Производство блоков из пеностекла

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АРХИТЕКТУРНО-СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

 

КАФЕДРА СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ И ТЕХНОЛОГИЙ

РЕФЕРАТ

по дисциплине «Моделирование технологических процессов»

на тему: «Производство блоков из пеностекла»

 

Выполнила:

студент гр. 138.1

Ашихмина А.С.                                                                                                                                                                   

Проверил:                                                                                                                        Ничинский А.Н.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Томск 2012

 

ВВЕДЕНИЕ

Современное состояние промышленного и гражданского строительства подразумевает широкое  использование теплоизоляционных  материалов. Проблема энергосбережения при эксплуатации зданий выдвигает  жесткие требования к стеновым строительным материалам с точки зрения эффективности  их теплоизоляционных свойств. Поэтому  перед промышленностью стоит  задача обеспечить народное хозяйство  высокоэффективными теплоизоляционными материалами.

Одним из таких материалов является пеностекло, в котором удачно сочетается огнестойкость, биологическая  устойчивость, экологическая чистота  и долговечность с хорошими теплофизическими характеристиками. Пеностеклом называется ячеистый строительный материал, получаемый путем спекания тонко измельченного  порошка, образующего стенки открытых или закрытых пор, полученных введением  в состав пенообразователя. Пеностекло - легкий, экологически чистый материал, представляющий собой затвердевшую стеклянную пену. Оно по комплексу  технических свойств превосходит практически все теплоизоляционные материалы.

Низкая теплопроводность (0,06 Вт/м²К), высокие морозостойкость, химическая и биологическая устойчивость, механическая прочность при относительно невысокой себестоимости производства обеспечивают ему широкое применение для теплоизоляции жилых и промышленных зданий, тепловых агрегатов, холодильных установок, звукоизоляции помещений.

Пеностекло является грубодисперсной  системой, газообразная дисперсная фаза которой распределена в меньшей  по объему дисперсной среде – стекломассе. Газовая фаза в пеностекле занимает 80 – 95%, а стекловидная – соответственно 5 – 20% объема. В зависимости от химического  состава применяемых газообразователей в газовой фазе пеностекла могут содержаться: углекислый газ, оксид углерода, сернистый газ, сероводород, пары воды, кислород, азот. Химический состав стекловидной фазы практически тот же, что и исходного стекольного порошка.

В зависимости  от технологического режима обработки  шихты, пеностекло может иметь замкнутые  несообшающиеся, сообщающиеся или частично сообщающиеся газы. Видимые невооруженным глазом макропоры имеют приблизительно одинаковые размеры. Однако стенки, разделяющие поры, в свою очередь содержат большое количество микропор, различимых лишь при большом увеличении. Равномерная мелкопористая структура пеностекла обуславливает его сравнительного высокую механическую прочность и, что особенно важно малую теплопроводность, т.к. передача тепла конвекцией становится менее интенсивной со снижением диаметра пор изоляционного материала.

Теплоизоляционное пеностекло имеет преимущественно  замкнутые поры, а декоративно-акустическое – открытые поры. Пеностекло, предназначенное  для наружной облицовки зданий, получают нанесением на лицевую поверхность  пеностекла декоративных защитных покрытий либо непосредственным вспениванием специально подготовленных пенообразующих смесей, обеспечивающих мелкопористую структура  и повышенную морозостойкость пеностекла. Пеностекло – это полностью неорганический теплоизоляционный материал, подвергнутый термообработке при 700 – 800^оС. Он не горит, не поддерживает горение и относится к группе негорючих материалов. Таким образом, этот материал может значительно снизить пожароопасность зданий и сооружений, построенных с его применением, а в случае пожара будет препятствовать его распространению, что позволит значительно снизить ущерб. Положительным

свойством пеностекла является его высокая  водостойкость. При использовании  цветной стекломассы получают декоративно-теплоизоляционное  стекло. Этот материал легко поддаётся  обработке. Недостатком ячеистого  стекла является высокая стоимость. При его производстве больше удельные затраты труда, электроэнергии и  топлива, чем при производстве других теплоизоляционных материалов. При распиловке и оправке пеностекла существенно уменьшается выход готовой продукции. Основным препятствием широкой организации производства пеностекла в России, является отсутствие технологии, обеспечивающей получение дешевого материала со свойствами, удовлетворяющими современным требовании.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.ОПИСАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА. ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ СХЕМА ПРОИЗВОДСТВА

 

Пеностекло (ячеистое стекло) представляет собой ячеистый теплоизоляционный материал, получаемый спеканием стеклянного порошка с одновременным вспучиванием его под действием газообразователя. Как следует из определения, было бы правильным называть этот материал газостеклом, но название "пеностекло" уже достаточно прочно закрепилось за ним.

Функциональная схема производства блоков из пеностекла 

Сырье стеклобой

 

Уголь

 

 

Дозирование компонентов

 

Помол

Формование

 

Спекание

 

Охлаждение

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 1 технологического производства

ТП	Все технологические переделы	Перечень входящих параметров	Перечень выходных параметров	Технологические операции
Производство пеностекла	Шаровая мельница	Скорость подачи сырья, количество сырья	Тонкость помола	Помол
	Тунельная печь	Температура, время, Скорость	Пористость, геометрические размеры, первоначальная прочность	Спекание
	Печь отжига	Время, температура	Ячеистая структура	Отжиг

Z

 

Х

У

Шаровая мельница

 

U

Х₁ –скорость подачи сырья

Х₂ – количество сырья

U₁ – Скорость вращения барабана

U₂ – Тонкость помола

Z₁ – отключение электроэнергии

Z₂ – поломка оборудования

Z₃ – человеческий фактор

Z₄ – ЧС

У – тонкодисперсный  порошок

 

Z

Х

У

Туннельная печь

U

Х₁ – время

Х₂ – температура

Х₃ – скорость

U₁ – режим обжига

Z₁ – отключение электроэнергии

Z₂ – поломка оборудования

Z₃ – человеческий фактор

Z₄ – ЧС

Z

У – отформованное изделие

 

Х

У

Печь отжига

 

U

Х₁ – время

Х₂ – температура

U₁ – набор прочности изделия

Z₁ – отключение электроэнергии

Z₂ – поломка оборудования

Z₃ – человеческий фактор

Z₄ – ЧС

У – охлажденное  изделие

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ  СХЕМА ПРОИЗВОДСТВА ПЕНОСТЕКЛЯННЫХ  МАТЕРИАЛОВ ИЗ СТЕКЛОБОЯ

 

 

 

                                                                                  Q1                          Mn

                                            

 

 

                                     Измельчение                  Нагрев                Химическое              охлаждение              Склад  

                                    Механическое                      Q2                 превращение               Q4

                                                                                                                  Q3                   

 

 

 

 

Сырьем для производства являются: стеклобой, вода и четыре компонента (Реагенты А,  В,  С и D). Стеклобой,  пришедший на предприятие,  отделяется от мусора и подается в сушильный барабан (1), откуда на дробилку (2)  на дробление.  Далее стеклобой с помощью элеватора (3) подается в бункер-накопитель (4)  из которго с помощью дозатора (5)  подается в мельницу (6), где происходит его помол до размеров зерна менее 50мкм.  После мельницы,  молотый стеклобой с помощью элеватора (3)  подается в бункер-накопитель (7). Реагент А,  поступающий на предприятие дозатор (9) загружается в бункер-накопитель (10). Реагенты В,С,D и вода в соотношениях,  контролируемых АСУТП производства, дозируются со  склада в емкость с мешалкой 12,  где тщательно перемешиваются. В процессе производства, с помощью дозаторов (8, 11  и 13)  управляемых АСУТП производства,  молотый стеклобой,  Реагент А и смесь реагентов непрерывно дозируются в смеситель непрерывного действия (14),  после которого масса подается в окатыватель (15),  после которой готовые гранулы полуфабриката подаются на склад. При производстве пеностеклянного гравия, гранулы полуфабриката загружаются в бункер-дозатор (16), откуда дозируются в барабанную печь (18)  вместе с опудривателем,  дозируемым из бункера-дозатора (17).  На выходе печи,  вспененные гранулы отделяются от опудривателя и охлаждаются барабанном холодильнике (19), после чего рассеиваются по фракциям в классификаторе (21) и подаются на фасовку и упаковку.  Отделенный в барабанном холодильнике опудриватель с помощью элеватора (20)  возвращается обратно в бункер –дозатор опудривателя (17). При производстве пеностеклянных плит и блоков полуфабрикат загружается в весовой дозатор (22) и далее в печные тележки,  которые направляются в проходную печь (23).  На выходе из печи,  вспененные блоки-полуфабрикаты вынимаются из тележек и подаются на линию распиловки (24),  который выпиливает из блока-полуфабриката продукцию заданных размеров.  Обрезь распиловки вместе с отбракованными блоками подается на участок дробления и рассева (25),  где получается пеностеклянный щебень и пеностеклянный "легкий" песок, направляемые на фасовку и упаковку.

 

4.МЕРОПРИЯТИЯ  ПО УЛУЧШЕНИЮ КАЧЕСТВА БЛОКОВ  ИЗ ПЕНОСТЕКЛА

Для получения пеностекла с постоянными физическими свойствами: объемной массой меньше 280 кг/м3, водопоглощением меньше 5% и упорядоченной структурой необходимо применять исходное стекло постоянного химического состава, поэтому выбор исходного сырья, наряду с экономическими проблемами, имеет большое значение. Сырье для получения пеностекла должно быть пригодным с учетом экономических факторов (времени и температуры вспенивания) .