RU2368496C1

RU2368496C1 - Method of producing mineral wool products

Info

Publication number: RU2368496C1
Application number: RU2008117680/03A
Authority: RU
Inventors: Григорий Иванович Коваль (RU); Григорий Иванович Коваль; Татьяна Григорьевна Каримова (RU); Татьяна Григорьевна Каримова
Priority date: 2008-05-04
Filing date: 2008-05-04
Publication date: 2009-09-27

Abstract

FIELD: process engineering.

SUBSTANCE: proposed method comprises producing basic carpet with, primarily, horizontal fibers with binder, moving aforesaid carpet along fiber direction and zigzag-like laying to produce multi-layer carpet in directing it at right angle to basic carpet direction and with fibers oriented at acute angle to multilayer carpet direction. Note that the number of layers in multilayer carpet is even. Basic carpet width vs that of multilayer carper is set according to relation b₁/b₂=nxcosα, while speed of transfer of aforesaid carpets is selected subject to the following relation, i.e. V₁\V₂=nxb₂/b₁, where b₁ and b₂ make widths of basic and multilayer carpets, respectively, n is the number of layers, α makes the angle of fibers inclination to multilayer carpet direction.

EFFECT: expanded process performances, high-quality of mineral wool carpets.

1 dwg

Description

Изобретение относится к производству минераловатных изделий, преимущественно полос и плит.The invention relates to the production of mineral wool products, mainly strips and plates.

Известен способ производства минераловатных изделий [Гурьев В.В., Жолудов В.С., Петров-Денисов В.Г. Тепловая изоляция в промышленности. Теория и расчет. М.: Стройиздат, 2003, с.115]. При данном способе получение минераловатных изделий осуществляется путем получения первичного ковра из минеральных волокон со связующим, расположенных преимущественно в горизонтальном положении, его перемещения вдоль направления волокон, поперечной раскладки с получением многослойного ковра и перемещения многослойного ковра в направлении, перпендикулярном направлению перемещения первичного ковра.A known method for the production of mineral wool products [Guryev V.V., Zholudov V.S., Petrov-Denisov V.G. Thermal insulation in industry. Theory and calculation. M .: Stroyizdat, 2003, p.115]. With this method, the production of mineral wool products is carried out by obtaining a primary carpet of mineral fibers with a binder located mainly in a horizontal position, moving it along the direction of the fibers, transverse layout to obtain a multilayer carpet and moving the multilayer carpet in a direction perpendicular to the direction of movement of the primary carpet.

Недостатком такого способа является невозможность получения минераловатных изделий с равномерной их плотностью по длине и ширине, с требуемой структурой из-за отсутствия условий, обеспечивающих равномерную раскладку первичного ковра по длине и ширине многослойного ковра с требуемым числом слоев и положением волокон. Это снижает качество получаемых минераловатных изделий и ограничивает технологические возможности по их сортаменту.The disadvantage of this method is the inability to obtain mineral wool products with a uniform density along the length and width, with the required structure due to the lack of conditions that ensure uniform layout of the primary carpet along the length and width of the multilayer carpet with the required number of layers and the position of the fibers. This reduces the quality of the obtained mineral wool products and limits the technological possibilities for their assortment.

Таким образом, основными недостатками данного способа являются низкое качество получаемых минераловатных изделий и ограниченные технологические возможности по их сортаменту.Thus, the main disadvantages of this method are the low quality of the obtained mineral wool products and the limited technological capabilities for their assortment.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является способ производства минераловатных изделий [Патент РФ №2152489, МПК В28В 1/52, Е04В 1/78, В65В 27/12, D04M 1/70, Е04С 2/16. «Способ изготовления отвержденного нетканого полотна из минераловатного волокна и устройство для его осуществления», опубл. 10.07.2000 г.].The closest in technical essence and the achieved effect is the method of production of mineral wool products [RF Patent No. 2152489, IPC В28В 1/52, Е04В 1/78, В65В 27/12, D04M 1/70, Е04С 2/16. "A method of manufacturing a cured non-woven fabric of mineral wool and a device for its implementation", publ. July 10, 2000].

В данном способе производство минераловатных изделий, преимущественно плит и полос, осуществляют путем получения первичного ковра преимущественно с горизонтальным положением волокон со связующим, его перемещения вдоль волокон и зигзагообразной раскладки первичного ковра с получением многослойного ковра при направлении его перемещения под прямым углом к направлению перемещения первичного ковра с ориентацией волокон под острым углом к направлению перемещения многослойного ковра.In this method, the production of mineral wool products, mainly plates and strips, is carried out by obtaining a primary carpet mainly with a horizontal position of the fibers with a binder, moving it along the fibers and zigzag layout of the primary carpet to obtain a multilayer carpet with the direction of its movement at right angles to the direction of movement of the primary carpet with the orientation of the fibers at an acute angle to the direction of movement of the multilayer carpet.

Недостатком этого способа являются ограниченные технологические возможности по марочному и размерному сортаменту получаемых минераловатных изделий. Это связано с отсутствием в данном способе технологических условий, обеспечивающих получение из первичного ковра заданной толщины и ширины многослойного ковра разной требуемой толщины и ширины с требуемой ориентацией волокон при равномерном их распределении по длине и ширине многослойного ковра.The disadvantage of this method is the limited technological capabilities for vintage and dimensional assortment of mineral wool products. This is due to the lack of technological conditions in this method that ensure that a given thickness and width of a multilayer carpet of different thickness and width are obtained from the primary carpet with different thicknesses and widths with the required fiber orientation with their uniform distribution along the length and width of the multilayer carpet.

Таким образом, основными недостатками данного способа являются ограниченные технологические возможности по получению качественных минераловатных изделий широкого марочного и размерного сортамента.Thus, the main disadvantages of this method are the limited technological capabilities for obtaining high-quality mineral wool products of a wide brand and size range.

Задачей изобретения является расширение технологических возможностей получения качественных минераловатных изделий широкого марочного и размерного сортамента.The objective of the invention is to expand the technological capabilities of obtaining high-quality mineral wool products of a wide brand and size assortment.

Поставленная задача достигается тем, что в заявляемом способе производства минераловатных изделий, преимущественно полос и плит, включающем получение первичного ковра преимущественно с горизонтальным положением волокон со связующим, его перемещение вдоль направления волокон, зигзагообразную раскладку первичного ковра с получением многослойного ковра при направлении его перемещения под прямым углом к направлению перемещения первичного ковра с ориентацией волокон под острым углом к направлению перемещения многослойного ковра, согласно изобретению, количество слоев в многослойном ковре выполняют четным, соотношение между шириной первичного и многослойного ковров устанавливают в соответствии с зависимостью b₁/b₂=n×cosα, при этом скорости перемещения первичного и многослойного ковров устанавливают по соотношению V₁/V₂=n×b₂/b₁ где b₁ и b₂ - соответственно ширина первичного и многослойного ковров; V₁ и V₂ - соответственно скорости перемещения первичного и многослойного ковров; n - количество слоев; α - угол наклона волокон к направлению перемещения многослойного ковра.The problem is achieved in that in the inventive method for the production of mineral wool products, mainly strips and plates, including obtaining a primary carpet mainly with a horizontal position of the fibers with a binder, moving it along the direction of the fibers, zigzag layout of the primary carpet with a multilayer carpet with the direction of its movement under direct angle to the direction of movement of the primary carpet with the orientation of the fibers at an acute angle to the direction of movement of the multilayer carpet, as As per the invention, the number of layers in the multilayer carpet is even, the ratio between the width of the primary and multilayer carpets is set in accordance with the dependence b ₁ / b ₂ = n × cosα, while the speed of movement of the primary and multilayer carpets is set according to the ratio V ₁ / V ₂ = n × b ₂ / b ₁ where b ₁ and b ₂ are the width of the primary and multi-layer carpets, respectively; V ₁ and V ₂ - respectively, the speed of movement of the primary and multi-layer carpets; n is the number of layers; α is the angle of inclination of the fibers to the direction of movement of the multilayer carpet.

Необходимость выполнения этих технологических режимов и операций для реализации поставленных задач объясняется следующим. Наличие четного числа слоев первичного ковра в многослойном ковре является необходимым условием, обеспечивающим равномерное распределение волокон как в многослойном ковре, так и в готовом минераловатном изделии. При заданном числе слоев первичного ковра, определяющем толщину многослойного ковра, необходимую для получения минераловатного изделия заданной толщины и плотности, и требуемой ориентации волокон для получения соответствующей структуры минераловатных изделий, характеризуемой острым углом α к направлению перемещения многослойного ковра, однозначно определяется соотношение между шириной первичного и многослойного ковров. Достаточным условием реализации заявляемого способа является выполнение указанного скоростного режима перемещения первичного и многослойного ковров, при выполнении которого из первичного ковра заданной ширины будет получен многослойный ковер с требуемым числом слоев при заданной ориентации волокон и проектной шириной, из которого при дальнейшей продольной и поперечной деформации будет получено минераловатное изделие с равномерной требуемой плотностью и структурой. Структура изделия определяется углом α и величиной продольной деформации многослойного ковра. Уменьшение угла α и увеличение продольной деформации многослойного ковра способствует изгибу волокон и получению так называемой «меандровой» структуры, повышающей прочность минераловатного изделия на сжатие по высоте.The need to perform these technological modes and operations for the implementation of the tasks is explained by the following. The presence of an even number of layers of the primary carpet in a multilayer carpet is a prerequisite for the uniform distribution of fibers in both the multilayer carpet and the finished mineral wool product. For a given number of layers of the primary carpet, which determines the thickness of the multilayer carpet needed to obtain a mineral wool product of a given thickness and density, and the required orientation of the fibers to obtain the corresponding structure of mineral wool products, characterized by an acute angle α to the direction of movement of the multilayer carpet, the ratio between the width of the primary and multilayer carpets. A sufficient condition for the implementation of the proposed method is the implementation of the specified speed regime for moving the primary and multilayer carpets, during which a multilayer carpet with the required number of layers for a given fiber orientation and design width will be obtained from the primary carpet of a given width, from which it will be obtained with further longitudinal and transverse deformation mineral wool product with uniform density and structure required. The structure of the product is determined by the angle α and the magnitude of the longitudinal deformation of the multilayer carpet. Reducing the angle α and increasing the longitudinal deformation of the multilayer carpet contributes to the bending of the fibers and the so-called "meander" structure, which increases the strength of the mineral wool compressive in height.

Следовательно, применение предложенного способа обеспечивает получение минераловатных изделий разной требуемой ширины и высоты, с равномерной заданной плотностью по их длине и по ширине и варьируемой ориентацией волокон. Равномерная заданная плотность минераловатного изделия обеспечивает одинаковые их прочностные характеристики по длине и ширине. Варьируемая заданная ориентация волокон позволяет получать требуемую структуру минераловатного изделия и повышать его прочностные характеристики.Therefore, the application of the proposed method provides mineral wool products of different desired widths and heights, with a uniform predetermined density along their length and width and variable fiber orientation. The uniform predetermined density of the mineral wool product provides the same strength characteristics along the length and width. A variable preset orientation of the fibers makes it possible to obtain the required structure of the mineral wool product and increase its strength characteristics.

Таким образом, предложенный способ существенно расширяет технологические возможности получения качественных минераловатных изделий широкого марочного и размерного сортамента.Thus, the proposed method significantly expands the technological capabilities of obtaining high-quality mineral wool products with a wide range of brands and sizes.

Предложенный способ производства многослойных минераловатных изделий проиллюстрирован на чертеже, на котором показан фрагмент технологической линии, характеризующей его особенности.The proposed method for the production of multilayer mineral wool products is illustrated in the drawing, which shows a fragment of a production line characterizing its features.

Рассмотрим технологию получения минераловатных изделий с применением предлагаемого способа.Consider the technology for producing mineral wool products using the proposed method.

Первичный ковер 1 шириной b₁ с волокнами, расположенными преимущественно горизонтально вдоль данного ковра, со связующим из камеры волокноосаждения (не показано) поступает на транспортер 2, который перемещает первичный ковер 1 вдоль направления волокон со скоростью V₁ и передает его к маятниковому устройству 3. За счет качания последнего первичный ковер 1 раскладывается зигзагообразно на транспортере 4, образуя многослойный ковер 5, перемещающийся со скоростью V₂ перпендикулярно направлению перемещения транспортера 3. Благодаря заданным технологическим условиям: режиму качания маятникового устройства 3, скоростным режимам транспортеров 2 и 4 многослойный ковер 5 имеет проектную ширину b₂, требуемое число слоев n и заданный угол α наклона волокон к направлению перемещения многослойного ковра.The primary carpet 1 with a width of b ₁ with fibers located mainly horizontally along this carpet, with a binder from the fiber deposition chamber (not shown) enters the conveyor 2, which moves the primary carpet 1 along the direction of the fibers at a speed of V ₁ and transfers it to the pendulum device 3. due to the oscillation of the last primary carpet 1 is decomposed in a zigzag on the conveyor 4 forming a multilayer mat 5 moving at a speed V ₂ perpendicular to the direction of travel of the conveyor 3. by specify t hnologicheskim conditions pendulum oscillation regime device 3, the conveyors speed modes 2 and 4, the multilayer mat 5 has a projected width b _2, the required number n of layers and a predetermined inclination angle α to the fiber direction of movement of the laminated carpet.

Далее многослойный ковер 5 перемещается со скоростью V₂ к гофрировщику (не показано), где он деформируется путем сжатия по высоте и длине, а затем передается в камеру тепловой обработки (не показано) для полимеризации связующего. После выхода из камеры тепловой обработки минераловатное изделие в виде полосы режется по ширине и длине на плиты (не показано).Next, the multilayer carpet 5 moves at a speed of V ₂ to the corrugator (not shown), where it is deformed by compression in height and length, and then transferred to the heat treatment chamber (not shown) for polymerization of the binder. After exiting the heat treatment chamber, the mineral wool product in the form of a strip is cut in width and length into plates (not shown).

Рассмотрим на конкретном примере один из вариантов определения параметров технологии с применением предложенного способа. Готовое минераловатное изделие имеет плотность g₂=90 кг/м³, высоту h₂=50 мм, структуру, при которой коэффициент гофрирования равен 1,5 и волокна наклонены к направлению перемещения мпогослойного ковра под углом α=45 град. Примем плотность первичного и многослойного ковров g₁=15 кг/м³, высоту, ширину и скорость перемещения первичного ковра равными, соответственно, h₁=50 мм, b₁=3000 мм и V₁=50 м/мин, которые определяются производительностью плавильного агрегата и устройства волокнообразования. Число слоев мнослойного ковра равно n=g₂/(g₁× 1,5)=90/(15×1,5)=4. Тогда, следуя рекомендациям предложенного способа, ширина многослойного ковра после зигзагообразной раскладки первичного ковра равна b₂=b₁/(n×cosα)=3000/(4×0,707)=1060 мм, а скорость транспортера 2 должна быть установлена равной V₂=V₁×b₁/(b₂×n)=50×3000/(1060×4)=35,4 м/мин.Consider a specific example of one of the options for determining technology parameters using the proposed method. The finished mineral wool product has a density of g ₂ = 90 kg / m ³ , a height of h ₂ = 50 mm, a structure in which the corrugation coefficient is 1.5 and the fibers are inclined to the direction of movement of the multi-layer carpet at an angle α = 45 degrees. We take the density of the primary and multilayer carpets g ₁ = 15 kg / m ³ , the height, width and speed of movement of the primary carpet equal, respectively, h ₁ = 50 mm, b ₁ = 3000 mm and V ₁ = 50 m / min, which are determined by the productivity melting unit and fiber forming device. The number of layers of a multilayer carpet is n = g ₂ / (g ₁ × 1.5) = 90 / (15 × 1.5) = 4. Then, following the recommendations of the proposed method, the width of the multilayer carpet after the zigzag layout of the primary carpet is b ₂ = b ₁ / (n × cosα) = 3000 / (4 × 0.707) = 1060 mm, and the speed of conveyor 2 should be set equal to V ₂ = V ₁ × b ₁ / (b ₂ × n) = 50 × 3000 / (1060 × 4) = 35.4 m / min.

Таким образом, использование предложенного способа позволяет при заданных требуемых параметрах минераловатного изделия (плотность, ориентация волокон, соотношение между продольной и поперечной деформацией) однозначно определять параметры технологии, обеспечивающие получение качественных минераловатных изделий широкого марочного и размерного сортамента.Thus, the use of the proposed method allows for the specified required parameters of the mineral wool product (density, fiber orientation, the ratio between longitudinal and transverse deformation) to unambiguously determine the technology parameters that provide high-quality mineral wool products with a wide range of grades and sizes.

Claims

Способ производства минераловатных изделий, преимущественно полос и плит, включающий получение первичного ковра преимущественно с горизонтальным положением волокон со связующим, его перемещение вдоль направления волокон, зигзагообразную раскладку первичного ковра с получением многослойного ковра при направлении его перемещения под прямым углом к направлению перемещения первичного ковра с ориентацией волокон под острым углом к направлению перемещения многослойного ковра, отличающийся тем, что количество слоев в многослойном ковре выполняют четным, соотношение между шириной первичного и многослойного ковров устанавливают в соответствии с зависимостью b₁/b₂=n·cosα, при этом скорости перемещения первичного и многослойного ковров устанавливают по соотношению V₁/V₂=n·b₂/b₁, где b₁ и b₂ - соответственно ширина первичного и многослойного ковров; V₁ и V₂ - соответственно скорости перемещения первичного и многослойного ковров; n - количество слоев; α - угол наклона волокон к направлению перемещения многослойного ковра. A method for the production of mineral wool products, mainly strips and plates, including obtaining a primary carpet mainly with a horizontal position of fibers with a binder, moving it along the direction of the fibers, zigzag layout of the primary carpet to obtain a multilayer carpet with the direction of its movement at right angles to the direction of movement of the primary carpet with orientation fibers at an acute angle to the direction of movement of the multilayer carpet, characterized in that the number of layers in the multilayer carpet perform even, the ratio between the width of the primary and multilayer carpets is set in accordance with the dependence b ₁ / b ₂ = n · cosα, while the speed of movement of the primary and multilayer carpets is set according to the ratio V ₁ / V ₂ = n · b ₂ / b ₁ , where b ₁ and b ₂ - respectively, the width of the primary and multi-layer carpets; V ₁ and V ₂ - respectively, the speed of movement of the primary and multi-layer carpets; n is the number of layers; α is the angle of inclination of the fibers to the direction of movement of the multilayer carpet.