Файл: Сухарев М.Ф. Производство теплоизоляционных материалов и изделий учебник.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 11.04.2024
Просмотров: 180
Скачиваний: 5
Си мметричное расположение валков вокруг распредели тельной чаши способствует более равномерному распреде лению расплава, в результате волокнистый ковер на ленте конвейера в камере осаждения формуется более равномер но, чем при работе на одновалковых центробежных маши нах. I
При многоступенчатом центробежном способе производ ства стеклянного штапельного волокна расплав подверга ется многократному воздействию центробежных сил при переда че расплава с одного валка на другой. Волокно получают на многовалковой центробежной машине, имеющей до 4 валков, расположенных друг под дру гом (рис. 76). Валки 1, 2, 4 и 5 вращаются навстречу один другому, причем скорость каж дого последующего валка, на который попадает расплав, боль ше скорости предыдущего. Ско рость первого валка 20 м/сек, последнего — до 65 м/сек. Это объясняется тем, что струя расп лава 3, переходя с одного валка на другой, постепенно охлаж дается и вязкость ее возрастает.
Струя расплава поступает на верхний валок, на котором расп лав частично перерабатывается в волокно, но большая часть его передается на второй и третий
валки. На этих валках получается основная масса волокна, а оставшийся переработанный расплав переходит на нижний четвертый^ валок, где заканчивается процесс получения волокна.
Получаемая на центробежной машине вата имеет объем ную массу 70—100 кг/м3, средний диаметр волокна 5—7 мкм. Количество отходов расплава в виде корольков и настылей достигает 30%.
При применении центробежного способа производства стекловолокна в многовалковой центробежной машине быстро срабатываются диски и образуется значительное количество неволокнистых включений в момент волокно-
образования. Они хотя и не попадают в стек лянную вату, но сущест венно снижают выход го товой продукции из расплава.
Ц е н т р о б е ж н о - |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
д у т ь е в о й |
|
|
с п о |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
с о б |
Ц Д |
(рис. 77). |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Струя 6 расплава из ваг |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
ранки 5 или ванной пе |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
чи попадает с лотка 7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
на ротор 3 центробежно- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
дутьевой машины, имею |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
щей |
форму |
чаши. Ось |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
вращения |
ротора |
нахо |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
дится |
под |
углом |
30 — |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
45° к горизонтали. |
Слой |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
расплава, растекаясь по |
Рис. |
77. Схема! получения |
штапель |
||||||||||||||
внутренней |
поверхности |
||||||||||||||||
ного |
волокна |
|
центробежно-дутьевым |
||||||||||||||
чаши, |
|
начинает |
вра |
|
|
|
способом: |
|
|
|
|||||||
щаться |
вместе |
с |
рото |
/ — дутьевые |
сопла . |
|
2 — паровой |
или |
|||||||||
ром |
и |
под |
действием |
воздушный кольцевой |
коллектор, |
3 — ро |
|||||||||||
тор, |
4 — волокно, |
5 — вагранка, |
6 — |
||||||||||||||
центробежных |
|
сил дви |
с т р у я расплава, |
7 — лоток, |
8 — ш т у ц е р |
||||||||||||
жется к периферии чаши. |
д л я |
подачи воды, |
9 — отверстие д л я |
сли |
|||||||||||||
ва воды, |
10 — т р у б к а |
дл я |
подачи |
ох |
|||||||||||||
Очень |
|
тонкая |
пленка |
л а ж д а ю щ е й |
воды, |
/ / |
— вал |
ротора |
|||||||||
расплава толщиной |
око |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
ло 10 мкм сходит с кром |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
ки чаши |
по всей ее окружности. |
Высокоскоростной |
поток |
||||||||||||||
пара или воздуха из окружающих |
ротор сопел 7 вытекает |
||||||||||||||||
перпендикулярно плоскости вращения ротора и ускоряет процесс образования струй и капель, вытягивая их в во локна.
Техническая характеристика центробежно-дутьевых машин
Диаметр, мм |
|
|
270—300 |
Длина рабочей части, мм . , |
70—90 |
||
Конусность чаши (а), град |
об/мин . . . |
10—15 |
|
Скорость вращения ротора, |
1000—1500 |
||
Расход пара, т |
|
кГ/см* . . . |
2—4 |
Избыточное давление |
пара, |
5—8 |
|
Производительность, |
т/ч |
|
1,5—2,5 |
185
Центробежно-дутьевой способ не позволяет вырабаты вать тонкое стеклянное штапельное волокно из стекломассы. Кроме того, до 30% расплава превращается в отходы.
Ц е н т р о б е ж н о - ф и л ь е р н о - д у т ь е в о й с п о с о б производства стеклянного штапельного волокна
ЦФД представляет собой усо-
,вершенствованный центробежно-
|
|
|
|
|
дутьевой |
способ. |
Применение |
||||||||
|
|
|
|
|
центрифугальной |
чаши |
с |
мно |
|||||||
|
|
|
|
|
жеством |
мелких |
фильер |
позво |
|||||||
|
|
|
|
|
лило |
получать |
стабильные мик |
||||||||
|
|
|
|
|
роструйки стекломассы |
и |
обра |
||||||||
|
|
|
|
|
батывать |
их потоком |
|
горячих |
|||||||
|
|
|
|
|
газов. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Штапельное |
волокно |
спосо |
|||||||
|
|
|
|
|
бом ЦФД получают следующим |
||||||||||
|
|
|
|
|
образом |
(рис. 78). |
Стекло, |
сва |
|||||||
|
|
|
|
|
ренное в ванной |
печи |
непрерыв |
||||||||
|
|
|
|
|
ного действия, |
через |
отверстие |
||||||||
|
|
|
|
|
в фидере |
1 попадет в |
питатель |
||||||||
|
|
|
|
|
2, |
из |
которого |
вытекает |
струей |
||||||
|
|
|
|
|
в |
полый |
вертикально |
установ |
|||||||
|
|
|
|
|
ленный вал машины. |
На |
ниж |
||||||||
|
|
|
|
|
нем конце вала закреплена цент- |
||||||||||
|
|
|
|
|
рифугальная чаша |
6, в |
боковой |
||||||||
Рис. |
78. Схема |
получения |
стенке которой расположено нес |
||||||||||||
штапельного стеклянного во |
колько |
тысяч |
отверстий |
|
(до |
||||||||||
локна центробежно-фильер- |
6000) —фильер диаметром менее |
||||||||||||||
но-дутьевым способом: |
1 мм. |
При |
вращении |
чаши |
со |
||||||||||
1 — ф и д е р . 2 — питатель, |
3 — |
скоростью |
до 3000 об/мин |
под |
|||||||||||
с т р у я |
стекломассы, |
4 |
— |
шпин |
|||||||||||
д е л ь , |
5 — камера |
|
с г о р а н и я , |
действием |
центробежных |
сил |
|||||||||
6 — ц е н т р н ф у г а л ь н а я |
|
чаша, |
стекломасса |
прижимается |
к |
||||||||||
|
7 — волокна |
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
внутренней |
поверхности |
боко |
||||||||
вой стенки чаши и продавливается через отверстия в виде тонких струек, вытягиваясь в волокна.
Над чашей установлена камера сгорания 5, в которой под давлением сжигается природный газ. С высокой темпе ратурой небольшой скоростью газ вытекает из камеры по кольцевому соплу, расположенному вокруг центрифугаль ной чаши. Раскаленные газы обогревают чашу и дополни тельно вытягивают струйки стекломассы в волокна. Поток газов транспортирует стекловолокно в камеру волокно осаждения, где оно оседает на конвейере в виде рыхлого ковра.
186
Центробежно-фильерно-дутьевой способ позволяет по лучать тонкие волокна диаметром 1 —2 мкм, длиной до 100 мм, не содержащие неволокнистых включений, или грубых волокон. Объемная масса стеклянной ваты, полученной цент- робежно-фильерно-дутьевым способом, 15—20 кг/м3, а полу жестких плит — до 60 кг/м3.
При применении цеитробежно-фильерно-дутьевого спо соба сочетание двух сил — центробежной и аэродинами ческой — позволяет сократить энергозатраты более чем в два раза по сравнению с дутьевым способом.
Недостатком способа ЦФД является то, что материал центрнфугалыюй чаши, работающей при температуре бо лее 1000° С, быстро изнашивается.
§ 34. С П О С О Б Ы |
ПРОИЗВОДСТВА |
|
|
|
|
|
|
|||||||||
НЕПРЕРЫВНОГО |
СТЕКЛОВОЛОКНА |
|
|
|
|
|
|
|||||||||
Ф и л ь е р н ы й с п о с о б о б р а б о т к и |
с т е к л о |
|||||||||||||||
в о л о к н а |
|
позволяет |
получать непрерывное |
стеклово |
||||||||||||
локно, |
|
которое |
|
вытяги- |
|
|
° |
| |
' |
|
|
|||||
вается из расплавленной |
|
|
|
|
|
|||||||||||
стекломассы |
через |
|
не |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
большие |
отверстия — |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
фильеры' |
и |
наматывает |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
ся |
на" вращающийся |
ба |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
рабан. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Основной частью |
ус |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
тановки |
|
(рис. |
|
79) |
|
для |
|
|
|
|
|
|
|
|||
получения |
|
непрерывно |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
го |
стекловолокна |
явля |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
ется |
стеклоплавильная |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
печь |
4 |
с |
|
укрепленной |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
на дне |
платинородиевой |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
лодочкой |
и |
фильерами |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
диаметром |
|
1—2 |
мм. |
В |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
печь с помощью |
уровне |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
мера-питателя 2 загру |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
жают |
стеклянные шари |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
ки, |
из |
|
которых |
получа |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
ют |
более |
качественную |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
и |
однородную |
|
стекло |
Рис. 79. Схема установки для получе |
||||||||||||
массу. |
|
|
|
|
|
|
|
|
ния непрерывного |
стекловолокна: |
||||||
|
Температура |
в |
печи |
/ — з а м а с л и в а ю щ е е |
устройство, 2 — у р о в |
|||||||||||
|
немер - питатель, |
3 |
— |
б у н к е р |
д л я |
стек |
||||||||||
1350—1400° С. |
Расплав |
л я н н ы х |
ш а р и к о в , |
|
4 |
— стеклоплавильная |
||||||||||
ленное стекло под давле- |
печь с |
ф и л ь е р н о й |
пластиной, |
5 — |
б о б и н а |
|||||||||||
д л я |
наматывания |
с т е к л я н н о й |
нити |
|||||||||||||
187
нием собственной массы вытекает из печи через фильеры в виде капель, которые вытягиваются в волокна. Волокна, собранные в пучок, пропускают через замасливающее уст ройство /.
В качестве замасливателя применяют быстр озастывающие эмульсии, изготовляемые на основе парафина, а также водные растворы клеящих веществ с пластификаторами (крахмал, декстрин, желатин и др.).
Нить наматывается на бобину 5, вращающуюся со ско ростью 3 и более км/мин. Количество нитей, одновременно вытягиваемых барабаном, может быть от 100 до 200. После намотки одной бобины нить автоматически перезаправля ется на новую бобину, и цикл намотки повторяется. Диа метр волокна зависит от диаметра фильер, уровня стекло массы, ее вязкости и скорости вытягивания.
Непрерывное вытягивание стекловолокна через фильеры и отсутствие раздува расплава паром или другим видом энергоносителя позволяют получать продукцию без нево
локнистых включений (корольков), |
равномерной толщины |
||||
и |
высокого качества. |
|
|
|
|
|
Из 1 кг стекломассы вытягивают нить |
длиной "около |
|||
50 |
км. |
|
|
|
|
|
Производительность ~~ установки |
составляет |
1000— |
||
1500 кг стеклянного волокна |
в сутки. |
|
|
||
|
Из стеклянного волокна, |
полученного |
способом |
вытя |
|
гивания, изготовляют маты и полосы, которые представля ют собой ряд последовательно наложенных друг_на друга тонких слоев стеклянного волокна.
Для получения матов пряди стекловолокна срезают с наматывающего барабана и расстилают на так называемую корочку, служащую защитным слоем мата."" ^
Корочку получают из тонкого слоя стекловолокна, смоченного слабым 2%-ным раствором декстрина (2,5 кг де кстрина на 40 л гор ячей "воды) "и высушеннопГпри темпера туре 50—60° С.
' Стеклянное волокно, уложенное между двумя корочка ми, образует мат заданной толщины, который "прошивают на прошивочной"машине~в- продольном направлении хлоп чатобумажной "или асбестовой нитью, или кручеными ни тями из~стекловолокна.
Расстояние "первого шва от края изделия должно со ставлять 50 мм, между швами — 80— 100 мм, шаг шва должен быть от 35 до 50 мм.
188
|
|
Физико-технические |
показатели |
матов |
и полос |
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
из |
стеклянного |
волокна |
|
|
|
|
|
|
|||||
Объемная масса, |
кг/м3, |
не более . . . |
|
|
170 |
|
|
|
|
|||||||||
Средний |
диаметр |
волокон |
в матах и |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
полосах, |
мкм, не более |
|
|
|
|
30 |
|
|
|
|
||||||||
Коэффициент |
теплопроводности, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
ккал/м-ч-град |
не более |
|
|
0,034+0,0003 |
tcV |
|
|
|||||||||||
Предельная температура |
применения, |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
С С |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
450 - |
|
|
|
|
|||
Обкладочными |
материалами |
при |
производстве |
матов |
||||||||||||||
и полос могут служить: битуминизированная |
бумага, ас |
|||||||||||||||||
бестовый картон, бумага или ткань, стек |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
лоткань различных марок или стекло- |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
сетка марок ССА и ССТЭ. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
Ш т а б и к о в ы й с п о с о б п о |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
л у ч е н и я |
|
|
н е п р е р ы в н о г о |
|
|
|
|
|
|
|||||||||
с т е к л я н н о г о |
|
в о л о к н а |
менее |
|
|
|
|
|
|
|||||||||
производителен, |
так. как он |
позволяет |
|
|
|
|
|
|
||||||||||
получать |
|
в сутки |
55—70 кг |
стеклово |
|
|
|
|
|
|
||||||||
локна с |
установки. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Технологический |
процесс |
получения |
|
|
|
|
|
|
||||||||||
стеклянного |
волокна |
|
штабиковым спо |
|
|
|
|
|
|
|||||||||
собом с |
газовым |
разогревом |
штабиков |
|
|
|
|
|
|
|||||||||
(стеклянных |
палочек) |
схематически по |
|
|
|
|
|
|
||||||||||
казан на |
рис. 80. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Каждый штабик 4 разогревается до |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
плавления |
небольшой |
самостоятельно |
|
|
|
|
|
|
||||||||||
регулируемой |
газовой |
|
горелкой |
5. |
Рис. |
80. Схема по |
||||||||||||
Расплавленный |
кончик |
стеклянного |
||||||||||||||||
лучения |
стеклово |
|||||||||||||||||
штабика |
падает |
вниз |
и с каплей |
стекла |
локна |
штабиковым |
||||||||||||
тянет за собой тонкое стеклянное |
волок |
|
|
способом: |
||||||||||||||
но, угол падения |
которого |
изменяется с |
/ — б а р а б а н , |
2 — |
||||||||||||||
щит, |
3 — |
м е х а н и з м , |
||||||||||||||||
помощью |
|
специального |
приспособления |
п о д а ю щ и й |
штабики, |
|||||||||||||
6. Затем |
|
волокно увлекается потоком |
4 — стеклянные шта |
|||||||||||||||
|
бики, |
|
5 — |
г а з о в а я |
||||||||||||||
воздуха на наматывающий барабан /. |
г о р е л к а , 6 — п р и с п о |
|||||||||||||||||
с о б л е н и е |
д л я |
измене - |
||||||||||||||||
Затвердевшая |
капля |
|
стекла |
отбрасыва |
' |
ния угла |
п а д е н и я |
|||||||||||
ется за барабан. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Для получения ультра- и супертонкого |
стекловолокна |
|||||||||||||||||
применяют так называемый д в у х с т а д и й н ы й |
|
д у п- |
||||||||||||||||
л е к с-п р о ц е с с . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
Стеклянные шарики загружают в электропечь, откуда расплавленная стекломасса через фильеры подается в высекотемпературный газовый поток, выходящий из сопла ка-
189
