Охлаждение керамзита

Керамзит, выходящий из вращающейся печи имеет температуру 950-1050 С. Чтобы охладить его до температуры 50-70 С, при которой можно осуществлять фракционирование (рассев), керамзит из печи направляют в холодильник.

Режим охлаждения заметно влияет на прочность гранул, особенно плотной поверхностной оболочки. При медленном охлаждении структура керамзита оказывается наилучшей. Этим требованиям в отношении режима охлаждения отвечают барабанные и ямные холодильники. На заводах большой производительности обычно применяют барабанный холодильник, который представляет собой открытый с двух сторон барабан, с горячего конца на 1/3 длины отфушерованной тамотом. В этой части барабана керамзит охлаждается медленно. Остальные 2/3 длины барабана изнутри оборудованы пересыпными устройствами из швеллеров. Здесь материал охлаждается достаточно быстро. Горячий воздух, выходящий из барабанного холодильника,.подаётся во вращающуюся печь. Барабанные холодильники выпускают диаметром 1,5-2,5м и длинной 8-35м. их устанавливают на двух опорах, угол наклона составляет 3-6. Скорость вращения барабанного холодильника составляет 2,5-7 об/мин, время охлаждения керамзита - 20-бОмин.

Цехи и заводы небольшой мощности (до 30000мЗ в год) оборудуют ямными холодильниками. Ямный холодильник представляет собой забетонированную ёмкость, находящуюся под горячим концом вращающейся печи. Керамзит поступает туда самотёком. После охлаждения его выбирают грейферным краном. Время охлаждения керамзита в ямах колеблется от нескольких суток до нескольких недель.

Можно также охлаждать керамзит при пневмотранспортировании его из печи в дробильно-сортировочное отделение. Для более быстрого охлаждения керамзита, его орошают распылённой водой или холодным воздухом в процессе движения материала на конвейере. Однако при

чрезмерно интенсивном охлаждении керамзита происходит разрушение части гранул.

Рассев и дробление керамзита.

После охлаждения керамзит поступает на сортировку, а в некоторых случаях и на дробление. Керамзитовый гравий рассеивают на 3 фракции: 5-10, 10-20, 20-40мм, а керамзитовый песок на фракции 1,2-5 и от 0 до 1,2мм.

В настоящее время ещё не освоено производство керамзитового песка, поэтому его получают дроблением крупных фракций керамзитового гравия, чаще всего фракции крупнее 40мм.

Сортировку (рассев) керамзита осуществляют на виброситах, ситах-буратах и гравиесортировках. Керамзит при получении песка дробят в молотковых и валковых дробилках с рифлёными валками. Дробление и рассев обычно организуют по замкнутому циклу.

После рассева отдельные фракции керамзитового гравия и песка с
помощью системы конвейеров поступают в бункеры хранения и выдачи.
Ёмкость этих бункеров рассчитывают обычно на 2-5 суточный запас
материала.

Анализ технологического процесса.

По пластическому способу глинистое сырье перерабатывается, а из пластичной глинистой массы с влажностью 20% формируют на дырчатых ванвезах сырьевые гранулы, которые подают в сушильный барабан. Подсушенные до влажности 5% гранулы поступают до вращающейся почти на обжиг их вспучивание при температуре 1150-1250° С. После охлаждения в специальной холодильной установке, керамзит подается на рассев по фракциям и хранение.

Механизмы и оборудование для переработки и гранулизации сырье выбирают в каждом отдельном случае, в зависимости от способности к вспучиванию и физико-механических свойств сырья: влажности, вязкости, пластичности и однородности по составу.

Переработка однородных глинистых пород, способных к вспучиванию, пластичным способом предусматривает их фануляцию в полуфабрикат определенной формы размером 7-25 мм с использованием механизмов типа дырчатых или пресс-вальцев. При этом куски материала можно подавать непосредственно во вращающуюся печь на обжиг или сначала сушить на отдельных сушильных приборах. Однако одноразовое керамзитовое сырье вспучивается довольно редко. Использование однородного сырья - глины поднимет интенсивность физико-механических процессов, которые происходят при обжиге, гранулирует равномерность поризации материала, помогает образованию мелких пор, уменьшению насыпной плотности и упрочнению готового продукта.

При переработке однородного сырья разрушение структуры глинистой массы и усреднение и гомоинизация таких перерабатывающих и формирующих машин, как вальцы грубого и тонкого помола, глинотерки, глиномешалки, дырчатые вальцы, пресса с перфорированными цилиндрами и плитами. Переработка неоднородных по составу глинистых пород пластичным способом предусматривает изготовление полуфабриката с размером зерен в пределах 7-20 мм, которые способны к обжигу со

вспучиванием во вращающихся печах. Специальным оборудованием для переработки и гранулизации сырья является формирующие дырчатые вальцы, вальцы тонкого помола с расположенными между вальцами 1 мм и глиномешалки. Более сложными и металлоемкими являются бегуны и пресса.

Комплект механизмов для переработки и приготовления гранулированного полуфабриката может составлять:

ее для необходимого по составу пластичного вспученного сырья - из ящикового питания, вальцев грубого помола, глиномешалки, пресса или дырчатых вальцев.

Добавки, такие как дизельное топливо при необходимости следует вводить в глиномешалку после ящикового питателя, пирейные недогарки — перед вальцами для удаления камней. Увлажнять глину до 18-26% лучше в двувальных мешалках (СМ-246) с помощью пара.

Гранулы, которые изготовлены пластичным способом перед подачей в печь обычно не сортируют по фракциям в случае использования сушилок гранулированный полуфабрикат, высушенный до избыточной влажности 5-15%, подают в промежуточный бункер (силосы), а от туда дозируют во вращающуюся печь на обжиг и вспучивание при температуре 1150-1250° С. Обжиг гранулированного полуфабриката производят во вращающейся печи, при этом используют угольную пыль, мазут, природный газ, как топливо.

В двубарабанные печи для обжига керамзита, в которых сушка материала совершается одновременно с его нагреванием до 200 — 600° С, происходит беспрерывная подача сырьевого полуфабриката. Печи обычно составляют 40 м длинной. При этом границы, сформированные на дырчатых вальцах, подают непосредственно в печь. В этом случае частичная оказия гранул происходит на конвейере подачи в печь, питательной печке и «холодном» конце вращающейся печи.

Введение добавок в глинистое сырье осуществляется по разному.

Дизельное топливо лучше добавлять в глиномешалку после ящичного подавителя, пирейные огарки - перед камневыделительными вальцами. При комбинированном вводе добавок увеличивается интервал вспучивания на 10-15° С и понижается температура вспучивания на 20-25° С. При замене дизельного топлива или керосина из мазута приготавливается эмульсия из мазута (30%), глины (20%), воды (50%), которая подается на глиномешалку через распределительную гребенку.

Если смешивание в двувальных смесителях (СМ-27, СМ-444) обеспечивает удовлетворительное распределение твердых добавок в массе, то достигнуть таким образом равномерного распределения малых количеств жидких добавок — дизельного топлива, ССБ — не удается, поэтому лучшая гомогенизация массы достигаемся в вибросмесителях при совмещении обычного смешивания с вибрацией (частота колебаний - 1000-1500 кол/мин.). Под влиянием вибрации достигается дополнительное дисперирование глинистых частиц, повышается подвижность массы в связи с частичным разрушением структурных связей. Устраняется налипание массы на стенки и лопасти смесителя, а степень однородности массы повышается почти в 2 раза.

При оптимальной влажности массы получают наиболее прочные, хорошо вспучивающиеся гранулы, сохраняющиеся в процессе обжига. Увлажнять глину до 18-26% лучше в двувальных глиномешалках (СМ-246 и др.) паром. Пароувлажнение улучшает качество гранул, снижает потребеление энергии прессом, улучшает качество керамзита. Процесс изготовления гранул является одним из наиболее ответственных в производстве керамзита. От формы, размера, прочности, однородности, и других показателей гранул зависит качество керамзита и технико-экономические показатели производства.

Придание гранулам шаровидной формы улучшает укладку их и снижает расход цемента при получении керамзит-бетона необходимой марки (при прочих равных условиях). Оптимальный размер гранул 15-23 мм в

поперечнике. С увеличением размера гранул объемная масса керамзита. Коэффициент формы гранул превышать 1,8. Гранулы должны иметь достаточную прочность и ровную поверхность. Без трещин и неровностей. Получают гранулы на ленточных прессах-вальцах и дырчатых - валвезах. Ленточный пресс (СМ-294) вместо обычного мундштука оборудуется перфорированной (дырчатой) плитой с коническими отверстиями, диаметром 7-30 мм, расширяющимися в сторону преса. Для получения керамзита с размером гранул в 20 мм величина круглых отверстий вальцев керамзитового песка 0,15-5 мм. Лучше применять гладкие валки с зазором между ними 5010 мм. Производительность вальцев до 40 м/ч. При использовании дырчатых вальцев влажность массы снижается на 5-7% против влажности массы, перерабатываемом на ленточном прессе.

Гранулы, изготовленные пластичным способом, при необходимости направляют в окаточный барабан (длина 2,5 - 6,5 м, диаметр - 0,8 -1,5 м) или лоток-гранулятор, где они окатываются, принимая шаровидную форму. Вращается барабан сое скоростью 30-35 об/мин. В барабане гранулы не только окатываются, но и опудриваются во избежание слипания. Для опудривания используют опилки, мелкий песок, тонкоизмельченную огнеупорную глину и мешают. При использовании порошка огнеупорной или тугоплавкой глины достигается дополнительное слияние объемной массы керамзита из 20-30%. После опудривания повышается огнеупорность поверхностного слоя гранул, поднимается температура обжига до оптимальной, при которой достигается полный прогрев и вспучивание гранул без риска образования сваров, "козлов". Кроме того, повышается однородность керамзита, что способствует снижению стоимости его на 25-30%. Расход порошка - 3-5% от веса сырой глины.

Чтобы не допустить залипания ковшей элеватора свеже сформированными гранулами, ковши рекомендуется периодически смазывать дизельным топливом или подавать вентилятором ВРС-5 в шахту элеватора отработанные горячие газы с температурой 80-90° С. Это также

устраняет слипание гранул в приемном бункере у печи.

Если гранулы требуют подвеивания, то применяют околоточные барабаны, в которых подают горячий воздух или дымовые газы.

Гранулы приготовленные пластичным способом подсушиваются в сушильных барабанах, чтобы уменьшить возможность их растрескивания. В барабане происходит подогрев гранул до 200-600° С перед непосредственной загрузкой в печь. В сушильном барабане конвективный обмен преобладает над лучистым, увеличение количества теплоносителя в большей степени влияет на степень сушки гранул, чем увеличение его температуры. Подсушенные гранулы подаются в печь. Предварительный прогрев перед обжигом является первой степенью термической обработки гранул, что улучшает условия вспучивания глинистого сырья. Обжиг глинистого сырья ведут двустадийно: медленный подъем температуры в зоне подогрева и быстрый в зоне вспучивания. Первый период — период досушки занимает 25-40% длины печи (10-11м) и проводится медленно. Второй период длится не более 25 мин, занимает 15 м..Длины печи. Здесь происходит удаление механически связанной воды, проходят реакции дегидрации, декарбонизации. Температура составляет от 300° С до 800° С. Третий период (850-1050° С) характеризуется резкими повышениями температуры (2-4 мин) до начала вспучивания глинистого сырья, занимает 8 м печи. Четвертый период (1050-1200° С) - период вспучивания материала характеризуется полным удалением конструкционной воды и углекислоты карбонатов, завершением окислительно-восстановительных реакций, занимает 15-20 % длины печи, длится 10-12 мин. Зона охлаждения (отвердения) занимает всего около 5% длины печи (2м) и выноситься в специальное устройство -холодильник. Продолжительность охлаждения от температуры вспучивания до 1000° С - 2-3 мин. Быстрое охлаждение до температуры 950-700° С с последующим охлаждением до 40° С способствует частичному отжигу материала, что уменьшает его хрупкость, повышает прочность. После всех технологический операций полученный продукт - керамзитовый гравий

поступает на склад готовой продукции.

Для охлаждения керамзита используют холодильники различных типов: барабанные, регенаративные, шахтные, слоевые. На заводах малой мощности охладительные камеры или холодильники ямного типа. Холодильники барабанного типа представляют собой барабан длиной8-25 м и диаметром 1,5 — 0,5 м, установленный под углом 3-6 градусов к горизонту. На одну треть длины (со стороны загрузки) барабан футерован огнеупором, в остальной части оборудован пересыпными устройствами. Вращается барабан со скоростью 2,5-8 об/мин. Время прохождения керамзитом барабана 10-30 мин. Температура керамзита на выходе из барабана 100-250° С. Недостатками барабанных холодильников является их громоздкость, значительные потери тепла, низкий коэффициент полезного действия 50—65%. Процесс охлаждения не поддается регулировке. Более экономичными являются холодильники шахтного типа.

Для обжига керамзита во вращающихся печах используют мазут или природный газ. Затраты на топливо составляют 25%, температура до 90-95° С, воздух до 200-250° С. Давление мазута 5,89-8,82 кг/м2 (6-9 атм). Применение горелок типа ГВТ-01 для сжигания природного газа обеспечивает экономию на 12-14% топлива.

Рассеивают керамзит на три фракции - размером 5-10, 10-20 и 20-40 мм. Для рассева керамзита ситабураты, виброгрокаты, гравиесортировки. Хранят керамзит в бункерах — силосах раздельно по фракциям.

Обжиг керамзита производят в печах разного типа: во вращающихся печах и в печах кипящего слоя. По конструкции вращающиеся печи бывают однобарабанные, цилиндрические и с расширенной зоной вспучивания и сушилки двубарабанные.

Во вращающихся печах целесообразно обжигать сырье с высоким и средним коэффициентом вспучивания, имеющих большой интервал спекания (более 100° С), а также при необходимости получения заполнителя в виде керамзитового гравия круглой формы. Набольшее распространение получили

печи длиной 40 м диаметром 2,5 м. Число оборотов печи 1,6 — 2,5 об/мин.

Двубарабанная печь состоит из двух барабанов - более длинного, меньшего диаметра, предназначенного, для предварительной термической обработки материала (до 600° С) и короткого, большего диаметра - для вспучивания. Производительность двубарабанных печей в 2-3 раза выше однобарабанных, они дают возможность вести ступенчатый обжиг материала. В двубарабанных печах скорость перемещения в барабанах разная, из-за различной скорости вращения их. В барабане подготовки за цепной завесой материал находится 25-40 мин., премещаясь со скоростью 0,6-1,2 м/мин., в обжиговом барабане 9-16 мин со скоростью 0,6 - 2 м/мин. Коэффициент заполнения барабанов: подготовительного - 0,08-0,1, обжигового — 0,04-0,06. Давление в печи 9,84 м2 (1мм вод.столба). Недостатки вращающихся печей: низкий КПД=40-45%, невозможность создания условий для быстрого подъема температуры на определенных участках обжига. Более современного являются печи кипящего слоя.

Поиск по сайту: