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1、- 1 -8000t/y 玻璃棉项目初步设计说明书玻璃棉生产线设计所- 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)
2、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
3、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
4、，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，专门研究新的生- 4 -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
5、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1-3 微细纤维纤维
6、直径/um5 1#玻璃棉- 5 -8 2#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/) 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
7、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
8、。卷管过程包括：卷管、固化、脱芯、切端 头、剖缝、 贴面、包装等工序。生产线工艺流程图 11- 7 -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
9、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。2.离心棉生产所用原料特性- 8 -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 Sio295，Al 2o33,Fe2030.15 40-80目占 80%以上 6石灰石 Cao54, Fe2030.05 16-60目占 60%以上白云石 Cao30，Mgo20, Fe 2030.04 16-30目占 70%以上长石 Sio2-85, Al2o3-27,K2o、Na 2
10、o-6, Fe2030.2 40-80目占 60%以上纯碱 Na2o-58 28-65目 1硼砂 B2o3-47, Na2o-21, Fe2030.25 40-60目 50%以上硫酸钠 Na2So4-99.5, Fe2030.05 40-60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 Sio2 Al2o3 Cao Mgo Na2o K2o B2o3 Fe2031234560.363.763.462.763.84.843.325.94.83.87.986.995.45.97.04
11、.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(lg7.6)为 692，lg3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 0.4m/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1.熔窑- 9 -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
12、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：为保证玻璃液优质，采用浸没式流液洞；为减少硼、碱飞散进入车间，设计 了全封闭的、
13、带预熔池的投料口结构，配以封闭性良好的投料机； 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；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。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
14、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、- 10 -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.
15、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- 11 -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
