Технологическая линия для приготовления безобжигового ангидритового вяжущего
Владельцы патента RU 2566154:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ростовский государственный строительный университет" (РГСУ) (RU)
Изобретение относится к производству цементов на основе сульфата кальция, а именно к изготовлению безобжигового ангидритового вяжущего. Технический результат заключается в сокращение времени и энергетических затрат на стадии помола и получение ангидритового вяжущего с повышенными прочностными характеристиками. Технологическая линия для приготовления ангидритового вяжущего включает пост сушки, представленный сушильным барабаном, пост дробления, пост хранения, представленный бункерами запаса материалов и пост измельчения, при этом пост дробления содержит корзинчатый дезинтегратор, а пост измельчения природного ангидрита с катализаторами твердения включает электромагнитную мельницу. 1 ил., 1 табл.
Изобретение относится к производству цементов на основе сульфата кальция, а именно к изготовлению безобжигового ангидритового вяжущего.
Известен способ получения ангидритового вяжущего (цемента), заключающийся в помоле в шаровой мельнице ангидрита, полученного обжигом при 700°С гипсового щебня, совместно с катализаторами твердения вяжущего в течение 0,5-1 ч до тонкости помола, характеризуемой остатком на сите № 008 - 5-6%. Прочность ангидритового цемента, полученного данным способом, составила: при изгибе - 15,1-15,2 МПа, при сжатии - 50,8-51,8 МПа (патент RU № 2070170, С04В 11/06, опубл. 10.12.1996).
Наиболее близким техническим решением является технологическая линия для производства ангидритового вяжущего, включающая пост сушки природного (безобжигового) ангидрита при 170-180°С, пост дробления, пост хранения дробленого ангидрита и катализатора твердения и пост измельчения (помола) ангидрита с катализаторами твердения; пост сушки представлен сушильным барабаном, пост дробления - молотковой дробилкой, пост хранения - бункерами запаса материалов и пост измельчения - шаровой мельницей, в которой осуществляется совместный помол ангидрита с катализаторами твердения в течение 5-8 ч, до тонкости помола, характеризуемой остатком на сите № 008 - 7,0-13,5%. При этом прочность ангидритового вяжущего составляет: при изгибе -1,8-3,9 МПа, при сжатии - 8,7-25,8 МПа (Будников П.П., Зорин С.П. Ангидритовый цемент. - М.: Промстройиздат, 1954, с. 9-12, 46).
Недостатком данной технологической линии является длительный энергоемкий процесс измельчения в шаровой мельнице и низкие значения прочности безобжигового ангидритового вяжущего.
Задачей изобретения является сокращение времени и энергетических затрат на стадии помола и получение ангидритового вяжущего с повышенными прочностными характеристиками.
Сущность изобретения заключается в том, что технологическая линия для приготовления безобжигового ангидритового вяжущего, включающая пост сушки природного ангидритового камня, представленный сушильным барабаном, пост его предварительного измельчения, представленный корзинчатым дезинтегратором, пост хранения исходных материалов, представленный бункерами запаса измельченного ангидритового камня и катализаторов твердения, а также пост их совместного измельчения, при этом пост совместного измельчения представлен электромагнитной мельницей, обеспечивающей получение вяжущего с удельной поверхностью 4500-5450 см2/г в течение 120-165 с.
Технический результат, достигаемый при решении поставленной задачи, обеспечивается возможностью получения ангидритового вяжущего, обладающего более высокой гидратационной активностью и повышенными физико-механическими показателями, а также значительным сокращением времени и энергетических затрат на получение вяжущего, за счет применения для измельчения исходных компонентов электромагнитной мельницы, производящей активацию материалов в процессе помола.
На предлагаемой технологической линии установка на посту предварительного измельчения природного ангидритового камня корзинчатого дезинтегратора позволяет измельчать сырье до крупности не более 2 мм, обеспечивая требуемый максимальный размер частиц материала, поступающего на помол, а использование на посту совместного измельчения (получения вяжущего) электромагнитной мельницы сокращает время помола ангидритового камня совместно с катализаторами твердения до 120-165 с.
При этом тонкость помола получаемого ангидритового вяжущего характеризуется остатком на сите № 008 - 2,4-2,5%, его удельная поверхность составляет 4500-5450 см2/г, а прочность полученного вяжущего составляет: при изгибе - 12,0-15,3 МПа, при сжатии - 35,5-43,8 МПа.
Сущность изобретения поясняется чертежом, где представлена принципиальная технологическая схема приготовления безобжигового ангидритового вяжущего.
Линия выполнена с последовательно установленными постом сушки природного ангидритового камня 1, постом дробления, т.е. его предварительного измельчения 2, постом хранения сырьевых компонентов 3 и постом получения вяжущего, т.е. совместного измельчения материалов, включающем электромагнитную мельницу 4.
Линия работает следующим образом.
Щебень из природного ангидритового камня подвергают сушке при температуре 170-180°С на посту 1 в сушильном барабане до влажности не более 2%. Далее пластинчатым питателем высушенное сырье подают на пост 2 для предварительного измельчения в корзинчатом дезинтеграторе до максимального размера частиц 2 мм. После этого измельченный материал элеватором транспортируются на пост хранения 3 в бункер запаса дробленого ангидрита. Катализатор твердения находится в бункере запаса катализатора твердения в виде готового порошка также на посту хранения 3. Далее исходные компоненты при помощи винтового конвейера подают на пост измельчения, т.е. получения вяжущего 4, где в электромагнитной мельнице осуществляют их совместный тонкий помол до удельной поверхности 4500-5450 см2/г в течение 120-165 с. Все процессы на технологической линии синхронизированы и идут непрерывно. Данная технологическая линия является поточной, так как содержит комплекс оборудования, взаимно связанного и работающего согласованно с заданным ритмом по единому технологическому процессу (http://slovarus.ru/?di=188866).
Предлагаемая технологическая линия позволяет сократить энергоемкость и металлоемкость технологического процесса получения ангидритовых вяжущих веществ за счет исключения из него обжига исходного сырья, необходимого при производстве высокообжиговых ангидритовых вяжущих, а также замены шаровой мельницы, обычно применяемой в технологии производства безобжиговых ангидритовых вяжущих, на электромагнитную.
Кроме того, использование предлагаемой технологической линии позволяет получать безобжиговое ангидритовое вяжущее с повышенными прочностными характеристиками. Это обеспечивается тем, что на стадии получения вяжущего в электромагнитной мельнице измельчение природного ангидрита происходит вследствие ударных воздействий ферромагнитных элементов. В результате происходит не только резкое увеличение степени дисперсности получаемого ангидритового вяжущего, но и осуществляется его механоактивация, заключающаяся в росте количества дефектов на поверхности отдельных частиц измельченного материала, что обуславливает значительное повышение гидратационной активности вяжущего.
Для определения пределов прочности получаемого ангидритового вяжущего, изготавливали образцы-балочки размером 40×40×160 мм, которые в определенные сроки подвергали физико-механическим испытаниям (ГОСТ 310.4-81). Удельную поверхность вяжущего определяли методом воздухопроницаемости. Результаты испытаний представлены в таблице.
Из данных таблицы следует, что оптимальными являются составы 3, 4 и 5, где наблюдаются максимальные значения пределов прочности при изгибе и при сжатии.
| Физико-механические показатели ангидритового вяжущего | |||||
| № п/п | Время помола, с | Остаток на сите №008, % | Удельная поверхность, см2/г | Предел прочности, МПа | |
| при изгибе | при сжатии | ||||
| 1 | 75 | 2,8 | 3950 | 8,4 | 26,1 |
| 2 | 120 | 2,5 | 4500 | 12,0 | 35,5 |
| 3 | 150 | 2,4 | 5150 | 13,6 | 40,2 |
| 4 | 165 | 2,4 | 5450 | 15,3 | 43,8 |
| 5 | 210 | 2,1 | 6500 | 15,8 | 47,6 |
| Известная технологическая линия | |||||
| 6 | 18000-28800 в шаровой мельнице | 7,0-13,5 | 2500-3500 | 1,8-3,9 | 8,7-25,8 |
Технологическая линия для приготовления безобжигового ангидритового вяжущего вещества, включающая пост сушки природного ангидритового камня, представленный сушильным барабаном, пост его предварительного измельчения, представленный корзинчатым дезинтегратором, пост хранения исходных материалов, представленный бункерами запаса измельченного ангидритового камня и катализаторов твердения, а также пост их совместного измельчения, отличающаяся тем, что пост совместного измельчения представлен электромагнитной мельницей, обеспечивающей получение вяжущего с удельной поверхностью 4500-5450 см2/г в течение 120-165 с.
