Базальтовое супертонкое волокно - Технологии и оборудование

Кратко традиционная технология производства БСТВ состоит из следующих процессов:

• загрузка базальтовой измельченной породы в печь;
• плавление базальта и гомогенизация расплава в печи;
• выработка расплава базальта из фидера печи через фильерный питатель в виде непрерывных первичных волокон;
• раздув первичных волокон горелкой раздува в штапельные супертонкие волокна;
• формирование холста БСТВ на приемном конвейере.

Камера волокноосаждения		Камера раздува волокон

Технология производства БСТВ путем вытяжки первичных волокон и раздува их высокотемпературным газовым потоком разработана более 40 лет тому назад и достаточно апробирована в производстве. Установки БСТВ работают на многих заводах в течение длительного времени. Конструкция традиционных установок БСТВ разработана более 30 лет и за это время не претерпела особых изменений. Только в последние годы платинородиевые фильерные питатели (из-за их высокой стоимости) были заменены жаропрочными из специальных сталей. Однако, стоимость природного газа и электроэнергии постоянно возрастает. Производить БСТВ на традиционных установках становится достаточно дорого. Удельный расход энергоносителей на производство 1 кг БСТВ: природного газа 3.8 – 4.5 м3 , электроэнергии 2.8 – 3.5 кВт час (kWt/hour). Такой расход энергоносителей является очень высоким.

Производить рентабельно БСТВ и конкурировать с теплоизоляционными материалами на основе стекловолокон можно только в странах, где стоимость энергоносителей пока достаточно низкая по сравнению с мировыми ценами (Россия, Туркменистан, Иран, Белорусия, Украина, …).

Специалистами компании проведены работы по существенному снижению энергоемкости технологий и оборудования производства БСТВ.

Предложения компании

Поставка, монтаж и пуск оборудования для производства БСТВ и материалов.

Установки БСТВ 20М. Установки серии БСТВ хорошо себя зарекомендовавшие в эксплуатации и доработанные с учетом опыта эксплуатации.

Технологическое оборудование нового поколения установки серии BSTF - BSTF 20 и BSTF 40 . Установки BSTF обеспечивают значительное снижение энергопотребления.

Установка BSTF 40 – установка повышенной производительности и низкого энергопотребления. Производительность установки BSTF 40 увеличена в два раза по сравнению с традиционными установками.

Оборудование для производства БСТВ и материалов из БСТВ

Технологическое оборудование производства БСТВ

Установка БСТВ 20М

Установка БСТВ 20М предназначена для производства холста БСТВ с диаметром элементарных волокон 1 - 3 µm. Установка выполнена по традиционной схеме и хорошо себя зарекомендовала в процессе эксплуатации более пяти лет.

Некоторые особенности установки БСТВ 20М. В установке БСТВ 20М с учетом опыта эксплуатации доработаны: камнеплавильная печь, узел установки фильерного питателя, газовые горелки, камера раздува волокон и рекуператор.

* Питатель фильерный изготавливается из жаропрочной стали.

Основные технические характеристики установки БСТВ 20М

№	Характеристика	Ед. изм.	Значение
1.	Производительность установки	kg/hour ton/year	16 -18 140 - 160
2.	Потребление природного газа, не более, в зависимости от калорийности газа	m3/hour	55 – 60
3.	Потребление электроэнергии: установленная мощность, потребляемая мощность, не более	kVА kWt/h	90 45
4.	Сжатый воздух на раздув волокон, давление	МPа	0,1–0,15
5.	Охлаждающая вода (оборотная), расход	m3/hour	0,5
6.	Параметры формируемого холста : ширина плотность	mm kg/m3	1000 18 - 23
7.	Габаритные размеры установки: длина /ширина / высота;	m	8 / 6 /4.5
8.	Масса, не более	kg	8000

Удельный расход энергоносителей на производство 1 кг БСТВ составляет: природного газа - 3.1 m³ электроэнергии - 2.4 кWt/hour.

Установки новой серии BSTF: BSTF 20 и BSTF 40

Установки BSTF 20 и BSTF 40 предназначены для производства холста БСТВ с диаметром элементарных волокон 1 - 3 микрон.

Основными особенностями установок нового поколения BSTF является применение новых проверенных разработок и технических решений: газовых горелок и камер раздува, камнеплавильной печи и ее фидера, узла установки фильерного питателя, рекуператора, системы водоохлаждения.

При изготовлении установки использованы современные комплектующие и системы: трансформатор фильерного питателя, вентилятор высокого давления, устройство вытяжки волокон, аппаратура управления и контроля. Несколько изменена компоновка установки, что обеспечивает более производительную работу операторов, меньшие габариты и массу установки.

Основные технические решения прошли опробование при эксплуатации установок серии BCF по производству непрерывного базальтового волокна и показали хорошие результаты. Установка BSTF 20 успешно прошла испытания, подтвердив свои показатели в процессе эксплуатации.

Основные технические характеристики установки BSTF 20 представлены в таблице.

Установка BSTF 40 представляет собой две спаренные установки BSTF 20, установленные на одной производственной площадке и работающие на один приемный конвейер. Одна установка BSTF 40 по производительности заменяет две традиционные установки БСТВ.

Основные технические характеристики установок BSTF

№	Характеристика	Ед. изм.	BSTF 20	BSTF 40
1.	Производительность установки	kg/hour ton/year	18 -19 150 - 170	36 -38 290 - 300
2.	Потребление природного газа, не более, в зависимости от калорийности газа	m³/hour	35 – 40	70 – 80
3.	Потребление электроэнергии: установленная мощность, потребляемая мощность, не более	kVА kWt/hour	76 40	130 75
4.	Сжатый воздух на раздув волокон, давление	МPа (kg/cm²)	0,1–0,15 (1- 1.5)	0,1–0,15 (1- 1.5)
5.	Охлаждающая вода (оборотная), расход	m³/hour	0,2	0,4
6.	Параметры формируемого холста : ширина плотность	mm kg/m3	1000 18 - 23	1000 18 - 23
7.	Габаритные размеры: длина/ширина/высота	m	8 / 4 / 4.5	8 / 5.5 / 4.5

*Питатель фильерный изготавливается из жаропрочной стали.

Удельный расход энергоносителей на производство 1 кг БСТВ составляет:

природного газа 2.0 – 2.1 m³ ;электроэнергии - 2.1 кWt/hour.

Отличительные особенности установок BSTF 20 и BSTF 40

При разработке установок применено несколько прогрессивных технических решений, которые позволили по сравнению с традиционными установками для производства БСТВ:

• в два раза уменьшить потребление газа и электроэнергии;
• в 1.5 – 2 раза снизить трудозатраты на производство единицы продукции;
• в несколько раз снизить расход воды на охлаждение и соответственно теплопотери;
• повысить стабильность работы и производительность установки;
• обеспечить качество производимого БСТВ;
• улучшить качество волокон, снизить содержание неволокнистых включений («корольков»).

Установки БСТВ 20М, BSTF 20, BSTF 40 снабжены системами контроля и управления технологическими параметрами, автоматикой безопасности, обеспечивающими стабильность процесса производства а также удобство работы операторов установок и технического персонала.

Организация промышленного производства БСТВ и материалов

Экономически целесообразно организовать участок (цех) с законченным циклом производства БСТВ и изготовлению материалов из БСТВ. Экономические расчеты показывают, что в перспективе количество установок в цехе БСТВ 20М, BSTF 20 должно быть не менее пяти, а установок BSTF 40 - не менее трех. В таблице представлены объемы производства БСТВ на установках БСТВ 20М и установках BSTF 20, BSTF 40.

Объемы производства БСТВ

Наименование оборудования	К-во	Производи- тельность, kg/hour	Производи- тельность, kg/day	Производи- тельность, ton/year
БСТВ 20М	1	16 -18	410	140 - 160
Линия БСТВ 20М	5	80	2050	700-800
BSTF 20	1	18 -19	440	150 - 170
Линия BSTF 20	5	90	2200	750-850
BSTF 40	1	36 -38	870	290 - 300
Линия BSTF 40	3	100 - 110	2600	900

По мере увеличения рынка сбыта продукции возможно размещение в цехе большего количества установок.

Оборудование для производства материалов БСТВ

Технологическое оборудование переработки БСТВ	Производимый материал
Установка для производства холстов УПХ - 10	Холсты теплоизоляционные
Машина для производства прошивных матов МП - 10	Маты теплоизоляционные прошивные
Специальное швейное оборудование	Маты тепло и звукоизоляционные обшивные
Технологическая линия по производству картона	Картон толщиной от 5 до 10 мм
Технологическая линия по производству плит	Плиты теплоизоляционные
Машина иглопробивная	Холст иглопробивной
Технологическая линия по производству бумаги	Холст тонкий (бумага)

Технологическое оборудование для производства штапельного тонкого базальтового волокна и материалов.

Назначение.

Технологическое оборудование предназначено для производства штапельного тонкого базальтового волокна и материалов на его основе: мягких плит плотностью 45 – 70 кг/м3, жесткой плиты плотностью 100 – 140 кг/м3, картона плотностью 150 – 160 кг/м3.

Состав технологического оборудования.

Оборудование для производства штапельного тонкого базальтового волокна.

• Камнеплавильная печь.
• Узел получения штапельных волокон из расплава.
• Камера волокноосаждения с конвейером.

Оборудование для производства неорганического связующего НС-1В.

• Дозаторы компонентов.
• Реактор смеситель.
• Емкость накопительная и расходная.

Технологическая линия для производства мягкой плиты.

• Узел напыления неорганического связующего НС-1В.
• Сушильная камера.
• Узел резки плит.
• Узел упаковки плит.

Технологическая линия для производства жесткой плиты.

• Узел нанесения неорганического связующего НС-1В.
• Узел резки плит.
• Сушильная камера.
• Узел упаковки плит.

Технологическая линия для производства картона.

• Узел нанесения неорганического связующего НС-1В.
• Узел резки плит.
• Сушильная камера.
• Узел упаковки плит.

Общими для технологического оборудования являются:

• Оборудование для производства штапельного тонкого базальтового волокна: плавильная печь; узел получения штапельных волокон из расплава; камера волокноосаждения с конвейером и узлом нанесения связующего.
• Оборудование для производства неорганического связующего НС-1В.
• Сушильная камера секционная.
• Узел резки плит.
• Узел упаковки плит.

Отличительные особенности технологической линии

1. Применение камнеплавильной печи с низким удельным потреблением газа и электроэнергии на единицу продукции. Применение новых технологий плавления базальтов, специализированных газовых горелок и системы рекуперации тепла отходящих газов.
2. Применение неорганического связующего НС-1В для производства плит и картона (без применения глин для связки волокон), позволяет обеспечить качество материалов и снизить затраты на их производство.
3. Оборудование строится по принципу единой технологической линии для производства материалов из базальтовых волокон. Для производства плит, картона используется несколько общих основных единиц оборудования из состава технологической линии.

Основные характеристики технологического оборудования

Характеристика оборудования	Ед. измер.	Установка БТВ -90	Линия мягких плит	Линия жестких плит	Линия картона
Производительность	в час в сутки	(60 – 80) кг 1.5–1.9 т	1.0–2.0 м3 1.0–2.0 м3	0.5 - 1 м3 1.0–2.0 м3	0.5 м3 1.0–2.0 м3
Природный газ. Расход газа на единицу продукции	м3/час   м3	30 – 40   0.4 /кг	+ 5   0.5 /м3	+ 10 – 12   0.5– 1 /м3	+12 – 15   0.6–1.2 /м3
Электроэнергия Расход на единицу продукции	kWt час  kWt ч	48  0.6– 0.65/кг	+ 10   1.0/м3	+15 1.2/м3	+15  1.2/м3
Количество персона	чел	2	+2	+2	+2
Габариты оборудования: высота/ширина/длина	м	9.5/ 5.0 /8.0	3.5/ 3.2/ 9.0	3.5/ 3.2/ 16.0	3.5/ 3.2/ 16.0

Технологический процесс производства штапельных базальтовых волокон и материалов. Загрузка измельченной базальтовой породы в плавильную печь – плавление и гомогенизация расплава – получение волокон – впрыск неорганического связующего в камеру волокноосаждения – формирование ковра базальтовых волокон со связкой  - подпрессовка ковра – формирование плит – сушка плит – упаковка плит.

Особенности и преимущества технологий.

Производство материалов мягких плит, производится по технологиях напыления связующего НС-1В в камере волокноосаждения.

Производство жестких плит и картона производится по комбинированным технологиям напыления неорганического связующего и прямого впрыска в ковер базальтовых волокон.

Преимущества предлагаемых технологий

• Технологии обеспечивают равномерность распределения связующего и соответственно качество плиты.
• При производстве жестких и мягких плит пропитка базальтового ковра связующим НС-1В производится комбинированным методом.
• Технология исключает операцию приготовления гидросмеси на основе связующего из бентонитовых глин с отрицательными факторами - разрушением волокон и значительной влажностью плит.
• Не происходит разрушения волокон.
• Ковер базальтовых волокон не имеет повышенную влажность, что снижает энергозатраты на сушку плит и картона.
• Производство материалов из базальтовых волокон в виде единого технологического процесса на базовом технологическом оборудовании.

Себестоимость производства материалов из БШТВ

Сбестоимость производства базальтовых штапельных тонких волокон с применением газовых плавильных печей достаточно низкая по сравнению с другими типами печей.

Производство материалов мягких, жестких плит и картона производится по технологиям напыления связующего НС-1В, что определяет низкую влажность ковра. Поэтому, энергозатраты на просушку плит и картона, - минимальны.

    Предлагаемые технологии и оборудование определяют низкую себестоимость производства штапельного тонкого базальтового волокна и материалов на его основе.

Требования к производственным помещениям

Основные требования к производственным помещениям для размещения участка (цеха) по производству БСТВ и БШТВ.

Размещениепяти установок БСТВ 20М, BSTF 20 или трех BSTF 40: ширина - 20 м, длина - 40 м, высота - не менее 7.5 м, предпочтительнее высота помещений 9 м, (при размещении пяти установок в один ряд).

Технологического оборудования для производства БШТВ и материалов:

Высота в месте установкм плавильной печи 10м, ширина 12 м, длина 40.

Инженерные коммуникации:

• газ среднего давления (0.03 – 0.04 МРа или 0.3 – 0.4 кг/см²), расход – 350 м³/час;
• электроэнергия 3х380 В, 50 Гц – установленная мощность 600 кВА (с учетом двукратного резерва);
• сжатый воздух – 60 м³/мин, давление 0.12 МРа, (1.2 кг/см²) ;
• водоснабжение до 5 м³ в час (оборотное с градирней), давление воды - 0.3 МРа;
• канализация для обеспечения бытовых нужд персонала.

Производственные помещения должны иметь: аэрационный фонарь, систему приточной вентиляции, кран-балку или другие подъемные механизмы для монтажа оборудования и подъема базальтового сырья. Грузоподъемность кран-балки - 400 - 1000 кг. Участок должен быть обеспечен рядом подсобных помещений: площадкой -складом базальтового сырья площадью – 100 - 200 м² складом готовой продукции - 300 - 400 м2. Производство должно иметь оборудованные бытовые помещения для персонала, помещения для технического персонала (начальника участка, мастера-технолога, электриков, специалистов по автоматике), ремонтный участок (оборудованный слесарным рабочим местом, местом сварщика). Минимальное расстояние до ближайших жилых домов - 200 метров.

Организация производства БСТВ и материалов БШТВ

Монтаж и запуск установок БСТВ на участке будет осуществляться поэтапно: монтаж и запуск первой установки, затем последующих - с интервалом в 2 - 3 месяца.

Монтаж и запуск технологического оборудования для производства БШТВ и материалов производится  под "ключ" с наработкой промышленной партии продукции, обкчением персонала Заказчика.

Заказчик обеспечивает подготовку производственных помещений для размещения оборудования и подвод коммуникаций (газ, электроэнергия, сжатый воздух, вода); монтирует систему дымоудаления (воздуховоды, дымовую трубу).

Вверх