Výroba minerální vlny | Složení minerální vlny

Minerální vláknité materiály zaslouženě zaujímají vedoucí pozici na trhu moderní tepelné a zvukové izolace. To lze snadno vysvětlit vysokými výkonnostními vlastnostmi, vynikajícími technickými vlastnostmi a také nízkou cenou. Ne každý přitom přesně ví, jak je výroba minerální vlny organizována. Jaké jsou vlastnosti technologického postupu a jaké suroviny se používají pro výrobu izolace z minerální vlny.

Suroviny pro výrobu minerální vlny

Termín „minerální vlna“ se používá jako jednotící pojem pro tepelně izolační materiály na bázi různých typů vláken.

Na základě výrobní technologie a složení surovin se minerální vlna dělí do čtyř hlavních typů:

Skleněná vata je jedním z nejstarších přírodních izolačních materiálů na bázi skla.

Materiál se vyrábí ze zbytků a odpadu z výroby skla.

Nejjemnější sklolaminát se formuje do desek nebo rohoží určité velikosti a tloušťky.

Přírodními surovinami pro výrobu skelné vaty jsou látky používané k výrobě běžného skla – písek, soda, borax, dolomit, vápenec.

Vzhledem k přírodnímu původu všech komponentů můžeme s jistotou mluvit o ekologické bezpečnosti skelné vlny.

Při organizaci výrobního procesu se moderní podniky snaží o maximální využití recyklovaných materiálů – podíl rozbitého skla může dosáhnout 80%.

Jako suroviny pro výrobu struskové vlny se používají struskové kompozice a silikátové taveniny vysokopecní strusky – odpad z těžebního a hutního průmyslu, který zůstává po tavení litiny ve vysoké peci.

• kuplovna struska (odpad z výroby oceli kuplovnou metodou);
• otevřená nístěj (výroba nístějové oceli);
• strusky neželezných kovů (například niklu).

Stanovená kritéria splňují i ​​popílky a strusky z tepelných elektráren.

Jednou z hlavních složek surovin pro výrobu kamenné minerální vlny jsou vyvřeliny skupiny gabro-čedič, metamorfované horniny podobného chemického složení a také opuky (sedimentární kamenité horniny smíšeného jílovito-karbonátového složení).

Podíl přírodního kamene ve výsledné tavenině je minimálně 70–80 %.

Surovinou pro výrobu této oblíbené odrůdy minerální kamenné vlny jsou horniny čedičové skupiny vulkanického původu – basanity, diabasy, gabra, čediče. Kompozice neobsahuje vysokopecní strusku ani jiné nečistoty.

Relativně novým produktem pro ruský trh stavebních materiálů je křemenná minerální vlna. Vyrábí se z drceného kulatého písku, vápenaté sody, obyčejného vápna a taveného skla.

Chemické složení

Praxe používání vláknité izolace potvrzuje, že nejkvalitnější, trvanlivá minerální vlna pro izolaci široké škály stavebních konstrukcí a průmyslových objektů se získává ze vsázek na bázi hornin typu gabro-čedič.

Malý přídavek uhličitanových hornin (vápence nebo dolomity) zvyšuje kyselost kompozice, což má pozitivní vliv na výkonnostní vlastnosti. V první řadě na hydrofobnosti a tepelné odolnosti výsledného materiálu. Zvyšuje fyzikální, mechanické a tepelné vlastnosti čedičové izolace.

Pro získání účinné tepelné izolace z minerální vlny je zvláště důležité chemické složení suroviny.

Přibližný obsah chemických složek s použitím čedičové vlny jako příklad:

• oxid křemičitý (SiO2) – 45–65 %;
• oxid hlinitý (Al2O3) – 10–20 %;
• oxid vápenatý (CaO) – 5–15 %;
• oxid hořečnatý (MgO) – 5–10 %;
• oxid železa (Fe2O3 + FeO) – 5–15 %.

Procento oxidů sodíku a draslíku nepřesahuje 1–3 %.

Každá složka chemického složení má svou vlastní „funkci“.

Například oxid křemičitý zvyšuje chemickou odolnost čedičového vlákna.

A oxid železa snižuje viskozitu minerální taveniny získané během výrobního procesu.

Pojiva v minerální vlně spojují vlákna dohromady a fixují strukturu a objem produktu.

Zároveň u tvrdých a tuhých výrobků z minerální vlny pojivo vyplňující póry výrazně omezuje pohyblivost a vzájemný pohyb vláken.

V měkkých a polotuhých deskách pojivo drží vlákna pohromadě hlavně v místech jejich styku. Elasticita produktu je dána pružností vytvrzeného pojiva, a co je nejdůležitější, díky pružnosti samotných vláken.

Hydrofobní přísady v minerální tepelné izolaci zajišťují ochranu materiálu před negativními účinky vody.

Zpomalovače hoření jsou určeny ke zvýšení požární bezpečnosti vláknitých izolací.

Výrobní technologie

Bez ohledu na vlastnosti výrobku je princip a technologie výroby všech typů minerální vlny téměř totožné.

Výroba minerální vlny zahrnuje několik hlavních fází:

1. Příprava surovin.

V počáteční fázi dochází k předběžné přípravě základních materiálů – sušení, drcení, mletí velkých minerálů.

Pro přípravu surovinové směsi (vsázky) vstupují přísady do dávkovací komory, kde se nastaví požadované poměry budoucí směsi.

1. Nakládání surovin do tavicí jednotky.

Po smíchání se hotová směs dostane do pece.

K získání silikátových tavenin se používají kuplovny nebo speciální plovoucí pece:

• plynové lázně,
• plyn-elektrický,
• elektrický,
• moje,
• pece na příjem strusky.

Typ tavicí jednotky závisí na tom, z čeho je minerální vlna vyrobena a jaké energetické palivo je v technologickém procesu použito.

Nejběžnějším tavicím zařízením při výrobě minerální vlny je kuplovna. Pro tavení v kuplovně se používají pevné kusové minerální suroviny a slévárenský koks.

1. Získání minerální taveniny.

V peci požadovaného typu se minerální směs roztaví při teplotě asi +1500 ºС.

Tato fáze je jednou z nejdůležitějších v celém výrobním procesu.

Teplota, které je v peci dosaženo, je důležitá pro viskozitu taveniny, která určuje parametry vlákna, které následně ovlivňuje základní vlastnosti materiálu (tepelná vodivost, pevnost).

1. Proces rozvláknění.

Minerální tavenina získaná v tavicí jednotce se přemění na vlákna různých délek a tlouštěk.

Dělají to jedním z možných způsobů:

• spřádání-foukané;
• odstředivý válec;
• odstředivý výbuch;
• parní dmychadlo.

Nejčastěji se k formování vláken používá odstředivka.

Tavenina s danou viskozitou padá na válce rotující vysokou rychlostí (asi 7 tisíc otáček/min.). Tak vzniká vlákno, vyfukované proudem vzduchu pod vysokým tlakem.

1. Depozice minerálních vláken.

Při procesu formování se získávají ultratenká, ale velmi pevná vlákna, která se ukládají do speciálních komor.

Poté jsou přířezy odeslány do lamelových nebo zvlňovacích strojů, pomocí kterých se vytvoří požadovaný počáteční objem (hustota) minerální vlny.

V této fázi dochází k částečné orientaci vláken, což umožňuje získat výrobky z minerální vlny s vysokými tepelně izolačními a mechanickými vlastnostmi.

1. Aplikace pojiva.

Dále se na koberec ve speciálním zařízení nanese pojivová směs (nejčastěji fenolformaldehydová pryskyřice), která by měla vlákna pevně držet.

Pojivo je modernizováno různými přísadami (vodoodpudivý, odstraňovač prachu), což zajišťuje rovnoměrnější rozložení organických látek v celém objemu materiálu a činí jej homogennějším.

V další fázi je vata umístěna do komory, kde polymeruje a získává svůj konečný tvar.

Používají se tři způsoby zavádění pojiva do vlákna minerální vlny:

• stříkání nebo stříkání;
• zavlažování vakuem;
• příprava hydromasy nebo buničiny.

Většina podniků používá k zavedení pojiva do koberce z minerální vlny metodu stříkání.

1. Tepelné zpracování.

Na konci výrobního procesu procházejí desky z minerální vlny tepelným zpracováním, které dodává materiálu dodatečnou pevnost.

Tepelné zpracování se provádí čerpáním horké chladicí kapaliny o teplotě 180 až 220 ºС přes koberec z minerální vlny.

1. Řezání hotového výrobku.

Velká pozornost je věnována další fázi – řezání koberce na desky daných velikostí.

Výrobky připravené k použití jsou baleny do smrštitelné fólie, která při dodržení pravidel skladování, nakládání a přepravy slouží jako záruka bezpečnosti a trvanlivosti výrobků.

Při výrobě minerální vlny existuje mnoho technologických schémat a vlastností. Každá fáze zahrnuje několik metod působení a své vlastní nuance, v závislosti na požadavcích na konečný produkt.

Navzdory skutečnosti, že navenek je minerální vlna od různých výrobců naprosto identická, ve skutečnosti má výrobní technologie stále určité rozdíly.

Každý podnik si sám vybírá jedinečné složení poplatku.

Náboj se zpravidla skládá ze dvou nebo více složek. Hlavní podmínkou pro výběr každé ze složek je získání vysoce kvalitního vlákna za použití místních přírodních surovin.

Vzorce se vypočítávají ve speciálních laboratořích a výsledky výzkumu jsou drženy v nejpřísnější tajnosti.