Способ производства заполнителя

 

Использование: при обжиге гранул заполнителей во вращающейся печи. Сущность изобретения: в способе производства заполнителя подачу сырцовых гранул и песка во вращающуюся печь осуществляют одновременно при соотношении (1,5 - 2.0) - 1 по объему. Характеристика заполнителя кажущаяся плотность 026-029 г/см коэффициент вариации по кажущейся плотности 5,8 - 6.7, коэффициент вариации по прочности по сжатие 6,8 - 8.3. 2табп.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К ПАТЕНТУ

Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам (21) 4861 095/33 (22) 20.08.90 (46) 15.12.93 Бюл. Na 45-46 (21) Государственный научно-исследовательский институт по керамзиту (72) Емельянов.АН. (73) Емельянов Анатолий Николаевич (54) СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ЗАПОЛНИТЕЛЯ (57) Использование: при обжиге гранул заполнителей во вращающейся печи. Сущность изобретения: (19) RU (и) 2 45 2 (51) 5 С04В14 12 С04В20 04 в способе производства заполнителя подачу сырцовых гранул и песка во вращающуюся печь осуществляют одновременно при соотношении (1,5—

2,0) — 1 по объему. Характеристика заполнителя: кажущаяся плотность 026-029 г/см коэффициэ ент вариации по кажущейся плотности 5,8 — 6,7, коэффициент вариации по прочности по сжатие 6,8—

83 2 табл.

2004512

В".обретение относится к производству стро гелъных материалов и Mo)KGT 6blTb Ncнольэаван з при изготовлении заполните:-.г;,; для легких бетонов, например, херам;-;..нового, шунгиэитового гравия и т.д.

Известен способ изготовления керамэита:.,уге.. обжига глинистых гранул во вра ца,отчайся печи с одновременной подачей эолы с,:.;одержанием угля 10 — 24 j(, при массо-a;. . соотношении золы и гранул 1:(2,54,9), При данном способе изготовления керамэита соотношение золы и гранул по обьему составляет 1:(2,2 — 4,4),.а зто значит, что примерно 85-907, гранул находится в слое эолы, остальная часть — в среде дымовых газов. Таким образом, создается "двухслойное поступательное движение материально-о потока. Причем разность скоростей энг ительна, так как эола имеет малые зна- 20 чения поверхностных сил внутреннего взаимодействия, в частности угол естественного откоса составляет 10-15О, Этс приводит к неустойчивости гидродинамп еского движения слоя (материального 25 гготока) во вращающейся печи, порождая об, =т:: ь и поток, который существенно увелнч..--:àåòñë иэ-за значительной разности насы-.ной плотности гранул и золы. Необходь .:o отметить, что эта разность также не- 30 устойчива — она изменяется от+(200-250) до

-(300-350) кг. В данном случае обратный поток образуется не только s поверхностном слое "гранулы -дымовые газы", но и "грану-, лы в слое эолы — гранулы". В результате 35 обратныл поток вызывает неоднородность качественных показателей керамзита и их снижение (по насыпной плотности и прочности) вследствие неравномерного движения гранул и неравномерногь подвода 40 тепла к ним, Б конечном итоге ухудшается управляемость процессом обжига и снижается производительность печи.

При температуре примерно 800ОC в материальном слое, состоящем из гранул и 45 золы с содержанием 10-24 угля, начинается процесс горения последнего, который во вращающейся печи неуправляем, и приводящий не только к спеканию золы, но и ее плавлению, что недопустимо в производст- 50 ве гранулированных пористых заполните- ° лей. Неуправляемость процесса усилена и тем, что в золе содержание угля непостоянно (10-24 j,), В итоге это приводит к ухудшению условий вспучивания, что также 55 негагивно отразится на качестве готового поодукта и производительности печи.

Золы ТЭЦ относятся к сильно пылящим

:.1в гериалам, При подаче эолы вместе с гра, л,.ìè унес золы отсутствует только до того момента, пока эола влажная, Но так как она легко и быстро высыхает, та при 100 С, т.е. практически в самом начале печи ее значительная часть будет уноситься в систему пылеочистки вращающейся печи, что потребует существенного увеличения пропускной способности системы пылеочистки и неоправданных производственных затрат. На действующих заводах, цехах указанное обстоятельство приводит к значительному ухудшению экологической обстановки окружающей среды.

Как правило, золы ТЭЦ в отвалах содержат до 30 шлаков в виде мелкого и крупного щебня. Зерна мелкого и крупного щебня, попадая совместно с золой и гранулами во вращающуюся печь, при температуре примерно 850 С начинают размягчаться, вызывая слипание с частицами золы и обжигаемыми гранулами, стимулируют спекообразование и утяжеляют керамзитовый гравий и песок, Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является способ производства легких заполнителей путем обжига гранулированного материала во вращающейся печи прямоточного действия и подачи в зону интенсивного нагрева кварцевого песка с размером частиц 0,5-1 мм непрерывно в количестве 0,20 — 0,25 мас.ч. от массы гранул.

Данный способ предусматривает использование кварцевого песка в количестве 0,20-0,25 мас.ч. от веса гранул или

0,13 — 0,16 об.ч. от их объема. Это приводит к тому, что примерно только одна треть объема материального потока гранул находится в слое кварцевого песка, дЪе трети — в обычной, традиционной среде дымовых газов, создавая "двухслойное" поступательное движение потока. В силу того, что мелкозернистые материалы имеют меньшую скорость поступательного движения в материальном потоке, существенно изменяется поле скоростей движения гранул — верхний слой имеет большую скорость, В слое песка скорость движения гранул с песком меньше, чем в обычной, традиционной среде, Пересыпание гранул с песком не может охватить весь объем слоя, так как песка недоста-. точно. Существенная часть объема (примерно две трети) материального потока обжигается

flo традиционной, широко практикуемой схеме обжига. В силу нарушения поля скоростей движения гранул в печи создается неустойчивая гидродинамическая обстановка, которая приводит к образованию обратного потока, В результате осущвот вля в гсв н еравномерный подвод тепла к гр . ;лвм нахолящимся в слое песvà и в .л.1 гплil „.! беэ

2004512

Нигозерского месторождения. Увеличение доли гранул в соотношении в смеси песка и гранул более 1:2 приводит к

Химический состав исходных материа- "двухслойному" движению материального лов приведен табл.1. потока и к образованию обратного потока

Гранулы из глины Смышляевского мес- 50 гранул, а уменьшение доли гранул в соотноторождения получают по традиционной шении в смеси песка и гранул менее 1;1,5 пластической технологии. Подготовленные приводит к утрате экономической целесообгранулы или отсевы от дробления шунгито- разности использования данного способа. содержащей породы дозируют на ленту По реализации способа получаемый митранспортера, подающего их во вращающу- 55 неральный обжиговый песок (кварцевый, юся печь. На эту же ленту транспортера полевошпатовый и т.д.) является экологичедозируют песок в соотношении песокура- ски чистым мелким заполнителем. бетона, нулы 1:(1,5-2), Термообработку гранул с пе- так как в процессе прохождения через печь ком осуществляют при температуре, все вредные включения подверглись т;;," мl1 оптимальной для вспучивания гранул. По- ческому разложению. песка. что приводит к снижению показателей свойств и их неоднородности по насып- . ной плотности и прочности готового продукта, и который, в свою очередь, снижает управляемость процессом обжига и производительность печи.

Кроме того, данный способ предусматривает возврат кварцевого песка в технологический процесс после завершения обжига. Однако в процессе обжига гранул всегда образуется какое-то количество (в зависимости от свойств сырья) мелкой фракции (0-5 мм), которая остается в кварцевом песке. При повторном использовании квар. цевого песка с мелкими фракциями керам- "5 зита, имеющими значительно меньшую температуру плавления, чем при первоначальном обжиге, последние, оплавляясь, приводят к образованию спеков непосредственно в кварцевом песке, а затем и гра- 20 нул. Образование спеков усиливает неустойчивость гидродинамического движения. материального потока во вращающейся печи, в большей степени увеличивая неоднородность заполнителей по насыпной 25 плотности и прочности. Поэтомудля повторного использования кварцевого песка необходимо выделять из него образовавшиеся мелкие фракции керамзита, что связано с дополнительными затратами, удорожающи- З0 ми стоимость заполнителей.

Цель изобретения — повышение качества и однородности заполнителей по плотности и прочности.

Цель достигается тем, что во вращаю- Э5 щуюся печь одновременно подают сырцовые гранулы и минеральный песок при соотношении (1. -2):1 по объему. . h р и м е р. В качестве минерального песка используют Волжский речной кварце- 4О . вый песок и кварцполевошпатовый песок

Мончегорского месторождения, а в качестве сырья для получения гранулированного материала — глину Смышляевского месторождения и шунгитосодержащую породу 45 сле обжига и выхода иэ вращающейся печи смесь обжигового песка и вспученных гранул (керамвита, шунгиэита) охлаждают в барабанном холодильнике. Результаты испытаний керамзита и шунгизита и обжигового песка представлены в табл,2, Одновременная подача песка и гранул в соотношении 1:(1,5 — 2) по объему обеспечивает равномерное движение гранул от начала до конца печи, т.е. по всей ее длине со скоростью, равной скорости движения песка.

Равномерное движение материального потока полностью исключает образование обратного потока и позволяет обеспечить необходимый и достаточный подвод теплоты к каждой грануле материального потока, что дает возможность полностью извлечь ресурсы сырья по вспучиваемости, т,е. добиться минимально возможной насыпной плотности пористого заполнителя из данного сырья и повысить его прочность, Равномерное движение потока существенно улучшает управляемость процесса, обеспечивает высокую надежность работы системам автоматического управления.

Химически инертные, невспучивающиеся пески при нагревании не вступают в химические реакции, в том числе и s образование жидкой фазы, поэтому в материальном потоке отсутствуют процессы спекообразования и тем более плавления, что обеспечивает стабильность гидродинамического режима в печи и повышает надежность всего технологического процесса.

Материальный поток из гранул и песка имеет повышенную упругость и вязкость, что обеспечивает лучшее сохранение газовых продуктов химических реакций в самих гранулах, поэтому достигается более полное вспучивание, Разность во вспучиваемости мелких и крупных гранул сущест.анно снижается, увеличивается их однородность по плотности и прочности.

2004512

Таблица 1 с

Ь»RT(.pV! (L й"

Глина

Смь»((»ллев ско. о.мес то рожден.

Отсевы о дроблени иу»(гитсо 5Я,ч»орское свидетельство СССР !!: » - . 1 1 777, кл. С 04 В 14/12, 1986.

ffINHB

„С(1ь»шлее

) скч(о мЕ

T(3рГэждел ()тсев»» о

1(дробленк .p (гю »цев

» па е р" »(() .. " »:Зр(»р

? де»»ил

- (»чной

1!(!

i . i, а р:. 1 и ол вощг»ато вый пес(Мо»»чего

» ского ме

il га к»жде». держащих сланцев Нигозерского месторожденил

Речной кварцевый песок

КварцполеI во(((патовый (1есок

Уончегорского»»ес (то оох(дения I

Авторское свидетельство СССР

М 695986, кл. С 04 В 18/06, 1977.

Р

Продолжение таблицы 1

2004512

Сжф l

l COCO

3» CO ,Д ЧТО

l сч со! t» С ЬСЧ

СО С С

CD CV

ОЛСЧ

СЧ - LO

ОЪ МЪ с

CQ и (D

C о .по

СЪ С"3 О,- Г со я Ф

e OCD

ОЪ LO CQ

Ю о

v о

СЧ ОСЧ

CD lO Ф

ОЪ С Ъ С"Ъ

° с 7 со

СЧ С"Э C

СЧ с

>5

2 и

LO

С»

, соО С"

С"Ъ С0

i.Z Ф cQ

1 1

OCQ < CQ

< с оо ul Oc

I» a»

K x m aO l

zXФФ*

«Г

3 ФФФсО

cQ ï. а с О хо

cZ C

Ь

e X

Xu >@RE

X Ф

Й Г " ld d

8 а е

2 ) х о u

Ф о

m. c

Ф о

Я Я

CQ с з о о

C.0 с

Ф

IЩ

CQ х о

С:

Ф с

Xr

X щ

m а cQ р Y

o sco u

r о Ф о Ф »

ИО рЬ

Б о

Ф 1Х х сО 2 о Ф а Ф х Р.сто mo.

C9 ( к с

О> -о1 СЧ CD

3о,>°

С

e CQ Х

С»

2 о

u o

CQ X

X

ОО

CQ

CL в

S Ф CQ а

K т, X

>» X

u CQ o оф„С х о«Ф

ОcQc:

С-о =т с S

2004517

2004512

Формула изобретения

Составитель, С. Белобокова

Техред М.Моргентал Корректор А.Козориз

Редактор В.Трубченко

Заказ 3376

Тираж - Подписное

НПО "Поиск" Роспатента

113035, Москва, Ж 35, Раушская наб.. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101

СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ЗАПОЛНИТЕЛЯ путем обжига сырцовых гранул во вращающейся печи и подачи в нее мине- 5 рального песка, отличающийся тем. что, с целью повышения качества и однородности заполнителя по плотности и прочности, подачу сырцовых гранул и песка во вращающуюся печь осуществляют одновременно при соотношении (1.5 - 2); 1 по объему.