книги / Производство керамзита

риал через патрубок 7 отводится в зону слоя 9, где ох­ лаждается воздухом, поступающим из паукообразного распределителя S, и отводится на транспортер.

На основе проведенных исследований осуществляет­ ся отработка технологических и электрических парамет­ ров установок полигонного и стационарного типов'.

5.5. Производство керамзита по ступенчатому способу в кольцевой печи с вращающимся подом 1

Отмечая известные, серьезные недостатки распрост­ раненных однобарабанных вращающихся печей для про­ изводства керамзита: нестабильность выпуска заполни­ теля по прочности и плотности; сложность обжига слабовспучивающихся с малым интервалом вспучивания глин; невозможность создания в них требуемого ступен­ чатого режима термообработки гранул на керамзит; большой унос мелочи и т. д.,— Р. Б. Оганесян, Н. А. Тетруашвили и В. А. Мещеряков предложили использовать для этих целей модернизированную кольцевую печь с вращающимся подом, широко распространенную в ме­ таллургической промышленности2.

В общем виде технологическая схема производства керамзита на указанной линии предусматривает формов­ ку сырцовых гранул на ленточном кирпичеделательном прессе, сушку в сушильном барабане с окаткой в нем гранул, подогрев полуфабриката в слоевом подогрева­ теле примерно до 200—250° С с последующим вспучива­ нием гранул в кольцевой печи на непрерывно вращаю­ щемся поде при однослойной его загрузке, охлаждение, сортировку и складирование заполнителя.

Обжиговый агрегат технологической линии включает слоевой подогреватель, кольцевую обжиговую печь и хо­ лодильник-аэрожелоб.

Кольцевая печь (рис. 77) состоит из стационарных стен толщиной 750 мм и свода с теплоизоляционной за-

1 Оганесян Р. Б., Тетруашвили К. А., Мещеряков В. А. Произ­ водство керамзита в кольцевой печи с вращающимся подом на Кольчугинском заводе ?КБИ.—М., 1978.—с. 12—13.— 1981.— с. 20— 23.— Промышленность стеновых материалов и пористых заполните­ лей: (Реф. инф. / ВНИИЭСМ, 1978, вып. 10; 1981, вып. 6).

2 Проект кольцевой печи разработан Гипростройматериалами. Опытно-промышленная технологическая линия построена на Коль­ чугинском заводе железобетонных изделий.

лическую платформу, футеровку толщиной 500 мм, коль­ цевой рольганг), гидрозатвора. Средний диаметр коль­ цевой печи 11,25, ширина 2,4, высота от поверхности пода до замка свода 0,81 м. Длина зоны обжига (от узла за ­ грузки до узла выгрузки керамзита) 28 м, в том числе зоны расположения горелок— 19 м. Кольцевой канал заканчивается дымоотборной шахтой, из которой дымо­ вые газы по борову подаются в слоевой подогреватель и далее дымососом направляются в трубу. Часть дымо­ вых газов поступает в сушильный барабан.

На участках газопровода предусмотрены поворотные заслонки для автоматического регулирования расхода природного газа. Керамзит с поверхности футеровки по­ да удаляется выгружателем. Частота вращения пода пе­ чи изменяется плавно в широких пределах с помощью

регулируемого асинхронного электропривода. Конт и управление процессом обжига, управление рабе оборудования печи осуществляется со щита КИП.

Нельзя не отметить, что значительное число зерен, обжигаемых в монослое, имеет приплюснутую, а не округлую или гравелистую форму, что противоречит требованиям к размеру и форме легких заполнителей бетона.

Авторы все еще продолжают сравнивать расход топлива с од­ нобарабанными вращающимися печами. Между тем расход топли­ ва на обжиг следует сравнивать не с однобарабанными, а двухба­ рабанными печами или им подобными, где к настоящему времени расход теплоты не превышает 2500—3360 кДж/кг, или в 2—3 раза меньше, чем в однобарабанных.

ГЛАВА 6. ПРОИЗВОДСТВО КЕРАМЗИТА ЗА РУБЕЖОМ

Социалистические страны. Производство керамзита получило развитие почти во всех социалистических стра­ нах Европы. Построены и работают керамзитовые пред­ приятия в Чехословакии, Польше, Болгарии, ГДР, Ру­ мынии, Венгрии и Югославии.

В Чехословакии первый керамзитовый завод был построен в Братиславе еще в 1956 г.

Сырьем для производства керамзита здесь служат третичные хорошо вспучивающиеся глины, мощным (20— 60 м) пластом покрывающие залежи бурого угля.

На заводе в Винтиржове близ Карловых Вар произ­ водительностью 150 тыс. м3 заполнителя в год принята весьма простая технологическая схема. Доставляемую на завод глину разгружают в закрытое глинохранилище, откуда многоковшовым экскаватором по ленточному транспортеру направляют для переработки и грануля­ ции в модернизированный ящичный подаватель с ноже­ выми вальцами на конце. Последние в основном лишь гранулируют пластичную глину. Следует, однако, под­ черкнуть, что такая привлекающая своей простотой пе­ реработка может быть допущена лишь при использова­ нии однородного по составу глинистого сырья, не тре­ бующего дополнительной гомогенизации или добавок стимуляторов вспучивания. При применении же неодно­ родного сырья во избежание резкого ухудшения вспучиваемости необходима тщательная переработка и гомоге­ низация сырья с разрушением его природной структуры.

После грануляции на ножевых вальцах глина посту­ пает на обжиг в две вращающиеся печи размером 3,5Х

топлива служит в зимний период бензин, в летний — ге­ нераторный газ. Температура вспучивания колеблется в пределах 1050— 1100 °С. На выходе из печен отходящие газы имеют температуру 450—500 °С, их теплота исполь­ зуется в котлах-утилизаторах для производства пара.

Вспученный материал направляют в барабанные хо­ лодильники размером 2,5X21 м, где охлаждают до 50— 75°С. Из холодильника керамзит транспортируют на вибросито и отдельные его фракции распределяют по че­ тырем цилиндрическим силосам. Насыпная плотность керамзита, получаемого в Винтиржове, 350 — 600 кг/м3.

США и Канада. Начало производства керамзита с обжигом во вращающейся и туннельных печах, а также круглых горнах в США относится к периоду первой ми­ ровой войны. С 1920 г. керамзит стали изготовлять для промышленного и жилищно-гражданского строительства, а также мостостроения.

По мере накопления опыта выявилась более высокая рентабельность вспучивания глинистого сырья на керам­ зит во вращающихся печах и на спекательных решетках. Поэтому использование для этих целей круглых горнов и туннельных печей было прекращено. Независимо от метода вспучивания и применяемого оборудования по­ ристые заполнители, изготовляемые из глинистого сырья, объединяются общим названием — вспученные глины и сланцы или керамические заполнители. Вместе с тем в американской практике широко распространены фирмен­ ные названия керамзита: хайдит, гравелит, сельсильд, базалейт, роклейт, материалит и т. д.

В 1968 г. объем выпуска керамзита составил около 7,5 млн. м3. Все американские заводы расположены под открытым небом, закрыты лишь концы печей, где ведут подготовку полуфабриката и обжиг.

На заводах, построенных в довоенное время, глини­ стые сланцы дробят на крошку, главным образом на бе­ гунах сухого помола. В последнее время бегуны вытес­ няются более удобными для этой цели валковозубчаты­ ми дробилками. Раньше для целей обжига использовали короткие вращающие печи длиной 15—20 м и диаметром 1,5—2 м, затем их стали заменять более мощными пе­ чами длиной 30—38 м и диаметром 1,8—2,5 м.

Примером типичного предприятия по производству

керамзита может служить Канзасский керамзитовый за­ вод. Сырье поступает на завод с южного конца пло­ щадки, по ходу процесса продвигается к северному, где выдается готовый продукт. Сланец добывают открытым способом, загружают в приемные бункера, из которых материал направляют на грохот с отверстиями в 100 мм. Куски размером менее 100 мм в поперечнике подают к загрузочной воронке многоковшового элеватора, а более 100 мм направляют в валковозубчатую дробилку для первичного дробления. После этого весь продукт элева­ тором поднимают в два промежуточных бункера, уст­ роенных над дробилками вторичного дробления. Затем материал размером до 100 мм предварительно пропус­ кают через второе сито для удаления частиц менее 50 мм, а материал более 50 мм поступает в дробилку, где перемалывается до размеров крошки не более 50 мм в поперечнике, затем его направляют в приемник глав­ ного элеватора, куда поступает и материал, ранее отсор­ тированный через сито 50 мм. Лишь после этого весь сы­

щают двухсуточный запас сырья для двух обжигатель­ ных печей.

Остальная часть завода сконструирована в виде двух параллельных технологических линий каждая мощ­ ностью 229 м3 керамзита в сутки. Из силосов сырой ма­ териал транспортером направляют в приемник много­ ковшового элеватора, откуда по трубе через пылеосадигельную камеру сырой материал поступает в обжигатель­ ную печь.

Печи длиной 38 и диаметром 2,4 м приводятся в дей­ ствие мотором, частота их вращения 1 и 1,5 об/мин. Продвигаясь по печи, материал предварительно подвер­ гается тепловой обработке, а затем вспучивается в зоне вспучивания, расположенной на расстоянии 2—3 м от среза печи. Из печи материал попадает в барабанные холодильники длиной 15 и диаметром 1,67 м, с частотой вращения 3 об/мин. Разгрузочный конец холодильника снабжен секцией грохотов, которые отсеивают материал размером менее 50 мм, а остаток направляют в молот­ ковую дробилку. Отсеянный и раздробленный материал элеватором поднимают в силосы для хранения обожжен­ ного материала. На верху этих башен находятся сдво>-

енные виброгрохоты, отделяющие материал, годный к немедленному употреблению. Последний желобами на­ правляют в автомашины, железнодорожные вагоны или для хранения на землю.

С башен материал транспортером направляют в мо­ лотковую дробилку, где его измельчают до размеров зе­ рен менее 9,5 мм в поперечнике. Размельченный мате­

материала. На верху первого силоса установлены сдво­ енные виброгрохоты, из которых получают материал двух фракций: от 9,5 до 4,8 мм и от 4,8 мм до пылевид­ ного. После грохочения материал в зависимости от круп­ ности направляют в первый или второй силос. Таким об­ разом, каждый силос содержит материал только одного размера. Материал большего размера снова возвращают в дробилку. Силосы снабжены дозирующими затворами, которые выведены к транспортеру, с помощью которого выгружают материал. Дозирующий затвор может быть отрегулирован так, чтобы отмерялось любое количест­ во готового продукта. Для грузового транспорта преду­ смотрены автоматические весы.

Каждая печь снабжена комбинированными горелка­ ми для работы на природном газе и на нефти. Природ­ ный газ употребляют постоянно, а нефть — лишь в зим­ нее время, когда снабжение природным газом сокраща­ ется. Разгрузочный конец печи соединен с холодильни­ ком при помощи герметизированного подвижного колпа­ ка. Весь воздух, поступающий в печь, предварительно проходит через холодильник. Холодильник на 1/3 длины облицован пустотелым кирпичом. Внутри холодильника устроены Z-образные балки, действующие как переме­ шивающие устройства, что улучшает охлаждение.

печи около 480 °С.. Пыль и газы из печи с помощью экс­ трудера пропускают через пылеуловитель. Перед выво­ дом в атмосферу газы подают в охлаждающую башню с извилистыми ходами, которая снабжена соплами для создания тумана, что способствует их очистке. Водо­ спускная система для удаления пыли из пылеуловителя

выведена в отстойник, где пыль оседает, а вода вновь возвращается в водоспускную систему.

Температура в различных зонах печи регистрирует­ ся электронными приборами. Щиты управления, уста­ новленные в печном отделении, позволяют управлять вы­ ключателями всех моторов от загрузочного устройства до силосов готовой продукции. Моторы механизмов, про­ двигающих материал из приемных бункеров через эле­ ватор, транспортеры и дробилки в силосы для хранения сырья, управляются на расстоянии от щитов, помещен­ ных со стороны холодного конца печей, а моторы, рабо­ тающие на подаче, дроблении и просеивании готового материала, а также погрузочные устройства управляют­ ся от щита у горячего конца печи.

Характерно, что большинство керамзитовых заводов США получают после обжига в основном бесформен­ ный материал. При наличии в глинах известковых вклю­ чений («дутика») для его обезвреживания керамзит по выходе из печи орошают водой при помощи распыли­ телей, укрепленных над ленточным транспортером гото­ вой продукции.

В последние годы в США все больше внедряются вы­ сокопроизводительные вращающиеся печи длиной 60—

«материалит» установлена большая вращающаяся печь длиной 60, диаметром 3,5 м, производительностью око­ ло 30 м3/ч, или 250 тыс. м3 в год.

В Кигстне (штат Нью-Йорк) фирмой «Нитралит Эгрегейт» построен новый керамзитовый завод, работаю­ щий по сухому способу на глинистых сланцах. Обжиг ведется в большой вращающейся печи с расширенной

ской системой управления с применением ЭВМ (рис. 79).

Как и большинство керамзитовых предприятий США, указанный завод расположен близ карьера сырья (450 м), которое добывают взрывным способом и достав­ ляют на завод 22-тонными самосвалами.

Для получения полуфабриката приемлемой для вспу­ чивания формы сырье дробят в две стадии: первичное дробление — роторной дробилкой, вторичное — специаль-

Охлажденный керамзит поступает на сортировку. З а ­ вод производит в основном фракции 9,5X25,4; 4,76Х Х9>5 мм и менее 4,76. Небольшое количество материала фракции 25,4X50,8 мм идет в отвал. На заводе достиг­

ность однобарабанных вращающихся печей указанных размеров достигается только при производстве керамзи­ тового щебня (но не гравия), получение которого обес­ печивается дроблением крупных, в том числе агломе­ рированных, кусков вспученного материала. Характер­ ная особенность американских предприятий заключает­ ся в том, что они располагают большими емкостями для складирования полуфабриката перед его поступлением на обжиг. Это позволяет вести переработку сырья (до­ бычу сланца, дробление и рассев) в одну смену в тече­ ние всего лишь 3—5 дней в неделю, тогда как оборудо­ вание для вспучивания материала работает непрерывно и круглосуточно.

Значительный интерес представляет экономика изго­ товления керамических заполнителей в США во вращаю­ щихся печах и на спекательных решетках. При равной производительности предприятий себестоимость керам­ зита равна или ниже себестоимости аглопорита (табл. 26).

Каждое предприятие выпускает заполнитель, отсор­ тированный по фракциям, чаще всего 19,2— 12,7; 19,2— 9,5; 19,2—6,4; 12,7—4,8; 9,5—4,8; 4,8—0 мм.

Насыпная плотность керамзита в зависимости от зер­ нового состава колеблется в пределах 500— 1000 кг/м3. Еще до недавнего времени подавляющее большинство керамзитовых предприятий США и Канады изготовляло относительно тяжелые сорта керамзита. При этом от­ дельные фракции керамзита получались главным обра­ зом в виде щебня дроблением вспученных во вращаю­ щихся печах или на решетках крупных кусков или глыб материала. В последние годы заметна тенденция к пе­ реходу на выпуск во вращающихся печах более легких марок заполнителя в виде округленных зерен керам­ зитового гравия. Это достигается использованием хоро­ шо вспучивающихся глин и глинистых сланцев и пред­ варительным фракционированием перед обжигом исход­ ной крошки полуфабриката с тепловой обработкой каж ­ дой фракции отдельно.