книги / Производство керамзита

го глинистого сырья для производства качественного ке­ рамзита другими керамзитовыми предприятиями страны.

О высоких технико-экономических показателях про­ изводства керамзита в Бескудникове свидетельствует также его невысокая себестоимость — около 5 руб. за 1 м3.

Керамзитовый завод Волгоградгидростроя (г. Волж­ ский). Завод построен по научно-техническим разработ­ кам и при участии автора этой книги. Это первое в на­ шей стране крупное предприятие по производству керам­

Волжском служат морские шоколадные глины Хвалынского яруса, обладающие однородным составом, мелко­ дисперсные, во влажном состоянии пластичны. Глинис­ тая масса их в основном сложена из монтмориллонита и гидрослюдистых минералов. Химический состав этих глин, %: S i0 2 — 53,28—54,84; А120з — 19,45—22,46;

S 0 3—0,55—0,76; ПП П —6,48,—6,96; органические приме­ си — 0,45— 1,02.

Коэффициент вспучивания шоколадных глин при бла­ гоприятных условиях термической обработки около 7. При этом максимального значения он достигает при пла­ стической переработке сырья, а минимального — при су­ хом способе производства.

Важная особенность залежей шоколадных глин в районе Волжского состоит в том, что верхние ее пласты толщиной 2—4 м имеют относительно невысокую влаж ­ ность (10— 12% ) и хорошо дробятся на крошку, тогда как последующие нижние пласты толщиной 6—8 м име­ ют высокую влажность (до 35,9% ), что требует уже пластических методов переработки.

Учитывая качество керамзита, приготовленного по пластическому и сухому способам, а также характер за­ легания сырья, керамзитовый завод был спроектирован по комбинированной схеме с использованием сухого и пластического способов производства. В процессе пуско­ наладочных работ из технологической схемы исключили

пластический способ, что значительно снизило эффектив­ ность производства и применения керамзита.

Производственный процесс изготовления керамзита заключается в следующем. Добытое на карьере однокоашовым экскаватором сырье автосамосвалами доставлю* ют на устроенный под навесом склад сырья. Ш табели­ рование глины на складе, а также передвижение ее и ящичному подавателю осуществляется с помощью буль­ дозера. Бульдозер подает глину на решетку ящичного подавателя СМ-26, а куски крупнее 100 мм в поперечни­ ке продавливают через решетку. Из подавателя мате­ риал транспортером Т-47 переносится на наклонную ре­ шетку. Часть сырья с размерами кусков менее 35 мм в поперечнике проходит непосредственно на грохот, более крупные направляются в дробилку.

Первоначально была установлена дробилка СМ-92, но она оказалась не пригодной для дробления глины и поэтому была установлена валковозубчатая дробилка СМ-5. После дробления крошка поступает на барабан­ ный грохот типа гравиесортировки, где сортируется на фракции до 5,5— 15, 15—35 и больше 35 мм. М елкая фракция временно направляется в отвал, фракция более 35 мм передается на повторное дробление, а средние фракции раздельно двумя транспортерами Т-47 направ­ ляются в бункер над печами. Емкость каждого бункера 120 м3, что обеспечивает полуторасуточную потребность печей в полуфабрикате.

Из бункеров с помощью четырех тарельчатых питате­ лей СМ -187 крошка по течкам дозируется во вращаю ­ щиеся печи. На пути сырья в течках установлены кла­ паны для пропуска материала, которые задерживают также прорыв газов из печи в бункерное помещение.

Обжигают керамзит в трех вращающихся печах раз­ мером 40X2,5 м. Частота вращения печей в пределах 1,5—2 об/мин. Время пребывания материала в печи при этом 35—40 мин.

Топливом служит маловязкий мазут марки 20—60, подогретый до 70—75 °С. Мазут распыляют вентилято­ рами высокого давления ВВД-11. Для хранения мазута и его подачи к печам предусмотрены необходимые ем­ кости и механизмы. В печь мазут подается двумя фор­ сунками, установленными в каждой печи. Одна из фор­ сунок расположена в центре, другая сбоку печи. Конст-

рукцйя крепления форсунок на головке пёчй допускает регулирование направления факела горения.

Обожженный керамзит по желобам отводят в бара­ банные холодильники длиной 12 и 17 м и диаметром 1,6 м. Время пребывания керамзита в холодильниках 20—30 мин.

Из холодильников керамзит по конвейеру направ­ ляется в дробильно-сортировочное отделение на сорти­ рование по фракциям, а затем но мере надобности по­ дается на расположенный поблизости полигон, где изго­ товляют крупные керамзитобетонные панели.

В процессе пусконаладочных работ встретились серь­ езные технические затруднения. Первоначально установ­ ленная для дробления 1лины валкозубчаюя дробилка СМ-92, валки ко юрой имеют одинаковые размеры и вра­ щаются с одинаковой скороечью, оказалась не пригод­ ной для дробления пластичною, хотя и подсушенного глинистого сырья. Через зазоры между валками и зубья­ ми проходил материал крупностью до 100 мм в попе­ речнике и выше вместо требовавшихся 35 мм. При су­ хом способе производства керамзита из скрытопластич­ ного сырья следует применять дробилки типа «Тонвольф» (СМ-5), валки которой вращаются с разной ско­ ростью и обеспечивают при веерообразно насаженных зубьях надежное измельчение глинистого материала.

Установленные вначале холодильники камерного типа не охлаждали керамзит. Отбор же его по выходе из пе­ чи в горячем виде приводил к сжиганию или деформа­ ции транспортерных лент. Удовлетворительная работа узла охлаждения была достигнута после установки ба­ рабанных холодильников. Последние просты по конст­ рукции, удобны в работе и надежно охлаждают керам­ зит.

Серьезной проблемой оказалась загазованность по­ мещения тарельчатых питателей, дозирующих материал в печь. Во время работы значительная часть газов из печи уходила не через дымоходы в трубу, а проникала через течку в помещение тарельчатых питателей. При этом тарельчатые питатели перегревались и металл час­ тично коробился. Загазованность удалось почти полно­ стью устранить, расширив объем пылеосадительной ка­ меры и устранив излишние повороты в ней. Очевидно, питание печей непосредственно с тарельчатых питателей является неудовлетворительным решением. Как показал

I

I

I

Рис. 62. Влияние времени пребывания материала во вращающейся печи на распределение температуры по зонам и плотность керам­ зита

опыт других заводов, более приемлемо питание печи с

пребывание материала (60 мин) в печи отрицательно сказывается на его вспучиваемости. В результате обжи­ га при указадных условиях получились керамические, т. е. спекшиеся черепки. Снижение времени пребыва­ ния материала до 50 мин несколько улучшило вспучиваемость материала. При обжиге же в течение Зб—40 мин обеспечивался выход хорошо вспученного заполни­ теля (рис. 62).

Цех по производству керамзитового гравия с двух­ барабанными печами Волгоградского завода ЖБИ-1 (рис. 63). В этом цехе применена прогрессивная техно­ логия изготовления керамзита по двухступенчатой схе­ ме с обжигом в двухбарабанных печах.

Исходным сырьем служат майкопские (мелетовые) глины. Полезная толща майкопских глин на месторож­ дении представлена тремя пачками, различающимися макроскопически и по свойствам. Верхняя (III) пачка отличается оливковым цветом, беспорядочным развитием трещин и наличием включений гипса размером ДО 3 см, мощность пачки около 1,8 м. Средняя (II) панка пред-

«коржей» ленточным конвейером через течку подается в двухбарабанную печь, снабженную цепной завесой. При необходимости в глиномешалку могут дозироваться жид­ кие добавки.

Двухбарабанная печь состоит из барабана предвари­ тельной тепловой подготовки материала размером 28,6Х Х2,5 м и барабана вспучивания размером 18X3,4 м, установленных по одной оси с уклоном 5° и имеющих самостоятельные приводы. Цепная завеса барабана теп­ ловой подготовки служит теплообменным и гранулирую­ щим устройством (рис. 64).

Приводы обоих барабанов оснащены четырехско­ ростными электродвигателями с дистанционным управле­ нием, позволяющими регулировать частоту их вращения в необходимых пределах: барабана тепловой подготовки

горелок среднего давления. Основная центральная го­ релка подает в печь около 80 % топлива, необходимого для обжига, а малая, вспомогательная — около 20% , обеспечивая доводку процесса вспучивания на заверш а­ ющем этапе обжига.

Если в однобарабанных печах, имеющих по всей дли­ не одинаковую скорость вращения, загруженный мате­ риал, передвигаясь почти с одинаковой скоростью вдоль оси вращающейся печи, не может быть задержан или пропущен быстрее в главных зонах обжига, то в двух­ барабанных печах с различной длиной и диаметрами ба­ рабанов, имеющих самостоятельные приводы, разнород­ ные процессы тепловой подготовки и вспучивания мо­ гут регулироваться. В каждом из барабанов можно из­ менять частоту вращения барабанов и, следовательно, время обработки в них материала; высоту слоя насадки материала по сечению, что само по себе и в совокупно­ сти с взаимодействием фактора времени, обусловлен­ ного разной частотой вращения барабанов, влечет изме­ нение физико-химических, температурных, газовых и аэродинамических условий обжига; максимальную тем­ пературу факела горения, повышая температуру в ба­ рабане вспучивания и сокращая длительность обработки материала, что позволяет резко сократить избытки воз­ духа при обжиге керамзита.

Разумеется, потенциальные возможности создания рп-

Рис. 65. Технологическая схема производства керамзита на Волго­ градском заводе ЖБИ № 1 с двухбарабанными печами

тимального режима обжига керамзита могут быть реа­ лизованы, если каждый из барабанов оснащен устройст­ вами для надежного регулирования в необходимых пре­ делах частоты вращения и толщины насадки материала.

Из барабана вспучивания керамзит через колоснико­ вую решетку и течку поступает в барабанный холодиль­ ник размером 22X2,3 м для охлаждения. Свары («коз­ лы»), образующиеся при нарушении режима обжига, за­ держиваются на колосниковой решетке и удаляются че­ рез боковые дверцы наружу. Особенность барабанного холодильника, установленного в цехе, состоит в том, что «холодная» его часть выполнена в виде решетки для сортирования керамзита на три фракции, раздельно по­ ступающие в силосные банки для складирования и вы­ дачи (рис. 65).

В цехе выпускается качественный керамзитовый гра­ вий с насыпной плотностью в пределах 350—450 кг/м1*3.

Общая проектная производительность цеха керамзи­ та после ввода в эксплуатацию в 1966 г. второй двухба­ рабанной печи составляет 250 тыс. м3 в год. Фактиче­ ская выработка на одну печь достигла 16 м3/ч ].

Большой творческий вклад в освоении двухбарабан­ ных печей еще на раннем (1960 г.) этапе их опробова­ ния вложил П. А. Патрин. На основе сушильного бара-

1 Проект Волгоградского цеха с двухбарабанными печами раз­ работан Волжским филиалом института Оргэнергострой (авторы

С- С. Киркоров и Н. В. Макаров),

бана размером 1,8X8 м и барабана асфальтобетонного смесителя размером 2,5X5 м он смонтировал экспери­ ментальную двухбарабанную печь на Ростовском домо­ строительном комбинате треста Стройиндустрии Главсевкавстроя и с положительными результатами выпол­ нил на ней важные первичные экспериментальные рабо­ ты [98, 99].

Большой интерес представляет сравнение основных технико-экономических показателей работы двух одно­ временно сооруженных в Волгограде заводов: ЖБИ-1 с двумя двухбарабанными печами и завода строительных конструкций с двумя однобарабанными длиной 40 м пе­ чами и сушильными барабанами с примерно равновели­ кими полезными объемами тепловых агрегатов (табл. 24 и 25). Расход топлива в двухбарабанных 3977 кДж/кг при наличии внутрипечных теплообменников, а без них — 4605 кДж/кг, против в среднем 7536 кД ж /кг керамзита в однобарабанных печах.

Мурманский завод по производству шунгизитового гравия с обжигом в двухбарабанных печах. В ряде рай­ онов страны, особенно на северо-западе и западе Евро­ пейской части СССР, отсутствуют пригодные для tipoизводства керамзита глины. В некоторых других райо­ нах, например в Подмосковье, запасы качественного ке­ рамзитового сырья практически исчерпаны. В этих ус­ ловиях исключительную актуальность приобретает во­ прос о расширении сырьевой базы производства мате­ риалов типа керамзита.

Как показали исследования и опытные работы, про­ веденные в последние годы Институтом геологии К а­ рельского филиала АН СССР, ВНИИстромом, ЦНИИСК им. В. А. Кучеренко, предприятиями Главстроя и др., перспективной сырьевой базой для производства порис­ тых заполнителей являются вспучивающиеся шунгитовые сланцы, огромные запасы которых выявлены в К а­ рельской АССР.

Шунгитовые сланцы Карелии — это древние (докембрийские) глубоко метаморфизированные осадочные по­ роды, названные еще в старину «черными глинистыми сланцами Олонии». Они представляют собой камнепо­ добную породу плотной структуры темно-серого, часто черного, цвета плотностью 2700—2900 кг/м3, твердостью по шкале Мооса 4—5 и прочностью от 290 до 180 МПа.