Технология изготовления минеральной ваты

заданное содержание SiO₂ в составе шихты, % по массе (в первом варианте расчета принимаем 50%);

b – содержание SiO₂ в мартеновском шлаке, % по массе (из табл.2.1);

c – содержание SiO₂ в бое керамического кирпича, % по массе (из табл.2.1).

По рассчитанному содержанию дополнительного сырья (боя керамического кирпича) Х = 0,59 долей единицы, содержание в шихте основного сырья (мартеновского шлака) составит: Y = 1 – Х = 1 – 0,59 = 0,41.

Таким образом, одна весовая часть шихты будет состоять из 0,41 весовых частей мартеновского шлака и 0,59 весовых частей боя керамического кирпича.

В такой шихте будут содержаться оксиды, которые поступают из основного и дополнительного сырья, % по массе:

SiO₂ = 0,41 · 18,7 + 0,59 · 71,7 = 7,67 + 42,3 = 49,97;

Al₂O₃ = 0,41 · 11,3 + 0,59 · 16,2 = 4,63 + 9,56 = 14,19;

CaO = 0,41 · 37,1 + 0,59 · 2,2 = 15,21 + 1,3 = 16,51;

MgO = 0,41 · 15,6 + 0,59 · 1,9 = 6,4 + 1,12 = 7,52.

При таком соотношении оксидов в шихте модуль ее кислотности составит:

Полученное значение модуля кислотности значительно превышает допустимую норму отклонения (5%) от заданного по варианту задания М_к=1,5. По расчету отклонение составляет:

Это свидетельствует о необходимости значительного уменьшения в шихте расчетного содержания SiO₂ от 50%.

С целью получения расчетного модуля кислотности, приближенного к заданному в пределах допустимой нормы отклонения (5%) выполняем первый дополнительный расчет. Уменьшаем содержание  SiO₂ в составе шихты с 50% до 39,5%.

Тогда содержание боя керамического кирпича в шихте составит:

Y = 1 – 0,39 = 0,61

Таким образом, шихта будет состоять из 61% мартеновского шлака и 39% боя керамического боя.

SiO₂ = 0,61 · 18,7 + 0,39 · 71,7 = 39,36;

Al₂O₃ = 0,61 · 11,3 + 0,39 · 16,2 = 13,20;

CaO = 0,61 · 37,1 + 0,39 · 2,2 = 23,48;

MgO = 0,61 · 15,6 + 0,39 · 1,9 = 10,25.

Модуль кислотности такой шихты составит:

Полученное значение модуля кислотности не превышает допустимую норму отклонения (5%) от заданного по варианту задания М_к = 1,55. По расчету отклонение составляет:

Таким образом, отклонение между заданной и определенной по методу последовательного приближения величинами модуля кислотности шихты не превышает 5%. Следовательно, расчетный состав шихты соответствует заданным условиям получения керамического расплава с М_к = 1,55 для производства минеральной ваты и прошивных матов на ее основе.

2.3  Расчет состава шихты методом составления и решения системы алгебраических уравнений

Данный метод расчета состава шихты для производства минеральной ваты рекомендуется как проверочный и ускоренный.

Шихта для производства минеральной ваты, как правило, состоит из двух видов сырья: основного и дополнительного. Поэтому, рассчитывая состав шихты, составляют и решают систему двух уравнений с двумя неизвестными: X и Y, которые выражают количество составляющих частей шихты, соответственно X – основного, Y – дополнительного корректирующего.

Одно из уравнений (2.3) имеет вид:

                                        Х + Y = 1                                 (2.3)

Второе уравнение (2.4) является выражением модуля кислотности шихты при внесении в шихту доли основного компонента Х и дополнительного компонента Y:

                                         (2.4)

где , , ,  – содержание соответствующих оксидов в основном компоненте шихты, % по массе (табл.2.1);

, , ,  – содержание соответствующих оксидов в дополнительном корректирующем компоненте шихты, % по массе (табл.2.1);

М_к – величина расчетного модуля кислотности в соответствии с заданием (табл.2.1).

Решая уравнение относительно Х или Y, получают содержание каждого из сырьевых компонентов в шихте в долях единицы, а потом выражают состав шихты по двум компонентам в процентах по массе.  Расхождение величины модуля кислотности заданного и полученного по результатам расчетов не должно превышать 5%.

По условиям задания варианта 4 (по табл.2.1) и варианта 2 (по табл.2.2) имеем исходные данные для расчета (табл.2.1).

Обозначая через Х содержание в шихте основного компонента (мартеновский шлака), а через Y – дополнительного корректирующего компонента (боя керамического  кирпича), составляем два уравнения, одно из которых составляется относительно заданного М_к (табл.2.1):

Систему уравнения решаем методом исключения одного неизвестного:

Решая уравнение относительно Y, получаем его значение, т.е. содержание в шихте дополнительного компонента (боя керамического кирпича) в долях единицы:

30 + 57,9 · Y = 1,55 · (52,7 – 48,6 · Y)

30 + 57,9 · Y = 81,69 – 75,33 · Y

133,23 · Y = 51,68

Y = 0,387

Тогда содержание в шихте основного компонента (мартеновского шлака) составит:

Х = 1 – 0,387 = 0,613

Таким образом, получаем содержание в шихте в долях единицы основного