Технологический комплекс

Назначение:

Линия по производству теплоизоляционных изделий из расплавов вулканических пород   предназначена для выпуска прошивных матов, плит гофрированной структуры и полуцилиндров.

Параметры выпускаемой продукции:

• прошивные маты: длина от 1000 до 10 000 мм, ширина 1000 мм, толщина от 50 до 150 мм; плотность от 35 кг/м³ до 120 кг/м³, гофрированной структуры, кэшированные стеклотканью, алюминиевой фольгой либо металлической сеткой на выбор.
• плиты   длина от 1000 до 1200 мм, ширина 500 мм, толщина от 50 до 100 мм; плотность от 40 кг/м³ до 175 кг/м³, гофрированной структуры, кэшированные стеклотканью либо алюминиевой фольгой.

Гофрированная структура всех типов изделий позволяет увеличить показатели механической прочности при деформациях: на сдвиг, на скручивание, и на изгиб до 35% по отношению к изделиям с горизонтальной ориентацией волокон, за счет частичной вертикальной ориентации волокон,

Маты применяются в качестве тепло/хладоизоляции трубопроводов, кабельных отсеков и каналов, заполнителя переборок (огневой рубеж) на судах всех типов и назначений (корабли, самолеты, ракетная техника), строительной теплоизоляции несущих стен, перегородок, потолков и перекрытий в т. ч. жилых и общественных зданий, изоляции высокотемпературных печей, котлов, сушилок и других агрегатов работающих в интервале температур от - 190˚С до + 1150˚С.

Плиты применяются в качестве тепло/хладоизоляции несущих и не несущих стен, перегородок, потолков и перекрытий в т. ч. жилых и общественных зданий, фасадного утеплителя для вентилируемых фасадов, наполнителя сэндвич-панелей, легкой футеровки котлов, сушилок и других агрегатов работающих в интервале температур от - 100˚С до + 1000˚С при применении оригинального связующего состава. При применении в качестве связующего состава фенолформальдегидных смол интервал рабочих температур от - 60˚С до + 170˚С.

 Мощность:

Мощность подобных установок, в среде производителей, принято оценивать по количеству выдаваемого расплава (съем расплава (тн./год; тн/час)) либо по количеству готовой продукции в условной вате (плотность 100 кг/м³ (м³/год; м³/час)).

Таким образом, одна линия (полмодуля):

• съем расплава – до 1 000 кг/час или 6 912 тн/год (в расчетном месяце 24 рабочих дня).
• по условной вате – до 10 м³/час или 69 120 м³/год.

Соответственно, при работе 2-х линий (модуль):

• съем расплава – до 2000 кг/час или 13 824   тн/год.
• по условной вате – до 20 м³/час или 138 240 м³/год.

Производственные участки:

1. Участок приемки сырья:

Сырье – щебень вулканических пород: базальт, габбро, диабаз, порфирит и др. Дополнительно в состав сырья добавляют доломит. Доломит необходим для снижения кислотности расплава, снижения его вязкости и увеличения текучести. Соотношение «базальт/доломит» определяется по модулю кислотности базальтовых пород.

Для справки: большинство производителей «разбавляют» сырье доменным шлаком, стеклобоем и прочими наполнителями. В составе готовой продукции доля базальта зачастую не превышает 30%, хотя на упаковке написано: «базальтовая теплоизоляция».

Тонкое волокно из базальтовых пород имеет характерный цвет - от оливкового до серого хаки. Желтый оттенок дают фенолформальдегидные смолы.

Участок представляет собой платформу, приспособленную к разгрузке до 4 полувагонов, а также бетонированную (асфальтированную) площадку для хранения щебня. Требований к хранению щебня вулканических пород под навесом нет, доломит необходимо хранить под навесом. Требования к бетонированию (асфальтированию) площадки предъявляют экологи (в настоящий момент Ростехнадзор).

Желательно иметь запас сырья на 5-6 месяцев. Это связано с тем, что в зимний период проблематично получить полувагоны для перевозки любых видов грузов кроме угля.

2. Участок подготовки и загрузки шихты:

Площадь участка ≈ 100 ÷ 150 м². Здесь производится смешивание базальта и доломита в определенном соотношении (далее по тексту - шихта).

Должна быть предусмотрена обменная   вентиляция с k ≥ 3.

При условии автоматизации процесса подготовки шихты организовывать отопление участка не обязательно.

Состав оборудования:

• дробилка производительностью 0,6 ÷ 2 тн/час, для дробления базальта и доломита. Дробление пород производится поочередно. Выход фракции 5 – 10 мм;
• грохот для возврата крупных включений на дробление;
• блок дозаторов;   
• кубовая бетономешалка.

Готовая шихта направляется в плавильный участок. Возможны два варианта:

• загрузка в кюбель и доставка электрокаром, далее загрузка с помощью кран-балки;
• доставка транспортером из накопительного бункера непосредственно в виброзагрузчики.

3. Плавильный участок:

Газоэлектрическая ванная печь для плавки базальтовых пород рекуперативного типа, прямого нагрева.

Возможны варианты комплектации электрической печью либо печью работающей на жидких углеводородах (для р-нов крайнего севера).  

Производительность до 1 тонны расплава в час. Рабочий интервал температур от 1300˚С до 1670˚С. Номинальная температура 1550˚С. За счет применения хромоксидной керамики компания печи составляет не менее 36 месяцев.

В ОАО «Норильскникель» компания печей, собранных на хромоксидной керамике на 03.2008 г. составила 34 месяца.

В печи производится плавка шихты. Номинальная температура плавки зависит от химического состава базальтовых пород и окончательно подбирается при пробных плавках.

Температура, давление, расход газа, расход воздуха, соотношение газ/воздух, токи электродов дополнительного электроподогрева   (далее ДЭП) и уровень расплава поддерживается автоматически.

Первичное плавление производится с помощью системы ДЭП. Температура в зонах гомогенизации и выработки расплава поддерживается при помощи 6 - ти горелок ГППС – 5 и 2 -х горелок ГППН – 3. Готовый расплав сливается на первый валок центрифуги, где и происходит образование тонкого базальтового волокна (БТВ).

Для газоэлектрических печей и печей на жидких углеводородах порфирит не применяется.

4. Участок переработки расплава:

4.1. Зона образования штапельного волокна:

В состав входит трехвалковая центрифуга, камера отдува волокна, система впрыска связующего состава и камера волокноосаждения.

Струя расплава направляется на валки центрифуги, где под действием центробежной силы происходит вытягивание нитей из струи расплава. Готовые нити с помощью камеры отдува сдуваются с валков центрифуги в полость камеры волокноосаждения. В камере волокноосаждения при помощи системы вентиляторов создаются зоны пониженного давления. Готовое волокно «присасывается» к сетке транспортера и формирует первичный ковер.

Регулируя скорость сетки транспортера получают различные толщины первичного ковра.

Равномерность толщины первичного ковра производят изменением давления «над» и «под» сеткой конвейера по девяти зонам.

При производстве плит либо полуцилиндров одновременно с отдувом волокна производится впрыск связующего состава.

4.2. Зона гофрирования первичного ковра:

Первичный ковер, толщина то 200 до 600 мм с помощью наклонного транспортера передается на гофрирование. В гофрировщике за счет разницы угловых скоростей уплотняющих валов производится уплотнение первичного ковра до заданной плотности (от 36 кг/м³ до 175 кг/м³) в зависимости от задания на смену.

Одновременно ковру придается форма «гофры» (синусоидальная форма). Таким образом, ≈35 – 40% волокон приобретает вертикальную направленность. Толщина ковра на выходе гофрировщика регулируется в пределах 50 – 100 мм в зависимости от задания на смену.

Гофрирование изделий позволяет увеличить прочностные характеристики на 30÷35% по отношению к аналогичным изделиям с горизонтальной ориентацией волокон.

4.3. Зона полимеризации:

Первичный гофрированный ковер, смоченный связующим составом, поступает в камеру полимеризации. Камера в полном объеме работает только в режимах производства теплоизоляционных плит и кэшировании мата алюминиевой фольгой. В камере, за счет сжигания газа (мазута, ПТ, ДТ), создается температура оптимальная для полимеризации (высыхания, схватывания) связующего состава. Температура в камере зависит от марки связующего и лежит в пределах 140ºС ÷ 220ºС. В качестве связующего состава абсолютное большинство производителей используют фенол - формальдегидные смолы.

ООО «Базальтовые Технологии» в качестве связующего состава применяют минеральное связующее на основе жидкого стекла совместной разработки с ЗАО «НТЦ «Бакор». Состав прошел все испытания и   сертифицирован. Температура применения без нарушения физико-химических свойств плиты от   -90ºС до + 850ºС.

Во всех иных режимах камера работает как транспортер. На выходе камеры получается непрерывная плита заданной плотности шириной 1000 мм и толщиной от 50 до 100 мм. При необходимости производится кэширование стеклотканью либо алюминиевой фольгой.

4.4. Зона охлаждения:

Работает совместно с камерой полимеризации, в других режимах работает как транспортер. За счет принудительного обдува воздухом происходит охлаждение плиты до внутрицеховой температуры.

4.5. Зона прошивки гофрированных матов:

Прошивная машина работает только в режиме производства прошивных матов, кэшировании стеклотканью и металлической сеткой. Во всех иных случаях работает в режиме транспортера. Гофрированный мат прошивается стеклянным, базальтовым ровингом (многослойная, витая нить Ø 2÷4 мм) либо стальной проволокой (по требованию заказчика). Прошивка производится в 10 рядов. Шаг прошивки 100 мм. Для предотвращения распускания узлов после нарезки на заказанные размеры – узлы автоматически проклеиваются горячим гудроном (застывает через 30 – 35 секунд). Прошивка препятствует разворачиванию гофры.

4.6. Зона обрезки:

Прошивному мату либо плите необходимо придать нормальный товарный вид, т. е. обрезать неровные кромки и порезать на заданные размеры. Для этого на конвейере предусмотрены ножи продольной (обрезка неровной кромки) и   поперечной резки (нарезка на заданный размер).

5. Участок упаковки:

Упаковка матов или плит в термоусадочную пленку. Стандартная упаковочная машина произведена ООО «Пакверк» г. Москва, хотя возможно применение аналогичных машин других производителей.

Параметры упаковки:

• длина 1000 – 1300 мм.
• ширина 600 – 1300 мм.
• высота 50 – 800 мм.

Возможности машины позволяют упаковывать плиты, маты и полуцилиндры в термоусадочную пленку толщиной от 55 микрон до 120 микрон(экономически целесообразно 65 мкм).  

6. Склад:

Складирование готовой продукции регламентируется ГОСТ 25880.

Рынок сбыта и конкуренты:

Код ОКВЭД – 26.82.6 «Производство  минеральных тепло/звукоизоляционных материалов и изделий.

Примерно половина всей потребляемой в мире энергии идет на отопление зданий и сооружений. Поэтому важной составной частью практически всех национальных программ перспективного развития, ориентированных на всемирную экономию топливно-энергетических ресурсов, является обеспечение максимально эффективной теплоизоляции систем обогрева и ограждающих конструкций возводимых зданий и сооружений.

С 01.01.2001г. значительно ужесточились требования СниП П-3-79 «Строительная теплотехника». С этого периода в России начался 2-й этап энергосбережения. Вследствие принятых решений термическое сопротивление теплоизоляционного слоя должно увеличиться в 3 и более раз. Это требует применения для теплоизоляции строительных конструкций высокоэффективных утеплителей.

Политические воздействия

Ратификация Россией Киотского договора обязывает ее сократить количество выбросов диоксида углерода (СО₂) в атмосферу. Этого можно добиться путем сокращения потребления угле-, газо- и нефтепродуктов, сжигаемых в целях обеспечения теплом жилых конструкций и производственных помещений и на обогрев окружающей среды.

Факторы среды на уровне отрасли (микроокружения)

Темпы и перспективы роста рынка

Рынок теплоизоляционных изделий растет очень динамично – 15-20 % в год. При этом по нормам потребления теплоизоляционных материалов Россия все равно отстает от среднеевропейского уровня. В Западной Европе на 1 тыс. жителей приходится 600 куб. м теплоизоляционных изделий,   в России – 120 куб.м.

Расчеты экспертов показывают, что потребность жилищного сектора строительства в эффективных утеплителях в 2010 г. может составить 25-30 млн. куб. м и должна быть удовлетворена в основном за счет отечественных материалов. Настоящие мощности (проектные) страны оцениваются в 17-18 млн. куб. м в год. Общая потребность в утеплителях для всех отраслей хозяйства страны составит к 2010г. до 50-55 млн. куб.м.

Основным видом теплоизоляционных материалов, применяемых в России, являются минераловатные изделия. По данным ассоциации АВОК (Ассоциация Вентиляции, Отопления и Кондиционирования) доля минераловатной изоляции (минеральная вата из   расплавов вулканических пород - базальта, диабаза, известняка) составляет более 65% (по некоторым данным – 80 %) около 8 % приходится на стекловатные, около 20 % - на пенополистирол и другие пенопласты.

Структура объемов выпуска утеплителей в России соответствует развитым странам, где волокнистые материалы также занимают 60-80 % от общего выпуска теплоизоляционных материалов.

Уровень конкуренции

На территории России расположено 69 предприятий и цехов по производству теплоизоляционных изделий из минеральной ваты. Проектная мощность предприятий   - около 12 млн. куб. м/год в пересчете на изделия плотностью 100 кг/м³.

На отечественном рынке теплоизоляционных материалов лидируют следующие зарубежные торговые марки:

• URSA , Франция (изделия из стекловолокна). В России располагает 2 заводами (Флайдерер г. Чудово в Новгородской области и в подмосковном г.Серпухов);
• Rockwool , Дания (изделия из базальтового волокна). В России компания представлена двумя заводами ЗАО «Минеральная вата» (г. Железнодорожный Московская обл. и г. Выборг);
• Isover , Чехия (изделия из стеклянного и каменного волокна). В России имеет завод в Егорьевске (Московская обл.);
• Изомат, Словакия (изделия из базальтового волокна);
• Paroc OY , Финляндия (изделия из базальтового волокна).

По оценкам   компании Saint-Gobain данная компания контролирует 15 % Российского рынка теплоизоляционных материалов, URSA -   23,9%, Rockwool -   7,6 %, остальное поделено между отечественными производителями.

Среди отечественных производителей следует отметить ОАО «Термостепс» (Тверь, Ярославль, Салават, Омск, Пермь), «Комат» (г. Ростов-на-Дону), Мосасботермостекло (г. Железнодорожный), Назаровский ЗТИМ, Бокийский ЗТМ, за последний год большую активность на рынке проявляет «Техно Николь», скупили акции Челябинского «АКСИ» и запустили крупный модуль в Заинске.

Преимущества:

• хорошее качество готовой продукции;

• отсутствие каких-либо добавок, т. е. экологическая чистота готовой продукции;

• низкие цены по сравнению с рынком при одном и том же качестве;

• возможность снижения продажных цен на продукцию для вытеснения конкурентов;