книги из ГПНТБ / Роговой М.И. Технология искусственных пористых заполнителей и керамики учебник

руемой шихты. Восходящий поток газов, несколько разрыхляя слой шихты, уменьшает его сопротивление. Удельная производительность машины увеличивается при этом почти в два раза.

Охлаждение аглопорита в настоящее время осущест­ вляют тремя способами: на самой агломерационной лен­ те; недробленого спекшегося коржа на промежуточных складах и дробленого аглопорита в холодильниках.

Рис. 55. Схема рабочего процесса агломерационной машины, работающей по дутьевому способу

Охлаждение на агломерационной ленте удобно тем, что в одном агрегате совмещаются процессы спекания шихты и охлаждения аглопорита. Однако этому способу присущи и серьезные недостатки. В этом случае корж остывает неравномерно: в то время как периферийная часть его приобретает достаточно низкую температуру, сердцевина продолжает оставаться раскаленной, не ут­ ратив еще полностью пиропластического состояния. По­ следующее дробление горячего и частично вязкого кор­ жа затрудняет работу дробильных машин и способству­ ет их быстрому износу, а иногда и аварийным поломкам. Для интенсификации процесса охлаждения некоторые заводы подают распыленную воду в зону охлаждения агломерационной машины. Однако последующая кон­ денсация водяных паров в газоочистительных устройст­ вах быстро выводит их из строя.

132

В холодильниках охлаждение предварительно дроб­ ленного аглопорита происходит более равномерно. Одна­ ко тяжелые условия работы дробильных машин на горя­ чем аглопорите в этом случае еще больше усугубляются. К тому же не имеется пока отработанных конструкций холодильников, оправдавших себя для аглопорита.

Охлаждение недробленых коржей на промежуточных складах требует большой их емкости в связи с длитель­ ными сроками этого процесса (несколько суток). Но в то же время этот способ удобен тем, что при нем ра­ бота дробильно-сортировочного оборудования становит­ ся независимой от работы агломерационных машин и его можно эксплуатировать в 1—2 смены при круглосу­ точной работе агломерационных машин. Имея достаточ­ но емкие склады, можно при этом способе обеспечить работу дробильных машин на полностью охлажденном аглопорите. Этот способ получил предпочтительное рас­ пространение за рубежом, причем там промежуточные склады делают иногда открытыми, что улучшает сани­ тарные условия труда по сравнению с закрытыми скла­ дами.

Дробление, сортировка и складирование аглопорита.

На выходном конце агломерационных машин устанавли­ вают неподвижный (иногда вибрирующий) колоснико­ вый грохот с прикомпонованным к нему раскалывающим механизмом, который разрушает отколовшийся от агло­ мерационной ленты (при повороте палеты) корж на сравнительно крупные куски. На колосниковом грохоте от коржа также отделяются неспекшиеся зерна, исполь­ зуемые в дальнейшем в качестве добавки в шихту (воз­ врат). Дальнейшее дробление аглопорита осуществля­ ют по двухстадийной схеме, приведенной на стр. 134.

На второй стадии дробления иногда применяют щековые дробилки. Ступенчатое дробление обеспечивает наиболее высокий выход фракций 5—10 и 10—20 мм, а сортировка аглопорита по фракциям увеличивает вы­ ход готовой продукции на 20—30%. Для сортировки аглопорита используют барабанные и виброгрохоты.

Техника безопасности. Специфическими источниками профес­ сиональных заболеваний в производстве аглопорита являются пылевыделение в узлах помола и просева добавок и в узлах дробле­ ния, сортировки и транспортирования аглопорита. Все пылящие места должны быть надежно герметизированы и оборудованы аспи­ рационными отсосами.

133

Горячие поверхности зажигательных горнов могут являться ис­ точниками травматизма и поэтому должны иметь тепловую изоля­ цию, обеспечивающую температуру их наружной поверхности не выше 50° С. Дымососы, создающие шум, должны быть установле­ ны за пределами производственных помещений.

§ 5. Т Е Х Н И К О -Э К О Н О М И Ч Е С К И Е П О КАЗАТЕЛ И

Технико-экономические показатели действующих аглопоритовых предприятий таковы:

удельные капитальные затраты 8 руб/м3; себестоимость за 1970 г. на лучших предприятиях

4 р. 50 к.

Анализ себестоимости показывает, что при увеличе­ нии мощности предприятий до 100—200 тыс. м3 в год

себестоимость может быть снижена до 4—5 руб. за 1 м3. Выработка на одного работающего в год 800 м3. Рас­ ход глины 0,55-—0,6 м3/м3. Расход условного топлива 115 кг/м3, в том числе на зажигание 9—10 кг/м3. Рас­ ход электроэнергии 48 кВт-ч/м3.

§ 6. С Р А В Н И ТЕ Л Ь Н А Я О Ц Е Н К А А ГЛ О П О Р И ТА И К ЕРАМ ЗИ ТА

Аглопорит и керамзит являются материалами одного и того же назначения — заполнителями легких бетонов. Поэтому возникает вопрос об их сравнительной оценке, т. е. являются ли они матери­ алами, конкурирующими или дополняющими друг друга и какому

134

материалу в каких случаях следует отдавать предпочтение. Для от­ вета на этот вопрос нужно учитывать следующие соображения.

Керамзит по своим техническим свойствам является более вы­ сококачественным материалом. Он, как правило, имеет более низ­ кую насыпную объемную массу и поэтому на его основе можно получить керамзитобетон более легкой массы, чем аглопоритобетон. Кроме того, при равной объемной массе керамзит имеет более вы­ сокую прочность, чем аглопорит. Однако, как показывает рис. 56

Рис. 56. Влияние крупных заполните­ лей на прочность бетонов

ка, в то время как аглопорит в бетонах марок до 300 может почти равноценно заменять гранитный щебень. Поэтому для конструктив­ ных бетонов нужен «тяжелый» керамзит с насыпной объемной мас­ сой 700—800 кг/м3. Стоимость такого керамзита будет очень высо­ кой (см. рис. 44), в то время как стоимость аглопорита таких марок практически не будет существенно отклоняться от средней его се­ бестоимости. Аглопорит, таким образом, может явиться дешевым заменителем природного щебня и гравия в конструктивных бето­ нах, особенно для районов, не имеющих месторождений каменных пород.

Далее следует иметь в виду, что организация производства ке­ рамзита связана с большими трудностями, чем производства агло­ порита, Для производства керамзита нужны высоковспучивающиеся глины, которые имеют ограниченное распространение, в то время как для производства аглопорита сырье практически имеется повсемест­ но. Для производства керамзита в качестве основного топлива нужен природный газ или мазут, т. е. виды топлива тоже с ограниченным распространением, а мазут к тому же очень дорог. Между тем производство алгопорита базируется на мелких фракциях любого угля, которые являются наиболее дешевыми и наименее дефицитны­ ми, а иногда даже отходами углеобогащения. Поэтому производство аглопорита более доступно, чем керамзита. При одинаковых мощно­ стях предприятий аглопорит будет, как правило, существенно дешев­ ле керамзита.

Учитывая эти обстоятельства, керамзит целесообразно применять преимущественно в наружных ограждающих конструкциях, в кото­ рых используют основное преимущество керамзита — его высокие теплозащитные свойства. В тех же конструкциях, которые не вы­ полняют теплозащитных функций, целесообразно использовать аг­ лопорит, который облегчает эти конструкции по сравнению с тяже­

135

лыми бетонами и тем самым повышает их экономичность. Таким образом, керамзит и аглопорит должны рассматриваться как ма­ териалы дополняющие, а не взаимоисключающие друг друга. Все это говорит о том, что производство керамзита и аглопорита необ­ ходимо развивать параллельно и эти материалы следует применять с учетом наиболее эффективного использования специфических свойств каждого из них.

Глава VI. ТЕХНОЛОГИЯ НОВЫХ ВИДОВ

ИСКУССТВЕННЫХ ПОРИСТЫХ ЗАПОЛНИТЕЛЕЙ

§ 1. А ГЛ О П О Р И Т ГР А В И Е П О Д О Б Н О Й Ф ОРМ Ы

Керамзит благодаря окатанной форме гранул и на­ личию у них спекшейся оболочки, как уже отмечалось, обладает относительно лучшими строительно-техниче­ скими свойствами, чем аглопоритовый щебень, получае­ мый дроблением спекшихся коржей. Однако многие рай­ оны нашей страны не располагают глинами, пригодными для производства керамзита. Поэтому вполне логичным является стремление изготовлять из суглинков, пригод­ ных лишь для производства аглопорита, материал, об­ ладающий некоторыми достоинствами керамзитового гравия, т. е. гравиеподобной формы, с исключением про­ цесса дробления обожженного материала. Такой мате­ риал получил название аглопорита гравиеподобной фор­ мы. От керамзита он отличается повышенной объемной массой, поскольку процессы вспучивания при его обжи­ ге играют второстепенную роль, а от аглопоритового щебня — окатанной формой гранул и наличием на их поверхности более плотной оболочки, так как его не под­ вергают дроблению. Кстати, процессы дробления спек­ шегося коржа в производстве аглопоритового щебня яв­ ляются очень неприятными: они связаны с большим пылевыделением и с быстрым износом дробильного и сортировочного оборудования. Их отсутствие в техноло­ гии аглопорита гравиеподобной формы является еще одним достоинством этого материала. Технология его (рис. 57) разработана в НИСИ им. В. В. Куйбышева. Сырьем являются тощие гидрослюдистые лессовидные

136

суглинки, содержащие глинистых частиц 9—15 и пыле­ видных— 70—72%, с коротким интервалом спекания (до 30°С). Особенностью технологии является опудривание гранул смесью угля и тугоплавкой глины.

Содержание топлива в шихте 10—12%. Выход гра­ нул окатанной формы 70—80%, оптимальная крупность гранул 5—20 мм, влажность шихты 20—22%. Оптималь­ ная скорость дутья 0,35 м/сек; при этом вертикальная скорость спекания составляет 14 мм/мин.

Рис. 57. Схема технологического процесса изготовления аглонорнта гравиеподобной формы

/ — суглинок: 2 — ящичный подаватель; 3 — валково-зубчатая дробилка; 4 — уголь; 5 —расходный бункер с питателем; 6 — валковая дробилка; 7 — бун­ кер с дозатором; 8 — двухвальный смеситель; 9 — дырчатые вальцы (или лен­ точный пресс с перфорированной лобовой плитой); 10 — барабанный опудриватель; // — тугоплавкая глина; 12 — сушильный барабан; 13— бегуны сухого по­ мола; 14 — агломерационная машина; 15 — пластинчатый транспортер; 16— гра-

виесортировка; 17— бункер готовой продукции

Насыпная объемная масса гравия 510—520 кг/м3, а прочность превышает 1,3 МПа. Межзерновая пустотность составляет 50%. Поры в гравии более мелкие, чем в щебне.

Промышленное производство этого материала пока не организовано.

§ 2 . ГЛ И Н О З О Л Ь Н Ы Й КЕРАМ ЗИ Т

Очень эффективными для народного хозяйства яв­ ляются заполнители легких бетонов, получаемые из зо­ лы ТЭС. Ежегодный выход золы ТЭС Советского Союза приближается к 90 млн. т. На ее захоронение требуют­ ся большие площади (300—1500 га для одной ТЭС) и

137

на эти цели расходуются большие средства*. Зола засо­ ряет воздушный и водные бассейны. Поэтому актуальной народнохозяйственной задачей является использование золы ТЭС для производства промышленной продукции и прежде всего строительных материалов. Одним из на­ правлений такого использования является изготовление заполнителей для бетонов. В настоящее время разраба­ тывают технологию заполнителей с использованием зо­ лы ТЭС трех видов: глинозольного керамзита, зольного гравия и аглопоритового гравия.

Производство глинозолыюго керамзита, технология которого разработана НИИКерамзитом, является пере­ ходной стадией от керамзита к изготовлению зольного гравия. Сырьевыми материалами являются зола ТЭС (30—-70%) и высокопластичная вспучивающаяся глина (30—70%). Рекомендуемая технологическая схема прак­ тически не отличается от производства керамзита.

В опытах НИИКерамзита была использована зола Алексинской ТЭЦ с удельной поверхностью 3700 см2/г и следующим химическим

Глину применяли Пореченского месторождения с числом пла­ стичности П=35,5. Влажность шихты составляла 20—27%. Грану­ лы обжигали во вращающейся печи длиной 22 м при температуре 1130° С, а охлаждали в барабанном холодильнике.

Глинозольный керамзит содержал 70% фракции 20—40 и 30% фракции 5—20 мм. Насыпная объемная масса и прочность гравия характеризуются следующими данными (табл. 8 ).

Т а б л и ц а 8 . Характеристика глинозольного гравия

Приведенные данные показывают, что глинозольный гравий об­

ладает большей прочностью в сравнении с керамзитовым

(см. табл. 4).

Производство глинозольного гравия экономически вы­ годно, так как стоимость золы слагается лишь из стои­

* В США расходы на транспортирование золы и содержание золоотвалов составляют 1,5 доллара за 1 т.

138

мости сс перевозки. В условиях Алексинского керамзи­ тового завода экономия может составить до 2 руб. на

1 м3.

§ а. з о л ь н ы й г р а в и й

Зольным гравием называют искусственный порис­ тый материал с зернами округлой формы, получаемый гранулированием золы-уноса ТЭС в тарельчатом грану­ ляторе с последующим спеканием и вспучиванием гра­ нул в короткой вращающейся печи прямоточного дейст­ вия.

Свойства зольного гравия регламентированы РТУ 5012—62 Госстроя РСФСР. Насыпная объемная масса и прочность зольного гравия приведены в табл. 9. Поте­ ря в массе при прокаливании допускается не выше 5%. Зольный гравий не должен содержать включений свобод­ ной извести. Потеря в массе после 15 циклов поперемен­ ного замораживания и оттаивания не может превышать 10%. Максимальная отпускная влажность 5%- В сорто­ вом зольном гравии не должно быть больше 5% Дроб­ леных кусков.

Для изготовления зольного гравия можно использо­ вать как золу из отвалов ТЭС (при гидрозолоудалении), так и отбираемую из электрофильтров. Зола должна со­ держать менее 10% песгоревших углистых частиц, не ме­ нее 7% Ре20з и не более 8% (CaO+MgO). При более высоком содержании в золе углистых частиц в нее до­ бавляют глину с огнеупорностью не выше 1320° С, с чис­ лом пластичности выше 7 и с химическим модулем

139

Добавка глины ие должна превышать 20%. При со­ держании в золе менее 5% углистых веществ в нее до­ бавляют до 5% опилок.

Схема технологического процесса приведена па рис. 58.

Рис. 58. Схема технологическою процесса изготовлении зольного гравия

/ — ящичный подаватель с глинорыхлитслем; 2 — сушильный барабан контакт­ ного нагрева; 3 — шаровая мельница; 4 — тарельчатый гранулятор; 5 —сушиль­ ный барабан; О - прямоточная вращающаяся печь; 7 — холодильник; 8—гравне- сортировка; 9 — бункера готовой продукции; 10 — узел приготовления сульфит­ но-спиртовой барды; И — дымосос

Температура газов, поступающих в сушильный бара­ бан, 500—600° С, а отходящих из него — не менее 100° С. Влажность шихты после сушки не допускается выше 5%. Не менее 70% измельченной в шаровой мельнице зольной муки должно проходить через сито 0063, оста­ ток золы па сите 0085 не должен превышать 10%, а па сите 021—2%. Для приготовления раствора с. с. б. ис­ пользуют ее концентрат (ГОСТ 8518—57). Плотность раствора с. с. б. должна быть 1,05—1,08, а его расход— 15—25% массы зольной муки. Температура раствора не более 30° С. Диаметр сырых гранул до 15 мм. Ориенти­ ровочная длительность закатки гранул 4—6 мин. Для упрочнения гранул их подсушивают в сушильном бара­ бане или в ленточно-сетчатой печи-лере. Спекают гра­ нулы в короткой прямоточной вращающейся печи, где они сразу попадают в реакционную зону с температурой ие менее 1000° С и находятся там 5—7 мин. Разрежение в вытяжной камере печи поддерживают 50—70 Па, а в топочной части — 20—30 Па.

Опытно-промышленный цех по производству зольного гравия работает более 5 лет па Каширском (Московская область) заводе ЖБИ. Выпускаемый этим заводом зольный гравий содержит 6—15%

140