News

Горизонтальная роторная каскадная центрифуга IBE

Новая разработка для высокопроизводительного волокнообразования: 0,8–7,2 т/ч

IBE Projects GmbH представляет новую разработку — горизонтальную роторную каскадную центрифугу, созданную для стабильного и управляемого волокнообразования при широком диапазоне производительности. Конструкция объединяет компактность, технологичность обслуживания и высокую устойчивость процесса, сохраняя проверенную аэродинамику раздувки и термостабилизации, применяемую в наших вертикальных решениях.

Ключевая идея

В основе системы — горизонтально расположенный ротор с каскадной организацией зоны волокнообразования. Такая компоновка позволяет:

• обеспечить равномерное распределение расплава и стабильный выход через перфорацию,
• добиться высокой воспроизводимости параметров волокна,
• повысить удобство обслуживания и интеграции в производственные линии,
• реализовать масштабирование производительности без изменения базовой логики процесса.

Производительность и качество продукта

Центрифуга рассчитана на промышленный диапазон:

• от 0,8 т/ч (пилотный/линейный режим)
• до 7,2 т/ч (высокопроизводительный режим)

При оптимально подобранных режимах и корректной настройке раздувки обеспечиваются показатели качества:

• выход годного продукта: более 90%
• доля “королька” (shot): менее 4%
• Дополнительно: при работе с базальтовым расплавом периодичность замены ротора по сравнению с валковой центрифугой увеличена с ~80 до ~340 часов, что существенно снижает простои и эксплуатационные затраты.

Преимущества конструкции

1)  Прецизионное динамическое управление температурой (вязкостью)

Интеллектуальная система обеспечивает прецизионное динамическое управление температурой расплава НЕПОСРЕДСТВЕННО при центрифугировании с точностью ±2°C, корректируя её в режиме реального времени и НЕЗАВИСИМО (в достаточно широком диапазоне от -50 до +150°C) от температуры расплава в печи. Это означает стабильную вязкость и, как следствие, воспроизводимое качество волокна и минимизацию колебаний его геометрии — по толщине (диаметру) и длине.

2) Стабильная подача расплава

Подача расплава реализована через лоток с двусторонним распределением, что уменьшает асимметрию, снижает риск локального переполнения и повышает устойчивость процесса при переходных режимах.

3) Защита подшипникового узла и ресурс

В конструкции предусмотрены:

• шпиндельный вал увеличенного диаметра Ø80-120 мм,
• водоохлаждение вала для снижения теплопритока к опорам,
• тепловой экран подшипникового узла для защиты от нагрева излучением и загрязнения.

Это обеспечивает повышенную надежность узлов, особенно при высоких температурах и интенсивной раздувке.

4) Тепловая завеса и контролируемая аэродинамика

В ресивере раздувки предусмотрена тепловая завеса — для стабилизации температуры в рабочей зоне и снижения влияния подсоса холодного воздуха. Это способствует стабильной вязкости расплава на перфорации и улучшает качество волокнообразования.

5) Компактность и удобство интеграции

Горизонтальная компоновка удобна для размещения в цехе и интеграции в технологическую линию. Модульность конструкции позволяет адаптировать систему под задачи конкретного производства и доступные габариты участка.

Области применения

Решение ориентировано на линии производства минеральных и базальтовых волокнистых материалов, включая:

• теплоизоляционные продукты (плиты, маты),
• базальтовое штапельное волокно и композиционные полуфабрикаты,
• переработку минеральных расплавов в волокнистые фракции в рамках промышленных технологий.

Дальнейшие шаги

IBE готова предоставить:

• техническое описание и компоновочные чертежи,
• расчетные режимы под требуемую производительность и свойства расплава,
• интеграционные решения под существующие печи, раздувку и системы улавливания,
• консультации по подбору режимов и запуску.

Свяжитесь с нами, чтобы получить материалы и обсудить внедрение.

 

Сравнительный анализ базальта, андезита и андезитобазальтов как сырья для производства непрерывных волокон, а также перспективные месторождения

Производство непрерывных волокон на основе базальта, андезита и андезитобазальтов приобретает все большую популярность благодаря высокой прочности, термостойкости и устойчивости к химическим воздействиям этих материалов. В данной статье рассматриваются технические и технологические аспекты использования этих минералов для создания волокон, их эксплуатационные свойства, химическая стойкость изделий, а также наиболее перспективные месторождения, которые могут служить источниками сырья для промышленности.

1. Сравнительный состав и свойства минералов

Для сравнения базальта, андезита и андезитобазальтов важно рассмотреть их типичный химический состав. Он определяет ключевые свойства волокон, такие как прочность, термостойкость, а также устойчивость к воздействию кислот и щелочей.

Химический состав базальта

Базальт является основным типом магматических пород, и его химический состав варьируется в пределах:

• SiO₂ (кремнезем): 45–52%
• Al₂O₃ (оксид алюминия): 12–16%
• Fe₂O₃/FeO (оксиды железа): 9–14%
• MgO (оксид магния): 5–12%
• CaO (оксид кальция): 6–12%
• Na₂O + K₂O (щелочные оксиды): 2–5%
• TiO₂ (диоксид титана): 1–3%

Базальт имеет высокое содержание оксидов железа и магния, что придает материалу высокую прочность, термостойкость и устойчивость к щелочам.

Химический состав андезита

Андезит, как более кислый тип вулканической породы, имеет следующий типичный состав:

• SiO₂ (кремнезем): 55–60%
• Al₂O₃ (оксид алюминия): 17–20%
• Fe₂O₃/FeO (оксиды железа): 4–6%
• MgO (оксид магния): 2–4%
• CaO (оксид кальция): 6–7%
• Na₂O + K₂O (щелочные оксиды): 3–7%
• TiO₂ (диоксид титана): 0.5–1%

Андезит отличается более высоким содержанием кремнезема и алюминия по сравнению с базальтом, что обеспечивает ему высокую устойчивость к кислотам, но снижает устойчивость к щелочам.

Химический состав андезитобазальта

Андезитобазальт представляет собой переходную породу между базальтом и андезитом, и его химический состав может варьироваться:

• SiO₂ (кремнезем): 50–55%
• Al₂O₃ (оксид алюминия): 15–18%
• Fe₂O₃/FeO (оксиды железа): 6–10%
• MgO (оксид магния): 4–8%
• CaO (оксид кальция): 6–10%
• Na₂O + K₂O (щелочные оксиды): 2–5%
• TiO₂ (диоксид титана): 1–2%

Содержание кремнезема в андезитобазальтах выше, чем в базальте, но ниже, чем в андезите, что делает эти породы среднеустойчивыми как к кислотам, так и к щелочам. Андезитобазальты сочетают прочность и термостойкость базальта с химической устойчивостью андезита, что делает их привлекательными для создания волокон с комбинированными свойствами.

2. Технологические аспекты производства волокон

Базальт

Производство базальтовых волокон давно отработано и осуществляется при плавлении породы при температуре 1300–1400°C с последующим формированием волокон. Этот процесс довольно прост и экономичен.

Андезит

Андезит плавится при чуть более высокой температуре — около 1500°C, что требует более точной настройки оборудования. Волокна из андезита перспективны благодаря высокой кислотостойкости, но их промышленное применение находится на стадии развития.

Андезитобазальты

Производство волокон из андезитобазальтов также возможно при температуре плавления около 1400–1500°C. Это направление представляет собой перспективный объект для исследований, так как такие волокна могут комбинировать преимущества обоих минералов.

3. Химическая стойкость изделий

Базальтовые волокна

Базальтовые волокна устойчивы к щелочам благодаря низкому содержанию кремнезема, что делает их пригодными для использования в щелочных средах. Однако они менее устойчивы к кислотам.

• Кислотостойкость: умеренная, разрушаются под воздействием сильных кислот.
• Щелочеустойчивость: высокая.

 Андезитовые волокна

Благодаря высокому содержанию кремнезема андезитовые волокна обладают высокой кислотоустойчивостью, но менее устойчивы к воздействию щелочей.

• Кислотостойкость: высокая.
• Щелочеустойчивость: низкая.

Андезитобазальтовые волокна

Андезитобазальты сочетают свойства базальта и андезита, что обеспечивает им высокую кислотостойкость и умеренную щелочеустойчивость.

• Кислотостойкость: выше, чем у базальта.
• Щелочеустойчивость: ниже, чем у базальта, но лучше, чем у андезита.

4. Эксплуатационные свойства изделий

Базальтовые волокна

• Термостойкость: до 1000°C.
• Применение: теплоизоляционные материалы, армирующие композиты, огнеупорные изделия.

Андезитовые волокна

• Термостойкость: до 800–900°C.
• Применение: перспективны для применения в условиях высокой кислотности и в термоизоляции.

Андезитобазальтовые волокна

• Термостойкость: до 1000°C.
• Применение: комбинированные среды с воздействием кислот и щелочей, конструкционные материалы, композиты.

5. Перспективные месторождения андезитобазальтов

• Дальний Восток и Сибирь, Россия

На территории Дальнего Востока и Восточной Сибири, включая Камчатку и Курильские острова, широко распространены андезитобазальтовые лавы, что делает эти регионы перспективными для добычи сырья для производства волокон.

• Карпаты, Украина

Закарпатская область известна месторождениями андезитов и андезитобазальтов. В этом регионе возможна разработка ресурсов для производства волокон на основе андезитобазальтов.

• Андский горный пояс, Южная Америка

Месторождения андезитобазальтов в Чили и Перу обладают огромным потенциалом для промышленной добычи, благодаря богатым вулканическим зонам и развивающейся инфраструктуре.

• Центральная Европа

Вулканические пояса Германии (Рейнский массив) и Чехии также содержат андезитобазальтовые породы, что делает этот регион важным источником сырья.

• Северная Америка

Каскадные горы в США и Западная Канада богаты вулканическими породами, включая андезитобазальты, что открывает перспективы для производства волокон.

Заключение

Для производства непрерывных волокон базальт остается основным материалом благодаря своей доступности и хорошим эксплуатационным свойствам. Андезит и андезитобазальты представляют собой перспективные альтернативы, особенно в условиях, требующих высокой кислотостойкости. Андезитобазальты могут стать сырьем для волокон, сочетающих прочность базальта и химическую стойкость андезита. Месторождения андезитобазальтов в России, Украине, Южной и Северной Америке, а также в Центральной Европе имеют огромный потенциал для разработки, что может сыграть ключевую роль в развитии этой отрасли.

Др. Виктор Барташов

Какие преимущества рецайклинга волокнистых отходов по технологии IBE?

• Исключает расходы по брикетированию и захоронению собственных производственных отходов
• Позволяет произвести дополнительную товарную продукцию не только путём использования своих отходов (до 15% от объёма выпуска), но и путём привлечения до 30% и более строительных волокнистых отходов с отрицательной ценой -300÷350 евро за тонну, тем самым ещё и ощутимо снижает производственную себестоимость продукции
• За счет применения индукционного нагрева в плавильной печи вместо кокса и диэлектрического нагрева в печи полимеризации вместо газа позволяет снизить почти в 2 раза удельный расход энергии
• Исключает эмиссию углекислого газа (практически 0 вместо 800÷900 кг/т готовой продукции)
• Сокращает удельные затраты на персонал за счет существенно более высокой степени автоматизации, механизации и управления технологического процесса, что также снижает производственные затраты и себестоимость готовой продукции

Электрическая плавка и композитный фильерный питатель для производства базальтовых непрерывных волокон.

Наша компания разработала бесплатиновые фильеры для БНВ с количеством отверстий от 200 до 600 и провела их всесторонние испытания.

Оборудование, предназначенное для реализации нашей технологии, состоит из:

• Загрузочного устройства первичного базальта фракции от 0 до 8 мм без какой-либо предварительной обработки (мытья, сортировки и пр.)
• Индукционной плавильной печи с заданным профилем температуры по четырём зонам
• InLine миксера (новинка!)
• Электрического фидера на 10 выпусков
• Десяти композитных фильерных питателей

В результате этого разработан высокостабильный процесс производства БНВ, включающий в себя скоростную индукционную плавку базальта, высокотемпературную термообработку и низкотемпературное «литьё» нитей. Процесс позволяет повысить качество базальтовых нитей во всём диапазоне их диаметров, производительность линии в среднем на 15%, а также исключить обрыв нитей при вытягивании.

Экономические и эксплуатационные характеристики вышеуказанного комплекса оборудования:

• Расход энергии на 1 т волокна                                                          820 кВтч
• Производительность фильеры при 608 отверстиях                        >30 кг/ч
• Срок испытания композитной фильеры                                           90 дней непрерывной работы, фильера оставалась вполне работоспособной
• Диаметр получаемых волокон                                                           9 — 16 µ, — зависит от скорости вытягивания
• Ценовой коэффициент в сравнении с PtRh-фильерой                   1/15

Во время проведения испытаний не было ни одного обрыва вытягиваемых нитей.

Работы по повышению производительности оборудования продолжаются.

Технические характеристики плавильного агрегата IBE70-3.2

·       Производительность непрерывной плавки в режиме 24/7 х 2 по базальту с модулем кислотности в диапазоне 0,9–2	7,23	т/ч
·       Тигель в сборе:
HTiegel=	2.732	mm
DTiegel=	1.156	mm
Вес=	3.037	kg
·       Сдвоенный индуктор:
диаметр	1.176	mm
высота	2.340	mm
·       Удельный расход электроэнергии	653	кВтч/т
·       Мощность генератора (установленная)	5.700	кВт
·       Энергетические потери	91	кВтч/т
·       КПД плавильного агрегата	86	%

 

Рабочая температура:

Плавильная зона:                          1.270°C

Зона термообработки расплава:  1.600°C

Литейная зона:                               1.470°C (регулируемая)

IBE70-3.2

Новый индукционный агрегат IBE70-3.2 для плавки минеральных веществ (дисперсные стёкла, камень, различные оксиды и их смеси, включая волокнистые отходы и пыль) непрерывного действия в диапазоне температур от 1.100 до 2.100°С производительностью до 7 т/ч. Подробности по запросу.

ЛИНИЯ IBE13R

Одной из наиболее актуальных тем в производстве минеральной ваты является переработка отходов и несортного первичного сырья.

В процессе производства образуется несколько групп отходов. Их можно первоначально разделить на смолосодержащие отходы и отходы, не содержащие смолы.

В первую группу входят такие отходы, как «корольки» из-под центрифуги, обрезки краёв полосы, а также брак. Ко второй группе относятся главным образом мелкие фракции исходного сырья и базальтовая пыль.

Вне зависимости от группы отходы в таком виде, в каком они собираются, использовать для переплавки нельзя. Их необходимо либо брикетировать, что весьма дорогостояще и малоэффективно, либо дробить в пыль и в дальнейшем перерабатывать с помощью плавильного агрегата IBE.

В нашей технологии отходы данных групп разделены физически, находясь в различных бункерах, и смешиваются в заданной пропорции перед подачей в плавильный агрегат.

В дальнейшем расплав может точно так же использоваться на существующей линии либо – что считается наиболее оптимальным – на отдельной линии IBE13R с производительностью 8 000 или 16 000 тонн готового продукта в год. Эта линия компактна, экономична, а себестоимость производства плит на ней составляет не более 2/3 от производства  продукции из первичного сырья.

Таким образом, предлагаемая нами линия IBE13R позволяет не только избежать расходов по утилизации отходов, но производство той же самой продукции оказывается не менее чем на 1/3 дешевле, чем производство из первичного сырья.

Средняя себестоимость производства стандартных плит из описанных выше отходов составляет для европейского региона 160-180 евро за 1 т продукции .

Основные технические характеристики линии IBE13R приведены ниже:

— производственная площадь – 1 000 м²,
— расход энергии – 0,8 МВт-ч на 1 тонну продукции,
— потребность в обслуживающем персонале – 5-6 чел. в смену,
— ширина полосы – 1 300 мм,
— толщина полосы – от 20 мм до 400 мм,
— рекомендуемая производительность – 8 000 тонн в год (с возможностью расширения до 16 000 т/г).

Просим обращаться к нам по всем интересующим Вас вопросам в связи с переработкой отходов на линии IBE13R .

ИСПЫТАН НОВЫЙ ИНДУКТОР

Новый индуктор был испытан и показал замечательное распределение температуры по высоте. Максимальная разница температур составила 100°C.
На следующем этапе планируется замена генератора. Оптимизация частоты генератора в направлении существенного её снижения позволит добиться такого же распределения температуры по горизонтали.

УЛУЧШЕНИЕ КОНСТРУКЦИИ ИНДУКТОРА

Запуск завода Isobasalt GmbH в Гроссвильферсдорфе продолжается. В настоящий момент идёт работа над улучшением конструкции индуктора.

ПРЕМИЯ МЕЖДУНАРОДНОЙ КОНФЕРЕНЦИИ

Заводу Isobasalt, сооружённому с участием IBE в Штирии (Австрия), была присуждена премия «Global Insulation Plant of the Year».