Файл: Элинзон, М. П. Производство искусственных заполнителей.pdf

3. Технология производства аглопоритового щебня и песка 13 5

ло показано, составляет 6—12% массы шихты в пере­ счете на условное при предельной крупности его зерен около 3 мм. Вместе с тем наши исследования показали, что при использовании топливосодержащего сырья (зо­ лы ТЭС и отходов углеобогащения) некоторое увеличе­ ние содержания топлива против оптимального может оказаться технически оправданным и экономически це-

Рис. 18. Характер из­ менения объемной на­ сыпной массы шихты в зависимости от ее влажности

1 — глина Парсуковско-

го месторождения; 2 — суглинок Бескудников­

ского месторождения

лесообразным. Предельный размер зерен топлива, вво­ димого в шихту, должен быть значительно меньше пре­ дельного размера зерен шихты. Укрупнение частиц топ­ лива приводит к получению аглопоритового щебня с ноздреватой структурой, большим количеством каверн и стекловидной фазы и нарушению теплового режима процесса.

Приготовленную тем или иным способом шихту укла­ дывают на решетку агломерационной машины непре­ рывного или периодического действия.

На установках с агломерационными стационарными или переносными чашами, производительность которых не более 25 тыс. м3 аглопорита в год, шихту подают в передвижной расходный бункер, представляющий собой самоходный шихтораздатчик. Конструкция его обеспе­ чивает равномерное заполнение каждой чаши шихтой. Обычно на раме шихтораздатчика монтируют и зажига­ тельное устройство. В отдельных случаях (при исполь­ зовании переносных агломерационных чаш) приготов­

136 Глава III. Производство аглопорита

ленную шихту подают в агломерационную чашу специ­ альным лотком.

На предприятиях с агломерационными ленточными машинами непрерывного действия шихту укладывают следующим образом. Шихта поступает в приемный бун­ кер агломерационной машины, откуда она питателем не­ прерывно и равномерно подается на агломерационную решетку в направлении, противоположном движению ко­ лосников машин. Это обеспечивает равномерную уклад­ ку шихты по всей ширине решетки. Известны вибролотковый и челночный питатели, последний обеспечивает более равномерную загрузку шихты на решетку. Во из­ бежание сегрегации и разрушения зерен шихты перепад высот между разгрузочным устройством шихтопригото­ вительного агрегата и агломерационной решеткой дол­ жен быть не более 1 м.

На решетке шихту дополнительно разравнивают плужковым устройством, при этом высота слоя шихты у бортов палет становится на 30—40 мм выше, чем в средней части (в некоторых случаях увеличение высоты слоя обеспечивается самим питателем). При дальней­ шем движении колосников слои шихты у бортов попада­ ют под специальные гладилки, которые уплотняют эту часть шихты и выравнивают слой по всему сечению ко­ лосниковой решетки.

Высота слоя шихты влияет на ее сопротивление про­ сасываемым газам. Как показали исследования, эта за­ висимость носит линейный характер: уменьшение высо­ ты слоя спекаемой шихты (на 50 мм) против оптималь­ ной приводит к увеличению ее газопроницаемости и вер­ тикальной скорости спекания, однако незначительное увеличение высоты слоя резко снижает ее более чем на 40%. Практика показала, что высота слоя шихты в за ­ висимости от вида исходного сырья, метода ее подготов­ ки и разрежения под колосниковой решеткой должна на­ ходиться в пределах 200—300 мм.

Термическая обработка шихты

При применении чаш периодического действия уло­ женную шихту зажигают при помощи передвижного за ­ жигательного горна, работающего на газе или жидком топливе. При отсутствии специального устройства для

3. Технология производства аглопоритового щебня и песка 137

зажигания на поверхности шихты укладывают слой дре­ весных отходов толщиной 20—30 мм, который зажигают факелом. В момент зажигания под колосниковой решет­ кой чаши создают разрежение, обеспечивающее просос воздуха через шихту, в результате чего раскаленные га­ зы из зажигательного устройства проникают в верхний слой шихты. После зажигания верхнего слоя разреже­ ние под колосниковой решеткой увеличивают, что ин­ тенсифицирует процесс спекания шихты. Спекание счи­ тается законченным, когда горение шихты доходит до колосниковой решетки, что соответствует наибольшей температуре отходящих газов. В этот момент сердцеви­ на спекшейся глыбы (бруса) имеет в изломе темно-крас­ ный цвет.

При применении ленточных агломерационных машин шихту зажигают в стационарном горне, представляю­ щем собой камеру, футерованную огнеупорным кирпи­ чом, в которую с боковых сторон вмонтированы горел­ ки. Горн работает на газообразном или жидком топли­ ве. Под колосниками машины расположены вакуумные камеры, которые при помощи коллектора подключаются к одному или нескольким эксгаустерам. Каждая вакуум­ ная камера имеет дроссельную заслонку для регулиро­ вания количества просасываемого газа.

В вакуумной камере, находящейся под зажигатель­ ным горном, поддерживается относительно малое разре­ жение— 800— 1500 Па, а в остальных камерах создает­ ся более высокое разрежение — 2—4 кПа (в зависимо­ сти от вида спекаемого сырья).

Разрежение под колосниками агломерационной ма­ шины оказывает существенное влияние на вертикальную скорость спекания и производительность машины. Раз­ режение в период зажигания верхнего слоя шихты и в период ее спекания различно. В период зажигания ших­ ты большое разрежение приводит к увеличению сопро­ тивления слоя из-за его осадки, а при низком разреже­ нии оказывается недостаточно воздуха для возгорания нижележащих слоев. Опыты показали, что разрежение в период зажигания в зависимости от группы исходного сырья рекомендуется поддерживать в пределах 800— 1500 Па, а в период спекания — 2—4 кПа при соответ­ ствующем удельном расходе воздуха на 1 м2 площади

138 Глава ///. Производство аглопорита

живого сечения решетки от 0,3 до 1,1 м3/с. Воздуходув­ ными устройствами служат серийно выпускаемые эксгаустеры высокого и среднего давления. По мере дви­ жения колосников зона горения топлива в шихте пере­ мещается сверху вниз и при правильно отрегулирован­ ном процессе доходит до колосников в момент прохож­ дения их над предпоследней вакуум-камерой.

При соблюдении необходимых условий подготовки и укладки шихты на агломерационную машину качество аглопорита и технико-экономические показатели его производства зависят от режима термической обработ­ ки шихты.

Технологические и теплотехнические параметры спе­ кания сырья на решетках агломерационных машин, за ­ висящие от применяемого сырья, приведены в табл. 18.

Зажигательные горны ленточных агломерационных машин различных типов характеризуются следующими основными показателями:

Режим охлаждения аглопоритового щебня влияет на структуру и фазовый состав готового продукта. Он за ­ висит от вида применяемого сырья и назначения запол­ нителя. Материал с высокими показателями физико-ме­ ханических свойств можно получить при медленном охлаждении спекшейся глыбы или ее отжиге.

Чтобы выяснить влияние режима охлаждения на ка­ чество аглопоритового щебня под нашим руководством в производственных условиях были проверены четыре метода охлаждения спекшегося бруса: быстрое охлаж­ дение водой, во вращающемся барабане без принуди­ тельной циркуляции воздуха, естественное (на воздухе)

иотжиг в муфельной печи. Затем в отобранных образ­ цах были определены фазовый состав, степень кристал­ лизации, структура, плотность твердой фазы, пористость

ипрочность. Исследования показали, что аглопоритовый

щебень, охлажденный водой, был наименее закристал­ лизован, содержал ограниченное количество муллита, кристаллизация железистых фаз (в основном магнети­ та) была лишь точечной, степень окисления стекла — наименьшей. В перегородках между порами встречались тонкие извилистые трещинки шириной 1—3 мкм.

Аглопоритовый щебень, подвергнутый отжигу (ско­ рость охлаждения 2,5°С/мин), отличается максималь­ ной степенью кристаллизации и окисления стекла и большим содержанием муллита. Образцы, охлажденные в барабане (скорость охлаждения 100° С/мин) и на воз­ духе (скорость охлаждения 50°С/мин), аналогичны по фазовому составу и структуре. От быстро охлажденных образцов эти образцы отличаются отсутствием тонких трещинок в перегородках пор. Размеры пор во всех ис­ следованных образцах аглопорита были примерно оди­ наковы.

При исследовании влияния метода охлаждения на физико-механические свойства аглопоритового щебня было установлено, что его прочность при изменении ско­ рости охлаждения от 100 до 2,5°С/мии увеличилась при­ мерно на 25%, а при быстром охлаждении прочность снизилась почти на 70%. Прочность материала из силь­ но запесоченных суглинков, представляющего собой стек­ ло, насыщенное оплавленными зернами кварца и отли­ чающееся вследствие этого низким коэффициентом тем­ пературного расширения, мало изменилась при изменении скорости охлаждения. Объемная насыпная масса агло­ поритового щебня при разных режимах охлаждения ко­ лебалась в незначительных пределах (450—475 кг/м3).

Таким образом, при использовании аглопоритового щебня для конструктивно-теплоизоляционного легкого бетона могут быть рекомендованы режимы быстрого охлаждения, а при использовании его для несущих кон­ струкций — постепенного охлаждения или отжига.

Дробление, сортировка и хранение аглопоритового щебня

Брус, полученный на агломерационной машине, под­ вергается первичному дроблению (раскалыванию) на куски крупностью не более 300 мм. Это дробление не­

обходимо для удобства транспортирования, вторичного дробления и ускорения охлаждения материала, а в от­ дельных случаях — для отделения недостаточно спею шихся частиц шихты.

Агрегат для первичного раскалывания бруса монти­ руется на разгрузочном конце ленточной агломерацион­ ной машины. В момент раскалывания бруса от него от^ деляются недостаточно спекшиеся частицы шихты.

Для вторичного дробления и сортировки аглопори­ тового щебня и песка используют серийно выпускаемые машины: валковые, валково-зубчатые и другие дробил­ ки, а также вибрационные, барабанные и аналогичные грохоты. Дробленый аглопоритовый щебень в соответст­ вии с требованиями ГОСТ 11991—66 рассевают на фрак­ ции 5— 10, 10—20 и 20—40 мм, а песок — на фракции до 1,2 мм (мелкий) и 1,2—5 мм (крупный). Отдельные марки и фракции хранят в условиях, предохраняющих материал от загрязнения и увлажнения.

4. ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА АГЛОПОРИТОВОГО ГРАВИЯ (НА ПРИМЕРЕ ЗОЛЫ-УНОСА ТЭС)

Принцип производства аглопоритового гравия заим­ ствован из металлургической промышленности, где сыр­ цовые окатыши из тонкодисперсных руд и концентратов подвергают термообработке на решетках агломерацион­ ных машин.

Особенности технологии производства аглопоритово­ го гравия из золы ТЭС с использованием оборудования, освоенного отечественной машиностроительной промыш­ ленностью, заключаются в следующем.

Сухая зола из силосного склада ТЭС пневмотранс­ портом или золовозами подается в отделение приема зо­ лы. В случае использования зольной пульпы в отделе­ нии приема золы предусмотрена установка для ее обез­ воживания вакуум-фильтрами.

Из расходного бункера отделения сырья с помощью непрерывно действующего автоматического дозатора ти­ па СБ-71 зола поступает в винтовой шнековый, а затем двухвальный шихтосмеситель типа Ш-АГ-71. Дозатор СБ-71 регулирует расход золы от 5 до 20 т/ч. В смеси­