Разработка, месторождения и переработка горных пород

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО ВЫСШЕГО И СРЕДНЕГО СПЕЦИАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

РЕСПУБЛИКИ УЗБЕКИСТАН

ФЕРГАНСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

КАФЕДРА «Архитектура»

«Разработка, месторождения и переработка горных пород»

ВЫПОЛНИЛ: СТУДЕНТ ГРУППЫ 7-14

Эргашев Ильхом

ФЕРГАНА 2015

1. Общие сведения

Благодаря своим уникальным свойствам, базальтовое волокно и продукция на его основе находит все более широкое применение во всех отрослях промышленности. Материалы на основе базальтового волокна выдерживают температуры до 700⁰С, устойчивы к кислотам и щелочам, обладают значительной механической прочностью, благодаря чему успешно потеснили изделия из стекловолокна. Базальтовое волокно сегодня выпускается в нескольких модефикациях. Это прежде всего супертонкое волокно БСТВ (базальтовое супертонкое волокно), тонкое волокно БТВ (базальтовое тонкое волокно) и непрерывное базальтовое волокно БНВ (базальтовое непрерывное волокно).

Производство базальтовых волокон основано на получении расплава базальта в плавильных печах и его свободном вытекании через специальные фильерные пластины, изготовленные из платины или жаростойких металлов. Плавильные печи могут быть электрическими, газовыми, или оборудоваться мазутными горелками.

В качестве сырья для производства базальтовых волокон, используются базальтовые горные породы, средний химический состав которых следующий (% по массе): SiO2- 47,5-55,0; TiO2-1,36-2,0; Al2O3-l4,0-20,0; Fe2Oз + FeO -5,38-13,5; MnO-0,25-0,5; MgO-3,0-8,5; CaO-7,-11,0; Na2О-2.7-7,5; К2О - 2,5-7,5; P2O5-не более 0,5; SO3- не более 0,5;п.п.п.- не более 5.

Тонкое волокно получают путем раздува сжатым воздухом или паром струек жидкого базальта, вытекающего через отверстия в фильерных пластинах из жаростойкого металла. При этом раздув может быть как вертикальным, так и горизонтальным, а сами раздувочные головки круглой или прямоугольной формы. Реже в производстве тонкого волокна вместо раздува используют центробежные разбрызгивающие устройства.

Супертонкое базальтовое волокно получают так называемым «двухстадийным» способом. Расплавленный базальт вытекает через отверстия фильерной пластины, изготовленной из жаростойкого металла, и застывает в виде базальтовых нитей. Нити захватываются вытягивающим устройством и подаются в высокотемпературную скоростную струю, создаваемую газом, сгорающим в потоке сжатого воздуха. Базальтовые нити плавятся с одновременной вытяжкой. После раздува волокна попадают в камеру волокноосаждения и осаждаются в виде ковра на приемном барабане или конвейере.

Непрерывное волокно получают путем вытягивания базальтовых нитей из фильер специальными наматывающими устройствами, которые наматывают нити на катушки. При этом скорость намотки регулируется в зависимости от толщины слоя намотки, чем создается постоянная скорость вытягивания волокна и его постоянная толщина. .

Материалы на основе базальтового волокна обладают следующим важными свойствами: пористость, температуростойкость, паропроницаемость и химическая стойкость.

Пористость базальтового волокна может составлять 70 % по объему и более. Если поры материала заполнены воздухом, то при такой пористости он характеризуется небольшой теплопроводность.

Температуростойкость является весьма важным свойством теплоизоляционных материалов, особенно при использовании их для изоляции промышленного оборудования, работающего при высоких температурах. Температуростойкость материалов характеризуют технической температурой применения, при которой материал может эксплуатироваться без изменения технических свойств.

Паропроницаемость - это способность материала пропускать через свои поры водяной пар. Наличие в материалах из базальтового волокна сообщающихся пор, они пропускают такое же количество пара, как и воздуха. Благодаря большой паропроницаемости эти материалы при эксплуатации почти всегда сухие; конденсация пара наблюдается в основном в следующем слое на более холодной стороне ограждения.

Химическая стойкость. Базальтовые волокна обладают хорошей стойкостью к действию органических веществ (масло, растворители и др.), а также к воздействию щелочей и кислот.

Благодаря этим свойствам, базальтовое волокно и материалы на его основе находят сегодня все более широкое применение. Базальтовое волокно применяется:

- для теплозвукоизоляции и огнезащиты в жилых и промышленных зданиях и сооружениях, банях, саунах, бытовках и т. д.;

- для теплоизоляции энергетических агрегатов, трубопроводов большого диаметра;

- для теплоизоляции бытовых газовых и электрических плит, жарочных шкафов и т.д.

- в трехслойных строительных панелях-сэндвичах;

- для утепления реконструируемых зданий с установкой, как изнутри, так и снаружи;

- для утепления плоских крыш;

- в промышленных холодильниках и холодильных камерах, бытовых холодильниках; базальтовый волокно теплоизоляционный себестоимость

- изоляция кислородных коллон;

- для изоляция низкотемпературного оборудования при производстве и использовании азота;

-в промышленной хладоизоляции.

2. Производство тонкого базальтового волокна и продукции на его основе

2.1 Технологическая схема производства тонкого волокна

Сырьем для производства тонкого базальтового волокна (БТВ) является базальтовая крошка. Для получения 1 килограмма волокна необходимо 1,15 кг. сырья. Стоимость 1 т. сырья составляет около 20 $.

Принципиальная схема производства тонкого базальтового волокна представлена на рисунке 1. Исходное сырье (1), в виде отмытой базальтовой крошки, пропущенной через магнитные сепараторы (2), загружается в плавильную печь (3). Расплавленная при температуре 1450 - 1500⁰ С масса (4), по обогреваемому фидеру (5) подается на фильерную пластину (6), откуда, под действием сил гравитации, расплавленный базальт в виде отдельных струек стекает на раздувочное устройство (7). После раздува базальтовое волокно попадает в камеру волокноосаждения (8) и ложится на приемный конвейер (9) в виде ковра (10).

В состав установки БТВ-500 входит следующее нестандартное оборудование:

1. Плавильная печь с рекуператором;

2. Загрузчик;

3. Фильерный питатель;

4. Дутьевая головка;

5. Камера волокноосаждения;

6. Конвейер;

7. Площадка обслуживания.

8. Градирня.

9. Установка по очистке воздуха от базальтовой пыли.

Рис. 1. Принципиальная схема получения тонкого базальтового волокна.

Стандартное оборудование установки включает следующие позиции:

1. Вентилятор ВВД №5 - 2 шт.

2. Вентилятор пылевой ЦВП 6,3 - 1 шт.

3. Трансформатор ТВК-75 - 1 шт.

4. Компрессор, обеспечивающий давление сжатого воздуха до 0,8 Мпа, с производительностью 12 м3/мин.

Здание для монтажа установки БТВ - 500 должно быть пожаробезопасным, иметь площадь 150 - 200 м² и высоту до 15 м. Здание может быть облегченного модульного типа, или собрано из железобетонных конструкций. Для работы установки необходимы следующие энергоносители:

1. Природный газ Р-4-5 кПа Q =60 м3/час

2. Сжатый воздух Р- 0,8 МПа Q =12 м3/мин

3. Оборотная вода Р-0,2-0,3 МПа Q =6 м3/час.

4. Система энергоснабжения, напряжением 360 в и мощностью 100-150 кВа.

Система энергоснабжения должна быть запитана от двух независимых источников и обеспечивать непрерывную подачу электроэнергии на объект.

Кроме того в составе установки необходимо предусмотривается:

1. Склад исходного сырья.

2. Склад готовой продукции.

3. Бытовые помещения

Ориентировочная стоимость установки по производству тонкого базальтового волокна с помещением и вспомогательным оборудованием составляет 200 000 $ ( цена зависит от компелектации оборудования).

Для получения расплава базальта используются ванная печь непрерывного действия, прямого нагрева с рекуператором для подогрева воздуха. Техническая характеристика установки по производству тонкого базальтового волокна производительностью 500 тонн в год представлена в таблице 1.

Таблица 1.

Техническая характеристика установки.

Состав обслуживающего персонала установки:

1. Начальник установки - 1 человек.

2. Оператор - 1 чел.

3. Стекловар - 1 чел.

4. Режим работы установки непрерывный, круглосуточный.

5. Продолжительность рабочей смены - 6 часов.

6. Количество бригад - 5.

Численность рабочих, занятых обслуживанием одной установки, приведена в таблице 2. Количество работающих рассчитано из условия непрерывной рабочей недели, четырехсменной работы персонала и продолжительности смены 6 часов. Фонд заработной платы приведен в долларах США.

Таблица 2.

Численность работающих на одной установке.

Всего: 112500

Затраты на заработную плату вспомогательного персонала, задействованного на обслуживании установки, при расчетах себестоимости учитываются в общецеховых и общезаводских расходах.

3.1 Расчет себестоимости производства тонкого базальтового волокна

Расчет себестоимости одного килограмма тонкого базальтового волокна приводится в таблице 3.3.

Таблица 3.

Как видно из таблицы 3, полная расчетная себестоимость производства одного килограмма тонкого волокна составляет 0,7$. С учетом НДС эта величина составит: 0, 84 $. Минимальная стоимость тонкого базальтового волокна на рынке 1,1 $/кг. с НДС. При такой конъюктуре рынка окупаемость капитальных вложений на создание одной установки, при условии продажи только тонкого базальтового волокна составит:

200 000

----------------------=1,6 года.

(1,1-0,84) 500 000

При организации производства на базе тонкого базальтового волокна теплоизоляционных материалов и их реализации на рынке, сроки окупаемости будут значительно сокращены.

3.2 Производство теплоизоляционных материалов на основе тонкого базальтового волокна

3.2.1 Прошивные маты

Прошивные маты марки МБПА изготавливаются из тонкого базальтового волокна, которое раскладывается на раскроечном столе и прошиваются стеклоровингом на прошивной машине. Производительность одной прошивной машины до 20 м3 в смену. Состав установки: раскроечный стол, прошивная машина. Количество работающих в смене 3 -4 человека.

Размещено на Allbest.ru