Технологическая линия для производства прессованных строительных материалов

Изобретение относится к области строительства, а более конкретно - к производству прессованных строительных материалов, например кирпича. Технологическая линия для производства прессованных строительных материалов содержит участки подачи сырьевых компонентов с бункерами и дозаторами, участок подготовки вяжущего, включающий смесители, гранулятор, аппарат для термической обработки гранул, гидратор для гашения извести, участок приготовления формовочной смеси, участок готовой продукции, включающий пресс, автоклав и транспортные средства. При этом участки подачи сырьевых компонентов дополнительно содержат смонтированные на бункерах рыхлители с колосниковой решеткой, имеющей расстояние между колосниками 50÷100 мм, камневыделительные вальцы, молотковую дробилку, дезинтегратор, на выходе из бункеров глинистого сырья, известняковых отходов, золы ТЭС соответственно, а также весовые дозаторы непрерывного действия. Участок для приготовления вяжущего содержит в качестве гидратора для гашения извести реактор с тарельчатым питателем, а в качестве аппарата для термической обработки гранул - агломерационную машину и, дополнительно, стержневую мельницу глубокого измельчения. Участок для приготовления формовочной смеси содержит стержневой смеситель-растиратель и, дополнительно, снабжен глиноболтушкой и шлам-бассейном с рамной мешалкой. Технический результат технологической схемы по производству прессованных изделий заключается в получении однородной смеси компонентов сырья на участках подачи сырья и приготовления вяжущего, в практически полном гашении гранул вяжущего в соответствии заданной норме соотношения компонентов, а также в повышении эффективности, экономичности производства и, в итоге, качества готовой продукции при определенном снижении стоимости ее производства. 1 ил., 1 табл.

 

Технологическая линия относится к области строительства: производству прессованных строительных материалов, например кирпича.

Известна технологическая линия для производства кирпича (Авт. свид. СССР №1305043, кл. В28В 15/00, Бюл. №15, 1987, прототип).

Линия включает:

- Участки подачи сырьевых компонентов, оснащенные бункерами глинистого сырья, известняковых отходов и золы ТЭС и дозаторами;

- участок приготовления вяжущего, содержащий смеситель для перемешивания сырьевых компонентов, гранулятор, печь для обжига в качестве аппарата для термической обработки гранул, охладитель гранул, смеситель для получения формовочной массы, смеситель-бегуны для выравнивания ее состава;

- участок для приготовления формовочной смеси;

- участок готовой продукции, включающий пресс, автоклав и транспортные средства.

Недостатки известной линии:

- участки подачи сырьевых компонентов: грубый помол, неоднородность сырья, наличие каменистых включений, большое отклонение от заданной нормы соотношения компонентов на входе в смеситель для перемешивания сырьевых компонентов;

- участок для приготовления вяжущего: плохое перемешивание компонентов смеси на входе в печь обжига (т.н. шихты), двухступенчатое гашение гранул вяжущего, неполное гашение гранул, неоднородность формовочной смеси, недостаточная эффективность и высокая стоимость аппарата для термической обработки гранул;

- участок для приготовления формовочной смеси: гашение гранулированного вяжущего в гидраторе-мешалке приводит к резкому увеличению удельной поверхности и значительному затруднению перемешивания гашеного вяжущего с дополнительным количеством глинистого сырья, не прошедшего процесса измельчения, что не позволяет получить однородную формовочную смесь, даже учитывая применение для обработки смеси растирочных бегунов и активатора.

Технический результат технологической схемы по производству прессованных изделий заключается в получении однородной смеси компонентов сырья на участках подачи сырья и приготовления вяжущего, в практически полном гашении гранул вяжущего в соответствии заданной норме соотношения компонентов, в повышении эффективности, экономичности производства и, в итоге, качества готовой продукции при определенном снижении стоимости ее производства.

Технический результат достигается тем, что участки подачи сырьевых компонентов дополнительно содержат смонтированные на бункерах разрыхлители с колосниковой решеткой, имеющей расстояние между колосниками 50÷100 мм, камневыделительные вальцы, молотковую дробилку, дезинтегратор на выходе из бункеров глинистого сырья, известняковых отходов, золы ТЭС соответственно, и весовые дозаторы непрерывного действия, а участок приготовления вяжущего содержит в качестве гидратора для гашения извести реактор с тарельчатым питателем, а в качестве аппарата для термической обработки гранул агломерационную машину и, дополнительно, стержневую мельницу; участок для приготовления формовочной смеси - стержневой смеситель-растиратель и дополнительно снабжен глиноболтушкой и шлам-бассейном с рамной мешалкой.

Исследованием уровня техники установлено, что такого рода технологических линий для производства прессованных строительных материалов не обнаруживается.

Известна технологическая линия для производства кирпича (Авт. свид. СССР №1305043, кл. В28В 15/00).

Однако сравнение свойств совокупности признаков известной и заявляемой линий показывает, что:

- в известной технологической линии отсутствуют рыхлители сырьевых материалов на приемных бункерах, что не ограничивает поступление в рабочий объем бункеров конгломератов значительных размеров (более 100÷500 мм), особенно в зимнее время, при этом затрудняется прохождение материалов через питатели, а в заявляемой линии на бункерах установлены рыхлители с колосниковой решеткой - при расстоянии между колосниками 50÷100 мм, чем регламентированы размеры комьев сырья;

- в известной технологической линии на участке подачи глинистого сырья установлены вальцы грубого помола, не выполняющие функции удаления из суглинка крупных включений, без чего вальцы грубого помола не работоспособны, а в заявляемой линии на участке подачи глинистого сырья установлены камневыделительные вальцы, выполняющие одновременно функции удаления крупных включений и грубого измельчения;

- в известной технологической линии отсутствует оборудование по измельчению золы и известняка после приемных бункеров, а в заявляемой линии установлены дезинтегратор для первичного измельчения золы и молотковая дробилка для первичного измельчения известняка, что существенно улучшает процесс окончательного измельчения на заключительном этапе;

- в известной технологической линии применены питатели для подачи сырьевых материалов в производство, при этом не могут быть учтены влажность и плотность материала, а в заявляемой линии применены весовые дозаторы непрерывного действия с точностью до 1÷2%;

- в известной технологической линии для смешивания сырьевых компонентов шихты применяется смеситель непрерывного действия, как правило, лопастной, который не способен обеспечить необходимую однородность смешивания, в особенности не измельченных предварительно материалов, а в заявляемой линии применена стержневая мельница глубокого измельчения и смешивания;

- в известной технологической линии для обжига вяжущего применена вращающаяся печь, а в заявляемой линии - агломерационная машина с высокой энергетической и экологической эффективностью;

- в известной технологической линии обожженное вяжущее после охлаждения увлажняется и подвергается гашению в гидраторе-мешалке с последующим смешиванием с дополнительным количеством глинистого сырья в его естественном состоянии, а в заявляемой линии вяжущее и вводно-глиняная суспензия (шликер) с помощью весовых дозаторов смешивается в лопастном смесителе непрерывного действия в течение необходимого времени (от 1 часа);

- в известной технологической линии для обработки формовочной смеси перед прессованием применены бегуны и активатор с попыткой компенсировать издержки предыдущей обработки сырья, шихты и вяжущего, а в заявляемой линии применен стержневой смеситель-растиратель.

Сущность изобретения заключается в следующем.

Установленные на приемных бункерах рыхлители в сочетании с колосниковыми решетками обеспечивают первичное измельчение сырья с поступлением в рабочий объем бункеров комьев размером менее 100 мм.

Применение вместо вальцов грубого помола камневыделительных вальцов обеспечивает удаление из глинистого сырья крупных каменистых включений с одновременным выполнением функции грубого помола.

Применение для вторичного измельчения золы ТЭС и известняка, соответственно дезинтегратора и молотковой дробилки позволяет повысить эффективность подготовки сырья к следующим процессам.

Применение весовых дозаторов непрерывного действия позволяет повысить точность дозирования сырья до 1÷2% вместо 7÷15% для питателей объемной подачи.

Применение стержневой мельницы на заключительном этапе подготовки шихты позволяет за счет глубокого измельчения и смешивания предельно повысить качество шихты перед обжигом с доведением крупности зерен до 2÷3 мм.

Применение для обжига вяжущего агломерационной машины вместо вращающейся печи позволяет повысить теплоэффективность процесса обжига в 1,5 раза со снижением расхода топлива с 270 до 180 кг на 1 т вяжущего.

Смешивание негашеного вяжущего с глинистым сырьем с получением водной суспензии (шликера), содержащей необходимое количество воды затворения для последующего гашения извести в вяжущем после обжига, позволяет существенно повысить однородность формовочной смеси. Формовочная смесь приготавливается из шликера, изготавливаемого в глиноболтушке с применением весовых дозаторов воды и глины, и вяжущего, также дозируемого весовыми дозаторами, с последующим гашением в реакторе непрерывного действия, причем для обеспечения равномерности истечения смеси на донном питателе установлены отборочные скребки и конус по центру дискового питателя, а для глубокого перемешивания формовочной смеси с ее доувлажнением применен стержневой смеситель-растиратель с последующим прессование и тепловлажностной обработкой кирпича известным способом.

Применение реактора для гашения извести позволяет обеспечить необходимое время гашения смеси - не менее 1 часа, чем исключается "недогас" извести в процессе ее гашения в реакторе, а наличие на вращающейся тарелке питателя конуса и скребков позволяет обеспечить равномерность разгрузки смеси по сечению реактора.

Применение стержневого смесителя-растирателя взамен бегунов и активатора значительно упрощает процесс перемешивания смеси после ее гашения, позволяет измельчить комья смеси и доувлажнить ее до необходимой для прессования влажности (6÷8%).

В совокупности изложенное позволяет существенно улучшить качество подготовки, переработки, дозирования и приготовления шихты, повысить эффективность процесса приготовления формовочной смеси с получением изделий с оптимальными свойствами и физико-механическими показателями.

В таблице 1 представлены результаты физико-механических испытаний кирпича и ячеистых материалов, изготовленных на заявляемой технологической линии.

Состав оборудования, входящего в заявляемую линию, приведен в блок-схеме на чертеже.

1 - склад глинистого сырья, 2 - грейфер глинистого сырья, 3 - рыхлитель глинистого сырья, 4 - приемный бункер глинистого сырья, 5 - питатель приемного бункера глинистого сырья, 6 - камневыделительные вальцы, 7 - двухсекционный бункер, 8 - ленточный питатель двухсекционного бункера, 9 - склад золы ТЭС, 10 - грейфер золы ТЭС, 11 - рыхлитель золы ТЭС, 12 - приемный бункер золы ТЭС, 13 - питатель приемного бункера золы ТЭС, 14 - дезинтегратор, 15 - питатель дезинтегратора, 16 - расходный бункер золы ТЭС, 17 - склад известняковых отходов, 18 - грейфер известняковых отходов, 19 - рыхлитель известняковых отходов, 20 - приемный бункер известняковых отходов, 21 - питатель приемного бункера известняковых отходов, 22 - молотковая дробилка, 23 - питатель молотковой дробилки, 24 - расходный бункер известняковых отходов, 25 - питатель двухсекционного бункера глинистого сырья, 26 - питатель расходного бункера золы ТЭС, 27 - питатель расходного бункера известняковых отходов, 28 - весовой дозатор питателя двухсекционного бункера глинистого сырья, 29 - весовой дозатор питателя расходного бункера золы ТЭС, 30 - весовой дозатор питателя расходного бункера известняковых отходов, 31 - сборный конвейер, 32 - смеситель переработанных сырьевых материалов, 33 - стержневая мельница сырьевых материалов, 34 - гранулятор, 35 - конвейер гранулятора, 36 - сушилка, 37 - накопительный бункер, 38 - питатель накопительного бункера, 39 - агломерационная машина, 40 - холодильник, 41 - конвейер холодильника, 42 - элеватор гранул, 43 - расходный бункер гранул, 44 - питатель глинистого сырья, 45 - весовой дозатор питателя глинистого сырья, 46 - конвейер весового дозатора питателя глинистого сырья, 47 - глиноболтушка, 48 - ротационный дозатор, 49 - шлам-бассейн, 50 - рамная мешалка, 51 - питатель вяжущего, 52 - весовой дозатор вяжущего, 53 - дозатор шликера, 54 - лопастной смеситель, 55 - реактор, 56 - скребки тарельчатого питателя, 57 - тарельчатый питатель, 58 - стержневой смеситель-растиратель, 59 - конус тарельчатого питателя, 60 - элеватор, 61 - гидравлический пресс, 62 - расходный бункер гидравлического пресса, 63 - автомат-укладчик, 64 - вагонетка, 65 - электропередаточная тележка, 66 - автоклав, 67 - выкаточная лебедка, 68 - кран.

Технологическая линия для производства прессованных строительных материалов работает следующим образом.

Глинистое сырье из склада 1 грейфером 2 через рыхлитель 3, измельчающий крупные комья, поступает в приемный бункер 4 с питателем 5, из него сырье проходит через камневыделительные вальцы 6, от них - в двухсекционный бункер 7 с помощью ленточного питателя 8.

Зола ТЭС из склада 9 грейфером 10 через рыхлитель 11 поступает в приемный бункер 12, из которого питателем 13 подается в дезинтегратор 14. Измельченная зола питателем 15 загружается в расходный бункер 16.

Известняковые отходы из склада 17 грейфером 18 через рыхлитель 19 поступают в приемный бункер 20, из которого питателем 21 подаются в молотковую дробилку 22. Измельченный известняк питателем 23 загружается в расходный бункер 24.

Переработанные сырьевые материалы: глинистые отходы, зола ТЭС и известняк из бункеров 7, 16 и 24 соответственно питателями 25, 26, 27 и весовыми дозаторами 28, 29 и 30 в заданном весовом соотношении подаются в сборный конвейер 31, из него - в смеситель 32. Предварительно перемешанная смесь поступает в стержневую мельницу 33 глубокого измельчения и смешивания с доувлажнением до 18÷22%.

Соотношение компонентов смеси: зола - 50%, глинистые и известняковые отходы - по 25%.

Увлажненная смесь поступает в гранулятор 34, из которого конвейером 35 гранулы подаются в сушилку 36, подсушенные гранулы поступают в накопительный бункер 37, из него питателем 38 гранулы укладываются в тележки агломерационной машины 39, где обжигаются при температуре 950÷1150°С. Обожженные гранулы направляются в холодильник 40, из которого охлажденное до 100÷150°С вяжущее конвейером 41 и элеватором 42 загружается в расходный бункер 43.

Дополнительное количество глинистого сырья 10÷15% отбирается из бункера 7 питателем 44 и через весовой дозатор 45 конвейером 46 загружается в глиноболтушку 47, куда также поступает вода через ротационный дозатор 48. Приготовленная глино-водная суспензия (шликер) поступает в шлам-бассейн 49 с рамной мешалкой 50.

Вяжущее с помощью питателя 51, весового дозатора 52, а также шликер с помощью весового ковшевого дозатора 53 загружаются в лопастной смеситель 54.

Приготовленная смесь с влажностью 18÷20% загружается в реактор 55, в котором осуществляется гашение извести в вяжущем в течение не менее 1 часа. Гашеная смесь с влажностью 1÷2% и температурой 80÷95°С с помощью скребков 56 тарельчатого питателя 57 подается в стержневой смеситель-растиратель 58, в котором измельчаются комья смеси с ее доувлажнением до 6÷8%.

С помощью конуса 59 тарельчатого питателя 57 достигается равномерное по сечению и объему перемещение смеси в реакторе, чем обеспечивается равномерность ее гашения.

Готовая смесь элеватором 60 подается на гидравлический пресс 61 с расходным бункером 62. Отпрессованный сырец автоматом-укладчиком 63 укладывается в штабель на автоклавную вагонетку 64, которая с помощью электропередаточной тележки 65 загружается в автоклав 66, в котором сырец подвергается термообработке в сухим насыщенным паром при температуре 174÷210°С, давлении 8÷16 атм в течение 1,5+8+1 часов.

Готовый кирпич выкаточной лебедкой 67 выгружается на склад готовой продукции под кран 68.

Таблица 1
Характеристика производства кирпича на основе керамического вяжущего автоклавного твердения в сравнении с традиционным
№ п/п	Показатели	Един. измер.	Кирпич силикатный	Кирпич керамический
1.	Сырье	-	Первичное: - песок кварцевый - известняк (известь)	Вторичное:
				- зола ТЭЦ
- суглинок - отсев известняка
2.	Вид кирпича	-	рядовой	лицевой
3.	Размеры	мм	250×120×(65,88)	250×120×(65,88; 138)
4.	Пустотность	%	8÷12	22,5÷25
5.	Объемная масса	кг/м3
	- в плотном теле		2000	1600
	- пустотелость		1800	1450
6.	Теплопроводность кирпича в плотном теле		0,76	0,55
7.	Марка средняя	кг/см2	125	125
8.	Морозостойкость	цикл	15	35
9.	Расход теплоэнергии		330	270
10.	Расход электроэнергии		55	50
11.	Себестоимость		2200	2200
12.	Цена реализации (на сентябрь 2003 г.)		2600	6000

Технологическая линия для производства прессованных строительных материалов, содержащая участки подачи сырьевых компонентов с бункерами и дозаторами, участок подготовки вяжущего, включающий смесители, гранулятор, аппарат для термической обработки гранул, гидратор для гашения извести, участок приготовления формовочной смеси, участок готовой продукции, включающий пресс, автоклав и транспортные средства, отличающаяся тем, что участки подачи сырьевых компонентов дополнительно содержат смонтированные на бункерах рыхлители с колосниковой решеткой, имеющей расстояние между колосниками 50÷100 мм, а также камневыделительные вальцы, молотковую дробилку, дезинтегратор на выходе из бункеров глинистого сырья, известняковых отходов, золы ТЭС, соответственно, и весовые дозаторы непрерывного действия, участок для приготовления вяжущего содержит в качестве гидратора для гашения извести реактор с тарельчатым питателем, а в качестве аппарата для термической обработки гранул - агломерационную машину и дополнительно стержневую мельницу глубокого измельчения, участок для приготовления формовочной смеси содержит стержневой смеситель-растиратель и дополнительно снабжен глиноболтушкой и шлам-бассейном с рамной мешалкой.