როგორ მზადდება ბოჭკოვანი მინა?

ბოჭკოვანი მინა ნიშნავს პროდუქციის ჯგუფს, რომელიც დამზადებულია ცალკეული მინის ბოჭკოებისგან, რომლებიც გაერთიანებულია სხვადასხვა ფორმებში. შუშის ბოჭკოები შეიძლება დაიყოს ორ დიდ ჯგუფად მათი გეომეტრიის მიხედვით: უწყვეტი ბოჭკოები, რომლებიც გამოიყენება ძაფებსა და ქსოვილებში, და უწყვეტი (მოკლე) ბოჭკოები, რომლებიც გამოიყენება როგორც ჯოხები, საბნები ან დაფები იზოლაციისა და ფილტრაციისთვის. ბოჭკოვანი მინა შეიძლება ჩამოყალიბდეს ძაფად, ისევე როგორც ბამბა ან ბამბა, და ნაქსოვი ქსოვილად, რომელიც ზოგჯერ გამოიყენება ფარდებისთვის. მინაბოჭკოვანი ქსოვილები ჩვეულებრივ გამოიყენება, როგორც გამაგრების მასალა ჩამოსხმული და ლამინირებული პლასტმასისთვის. მინაბოჭკოვანი ბამბა, სქელი, ფუმფულა მასალა, რომელიც დამზადებულია უწყვეტი ბოჭკოებისგან, გამოიყენება თბოიზოლაციისა და ხმის შთანთქმისთვის. ის ჩვეულებრივ გვხვდება გემებისა და წყალქვეშა ნავსადგურებში და კორპუსებში; საავტომობილო ძრავის ნაწილები და სხეულის პანელის ლაინერები; ღუმელებში და კონდიცირების ბლოკებში; აკუსტიკური კედლისა და ჭერის პანელები; და არქიტექტურული ტიხრები. მინაბოჭკოვანი მინა შეიძლება მორგებული იყოს სპეციფიკური აპლიკაციებისთვის, როგორიცაა ტიპი E (ელექტრო), რომელიც გამოიყენება როგორც ელექტრო საიზოლაციო ლენტი, ტექსტილი და გამაგრება; ტიპი C (ქიმიური), რომელსაც აქვს უმაღლესი მჟავა წინააღმდეგობა, და ტიპი T, თბოიზოლაციისთვის.

მიუხედავად იმისა, რომ მინის ბოჭკოების კომერციული გამოყენება შედარებით ცოტა ხნის წინ იყო, ხელოსნებმა რენესანსის დროს შექმნეს მინის ძაფები თასებისა და ვაზების დეკორაციისთვის. ფრანგმა ფიზიკოსმა, რენე-ანტუან ფერშო დე როიმურმა 1713 წელს აწარმოა ქსოვილები, რომლებიც მორთული იყო მინის თხელი ძაფებით, ხოლო ბრიტანელმა გამომგონებლებმა 1822 წელს გაიმეორეს ეს. მინისგან ნაქსოვი კაბა 1893 წლის კოლუმბიის გამოფენაზე ჩიკაგოში.

შუშის ბამბა, შემთხვევითი სიგრძის უწყვეტი ბოჭკოების ფუმფულა მასა, პირველად წარმოიქმნა ევროპაში საუკუნის ბოლოს, პროცესის გამოყენებით, რომელიც მოიცავდა ბოჭკოების დახატვას ღეროებიდან ჰორიზონტალურად მბრუნავ ბარაბამდე. რამდენიმე ათეული წლის შემდეგ შეიქმნა და დაპატენტებული სპინინგის პროცესი. შუშის ბოჭკოვანი საიზოლაციო მასალა იწარმოებოდა გერმანიაში პირველი მსოფლიო ომის დროს. კვლევა და განვითარება, რომელიც მიზნად ისახავდა მინის ბოჭკოების სამრეწველო წარმოებას, პროგრესირებდა შეერთებულ შტატებში 1930-იან წლებში, ორი მსხვილი კომპანიის ხელმძღვანელობით, Owens-Illinois Glass Company და Corning Glass. სამუშაოები. ამ კომპანიებმა შეიმუშავეს თხელი, ელასტიური, დაბალფასიანი მინის ბოჭკოვანი გამდნარი შუშის გაყვანით ძალიან წვრილ ხვრელებში. 1938 წელს ეს ორი კომპანია გაერთიანდა და ჩამოყალიბდა Owens-Corning Fiberglas Corp. ახლა უბრალოდ ცნობილია როგორც Owens-Corning, იგი გახდა წელიწადში 3 მილიარდი დოლარიანი კომპანია და ლიდერია ბოჭკოვანი მინის ბაზარზე.

ნედლეული

მინაბოჭკოვანი პროდუქტების ძირითადი ნედლეული არის სხვადასხვა ბუნებრივი მინერალები და წარმოებული ქიმიკატები. ძირითადი ინგრედიენტებია სილიციუმის ქვიშა, კირქვა და სოდა ნაცარი. სხვა ინგრედიენტებს შორის შეიძლება შეიცავდეს კალცინირებული ალუმინა, ბორაქსი, ფელდსპარი, ნეფელინ სიენიტი, მაგნეზიტი და კაოლინის თიხა, სხვათა შორის. სილიციუმის ქვიშა გამოიყენება როგორც შუშის ფორმირება, ხოლო სოდა და კირქვა ძირითადად ხელს უწყობს დნობის ტემპერატურის შემცირებას. სხვა ინგრედიენტები გამოიყენება გარკვეული თვისებების გასაუმჯობესებლად, როგორიცაა ბორაქსი ქიმიური წინააღმდეგობისთვის. ნარჩენი მინა, რომელსაც ასევე უწოდებენ კულეტს, ასევე გამოიყენება ნედლეულად. ნედლეული საგულდაგულოდ უნდა აიწონოს ზუსტი რაოდენობით და საფუძვლიანად იყოს შერეული (ე.წ. batching) მინაში გადნობამდე.

წარმოება
პროცესი

დნობა

მას შემდეგ, რაც პარტია მომზადდება, იგი იკვებება ღუმელში დნობისთვის. ღუმელი შეიძლება გაცხელდეს ელექტროენერგიით, წიაღისეული საწვავით ან ამ ორის კომბინაციით. ტემპერატურა ზუსტად უნდა იყოს კონტროლირებადი შუშის გლუვი, სტაბილური ნაკადის შესანარჩუნებლად. გამდნარი მინა უნდა ინახებოდეს უფრო მაღალ ტემპერატურაზე (დაახლოებით 2500°F [1371°C]), ვიდრე სხვა ტიპის მინა, რათა ჩამოყალიბდეს ბოჭკოდ. მას შემდეგ, რაც მინა დნება, იგი გადადის ფორმირების მოწყობილობაში არხის (წინა კერის) მეშვეობით, რომელიც მდებარეობს ღუმელის ბოლოს.

ფორმირება ბოჭკოებად

ბოჭკოების ფორმირებისთვის გამოიყენება რამდენიმე განსხვავებული პროცესი, რაც დამოკიდებულია ბოჭკოს ტიპზე. ტექსტილის ბოჭკოები შეიძლება ჩამოყალიბდეს მდნარი მინისგან უშუალოდ ღუმელიდან, ან მდნარი მინა შეიძლება მიეწოდოს პირველ რიგში მანქანას, რომელიც ქმნის მინის მარმარილოს დიამეტრის დაახლოებით 0,62 ინჩის (1,6 სმ). ეს მარმარილოები იძლევა შუშის ვიზუალურად შემოწმებას მინარევებისაგან. როგორც პირდაპირი დნობის, ასევე მარმარილოს დნობის პროცესში, მინის ან მინის მარმარილოები იკვებება ელექტროგახურებული ბუჩქებით (ასევე უწოდებენ სპინერებს). ბუჩქი დამზადებულია პლატინის ან ლითონის შენადნობისგან, 200-დან 3000-მდე ძალიან თხელი ხვრელით. გამდნარი მინა გადის ხვრელებში და გამოდის თხელი ძაფების სახით.

უწყვეტი ძაფის პროცესი

გრძელი, უწყვეტი ბოჭკო შეიძლება წარმოიქმნას უწყვეტი ძაფის პროცესით. მას შემდეგ, რაც მინა მიედინება ბუჩქის ხვრელებს, რამდენიმე ღერი იჭერს მაღალსიჩქარიან სახვევს. გრაგნილი ტრიალებს წუთში დაახლოებით 2 მილის (3 კმ) სიჩქარით, ბევრად უფრო სწრაფად, ვიდრე ბუჩქებიდან დინების სიჩქარე. დაძაბულობა გამოაქვს ძაფებს ჯერ კიდევ დნობისას, აყალიბებს ძაფებს ბუჩქის ღიობების დიამეტრის ნაწილს. გამოიყენება ქიმიური შემკვრელი, რომელიც ხელს უშლის ბოჭკოს გატეხვას შემდგომი დამუშავების დროს. შემდეგ ძაფი იჭრება მილებზე. ახლა ის შეიძლება დატრიალდეს და ძაფში გადაიტანოს.

Staple-fiber პროცესი

ალტერნატიული მეთოდი არის staplefiber პროცესი. როდესაც გამდნარი მინა მიედინება ბუჩქებში, ჰაერის ნაკადები სწრაფად აციებენ ძაფებს. ჰაერის ტურბულენტური აფეთქებები ასევე არღვევს ძაფებს 8-15 ინჩის (20-38 სმ) სიგრძეზე. ეს ძაფები ლუბრიკანტის სპრეით ეცემა მბრუნავ ბარაბანზე, სადაც ისინი ქმნიან თხელ ქსელს. ქსელი ამოღებულია ბარაბნიდან და იშლება თავისუფლად აწყობილი ბოჭკოების უწყვეტ ძაფში. ეს ძაფი შეიძლება გადამუშავდეს ძაფად იმავე პროცესებით, რომლებიც გამოიყენება მატყლისა და ბამბისთვის.

დაჭრილი ბოჭკოვანი

იმის ნაცვლად, რომ ჩამოყალიბდეს ძაფად, უწყვეტი ან გრძელი ძაფები შეიძლება დაიჭრას მოკლე სიგრძეზე. ძაფი დამონტაჟებულია ბობინების კომპლექტზე, რომელსაც ეწოდება კრეილი, და იჭრება მანქანიდან, რომელიც მას მოკლე ნაჭრებად ჭრის. დაჭრილი ბოჭკო იქმნება ხალიჩებად, რომლებსაც ემატება შემკვრელი. ღუმელში გამაგრების შემდეგ ხალიჩა ახვევია. სხვადასხვა წონები და სისქეები იძლევა პროდუქტებს შიგლის, ჩაშენებული გადახურვის ან დეკორატიული ხალიჩებისთვის.

შუშის ბამბა

მბრუნავი ან სპინერის პროცესი გამოიყენება მინის ბამბის დასამზადებლად. ამ პროცესში, გამდნარი მინა ღუმელიდან მიედინება ცილინდრულ კონტეინერში, რომელსაც აქვს პატარა ხვრელები. როდესაც კონტეინერი სწრაფად ტრიალებს, შუშის ჰორიზონტალური ნაკადები ხვრელებს გამოედინება. გამდნარი მინის ნაკადები გარდაიქმნება ბოჭკოებად ჰაერის, ცხელი აირის ან ორივეს დაღმავალი აფეთქებით. ბოჭკოები ეცემა კონვეიერის ქამარზე, სადაც ისინი ერთმანეთში ერევა რბილ მასაში. ეს შეიძლება გამოყენებულ იქნას იზოლაციისთვის, ან მატყლი შეიძლება შეისხუროს შემკვრელით, შეკუმშოს სასურველ სისქეში და გახეხოს ღუმელში. სითბო აყენებს შემკვრელს და შედეგად მიღებული პროდუქტი შეიძლება იყოს ხისტი ან ნახევრად ხისტი დაფა, ან მოქნილი ბატი.

დამცავი ფენები

ბაინდერების გარდა, სხვა საიზოლაციოა საჭირო მინაბოჭკოვანი პროდუქტებისთვის. ლუბრიკანტები გამოიყენება ბოჭკოების აბრაზიის შესამცირებლად და ისინი ან პირდაპირ ასხურებენ ბოჭკოს ან ემატება შემკვრელში. ანტისტატიკური კომპოზიცია ასევე ზოგჯერ ასხურება მინაბოჭკოვანი საიზოლაციო ხალიჩების ზედაპირზე გაგრილების ეტაპზე. გამაგრილებელი ჰაერი, რომელიც გადის ხალიჩაზე, იწვევს ანტისტატიკური აგენტის შეღწევას ხალიჩის მთელ სისქეზე. ანტისტატიკური აგენტი შედგება ორი ინგრედიენტისგან - მასალა, რომელიც ამცირებს სტატიკური ელექტროენერგიის გამომუშავებას და მასალა, რომელიც ემსახურება როგორც კოროზიის ინჰიბიტორი და სტაბილიზატორი. ზომა არის ნებისმიერი საფარი, რომელიც გამოიყენება ტექსტილის ბოჭკოებზე ფორმირების პროცესში და შეიძლება შეიცავდეს ერთ ან მეტი კომპონენტი (საპოხი მასალები, ბაინდერები ან დაწყვილების აგენტები). დამაკავშირებელი აგენტები გამოიყენება ძაფებზე, რომლებიც გამოყენებული იქნება პლასტმასის გასამაგრებლად, გამაგრებულ მასალასთან კავშირის გასაძლიერებლად. ზოგჯერ საჭიროა დასრულების ოპერაცია ამ საფარის მოსაშორებლად ან სხვა საფარის დასამატებლად. პლასტმასის გამაგრებისთვის, ზომები შეიძლება მოიხსნას სითბოს ან ქიმიკატების გამოყენებით და გამოყენებული იქნას შემაერთებელი აგენტი. დეკორატიული გამოყენებისთვის ქსოვილები უნდა იყოს თერმული დამუშავება ზომების მოსაშორებლად და ქსოვის დასამაგრებლად. საღებავის ბაზის საფარები შემდეგ გამოიყენება მოკვდებამდე ან დაბეჭდვამდე.

ფორმებად ჩამოყალიბება

მინაბოჭკოვანი პროდუქცია მოდის მრავალფეროვან ფორმებში, დამზადებულია რამდენიმე პროცესის გამოყენებით. მაგალითად, მინაბოჭკოვანი მილის იზოლაცია იჭრება ღეროების მსგავს ფორმებზე, რომელსაც ეწოდება მანდრილები, პირდაპირ ფორმირების ერთეულებიდან, გამაგრებამდე. ჩამოსხმის ფორმები, 3 ფუტის (91 სმ) ან ნაკლები სიგრძის, შემდეგ იშლება ღუმელში. დამუშავებულ სიგრძეებს შემდეგ ჩამოსხმავენ სიგრძეზე და იჭრიან მითითებულ ზომებად. საჭიროების შემთხვევაში გამოიყენება მოსაპირკეთებელი საფარი და პროდუქტი იფუთება გადასაზიდად.

ხარისხის კონტროლი

მინაბოჭკოვანი იზოლაციის წარმოებისას, მასალის ნიმუშის აღება ხდება პროცესის რამდენიმე ადგილას ხარისხის შესანარჩუნებლად. ეს ადგილები მოიცავს: შერეული პარტია მიეწოდება ელექტრო დნობას; გამდნარი მინა ბუჩქიდან, რომელიც კვებავს ბოჭკოს; მინის ბოჭკო გამოდის ბოჭკოვანი აპარატიდან; და საბოლოო დამუშავებული პროდუქტი, რომელიც წარმოიქმნება საწარმოო ხაზის ბოლოდან. ნაყარი მინის და ბოჭკოვანი ნიმუშები გაანალიზებულია ქიმიური შემადგენლობისა და ხარვეზების არსებობისთვის დახვეწილი ქიმიური ანალიზატორებისა და მიკროსკოპების გამოყენებით. მასალის ნაწილაკების ზომის განაწილება მიიღება მასალის სხვადასხვა ზომის საცრების გავლით. საბოლოო პროდუქტის სისქე იზომება შეფუთვის შემდეგ სპეციფიკაციების მიხედვით. სისქის ცვლილება მიუთითებს იმაზე, რომ მინის ხარისხი სტანდარტზე დაბალია.

მინაბოჭკოვანი იზოლაციის მწარმოებლები ასევე იყენებენ სხვადასხვა სტანდარტიზებული ტესტის პროცედურებს პროდუქტის აკუსტიკური წინააღმდეგობის, ხმის შთანთქმის და ხმის ბარიერის მუშაობის გაზომვის, კორექტირებისა და ოპტიმიზაციისთვის. აკუსტიკური თვისებების კონტროლი შესაძლებელია წარმოების ისეთი ცვლადების რეგულირებით, როგორიცაა ბოჭკოვანი დიამეტრი, ნაყარი, სისქე და შემკვრელის შემცველობა. მსგავსი მიდგომა გამოიყენება თერმული თვისებების კონტროლისთვის.

მომავალი

მინაბოჭკოვანი მრეწველობა 1990-იანი წლების დანარჩენ და შემდგომ პერიოდში რამდენიმე ძირითად გამოწვევას აწყდება. მინაბოჭკოვანი იზოლაციის მწარმოებელთა რაოდენობა გაიზარდა უცხოური კომპანიების ამერიკული შვილობილი კომპანიების და ამერიკელი მწარმოებლების პროდუქტიულობის გაუმჯობესების გამო. ამან გამოიწვია ჭარბი სიმძლავრე, რომელსაც დღევანდელი და შესაძლოა მომავალი ბაზარი ვერ იტანს.

ჭარბი სიმძლავრის გარდა, კონკურენციას გაუწევს სხვა საიზოლაციო მასალები. კლდის ბამბა ფართოდ გამოიყენება პროცესისა და პროდუქტის ბოლოდროინდელი გაუმჯობესების გამო. ქაფის იზოლაცია არის ბოჭკოვანი მინის კიდევ ერთი ალტერნატივა საცხოვრებელი კედლებისა და კომერციული სახურავებისთვის. კიდევ ერთი კონკურენტი მასალაა ცელულოზა, რომელიც გამოიყენება სხვენის იზოლაციაში.

რბილი საბინაო ბაზრის გამო იზოლაციაზე დაბალი მოთხოვნის გამო, მომხმარებლები ითხოვენ დაბალ ფასებს. ეს მოთხოვნა ასევე არის საცალო ვაჭრობისა და კონტრაქტორების კონსოლიდაციის მუდმივი ტენდენციის შედეგი. ამის საპასუხოდ, მინაბოჭკოვანი საიზოლაციო ინდუსტრიას მოუწევს გააგრძელოს ხარჯების შემცირება ორ ძირითად სფეროში: ენერგეტიკა და გარემო. საჭირო იქნება უფრო ეფექტური ღუმელების გამოყენება, რომლებიც არ ეყრდნობიან ენერგიის მხოლოდ ერთ წყაროს.

ნაგავსაყრელების მაქსიმალური სიმძლავრის მიღწევისას, მინაბოჭკოვანი მინის მწარმოებლებს მოუწევთ მყარ ნარჩენებზე თითქმის ნულოვანი გამომუშავების მიღწევა ხარჯების გაზრდის გარეშე. ეს მოითხოვს საწარმოო პროცესების გაუმჯობესებას ნარჩენების შესამცირებლად (თხევადი და აირის ნარჩენებისთვისაც) და ნარჩენების ხელახლა გამოყენებას, სადაც ეს შესაძლებელია.

ასეთმა ნარჩენმა შეიძლება მოითხოვოს ხელახალი დამუშავება და ხელახალი დნობა ნედლეულად გამოყენებამდე. რამდენიმე მწარმოებელი უკვე წყვეტს ამ საკითხებს.