Пенобетоны и другие теплоизоляционные материалы (стр. 37 )

При кажущемся обилии волокнистой теплоизоляции объем выпуска конкурентоспособной продукции, наиболее полно отвечающей требованиям современного строительства, недостаточен. В основном такая продукция выпускается предприятиями, оснащенными импортным оборудованием. Выправляя это несоответствие в структуре производства утеплителей, целый ряд отечественных пред­приятий, таких, например, как АО «Флайдерер-Чудово», АО «Термостепс», АКСИ, и др., в последние годы значительно улучшили качество и номенклатуру своей продукции. Наиболее общим для всех заводов страны путем вывода производства волокнистых утеплителей на новый качественный уровень является перевод процесса получения волокна с доменных шлаков на минеральное сырье.

Анализ применяемых в отечественной и зарубежной практике сырьевых материалов показывает, что наиболее качественную, долговечную минеральную вату, соответствующую мировому уровню, можно получать из шихт на основе горных пород габбро-базальтового типа. Небольшая добавка карбонатных пород (известняков или доломитов) доводит их модуль кислотности до 1,7-2,5. Использование этого сырья дает возможность получать минеральное волокно и изделия на его основе, обладающие повышенными эксплуатационными свойствами (химически и водостойкие, температуростойкие), с высокими физико-механическими и теплотехническими показателями. К числу наиболее перспективных сырьевых материалов следует отнести: базальт месторождения «Мяндуха» (Архангельская обл.), кондопожские габбро-диабазы и порфириты (Карелия), горные породы Урала, габбро-диабаз Круторожинского месторождения (Оренбургская обл.), васильевские (Кемеровская обл.), назаровские (Красноярский край), свиягинские (Приморский край) базальты, габбро-диабаз татаканский, базальтовый туф морозовский (Приморский край), ортоамфиболитта-рынахский (район БАМа), меланократовый габбро-норит (Приморский край). Большая часть этих пород пригодна для применения в качестве однокомпонентной шихты. Путем специальной термообработки можно получать кристаллизующееся минеральное волокно с рабочей температурой применения до 1000 °С.

Переход на производство минеральной ваты из горных пород габбро-базальтовой группы, как это делают все ведущие фирмы мира, а не из доменных шлаков позволит существенно увеличить срок эксплуатации утеплителей из минеральной ваты, повысить их температуро - и водостойкость. С этой целью «Теплопроект» разработал «Кадастр сырья для производства минераловатных изделий на основе горных пород». С помощью этого документа отрабатываются такие составы шихт на основе отечественного сырья, которые по своим характеристикам соответствуют шихтовым составам ведущих европейских фирм: «Партек» (Финляндия), «Роквул» (Дания), «Сен-Гобен» (Франция). Такие шихты используют на Тверском комбинате «Изоплит», Пермском заводе теплоизоляционных изделий, Самарском ЗТИ. С середины 1999 года Волгоградский ЗТИ приступил к массовому производству тонкого волокна и изделий на основе базальта при использовании ваграночного процесса.

Ведущие мировые фирмы-производители минераловатной продукции в качестве основного сырья используют базальтовые породы. Это позволяет получать высококачественную минеральную вату. В настоящее время на всех предприятиях отрасли доля базальтовых пород в используемой шихте увеличена до 25-30 %. Это означает, что модуль кислотности ваты составляет в этих случаях не менее 1,5.

Важным элементом в технологических линиях производства волокнистых материалов и изделий, оказывающих воздействие на конечные свойства утеплителей, являются плавильные агрегаты. Из 122 технологических линий по производству минераловатных изделий 103 оснащены коксовыми вагранками, 17 линий — ванными печами, 2 линии — электропечами. В производстве стекловолокна и изделий используют ванные печи на газе или жидком топливе, а в производстве тонкого базальтового и супертонкого волокна — электропечи с графитовыми или молибденовыми электродами или индукционные печи. При этом производительность коксовых вагранок — 2-2,5 т/ч по расплаву, ванных печей минераловатного производства — 1,6-2,5 т/ч, электропечей — до 5 т/ч, ванных печей производства стекловолокна — 0,8-1,5 т/ч, печей базальтового производства — от 200 кг в сутки до 200 кг/ ч.

Около 60 % всех теплоизоляционных материалов из минеральных волокон выпускают при получении расплава в коксовых вагранках, которые являются сегодня основными плавильными агрегатами. На большинстве отечественных предприятий эксплуатируется устаревшее плавильное оборудование. Практически все коксовые вагранки работают без горячего и кислородного дутья, что, в свою очередь, не дает возможности получить расплав требуемой (1400-1450 °С) температуры, а, следовательно, и нужной вязкости.

АО «Термостепс» совместно с НТТП «Газовые печи» (г. Пенза) разработали и внедрили на Волгоградском заводе теплоизоляционных изделий (филиале АО «Термостепс») принципиально новый, не имеющий мирового аналога плавильный агрегат — коксогазовую вагранку для плавления всех видов сырья, в том числе базальтовых и других тугоплавких пород. Практически по всем технико-экономическим показателям она значительно превосходит вагранки, работающие на коксе. Эксплуатация газовой вагранки показала эффективность нового плавильного агрегата, позволяющего:

• снизить удельный расход тепла на 1 тонну расплава на 15-20 %;

• получить температуру расплава 1500 °С, а следовательно, необходимую для его переработки вязкость;

• отказаться от установки к газовой вагранке системы подогрева воздуха или системы кислородного дутья, что значительно удешевляет строительство, повышает надежность и облегчает эксплуатацию;

• использовать в качестве сырья вместо шлаков не только базальтовые, но и другие тугоплавкие породы и тем самым получить теплоизоляционные материалы с новыми свойствами;

• снизить вредные выбросы в атмосферу в 8-10 раз по сравнению с коксовыми вагранками и отказаться от дополнительной установки к газовой вагранке системы дожига оксида углерода:

• сократить время вывода вагранки на рабочий режим с 3-4 часов до 45-60 минут;

• полностью автоматизировать процесс плавления.

Иностранные фирмы-производители оборудования для теплоизоляционной промышленности проявили большой интерес к созданной в АО «Термостепс» газовой вагранке. С одной из этих фирм («Гамма-Мекканика», Италия) подписано соглашение о сотрудничестве по изготовлению и реализации этих плавильных агрегатов в России и за рубежом. Весной 2002 года в Самаре на заводе АО «МТЛ-Термостепс» введена в эксплуатацию вагранка такого типа, изготовленная в Италии.

Решение вопросов улучшения качества и расширения номенклатуры волокнистых утеплителей тесно связано с совершенствованием узла волокнообразования. Наиболее распространенным в России способом переработки минеральных расплавов в волокно является центробежно-дутьевой способ. При реализации этого способа раздува пленка расплава, образующаяся на вращающемся диске, раздувается паром, выходящим из кольцевого коллектора через несколько сотен отверстий. Однако этот способ не позволяет получить волокно нужного качества. Диаметр волокна составляет от 8 до 12 мкм. Расход пара на центробежно-дутьевых центрифугах достигает 1,5-2 т/ч на одну центрифугу.

Мировая практика производства минераловатных изделий показывает, что ведущие фирмы мира производят вату на многовалковых центрифугах. Диаметр волокна при этом снижается до 4-6 мкм. Свойства утеплителя значительно улучшаются, например с 25-30 до 10-15 % снижаются потери расплава с неволокнистыми включениями, исключается применение пара.

В среднем по Российской Федерации многовалковые центрифуги составляют 26 % от общего количества волокнообразующих устройств. Это объясняется тем, что на большинстве заводов страны из-за стесненных условий существующих цехов весьма проблематично вписать новые узлы волокнообразования в существующие линии. Решая эту проблему, Теплопроект разработал принципиально новую малогабаритную камеру отдува волокна. Это позволило на ряде заводов АО «Термостепс» в короткое время реконструировать более 80 % узлов волокнообразования. Работа по замене старых центрифуг, новыми продолжается.

Отечественные многовалковые центрифуги успешно работают на комбинате «Изоплит» и Екатеринбургском ЗТИ. В 1997-2000 годах введены в эксплуатацию многовалковые центрифуги СМТ-183А производства АО «Строммашина». Такие центрифуги внедрены на пермском, самарском, волгоградском, кемеровском, ярославском и омском заводах. Стоимость новой центрифуги, включая проект привязки, составляет 4-5 млн. руб.

Работы ученых и практиков последних лет позволяют утверждать, что значительная часть технологических переделов минераловатного производства имеет опробованные в отечественной промышленности решения современного уровня. В то же время в этой технологической цепочке остается открытым очень важный вопрос, связанный с разработкой, изготовлением и внедрением в промышленность современной камеры тепловой обработки (полимеризации), способной по «сухому» способу обеспечить на одной быстро переналаживаемой линии поточное производство плитного утеплителя различной заданной плотности (до 250 кг/м2) и различной толщины (от 40 до 250 мм). Именно такие камеры тепловой обработки обеспечили передовым фирмам мира прогресс и опережение в производстве минераловатных утеплителей. В последние годы Теплопроект провел большую работу по созданию такого отечественного оборудования, им разработана рабочая документация на камеру тепловой обработки, которая смонтирована на Хабаровском заводе «Стекловолокно».

Одной из важнейших проблем на сегодняшний день является бережная перевозка и хранение утеплителей. Сохранить их эксплуатационные характеристики можно, используя такой известный прием, как упаковка изделий в различные пленки. Так, на ряде заводов АО «Термостепс» внедрены несколько моделей отечественных установок по механизированной упаковке плитных и рулонируемых материалов в полиэтиленовую (термоусадочную) пленку. Предлагаемые отечественные установки в 10-15 раз дешевле аналогичных зарубежных и обеспечивают хорошее качество упаковки. Изделия в такой упаковке не только хорошо хранятся и транспортируются, но также могут быть с успехом уложены в конструкцию.

Важным элементом как новых, так и известных волокнистых утеплителей является качественное и экологически безопасное связующее. Практически все известные виды связующих, применяемых в отечественной теплоизоляционной промышленности, были разработаны 15-20 лет назад. В те годы основная часть минераловатных изделий использовалась на промышленных объектах, где срок их службы определялся временем капитального ремонта оборудования и не был велик. Сегодня, когда основная часть утеплителей применяется в строительстве, к связующим предъявляются такие повышенные требования, как неизменность структуры, стабильность геометрических размеров и теплофизических свойств на весь срок эксплуатации.