3. Выбор и обоснование технологической схемы.

Технология производства вспученного перлита включает дробление исходной породы (до 1... 2 мм при производстве песка и до 5... 10 мм при производстве щебня) и сортировку. Перед обжигом сырье в ряде случаев рекомендуется подвергать предварительной термической обработке в сушильном барабане или малой вращающейся печи при температуре 250... 450°С в течение нескольких минут. При этом удаляется свободная и слабосвязанная вода, в дальнейшем зерна породы могут при обжиге выдержать более высокую температуру, не растрескиваясь. Остаточной, трудноудаляемой воды в зернах вполне достаточно для бурного вспучивания при температуре до 1250°С.

Для получения вспученного перлита используют вертикальные (шахтные) и вращающиеся печи, а также печи кипящего слоя. Выбор конструкции печи определяется размером обжигаемых зерен, требуемыми свойствами заполнителя и запланированной производительностью.

Технология производства вспученного перлитового щебня и песка предусматривает термическую обработку сырья во вращающихся печах. Легкие мелкие фракции песка вспучиваются в основном во взвешенном состоянии и уносятся из печи потоком отходящих газов (с последующим осаждением в циклонах). Более крупные фракции, не увлекаемые газовым потоком, вспучиваются на футеровке печи и выгружаются. Для ускорения нагрева материала используют принцип прямотока, т. е. факел горящего топлива и поток газов направляют не навстречу потоку обжигаемого материала, а в том же направлении — по наклону печи.

Для производства вспученного перлитового щебня и песка выбираем технологическую схему представленную на рисунке 1. Данная схема способствует разделению вспученного песка и щебня непосредственно на стадии обжига, за счёт того что мелкие частицы вспучиваются в потоке газов и вместе с ними уносятся в бункер готовой продукции. Крупные частицы,в свою очередь, вспучиваются за счёт прижатия к футеровке, и доходя до конца печи удаляются с помощью пневмотранспорта. Вспучивание мелких частиц в потоке газов становиться возможным за счёт предварительного подогрева сырья до 250-400 °С. Следовательно, данная схема является оптимальной для производства вспученного перлитового песка и щебня, так как позволяет исключить процесс сортировки готовой продукции, обеспечивая заданную марку по плотности.

Рисунок 1. Технологическая схема производства перлитовых щебня и песка обжигом во вращающейся печи.

1 – загрузочное устройство для сырья; 2 – элеватор ленточный; 3 – силос сырья; 4 – питатель тарельчатый; 5 – конвейер ленточный передвижной; 6 – элеватор ленточный; 7 – затвор реечный шиберный; 8 – питатель дисковый; 9 –печь термоподготовки СМТ-178; 10 – печь вспучивания вращающаяся СМТ – 179; 11 – дутьевой вентилятор; 12 – циклон; 13 – осадитель; 14 – сито-бурат; 15 – затвор-питатель; 16 – силосы готовой продукции; 17 – затвор челюстной; 18 – питатель дисковый (производство щебня); 19 – питатель ячейковый (производство песка) .

Как показано на схеме, сырьё, поступая в загрузочное отверстие 1, подаётся по ленточному элеватору 2 в силос сырья 3.Затем, с помощью тарельчатого питателя 4, сырьё поступает последоательно на ленточный конвейер 5 и ленточный элеватор 6, проходя через шиберный затвор 7 и дисковый питатель 8 оно поступает в печь термоподготовки 9. С разгрузочной стороны печи в неё подаётся топливо (газ) и воздух. Такая подача топлива способствует постепенному нагреву сырья, исключая возможность преждевременного теплового удара.

Из печи термоподготовки сырьё поступает в печь спучивания 10. Воздух и топливо в печь подаётся со стороны загрузки, что способствует термическому удару, в следствии которого происходит вспучивание при температуре 1250 °С.

Мелкие частицы выносятся из печи вместе с дымовыми газами и после очистки через затвор-питатель 15 попадают в приёмочный бункер 16. Крупные частицы по пневмотранспорту направляются в осадитель 13, а затем просеиваются в сито-бурате 14. Отсортированный продукт поступает в бункер готовой продукции 16.

Основным технологическим оборудованием при использовании данной схемы являются: печь термоподготовки СМТ – 178 и печь вспучивания вращающаяся СМТ – 179.

Рисунок 2. Печь термоподготовки СМТ – 178.

1 – камера загрузки; 2 – футерованный барабан; 3 – топка; 4 – горелка; 5 – пересыпная течка; 6 – опорно-упорное устройство; 7 – привод; 8 – опорное устройство; 9 – шибер; 10 – загрузочная течка.

Печь термоподготовки СМТ – 178 показана на рисунке 2. Она состоит из футерованного барабана 2, камеры загрузки 1, привода 7, опорного 8 и опорно – упорного 6 устройств, топки 3, форсунки либо горелки 4.

Камера загрузки 1 одним торцом соединена с барабаном 2, а другой её торец имеет окно с загрузочной течкой 10. В верхней части камера загрузки соединена с трубопроводами системы очистки, а в нижней имеет шибер 9 для периодического удаления пылевидных фракций сырья.

Топка 3 имеет топочное пространство ти камеру разбавления. Топочное пространство с помощью фланца соединено с горелкой или форсункой 4, а камера разбавления – с пересыпной течкой 5.

Технические характеристики печи СМТ – 178: производительность (по сухому материалу) – 1600 кг/ч. Размер фракций перлитового сырья (обрабатывается раздельно) – 0,15...1,2; 1,2...2,5; 2,5...5; 5...10. Диаметр барабана: внутренний – 942 мм, наружный – 1200. Длина барабана – 8000 мм. Угол наклона печи – 2°.Мощность электродвигателя – 3,8; 4,8; 6 кВт. Теплоноситель – смесь дымовых газов с воздухом. Температура теплоносителя (на входе в печь) – 500...600 °С. Топливо – природный газ или мазут. Расход топлива: газа – 50 м³/ч; мазута – 45 кг/ч.

Рисунок 3. Печь вспучивания вращающаяся СМТ – 179.

1 – камера выгрузки; 2 – уплотняющее устройство; 3 – футерованный барабан; 4 – топка; 5 – наклонный лоток; 6 – подающий трубопровод; 7 – горелка; 8 – механизм очитки пересыпной течки; 9 – опорное устройство; 10 – привод; 11 – опорно-упорное устройство.

На рисунке 3 представлена пращающаяся печь СМТ – 179, редназначенная для вспучивания перлитового сырья с размером частиц 1,2...10 мми получения перлитового песка с насыпной плотностью 200 – 350 кг/м³, а также перлитового щебня с насыпной плотностью 300 – 600 кг/м³. Печь состоит из футерованного барабана 3, камеры выгрузки 1, привода 10, опорного 9 и опорно-упорного 11 устройств, топки 4, форсунки либо горелки 7 уплотняющего устройства 2 механизма очистки пересыпной течки 8.

Печь вспучивания – прямоточная.

Подготовленное в печи термоподготовки сырьё по наклонному лотку 5 поступает в барабан печи вспучивания. Режим печи вспучивания обеспечивает быстрый прогрев материала при кратковременном его пребывании в зоне максимальной температуры. Часть поступающего в печь перлита вспучивается в факеле. Основная масса довспучивается на футеровке и при вращении барабана печи транспортируется к камере выгрузки 1. Время пребывания материала в печи 40 ... 70 с.

Технические характеристики печи СМТ – 178: производительность – не более 1300 кг/ч. Размер фракций сырья (вспучивается раздельно) – 1,2...5; 5...10. Температура вспучивания – 1100...1200 °С. Диаметр барабана: внутренний – 748 мм, наружный – 1200. Длина барабана – 8000 мм. Угол наклона барабана печи – 7°.Мощность электродвигателя – 7,2 кВт. Топливо – природный газ или мазут. Расход топлива: газа – 160 м³/ч; мазута – 145 кг/ч.