Курсовая работа: Расчет вращающейся печи для изготовления керамзита

1.5 Способы производства керамзитового гравия

Процесс изготовления керамзита состоит из следующих основных операций:

- добычи глинистого сырья, его складирования и доставки к месту производства;

- переработки сырья и приготовления исходного полуфабриката - сырца, пригодного для обжига со вспучиванием;

- обжига и охлаждения керамзита;

- сортировки и при необходимости домола заполнителя;

- складирования и выдачи готового продукта.

Основным оборудованием керамзитовых предприятий является оборудование для обжига. В настоящее время наибольшее распространение получил метод обжига керамзитового гравия в одно- и двухбарабанных вращающихся печах; кроме того, осваивается промышленное производство керамзитового гравия и песка в печах кипящего слоя.

Достоинством вращающихся печей как аппаратов для вспучивания глинистых пород является то, что они позволяют получать заполнитель, зерновой состав которого в основном соответствует требованиям к заполнителю при изготовлении легких бетонов. Поэтому после обжига, как правило, керамзит лишь сортируют и в отдельных случаях корректируют зерновой состав заполнителя. Тем самым в большинстве случаев сохраняется форма зерен и остается незатронутой дроблением их спекшаяся шероховатая поверхностная корка, отличающаяся более высокой прочностью, чем вспученная масса внутри. Это в значительной степени повышает строительные качества заполнителя и выгодно отличает его от аглопоритов, а также керамзитового щебня, получаемого при обжиге глинистого сырья на спекательных решетках с последующим дроблением спекшегося «пирога» на щебень.

Другое важное достоинство вращающихся печей состоит в том, что зерна материала в них вспучиваются в свободном объеме, не ограниченном стенками или неподвижной массой таких же зерен. Поэтому процесс может достигать самой высокой интенсивности, что позволяет получать весьма эффективные заполнители с объемным весом 200—500 кг/м³ при коэффициенте выхода 2-3, в то время как на спекательных решетках трудно получить заполнитель с объемным весом в куске менее 600 кг/м³ .

К недостаткам вращающихся печей помимо их низкой тепловой экономичности относится трудность обжига в них глинистых пород, обладающих слабой, а иногда и средней склонностью к вспучиванию, а также пород с малым интервалом вспучивания. Такие породы склонны к слипанию и образованию крупных спекшихся, а иногда сплавленных конгломератов материала. Наоборот, спекательные решетки позволяют вести поризацию разнообразных глинистых пород, которые во вращающихся печах практически не вспучиваются. В то же время на спекательных решетках трудно обжигать хорошо вспучивающиеся глины вследствие резкого уменьшения при вспучивании межзерновых пустот, служащих для прососа воздуха.

Поэтому для обжига на спекательных решетках обычно рекомендуется использовать сырье с коэффициентом вспучиваний не выше 2-2,5, а для обжига во вращающихся печах -не ниже 2-2,5. Таким образом, оба эти метода обжига не столько конкурируют, сколько дополняют друг друга, позволяя использовать для изготовления керамзитовых заполнителей самые разнообразные по свойствам глинистые породы.

При обжиге керамзитового гравия во вращающихся печах важнейшим признаком для типизации керамзитового производства служат применяемые способы переработки сырья и приготовления полуфабриката. Опыт показал, что какого-либо универсального метода переработки глин и их грануляции в полуфабрикат, пригодный для вспучивания, не существует. Более того, способы изготовления полуфабриката, его размеры, форма, влажность и другие параметры могут и должны изменяться в зависимости от свойств употребляемого сырья.

Решающее значение при выборе способов изготовления полуфабриката имеют физические, главным образом структурно-механические свойства глинистых пород: плотность, однородность, влажность, пластичность, структура и т. п. Природные же разновидности глинистого сырья обладают самыми различными свойствами. Так, например, глины различных месторождений в естественном состоянии могут быть разрыхлены и увлажнены; иметь плотное строение и быть пластичными и также увлажненными; представлять собой окаменевшую, почти сухую породу, с крупноструктурным строением; быть камнеподобными с мелкочешуйчатой лепестковой сланцеватой структурой со склонностью к распаду на мельчайшие частички; являться переувлажненными и зыбкими и т. д.

Очевидно, что всякое однотипное решение при выборе способов, а также механизмов для переработки сырья и приготовления гранулированного полуфабриката из указанных глинистых пород будет нерациональным и практически нежизненным. Так, например, если окаменевшая глинистая порода, раздробленная на крошку соответствующих размеров, удовлетворительно вспучивается без всякой предварительной переработки, то, естественно, отпадает надобность в операциях размола, замачивания, грануляции или других приемах переработки. Многие однородные по составу пластичные хорошо вспучивающиеся глины после разрыхления на карьере при добыче также могут подаваться непосредственно на обжиг во вращающуюся печь, питателем которой служит простой гранулирующий механизм типа дырчатых вальцов. С другой стороны, увлажненные глины с пестрым неоднородным составом и строением требуют более сложной переработки, заключающейся в разрушении природной структуры, гомогенизации и последующей их грануляции.

Наконец, при использовании переувлажненных глин вполне целесообразно приготовлять из них соответствующей густоты шлам и подвергать его обжигу во вращающихся печах, где происходит самопроизвольное формирование гранул.

Из сказанного следует сделать вывод не только о возможности, но и технико-экономической целесообразности изменения приемов переработки глин в зависимости от свойств потребляемого сырья. В зависимости от технологических приемов переработки глинистых пород и приготовления гранулированного полуфабриката различают три способа производства керамзита: сухой, пластический и мокрый.

Эффективное использование разнообразных по свойствам и особенностям глинистых пород достигается как правильным выбором способов изготовления керамзита, так и применением в пределах выбранного способа минимального по количеству и надежного в работе оборудования, учитывающего качественную специфику исходного сырья.

Технологические схемы производства керамзита, включая рекомендации по оборудованию, выбира?