пенопласт

Технологический регламент производства пенополистирольных плит

По ГОСТ 15588-86 (плиты пенополистирольные — технические условия)

Линия по производству пенополистирольных плит

1. Склад сырья
   1. Требуемые площади
   2. Регламентация периода складирования
   3. Транспортировка полистирола к установке
2. Агрегат предварительного вспенивания полистирола
   1. Характеристика участка предварительного вспенивания
3. Промежуточное складирование
   1. Физические процессы
   2. Поглощение воздуха
   3. Высушивание
   4. Выделение вспенивающего агента
4. Конструктивное исполнение
   1. Вентиляция
   2. Защита от промерзания
5. Использование отходов
6. Производство блоков полистирола
7. Окончательное вызревание
8. Резка блока на листы
9. Складирование плит пенополистирола

1. Склад сырья

Предполагается, что сырье (ПСВ-С по ТУ 38.602-22-57-96) будет поступать на производственный участок автотранспортом. Предполагается, что сырье будет поставляться упакованным в мешки. Следует учитывать, что установка по производству пенополистирола разработана таким образом, что материал определенной плотности изготавливается по партиям, при необходимости на изготовление материала с другим показателем плотности, придется сработать весь предварительно вспененный пенополистирол настоящей партии, т. е. с настоящим показателем плотности.

1.1 Требуемые площади

Обычно резерв сырья, который должен быть в наличии на складе, рассчитывается ориентировочно на 10-20 рабочих дней автономной работы установки. При расчете площадей под складирование в мешках весом по 25-50 кг. необходимо предусмотреть ориентировочно 5-7 м² на тонну. При складировании материала в мешках — контейнерах весом по 1000 кг. необходимо предусмотреть 3-5 м² на тонну. Кроме этого необходимо учитывать дополнительную площадь 5-8 м² которая требуется для разгрузочно-погрузочных работ. Складские помещения должны изолироваться от прочих производственных помещений огнестойкими конструкциями. Вся электроаппаратура должна выполняться в пожаробезопасном исполнении. Полистирол должен храниться в прохладном месте, температура складирования не должна превышать 20 градусов С.

Необходимо предусмотреть также достаточно эффективную вентиляционную систему склада во избежание накопления взрывоопасной воздушно-пентановой смеси. В силу того, что пентан тяжелее воздуха, предписывается обеспечить вентиляцию складского помещения на уровне пола. Поступление воздуха осуществляется через вентиляционные люки, расположенные на потолке. На кровле предусматривается вентиляционные люки, защищенные от выпадения осадков, таким образом, чтобы обеспечить поступления внутрь склада свежего воздуха, в то время как на уровне пола в наружную стену должны быть установлены вытяжные вентиляторы, что обеспечит постоянный обмен воздуха между наружной и внутренней средой. Внутри складского помещения необходимо предусмотреть надписи: НЕ КУРИТЬ, НЕ РАБОТАТЬ ИСКРООБРАЗУЮЩИМ ИНСТРУМЕНТОМ ИЛИ С НЕЗАЩИЩЕННЫМ ПЛАМЕНЕМ.

Необходимо предусмотреть наличие переносных огнетушителей с двуокисью углерода в достаточном количестве для ликвидации местных очагов возгорания.

1.2 Регламентация периода складирования

Срок хранения полистирола в мешках не должен превышать 6 месяцев с момента изготовления. При превышении сроков складирования наблюдается ухудшение вспениваемости материалов. Тара должна быть защищена от воздействий неблагоприятных погодных условий.

1.3 Транспортировка полистирола к установке

Сырье в мешочной таре транспортируется к установке в необходимом количестве при помощи транспортных телег.

2. Агрегат предварительного вспенивания полистирола

Агрегат предназначен для предварительного вспенивания полистирола. Материал непрерывно поступает в камеру предварительного вспенивания по шнековому транспортеру, приводимому в действие двигателем, скорость которого регулируется.

Для того, чтобы задать плотность предварительно вспененного материала на выходе, необходимо соответствующим образом отрегулировать скорость поступления материала и высоту горловины загрузки, что в свою очередь обуславливает точку переполнения предварительно вспененного полистирола. При этом, если точка выхода повышается, а скорость поступления материала понижается, предварительно вспененный полистирол будет иметь пониженную плотность.

Для получения материала повышенной плотности необходимо следовать обратной процедуре.

Производительность агрегата следующая:
200 кг/час при плотности материала 15 кг/м³
300 кг/час при плотности материала 25 кг/м³

Агрегат работает под ориентировочным давлением 0.2-0.8 кг/см²

Предварительное вспенивание начинается с размягчения под воздействием водяного пара гранул сырьевого материала. Затем гранулы начинают вспениваться и могут пятидесяти кратно увеличиваться в своих размерах под воздействием растворенного в них химагента вспенивания — пентана. Непосредственно после своей выгрузки из агрегата, предварительно вспененный материал подлежит высушиванию в камере сушки. При этом полистирол становится более подвижным, поглощение воздуха происходит быстрее. Плотность материала определяется отбором в лабораторную посуду пробы в небольшом точно известном количестве, и последующем взвешивании ее на весах.

Вся аппаратура, комплектующая агрегат, должна заземляться. Выделение пентана (вспенивающего агента) на этой стадии технологического процесса ориентировочно составит 30% от всего присутствующего пентана по весу.

2.1 Характеристика участка предварительного вспенивания

Вентиляционная система участка должна обеспечивать как минимум двойной воздухообмен в час. Вытяжка должна производиться на уровне пола, в то время как приток свежего воздуха должен происходить сверху, тем самым будет достигнута поточное воздухозамещение сверху вниз. На участке необходимо разместить огнетушители с двуокисью углерода для местной ликвидации очагов возникновения пожара или оборудовать АУПТ.

3. Промежуточное складирование

3.1 Физические процессы

В процессе промежуточного вызревания одновременно имеют место следующие физические процессы:

• поглощение воздуха
• сушка
• выделение вспенивающего агента

3.2 Поглощение воздуха

В предварительно вспененных ячейках создается разряжение по причине охлаждения, вызванного конденсированием остаточного пентана и водяного пара, присутствующего в этих ячейках. По этой причине едва вспененные ячейки могут содержать разряжение. В любом случае разряжение должно полностью компенсироваться до начала последующей формовки. Пеноматериалы на стадии предварительного вспенивания, не прошедшие полноценное промежуточное вызревание, имеют тенденцию к деформации или к сжиманию.

Это объясняется тем, что структура не полностью охлажденного пеноматериала, особенно в случае легких пеноматериалов, не в состоянии выдержать перепад давления между внешней воздушной средой и внутренней средой газа, заключенного в этой ячейке. Поглощенный ячейками воздух в процессе промежуточного вызревания будет иметь эффект добавочного вспенивающего агента во время последующей процедуры спекания, поскольку в силу эффекта терморасширения он увеличит давление вспенивания остаточного вспенивающего агента, все еще присутствующего в ячейках. Проникновение в ячейки воздуха в достаточном количестве придает, как правило едва изготовленным пеноматериалам достаточно высокий показатель сопротивления сжатию. Скорость поглощения воздуха в первую очередь зависит от размеров и объемной массы предварительно вспененных ячеек. При одном и том же режиме передела поглощение воздуха будет протекать в случае малых ячеек, нежили больших, поскольку удельная площадь поверхности больше, а маршрут проникновения воздуха короче. В случае ячеек одинакового размера поглощение воздуха будет протекать тем быстрее, чем ниже объемная масса предварительно вспененных ячеек.

Как правило, поглощение воздуха во время промежуточного вызревания пенополистирола объемной массы в диапазоне от 15 до 30 кг/м³ завершается по истечению времени от 8 до 24 часов.

3.3 Высушивание

При протекании предварительного вспенивания, едва вспененный полистирол содержит до 10 -15% влажности. Непосредственно перед стадией спекания предварительно вспененный материал должен содержать лишь минимальный остаток влажности, достаточный для придания ячейкам подвижности облегчающей заполнения ими формовочного агрегата.

Допустимая остаточная влажность должна составлять от 0,5 до 1% от веса материала, это позволит снять эффект возникновения электростатического заряда ячеек.

3.4 Выделение вспенивающего агента

Как правило едва вспененный материал еще содержит остаток вспенивающего агента в объеме, который не является больше необходимым для последующей формовки. В период промежуточного вызревания избыточный пентан выделяется из предварительно вспененных ячеек. При повышении температуры увеличивается скорость выделения пентана, что позволяет быстрее достичь необходимого качества остаточного агента.

Продлевая время, отпущенное на промежуточное вызревания с целью дополнительного уменьшения содержания вспенивающего агента уменьшается его частичное давление, при этом время давления (так называемое время охлаждения) на последующей стадии формовки материалов в блоки можно сократить, и тем самым рассчитать точное время протекания цикла. Предполагается, что на этой стадии теряется еще 20% пентана от начального показателя.

4. Конструктивное исполнение

Силоса промежуточного вызревания имеют квадратные или прямоугольные сечения и высоту, равною производному длины самой длинной стороны, такая конструкция позволяет максимально оптимизировать занятые под силоса площади. Для обеспечения удержания смеси длина стороны не должна превышать 2,5-3 метра.

4.1 Вентиляция

Для предотвращения накопления взрывоопасной воздушно-пентановой смеси, на уровне пола в помещении силосов складирования необходимо разместить вентиляционный отсос. Приточку свежего воздуха осуществлять сверху. Рекомендуется постоянно проводить контроль за содержанием в воздухе вспенивающего агента.

4.2 Защита от промерзания

Необходимо защищать силоса от воздействия крайне низких температур, поскольку это может привести к замерзанию материала, и следственно к потере им своих качеств. Помимо этого не забывайте что едва вспененные гранулы легко «опадают» при контакте с холодным воздухом. Температура ни в коем случае не должна опускаться ниже 10 градусов С.

5. Использование отходов

Отходы представляют собой ценное сырье, но в силу своих габаритных размеров не могут использоваться для этой цели. Поэтому предусматривается, либо измельчение отходов с последующей транспортировкой их в силоса выдерживания, либо повторное запекание в процессе формирования блоков в соотношении от 5 до 15%.

6. Производство блоков полистирола

Формовочный агрегат представляет собой стальную конструкцию призматической формы с двойными стенками, внутренние стенки перфорированные по всей поверхности для обеспечения возможности поступления пара.

Технологический цикл функционирования формовочного агрегата протекает следующим образом:

1. Закрывание дверей

2. Закрывание затворов

3. Разогрев камеры

   На этой стадии подается пар для разогрева камеры (эту операцию рекомендуется производить в начале работы каждой смены).

4. Сброс конденсата

   Сброс конденсата производится путем открывания сливных кранов и последующим сливом конденсата.

5. Загрузка материала

   Открывается верхний борт и в формовочный агрегат загружается материал по пневмотранспорту.

6. Закрывание формовочного агрегата

7. Первая подача пара

   Пар подается в камеры, при этом линия слива конденсата должна быть обязательно открыта. Это позволяет пару пройти через всю толщу материала и одновременно со сливом конденсата произвести формовку. Содержание линии слива конденсата в открытом состоянии позволяет осуществить стабилизацию давления на значении, близком к атмосферному, что в свою очередь обеспечивает оптимальное распределение пара по всему объему материала.

8. Перекрытие линии слива конденсата

9. Подача пара

   Снова подается пар и агрегат выводится на рабочее давление (ориентировочно 0,8 — 1 кг/см²), по достижении заданной величины давления, начинается отсчет времени, предусмотренного на стабилизацию материала.

10. Стабилизация материала

11. Открывание линии слива конденсата

    Линия слива конденсата открывается, и конденсат пара сливается. При этом внутренне давление внутри камеры приводится в соответствии с давлением с наружи ее. Включаем ВВД (вентилятор высокого давления) для уменьшения времени охлаждения блока (5-7 мин.).

12. Открывание дверей

13. Извлечение блока

    Блок извлекается из агрегата, взвешивается и удаляется из рабочей зоны. По истечению кратковременного периода охлаждения, блоки укладываются в склад на хранения на период, длительность которого зависит от сферы применения будущей продукции, которая будет изготавливаться из этого материала.

7. Окончательное вызревание

Пенополистирол в начале подвергается усадке по отношении к исходным размерам формовочного агрегата, в котором он был изготовлен. Он продолжает усаживаться в силу стабилизации состава газа, содержащегося в ячейках и внутреннего напряжения. Этот процесс протекает очень быстро в первые часы, и очень медленно и незаметно в последующие дни. Окончательно этот процесс завершается по истечению нескольких месяцев. Оставшиеся 10% пентана, от первоначального веса, выделяются из материала на протяжении последующих 3-4 месяцев. 5% в первые часы и 5% на протяжении последующего времени.

8. Резка блока на листы

По завершению вызревания блок подлежит резке на листы различной толщины. Для проведения этих операций используется установка для резки. С помощью разогретых струн диаметром 0,5 мм. Выполняется резка блока по высоте от 0 до 400 мм. Присутствие незначительного количества дыма вызвано неверной установкой скорости реза и температуры струны. Скорость резки установки определяется плотностью, шириной реза и диаметром струны, которые в этом случае составляют 0,5 мм.

В непосредственной близости от установки рекомендуется постоянно держать в наличии огнетушители с двуокисью углерода.

9. Складирование плит пенополистирола

Складирование плит пенополистирола должно осуществляться согласно п. 5.7 ГОСТ 15588-86. При формировании пакетов должны соблюдаться требования ГОСТ 21929-76 и ГОСТ 24510-80.

Где можно увидеть как производят пенопластовые плиты на нашем оборудовании.