ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Результат выполнения научно-исследовательской работы.

При производстве стекловолокна образуются отходы, которые представляют собой обрезки стеклянных нитей различных диаметров (0,5-3 мм) и длины.

Химический состав отходов: окись кремния - 54%, окись алюминия - 14,5%, окись кальция - 16%, окись магния - 4%, окись бора -10-12%.

Годовое количество отходов составляет несколько тысяч тонн, в связи с этим возникает проблема утилизации этих отходов. В работе была исследована возможность использования отходов стекловолокна в производстве пеностекла.

С этой целью на заводе теплоизоляционных и отделочных материалов была отобрана проба заводской шихты, применяемой для производства пеностекла с удельной поверхностью 3600 см ²/г, состоящей из совместно молотых стеклобоя и мрамора в соотношении 98:2. В лаборатории ТГТУ были составлены шихты на основе заводской шихты с добавлением молотого стекловолокна с мрамором в качестве газообразователя.

Отходы стекловолокна совместно с мрамором в соотношении 98:2 перемалывались в лабораторной шаровой мельнице до удельной поверхности 3500 см ²/г. Было приготовлено 6 составов шихт массой 30 г каждая:

1)Заводская шихта (100% заводской шихты).

2)Опытная №1 (90% заводской шихты 10% стекловолокна).

3)Опытная №2 (85% заводской шихты и 15% стекловолокна).

4)Опытная №3 (75% заводской шихты и 25% отходов стекловолокна).

5)Опытная №4 (70% заводской шихты и 30% отходов стекловолокна).

6)Опытная №5 (50% заводской шихты и 50% отходов стекловолокна).

Шихту каждого состава загружали в металлические тигли. Которые предварительно смазывались каолиновой смазкой и высушивались в сушильном шкафу для ее закрепления. Тигли заполняли смесью, уплотняли вручную встряхиванием. Тигли устанавливали в предварительно нагретую до температуры 900 ⁰ С печь, в течение 30 минут производили вспучивание образцов. Затем печь резко охлаждали до Т= 600 ⁰С. Производили отжиг вспученных образцов в течение часа. Затем печь отключали и постепенно охлаждали образцы до температуры 30 ⁰С. Шихты состава 50:50 не вспучилась. Вспученные образцы вынимали из тиглей и выпиливали кубики с ребром 10 мм. Определили их среднюю плотность и прочность на сжатие.

Таб. Физико-механические показатели образцов пеностекла в зависимости

от добавки отходов стекловолокна

Используя полученные данные, расчетным путем определили пористость. С увеличением количества отходов стекловолокна средняя плотность и прочность увеличивается, а пористость уменьшается, Согласно требованиям ТУ 480-1-18-83 «Блоки пеностекла» средняя плотность не должна превышать 300 кг/см ³, фактически средняя плотность заводских изделий достигает 350-400 кг/м ³. На основании этого для использования в условиях завода был рекомендован состав шихты №2: 85% заводской шихты и 10 % отходов стекловолокна (средняя плотность 310,3 кг/м ³, прочность 1,72 Мпа). Для подтверждения этих рекомендаций в условиях завода был изготовлен опытный образец пеностекла размером 375х375 мм с использованием шихты опытного состава №2. Опытная шихта состава 15:85 (стекловолокно: заводская шихта) готовилась следующим образом. Тщательно смешивались вручную на противне 5,150 кг заводской шихты с молотой добавкой стекловолокна с мрамором (в соотношении 98:2) а количестве 0,91 кг. Приготовленную шихту загружали в трапецевидную металлическую форму и закрывали крышкой. Форма перед загрузкой была очищена от остатков пеностекла и смазана каолиновой суспензией плотностью 1,2-1,3 г/см. Форма с шихтой проталкивалась вместе с ползунками в тоннельную печь. Наибольшая температура вспучивания 890 ⁰С, время вспучивания в печи в течение 2 часов.

Из печи вспучивания форма с блоком выталкивалась на самоходную тележку. Которая подходит к головке леры (печи обжига). Открытие форм производилось непосредственно перед лерой. Блок извлекался вручную и устанавливался в печь отжига на ребро в проволочную кассету. Время извлечения блока из формы и перекладка составило около 40 сек. Продолжительность отжига в печи - 5 часов. Кассета с блоком из печи отжига выгружалась вручную, блоки устанавливались на ребро на подвесную тележку, которая по монорельсу подавалась к месту резки. Выпиливался блок размером 375х375 мм. Были выпилены из заводского блока для сравнения с качеством опытного образца. Опытный образец имел среднюю плотность 451 кг/м ³, прочность при сжатии 2,6 Мпа. Заводской образец имел плотность 382 кг/м ³, прочность 2,1 МПа.