玻璃棉项目初步设计说明书

-1-8000t/y玻璃棉项目初步设计说明书玻璃棉生产线设计所二○○四年七月二十九日-2-投标说明我公司拥有在玻璃棉企业工作10年的工艺技术人员，电气工程设计师，玻璃棉企业生产管理人员。具有丰富的企业技术服务的经验，设计过两条玻璃棉10000t/y生产线.具有丰富的设计经验。能够设计4000t/y-10000t/y玻璃棉生产线。可以根据投资者的需要完成玻璃棉生产线的总包设计或分项设计。设计内容：1.基建总体布置2.生产线工艺设计3.生产线设备设计4.电气控制设计5.生产机构配置6.生产操作培训-3-8000t/y玻璃棉项目初步设计说明书第一章概述离心喷吹法(简称离心法)生产玻璃棉的工艺是法国圣哥本公司于1956年发明的，也称Tel法。这项技术工艺先进，单机产量高，可连续制造毡、板等各种制品，可以全面实施自动控制技术，能耗低，仅是火焰法工艺的1/3-1/4，因此，离心法问世不久就为各国所采用。现在用离心法生产的玻璃棉产品占世界玻璃棉总产量的80%以上。我国60年代开始研究离心棉生产技术，对所用玻璃组成、离心机结构、成纤技术、制品加工设备、固化炉等进行了全面研究，并在1982年、1983年分别建成一条3t/d火焰窑试生产线，一条1.2t/d全电熔窑试生产线。为了加快技术进步，1987年以后从日本、美国、意大利等国引进了部分技术装备。到90年代末，我国玻璃棉装备生产能力达到近10万吨，生产技术也达到国际水平。从产量规模上看，美国自1967年离心喷吹法进入工业化生产以后，玻璃棉产量直线上升，年产量目前达120余万吨，居世界首位，其中，欧文斯·科宁、约翰斯·曼维尔等都是著名的大公司；法国圣哥本公司的Tel技术，目前已在世界22个国家建立了32个工厂，近80条生产线，在一条生产线上最多装8台离心机，其中，奥日郎日玻璃棉工厂年产量就在10万吨以上；日本有7家公司生产玻璃棉制品，其中有4家采用离心喷吹法，其余3家采用火焰法，其中，日东纺称是目前世界掌握离心棉技术的三大公司之一，日本玻璃棉年产量近20万吨。在国外，玻璃棉制品80%用于建筑业，日本比例更高，约达90%。而且一些公司还拥有精良的科研队伍，专-4-门研究新的生产技术和应用技术，并备有与生产规模相当的试验线，设有专门转达工厂问题的协调技术的部门等。在国内，由于玻璃棉产品近年来大幅度提高，促进了应用技术的研究、发展，现在的应用领域不仅局限在工业保温、绝热工程上，在民用建筑、工业厂房建造、火车和汽车制造中也开始大量采用。如东北地区节能住宅、北京地区亚运村节能建筑。近几年还出版了一些施工方法图集，这些对推广应用领域都起到重要的指导作用。玻璃棉是由熔融的玻璃经纤维化，形成的棉状短纤维，属于玻璃类无机纤维。其制品具有密度小、导热系数低、绝热性能优良、吸声系数高、耐热、不燃、抗冻、不蛀及良好的化学稳定性等特点。玻璃棉可以制成纤维含量0.4%、空气含量99%以上的制品，是400℃以下最优良的保温、绝热材料，由于它与传统的保温材料相比具有明显优势，所以它一出现，就很快取代了传统的保温材料，占领了保温市场，而且应用领域还在不断拓宽。为了降低地球的温室效应，减少能源过分消耗，在建筑物、工厂等各部门将更广泛地使用这种材料。在矿物棉大类中，玻璃棉与岩棉性能相近，其产品在实际应用中可以互相补充。玻璃棉的基本性能见表15-1。表15-1玻璃棉的基本性能基本性能指标备注纤维直径/um1-3微细纤维≤51#玻璃棉-5-≤82#玻璃棉渣球含量/%﹤0.1导热系数(70℃)/[W/(m.K)]≤0.042降声噪导数(500-4000Hz)80%以上有机物含量/%﹤10断裂载荷/N﹥10产品密度/(kg/³)10-120耐寒性长期在低温下使用不降低物理性能安全使用温度/℃﹤400玻璃棉的主要用途有：工业罐体、管道绝热工程；工业厂房：隔音顶、墙、消声防护板；火车、汽车、轮船、车(船)体、发动机隔热、隔声墙、异形隔热板；住宅：墙体隔热、隔声、屋顶隔热板；飞机：隔热、吸声罩、垫等。-6-第二章：生产工艺工艺流程概述离心棉生产工艺包括：原料系统、熔制系统、成纤系统、制品加工、包装系统、粘结剂制备输送及施加系统、燃烧气体混合供给系统等七大部分，流程见图1-1。原料按照配比混合后送入玻璃熔窑，熔化好的玻璃经料道末端的漏板流出，进入离心器。在高速旋转的离心机带动下，离心器侧壁甩出的近万股玻璃细流，在燃烧室产生的高温高速火焰作用下玻璃细流被进一步牵伸成纤维，然后施加雾化的粘结剂，在集棉网带的负压风作用下，附着了树脂的棉纤维沉积在运行的网带上，形成均匀的棉毡，然后进固化炉，树脂受热完成固化过程，产品定型。定型后的产品经切割成预定规格的制品。棉毡送至包装机，压缩包装，棉板送塑料包装。需要加工成异型制品或棉管时，在固化炉前将含树脂的棉毡取下，送入卷管机系统或异型制品加工系统加工。卷管过程包括：卷管、固化、脱芯、切端头、剖缝、贴面、包装等工序。-7-生产线工艺流程图1－1燃油系统↓玻璃原料→称量→混合→玻璃熔窑↓燃气混合室→前炉↓电加热→漏板↓燃气混合气→离心喷吹.成纤↓树脂合成→粘结剂配制→沉降集棉成纤→负压排风除尘↓白棉段输送机→胶棉→铺毡↓↓燃气加热炉→固化炉→废气排放卷管↓↓纵切固化↓↓横切→棉板→包装退管芯↓↓检验切端头↓↓卷取剖缝↓↓包装打捆↓棉毡(一)原料系统1.原料部分装备石英砂、纯碱、白云石、硼砂、长石、方解石、芒硝、碎玻璃等原料提升加至各料仓内，由螺旋给料机送入料秤，称好后送入混合机混合，碎玻璃单独一个料秤，混合过程快结束时，再投入混合机。混合料装入料斗，送至窑头备用。原料系统中称量、混合、放料等各程序事先设置好送入微机，生产过程实行自动控制，并打印记录。-8-2.离心棉生产所用原料特性离心棉生产中所用玻璃原料与连续纤维所用C玻璃球生产原料基本相同，离心棉玻璃所含碱、硼，用硼砂和纯碱引入，各原料要求见表。原料氧化物含量%粒度要求水分/%石英砂Sio2›95，Al2o3‹3,Fe203‹0.1540-80目占80%以上﹤6石灰石Cao›54,Fe203‹0.0516-60目占60%以上白云石Cao‹30，Mgo‹20,Fe203‹0.0416-30目占70%以上长石Sio2-85,Al2o3-27,K2o、Na2o-6,Fe203‹0.240-80目占60%以上纯碱Na2o-5828-65目﹤1硼砂B2o3-47,Na2o-21,Fe203‹0.2540-60目50%以上硫酸钠Na2So4-99.5,Fe203‹0.0540-60目50%以上﹤0.3碎玻璃离心棉窑炉流出料，平板纯净料破碎成30㎜以下小块﹤103.几种常用的离心棉玻璃化学组成。离心棉玻璃化学组成/(质量)%氧化物序号Sio2Al2o3CaoMgoNa2oK2oB2o3Fe2031234560.363.763.462.763.84.843.325.94.83.87.986.995.45.97.04.493.032.73.43.013.0615.3715.214.615.22.242.051.11.52.54.845.304.66.14.30.141.0.232.0.123.0.34.0.14玻璃软化温度(lgη7.6)为692℃，lgη3为1090℃；耐水性(按DGG法)失重14mg；初始析晶温度为890℃；最大析晶速度为0.4μm/min；最大析晶速度时的温度为825℃。生产中可以看出，离心棉玻璃料性较长，不易析晶，成型区温度范围较宽。(二)熔化系统-9-1.熔窑离心棉玻璃熔化温度较低，玻璃熔化可以在火焰窑或电熔窑中进行。设计熔窑时，应注意以下问题。(1)离心棉玻璃中含碱、含硼，当用火焰窑熔化时，由于碱、硼高温下挥发的作用，对于熔窑各易蚀部位如碹顶、液面处、胸墙，甚至对蓄热室格子砖侵蚀都较C玻璃严重。(2)熔化好的玻璃最终流经的是离心器直径小于1㎜的孔，当玻璃中有耐火材料熔蚀物或高粘度的熔团时，就会堵塞离心器孔，因此对玻璃液质量要求较高，粘度要均匀一致，无杂质。为此曾设计蓄热室马蹄窑和采用金属换热器的单元窑。蓄热室马蹄窑。日产玻璃20t，熔化部面积19㎡，熔化部温度1450-1480℃，供料道玻璃液温度1200-1250℃该窑针对离心棉玻璃特性，采取以下措施：①为保证玻璃液优质，采用浸没式流液洞；②为减少硼、碱飞散进入车间，设计了全封闭的、带预熔池的投料口结构，配以封闭性良好的投料机；③在熔化部火焰空间近小炉，山墙及胸墙处，采用AZ33及锆英石砖；④由于碱、硼挥发物随气流进入蓄热室，侵蚀蓄热室格子砖。而在温度较低的区域时，熔融物又会凝结，造成蓄热室堵塞，在设计中按蓄热室内温度区可分上、下两个部分，上部采用耐蚀的锆砖，下部采用低孔粘土砖，码砖格子加大，而且从结构上，可以根据烟道堵塞状况适时单独热修、更换。采用金属换热器的单元窑，占地面积小，节省投资，对厂房较小的工厂特别适用。这种窑型在国外玻璃棉工厂中已普遍采用，最大的日产240t。-10-国内玻璃棉单元窑曾采用如下形式：日产20t，熔化面积19.5㎡，液深1m，窑长度方向设5对烧嘴采用金属换热器预热空气。窑大碹采用优质硅砖。胸墙、山墙，采用还原法生产的AZS33，以提高耐蚀能力。池壁、料道采用氧化法浇铸的AZS33。流液洞采用耐蚀性良好的AZS41。窑体有良好的保温，以减少能耗。设计的熔窑在碹顶、上升道顶部、金属换热器下部、流液洞前、池底等都安装热电偶，以监控各部温度。2.供料道玻璃棉熔窑的供料道是熔化池的延长，起着调节玻璃液温度、粘度，使玻璃液进一步均化的作用，在这里形成温度稳定的液流，供给漏板。为确保料道内玻璃液温度恒定在要求的范围内，料道有加热装置，可以是电极加热，也可以是火焰加热。玻璃棉料道一般宽0.3-0.4m，液深0.1-0.15m，长度可根据生产线的产量而定。如日产20t的熔窑，装2台离心机时，料道为8m长，在料道后部底砖中心线上，设2个供料口，装铂金漏板，2个供料口中心距约1.5m。3.漏板设计离心棉所用漏板为单孔，安装于料道底部。按生产能力，一个料道可以安装多块漏板。漏板的作用是将料道过来的玻璃液定量地均速地送入离心器，这是把握玻璃液质量与流出量的最后关口。生产离心棉的漏板流出的玻璃液要进入离心器，再甩出后才能成纤。因而，经漏板的玻璃液温度与流出量和离心器的工作状态紧密相关。(三)成纤系统离心棉成纤系统装备包括：离心机、离心器、环形燃烧室、燃气供给-11-系统、空气吹拉装置、棉分配装置、中频加热装置、粘结剂喷洒装置等。离心机是离心棉生产工艺中的核心装备，离心机由电机通过空心轴带动下方的离心器旋转。环形燃烧室安装于离心器的上方，燃烧室喷火口在离心器边缘的外侧，稍高于离心器最上一排孔(见图15-9)，燃气喷出方向垂直于离心器甩出玻璃细流方向。1.环形燃烧室环形燃烧室引射器及工作原理同于火焰棉，为形成包围离心器的火焰，将燃烧室做成环形，燃烧室内衬为耐高温骨料、细粉浇铸成型，金属外壳通水冷却，混合气进入燃烧室前先经过一个缓冲腔，然后分成几路经过有阻火作用的孔板进入燃烧室内。缓冲腔可以是一个金属的罐，将由管道送来的混合气在里稳定压力后送入燃烧室，以保证环形喷火口各处温度、速度均匀分布。在环形燃烧室喷火口的内圈、外圈均设有冷却水套，以延长喷口使用寿命，对喷出气流也有导向作用。环形燃烧室喷火口的缝宽，与离心器工作带高度有合理的比例，喷火口直径与喷口几何形状与成纤效果直接相关。在有分配器的离心棉生产装备中，有设有中频加热装置对离心器下部加热。在环形喷火口的外圈分布着空气喷嘴，喷出低压空气，可以帮助纤维牵伸并加速成型后纤维降温。2.离心器离心器是离心棉生产工艺的关键部件，对纤维的产量及质量起着决定性的作用。离心器结构形状基本上分为底部敞开式和底部密封式两种，其-12-它结构形状都是以这两种为基础而大同小异。离心器直径一般为200-600mm，周壁高约为30-40mm，在周壁上钻有6000-18000个直径约为1mm的小孔。开小孔的方向与离心机轴线垂直，并指向中心。离心器以法兰与空心轴联接，由电动机