Технология производства керамзита

Технология производства керамзита основана на способе термоудара с  обжигом гранул в монослое, при этом  для его получения используется кольцевая (карусельная) печь с вращающимся подом. Такая печь применяется в металлургической промышленности с некоторыми конструктивными изменениями, для закладки стального литья.

Керамзит является основным видом искусственных пористых заполнителей используемых в строительстве, на долю которого приходится свыше 68% объема производства. Получают керамзит из слабовспучивающихся глин, но с повышенным содержанием карбонатных примесей. Технология производства легкого керамзитового гравия, предложенная ЦНИИЭПсельстроем исходит из следующих предпосылок:

1. Скорость нагрева должна быть максимальной, так как это способствует сохранению большей части паров и газов, обусловливающих поризацию.

2. Оптимальная температура обжига гранул ограничивается верхним пределом интервала вспучивания и температурой размягчения глин.

Технология производства керамзита основана на способе термоудара с  обжигом гранул в монослое, при этом  для его получения используется кольцевая (карусельная) печь с вращающимся подом. Такая печь применяется в металлургической промышленности с некоторыми конструктивными изменениями, для закладки стального литья.

Читать далее на http://stroivagon.ru азерит

Такая печь считается  более удачной в технологическом плане. так как она лишена тех недостатков, которые возникают во вращающихся печах, в пересыпающемся слое во время обжига. При этом удается избегать перетирании гранул керамзита и значительные теплопотери в процессе производства.Технология производства керамзита способом термоудара состоит из следующих основных операций:

Читать далее на http://stroivagon.ru -гравий керамзитовый

1. Изготовление сырцовых гранул, сушку сырцовых гранул и предварительную термоподготовку гранул на оборудовании существующих керамзитовых заводах.

2. Обжиг керамзитовых гранул в кольцевой печи и охлаждение керамзита.

Керамзит имеющий наименьшую среднюю плотность образуется в условиях термоподготовки гранул при температуре 200…250°С в течении 25…35 минут.Термоподготовка гранул керамзита в течении 25 минут и более при температуре 300 °С и выше увеличивает плотность гранул на 60…70 %. Установлены следующие оптимальные режимы предварительной термоподготовки гранул керамзита:

1. Сушка в сушильном барабане при температуре 100…120°С в течении 30 минут  до остаточной влажности в пределах 12…17 %.

2. Термообработка  в течении 25 минут при температуре 200…250°С до остаточной влажности 0…3 %.

Определение оптимальных параметров вспучивания гранул производилось для способа термического удара. При этом замечено что обжиг гранул керамзита из курского суглинка способом термического удара в температурном интервале вспучивания позволяет получить легкий керамзитовые гранулы со средней плотностью 400 кг/м³. То есть на 32 % ниже средней плотности керамзитовых гранул полученных во вращающихся печах (570…600 кг/м³).

Для наглядности основные физико-механические свойства керамзита, полученного способом термоудара в кольцевой печи, приведены в таблицу № 1.

Таблица № 1. Основные физико-механические свойства керамзита, полученного способом термоудара в кольцевой печи

При обжиге гранул керамзита из глины способом термоудара получен керамзит со средней плотностью  280…425 кг/м³. Такие гранулы имеют величину средней плотности значительно ниже, чем керамзитовые гранулы полученные во вращающихся печах. при этом поверхность гранул керамзита получается частично оплавленной но шероховатой и структура равномерно пористая.

Легкий керамзит полученный из слабовспучивающихся глин способом термоудара в кольцевой печи (смотри рисунок-1) выдерживает более 400 циклов замораживания-оттаивания без признаков разрушения (ГОСТ 9753-81*). При этом керамзит имеет сравнительно низкое водопоглощение которое можно объяснить частичным оплавлением его поверхности в процессе производства.

При этом кислотостойкость керамзитовых гранул составляет примерно 90…98 %, а щелочестойкость в пределах 50…60 %. Керамзитовые гранулы показали высокую водостойкость, а коэффициент размягчения составляет всего 0,95…0,96. С использованием в строительстве этого керамзита был получен конструктивный теплоизоляционный керамзитобетон со средней плотностью 850…950 кг/м³, имеющий прочность при сжатии в пределах 3,5…6 МПа.

Предварительный технико-экономический анализ эффективности производства керамзитового гравия способом термоудара показал что снижение средней плотности керамзита в два раза позволит снизить его заводскую себестоимость примерно на 50 %. Разработан проект технологической линии производства керамзитовых гранул способом термоудара в кольцевой (карусельной) печи производительностью 100 тысяч м³ в год.

Производство керамзита

Предложенный способ производства включает сушку и трехстадийную скоростную термообработку гранул керамзита:

1. Предварительная термоподготовка в течении 20…40 минут до 200…400°С.

2. Скоростной подъем температуры до 800…1100°С и изотермическая выдержка при конечной температуре до 10 минут.

3. Вспучивание-скоростной подъем температуры до 1150…1250 °С и изотермическая выдержка при конечной температуре до 5 минут.

Дополнительная термоподготовка при температуре 800…1100°С обеспечивает образование в гранулах окисленной оболочки различной толщины. Характерной особенностью обжига в неподвижном монослое является то, что окисленная оболочка не подвергается абразивному истиранию как при обжиге в пересыпающемся слое и сохраняется до стадии вспучивания.

Это обеспечивает вспучивание гранул при оптимальной температуре без межзернового агрегирования.

Рисунок-1. Технологическая схема обжигового агрегата. Кольцевая печь для получения керамзита способом термоудара.

1- кладка печи, 2-газовоздухопроводы, 3-выгружатель слоев, 4-вентиляционная система, 5- дутьевые вентиляторы , 6-аэрожелоб, 7 вращающийся под печи, 8-привод пода.

Кольцевая печь с внешним диаметром 15 м состоит из стационарных стен и свода, вращающегося футерованного пода , опорно-упорной системы и ванн гидрозатвора. Толщина стационарных ограждений печи 0,8 м, футеровка пода -0,5 м. Диаметр средней окружности пода и ее длина соответственно- 11,2 и 35,5 м( в том числе 30 метров -зона обжига ), ширина канала печи -2,4 м, высота от поверхности пода до замка свода -0,75 м.

Кольцевой канал заканчивается дымоотборной шахтой, из которой дымовые газы подаются в слоевой подготовитель и далее выбрасываются в атмосферу с помощью концевого дымососа. В обжиговом агрегате технологический процесс осуществляется следующим образом:

Термоподготовительные сырцовые гранулы подаются монослоем барабанным разгружателем на вращающийся под печи и перемещаются в зону горения топлива где происходит их вспучивание. Керамзит с поверхности пода удаляется выгружателем и охлаждается в холодильнике. Полученные в период эксплуатации технологические и теплотехнические показатели опытно-промышленного агрегата приведены в таблицу№ 2, в сравнении с аналогичными характеристиками однобарабанной печи 2,5 х 40 м Кольчугинского ССК.

Таблица №2. Физико-механические показатели печных агрегатов

Эти данные а также результаты испытаний привозных глин свидетельствуют о снижении насыпной плотности керамзита на 25…40 % и удельного расхода топлива на 35…45 % по сравнению с производством в однобарабанных печах. Более высокие показатели обжигового агрегата с кольцевой печью обусловлены его следующими тепло-технологическими особенностями.

Обжиг монослоя гранул в стационарных условиях осуществляется при оптимальных температурах вспучивания с перепадом по ширине канала печи ± 5°С без опасности интенсивной агломерации материала. Небольшие конгломераты, образованные точечными сварами гранул, легко разрушаются при падении в приемную течку.

Стабильность температурного режима в печи позволяет использовать для производства керамзита глины с короткими ( менее 50°С) температурными интервалами вспучивания. Следствием интенсификации процесса теплообмена является повышение скорости нагрева материала до 300…350°С/мин, чем обеспечивается скоростной режим обжига-термический удар.

Данные факторы обеспечивают снижение насыпной плотности керамзита  на 25…40 % по сравнению с производством во вращающихся печах. Более совершенная тепловая схема кольцевой печи по сравнению с барабанными обеспечивает снижение расхода топливана обжиг в результате снижения теплопотерь с отходящими печными газами при сжигании топлива при относительно небольших коэффициентах избытка воздуха (а=1,3…1,35).

Это объясняется наличием многочисленных горелочных устройств и хорошей герметизацией печного пространства. А также увеличением толщины теплоизоляции, рекуперацией тепла отходящих печных газов путем подогрева первичного воздуха до 300…350°С.

Эти факторы, а также применение эффективного запечного теплообменника-слоевого подготовителя -обеспечивают снижение удельного расхода топлива на 52…60 кг/м³условного топлива. Конструктивные особенности кольцевой печи обеспечивают более высокие эксплуатационно -технические показатели по сравнению с барабанными печами.

При этом существенным преимуществом является сокращение эксплуатационных расходов на ремонт футеровки печи, что обусловлено долговечностью стационарной кладки печи и футеровка пода.