的爐體,可調節間隙的上下輸送帶,上下輸送帶的清潔裝置和上下輸送帶的變速系統。
                            切割成型系統:在切割成型系統,大塊連續的巖棉板會被裁邊,然后根據需要成品尺寸的長度和寬度進行切割。裁下來的廢邊會被采用負壓抽送系統回收到廢料倉,以便粉碎后循環利用。切割成型系統主要包括裁邊刀,寬度鋸,橫向飛鋸和厚度鋸。
                            碼垛機:碼垛機的功能是將生產線上的成品巖棉板根據需要的塊數自動碼成小垛,以方便后續的包裝工作。
                            沖天爐尾氣清潔系統和沖天爐鼓風的余熱系統:在沖天爐熔化礦石的過程中會產生大量的尾氣,這些尾氣這含有會對環境造成污染的高濃度一氧化碳和粉塵。另外,如果原料配方中含礦渣比較多的話,尾氣中還會有大量的硫。
                            控制系統:巖棉生產線的控制系統包括以下部分:數個電機控制柜,由總線連接起來的數個PLC組成的生產過程控制中心和由以太網連接到生產過程控制中心的目視監控系統。
                            其中目視監控系統包括對以下部分的監控:原材料的輸送和裝填,沖天爐(包括冷卻系統和熔巖流道),離心機和鼓式集棉機,擺錘和成型機,打褶機,固化爐(包括加熱爐和廢氣焚燒爐),冷卻部分和廢料回收部分,沖天爐的尾氣清潔部分和粘合劑供應系統。
                           ?、凵a能耗方面
                            巖棉生產線的能耗主要是原料的熔化以及標準和非標設備的運轉。
                            從沖天爐熔化原料所需的焦炭是最重要的能耗之一。選擇沖天爐的合理結構以及利用沖天爐的廢氣熱能,經換熱提高了送入沖天爐的助燃風溫度,從而節省燃料、降低能耗,從生產實踐統計每生產1噸棉可節約60-70kg焦炭。
                            合理的工藝和設備設計也可以降低能耗。標準設備中盡可能的選用性能可靠,質量有保證且為國家推薦的節能型設備,如風機、電機、泵等。非標設備設計時在不影響設備功能、使用壽命的原則下,盡量減輕設備的自重及優化傳動系統設計,以便減少電機的拖動負荷,以利于降低其能耗。
                            3萬噸/年擺錘法巖棉生產線在引進消化吸收先進工藝技術裝備的基礎上結合我國實際情況設計的生產工藝裝備,性能可靠,能保證合理的正常周期運轉,每個生產周期約6天,減少頻繁的點火和打爐停產的局面,節約焦炭,使單位能耗得到降低。

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