Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Элинзон, М. П. Производство искусственных заполнителей

.pdf
Скачиваний:
9
Добавлен:
22.10.2023
Размер:
10.61 Mб
Скачать

о

аглопорита Производство .III Глава

Рис. 14. Лабораторная мешалка принудительного действия

1. Исходное сырье и методы его испытания

111

(рис. 15), а вторую половину воды или увлажняющей добавки — в процессе грануляции.

Часто сгранулированные зерна, в особенности из зо­ лы, имеют влажность больше оптимальной. Для сниже­ ния влажности их поверхность опудривают сухой золой или другими аналогичными тонкодисперсными материа­ лами. Расход опудривающих порошков 1—5% массы

шихты.

Спекают шихту на лабораторной агломерационной установке (рис. 16). Перечень и характеристика необхо­ димых для лабораторной агломерационной установки оборудования и приборов приведены ниже.

Агломерационная чаша . . . .

Колосниковая решетка . . .

Воздуходувное устройство . .

Термопары ПП и ХК . . . .

Вакуумметр U-образный . . .

Двойная диафрагма . . . .

Микроманометр . -...................

высота

33 см,

диаметр

25 см

сечение

не

менее

живое

14% общего

сечения

разрежение

не

менее

4 кПа, производитель­ ность 1—1,1 м3/с на 1 м2 площади спекания длина 500 мм шкала до 5 кПа

размеры определяются расчетом* типы ПР-617 и ПР-618

(с постоянным углом наклона трубки) или тип ММН (многопредель­ ный)

Спекают шихту в следующей последовательности. В чашу загружают подстилающий слой и на него сво­ бодно насыпают предварительно взвешенную шихту. Высоту слоя шихты принимают равной 200 мм. Из ос­ татка шихты отбирают пробу для контрольного опреде­ ления ее влажности и потери массы при прокаливании. Поверхностный слой шихты зажигают от газовой горел­ ки или с помощью древесного угля. Продолжительность зажигания в первом случае 2 мин, при применении дре­ весного угля на зажигание расходуется 1,5% угля от массы сухой шихты. В период спекания замеряют разре­ жение под колосниковой решеткой, расход воздуха (га­

* Ппавила по применению и проверке расходомеров с нормаль­ ными диафрагмами, соплами и трубками Вентури. 27—54. М., Маш-

гиз, 1955.

112

Глава

III. Производство аглопорита

зопроницаемость

шихты)

и температуру отходящих

газов.

 

 

 

Продолжительность спекания характеризуется вре­

менем от начала

зажигания

шихты до момента, когда

Рис. 15. Лабораторный тарель­ чатый гранулятор (угол накло­ на 45°, частота вращения 15— 25 об/мин)

ПоА А

Рис. 16. Лабораторная агломерационная установка

/ — и-образный вакуумметр (замер разрежения под колосниковой решеткой);

2 — измерительная диафрагма; 3 — микроманометр (определение количества отсасываемого газа); 4 — чаша; 5 — технический термометр (замер темпера­

туры отходящих газов); 6 —' вакуум-камера; 7 — колосниковая решетка; 8 — система труб для отсоса газов; 9 — вентиль (регулирование количества про­ сасываемого газа); 10 — воздуховодное устройство

/. Исходное сырье и методы его испытания

113

температура отходящих газов достигнет наибольшего значения.

Спекание рекомендуется вести при газопроницаемо­ сти в период зажигания 0,15—0,2 и в период спекания 0,35—0,4 м3/(м 2-с). По окончании спекания определяют осадку шихты, массу спекшегося образца Р а (предвари­ тельно отделив плохо спекшиеся между собой грану­ лы шихты и приварившиеся частицы подстилающего слоя), вертикальную скорость спекания, удельную произ­ водительность установки, объемную насыпную массу от­ дельных фракций щебня и песка, а также смеси щебня и песка определенного (стандартного) зернового соста­

ва* и прочность щебня.

 

 

 

Осадку шихты и массу спекшегося образца опреде­

ляют общепринятыми приемами, а вертикальную

ско­

рость (v, мм/мин) по формуле

 

 

 

_

h_

 

 

 

V ~

t

 

где h — высота

спекаемого слоя, мм;

t — продолжительность

спека­

ния, мин.

производительность [Q, м3/(м 2-ч)]

уста­

Удельную

новки определяют по формуле

 

 

Q = 0MvK.

где К — выход аглопоритового щебня, вычисляемый по формуле

где Р& — масса спекшегося образца,

г; уш — объемная насыпная

масса шихты, г/л; Рш — масса шихты,

загруженной в спекательную

чашу, г; уа — объемная насыпная масса смеси щебня и песка стан­ дартного зернового состава, г/л.

Объемную

насыпную массу отдельных

фракций и

смеси щебня

и песка стандартного

зернового состава,

а также прочность аглопоритового

щебня

определяют

по ГОСТ 9758—68 «Заполнители пористые неорганиче­ ские для легкого бетона. Методы испытаний». Резуль­ таты определений заносят в журнал.

* Смесь из 35% фракций до 1,2 мм; 15% фракций 1,2—5 мм ц 50% фракций 5—10 или 5—20 мм по объему.

8—252

114Глава III. Производство аглопорита

Влабораторных условиях устанавливают оптималь­ ные значения влажности шихты, содержания в ней топ­

лива, крупности зерен подготовленного исходного сырья, газопроницаемости шихты в период ее спекания,

высоту слоя шихты, а также вид необходимой

добавки

и ее количество.

устанав­

О п т и м а л ь н у ю в л а ж н о с т ь ш и х т ы

ливают методом наименьшей объемной насыпной массы

(объемная насыпная

масса при различной влажности):

3 л исходного сырья,

высушенного до постоянной мас­

сы и раздробленного до предельной крупности 5 мм, ук­ ладывают тонким слоем на металлический противень и увлажняют в несколько приемов. При первом увлажне­ нии расход воды составляет 5% массы пробы; при по­ следующих увлажнениях количество воды увеличивают каждый раз на 2%. Шихту после каждого увлажнения перемешивают, в зависимости от свойств сырья гранули­ руют и определяют объемную насыпную массу шихты обычными методами с точностью до 1 кг/м3. Для вычис­ лений применяют формулу

Si Si ,ппп

Уш = — -— ЮОО,

где gi и g2— масса мерного сосуда без шихты и с шихтой, кг; 2 — объем мерного сосуда, л.

При первом спекании используют шихту, влажность которой соответствует наименьшей объемной насыпной массе. При содержании в топливосодержащем сырье более 10% топлива количество последнего в шихте не корректируют. При содержании в сырье менее 10% топлива или при его отсутствии в шихту вводят топливо в количестве 10% массы сухой шихты. Следующие два

спекания проводят с увеличенным

или с уменьшенным

на

2% количеством

воды или увлажняющей добавки.

По результатам трех спеканий строят графики.

На од­

ной оси откладывают влажность шихты (%

по

массе),

а

на

другой — вертикальную

скорость

спекания

(мм/мин),

удельную

производительность

[м3/(м 2-ч)],

объемную насыпную массу щебня и песка стандартного зернового состава (кг/м3) и прочность щебня (Па). Оп­ тимальная влажность шихты соответствует максимуму на кривых изменения указанных выше показателей.

1. Исходное сырье и методы его испытания

115

О п т и м а л ь н о е с о д е р ж а н и е т о п л и в а

в

шихте должно соответствовать такому его минимально­ му количеству, при котором получают наиболее высо­ кие показатели вертикальной скорости спекания и удельной производительности. При определении опти­ мальной влажности шихты содержание топлива, как было указано, составляет 10%. Следующие два спека­ ния проводят с шихтой оптимальной влажности, но с увеличенным и уменьшенным на 2% по сравнению с первоначальным содержанием топлива. По результа­ там трех спеканий строят графики: на одной оси откла­

дывают количество

топлива в шихте, а на

другой —

вертикальную скорость спекания, удельную

производи­

тельность, объемную

насыпную массу смеси

щебня и

песка стандартного зернового состава и прочность щеб­ ня. Оптимальное содержание топлива в шихте соответст­ вует максимуму на кривых изменения указанных пока­ зателей.

Если результаты спеканий не позволяют установить оптимальное содержание топлива, то шихту дополни­ тельно спекают, увеличивая или уменьшая в ней коли­ чество топлива (в направлении, повышающем показа­ тели процесса спекания).

О п т и м а л ь н у ю к р у п н о с т ь з е р е н устанавли­ вают, спекая сырье с крупностью зерен от 1,2 до 5 и от 1,2 до 10 мм. Остальные характеристики шихты и пара­ метры ее спекания принимают по результатам предыду­ щих спеканий. При этом устанавливают оптимальную крупность зерен сырья, соответствующую наиболее вы­

соким показателям вертикальной скорости спекания и

удельной производительности.

 

т ы

О п т и м а л ь н у ю г а з о п р о н и ц а е м о с т ь

ших-

выявляют путем спекания при газопроницаемости

0,3;

0,5 и 0,6 м3/(м 2-с). Одновременно фиксируют

раз­

режение под колосниковой решеткой. По результатам указанных, а также ранее проведенных спеканий при га­ зопроницаемости 0,35—0,4 м3/(м 2-с) строят графики. Оптимальная газопроницаемость шихты соответствует наиболее высоким значениям вертикальной скорости спекания и удельной производительности. Если резуль­ таты спеканий не позволяют установить оптимальную газопроницаемость, то проводят дополнительные спека-

8*

116

Глава III. Производство аглопорита

 

нпя, изменяя газопроницаемость на ±0,1

м3/(м 2-с) в

зависимости от характера полученных кривых.

О п т и м а л ь н у ю в ы с о т у

( т о л щи н у ) с л о я

ш и х т ы

устанавливают путем

ее спекания

при высоте

слоя 180,

250 и 300 мм. По результатам

указанных,

а также ранее проведенных спеканий шихты при высоте слоя 200 мм строят графики, на одной оси которых от­ кладывают высоту спекаемого слоя, а на другой — вер­

тикальную

скорость

спекания,

удельную

производи­

тельность,

объемную

насыпную

массу

смеси щебня и

песка стандартного зернового состава

и прочность щеб­

ня. Оптимальная высота слоя соответствует

максимуму

на кривых изменения указанных выше показателей. Ес­ ли результаты выполненных спеканий не позволяют установить оптимальную высоту слоя шихты, то шихту дополнительно спекают, увеличивая или уменьшая вы­ соту ее слоя в зависимости от характера кривых, полу­ ченных в предыдущих опытах (высоту слоя изменяют в направлении, повышающем показатели процесса спе­ кания). По общим результатам спеканий решают вопрос о необходимости проведения дополнительных испытаний сырья с введением в шихту добавок.

Д о б а в к и в ы б и р а ю т с учетом местных сырье­ вых ресурсов:

при избыточном количестве топлива в топливосодер­ жащем сырье в шихту вводят возврат, горелую или глинистую породу, а при недостатке топлива (в этом случае имеют место низкие температуры отходящих га­ зов и вертикальная скорость спекания, большое количе­ ство осыпи п т. п .)— топливо или топливосодержащую добавку;

если при окомковании золы, увлажненной водой, об­ разуются слабые, рассыпающиеся при транспортирова­ нии и спекании гранулы, то в шихту вводят сульфитно­ дрожжевую бражку (15%-ный раствор) или глинистую породу;

при необходимости повышения общей газопроницае­ мости шихты в нее вводят опилки и подобные органиче­ ские добавки.

Ориентировочное количество добавок приведено ниже.

1. Исходное сырье и методы его испытаний

117

Добавка

Топливо или топливосодержащие ма­

териалы . ...........................................

В о з в р а т ................................................

Глинистая порода .................................

Опилки .................................................

СДБ (15%-ный р аствор )..................

Количество добавки, % массы сухой шихты

10

20

15

2

до получения шихты оптимальной влаж­ ности

Сырье с добавками спекают три раза: с содержанием добавки в указанном количестве, а также с уменьшен­ ным и увеличенным количеством добавки (при приме­ нении глинистой породы или возврата на 5%, топлива на 2% и опилок на 1%). По результатам выполненных спеканий строят графики: на одной оси откладывают количество добавок, на другой — вертикальную скорость спекания, удельную производительность, объемную на­ сыпную массу смеси щебня и песка стандартного зерно­ вого состава и прочность щебня. Оптимальное содержа­ ние добавки соответствует максимуму на кривых изме­ нения указанных выше показателей. Если результаты трех спеканий не позволяют установить оптимальное содержание добавки, то проводят дополнительные спе­ кания, увеличивая или уменьшая количество добавки в зависимости от характера кривых, полученных в пре­ дыдущих опытах (количество добавки изменяют в на­ правлении, повышающем показатели процесса спе­ кания). Результаты лабораторных испытаний сырья дают возможность сделать заключение о целесообразности его промышленных испытаний.

Промышленные испытания. Такие испытания, как было указано, проводят для уточнения метода подготов­ ки шихты и параметров ее спекания, а также свойств аглопоритового щебня и легких бетонов на его основе. Состав шихты и параметры ее спекания первоначально принимают по оптимальным результатам лабораторных испытаний сырья.

Спекание проводят на агломерационной установке непрерывного или периодического действия. Рекоменду­ ются следующие параметры такой установки:

площадь спекания агломерационной

не менее 1 м2

м а ш и н ы ................................................

колосниковая решетка:

 

высота б о р т о в .............................

» » 300 мм

118

Глава III.

Производство

аглопорита

 

живое

сечение . . . . . . .

не менее 12%

воздуходувное устройство:

 

 

 

производительность

по воздуху

»

»

0,8 м3/(м2-с)

разрежение......................................

 

»

»

4,5 кПа

По результатам промышленных испытаний сырья устанавливают оптимальный состав шихты и режим ее спекания.

Сырье считается пригодным для производства аглопоритового щебня, если при промышленных испытаниях отдельные показатели имеют значения, соответствующие приведенным в табл. 17.

Т а б л и ц а 17. Показатели пригодности сырья для производства аглопоритового щебня

Группа сырья

Вертикальная ско­

Удельная

производи­

рость спекания,

тельность, м3Дм2-ч),

 

 

мм/мин, не менее

не

менее

Первая:

 

 

0,4

топливный шлак . .

8

сланцевая

шахтная

5

0,23

порода ....................

глинистая

сланцевая

 

0,4

порода ....................

 

8

Вторая: рыхлая глина,

 

0,4

суглинок, супесь . . .

8

Третья: зола пылевид­

 

0,4

ного сжигания угля . .

8

Объемная насыпная масса аглопорита для сырья всех групп одинакова: щебня не более 800, песка не бо­ лее 1200 и стандартной смеси фракций не более 1100 кг/м3; прочность щебня также одинакова — не ме­ нее 0,4 МПа.

Свойства аглопорита устанавливают испытанием его средней пробы в количестве не менее 0,5 м3 по ГОСТ 9758—68 «Заполнители пористые неорганические для легкого бетона. Методы испытаний». Подбор состава и приготовление легкого бетона на аглопоритовом щебне производят по методике, изложенной, например, в бро­ шюре «Подбор состава легких бетонов на искусствен­ ных пористых заполнителях».*

* Госстройиздат, 1962.

1. Исходное сырье и методы его испытания

119

По результатам лабораторных и промышленных ис­ пытаний сырья обосновывают рекомендуемую техноло­ гическую схему производства, основные параметры про­ цесса, характеристику аглопоритового щебня и легкого бетона на его основе. Эти же материалы служат и обос­ нованием для утверждения запасов сырья.

Сырье для производства аглопоритового гравия

Сырьем для производства аглопоритового гравия служат текущие выходы золы-уноса ТЭС, улавливаемые сухим способом (циклонами или электрофильтрами) и транспортируемые в промежуточные емкости — запас­ ники пневмотранспортом или золовозами. Целесообраз­ но также использовать зольную пульпу (отделенную от кусковых шлаков).

Зола, рекомендуемая для производства аглопорито­ вого гравия, должна удовлетворять следующим требо­ ваниям: объемная насыпная масса золы 700—900 кг/м3; плотность 2,2—2,4 г/см3; удельная поверхность золы не

менее 2000 см2/г; валовый химический состав (%): S i0 2

55±10; А120 3 25±10; Fe20 3

10±8; CaO +M gO до 12;

K20 + N a 20 до 5; S 0 3 до 1.

в золе в зависимости от

Содержание остатков угля

степени ее плавкости не должно превышать для легко­ плавких зол (с температурой размягчения до 1200° С) 10%, зол средней плавкости (с температурой размягче­ ния от 1200 до 1400° С) — 12% и тугоплавких (с темпе­ ратурой размягчения более 1400° С) — 15%. Рекоменду­ ется использовать в первую очередь золы средней плав­ кости и тугоплавкие, характеризуемые интервалом раз­ мягчения не менее 50° С.

Технологические свойства золы (гранулируемость, прочность и температуростойкость сырцовых зольных гранул, а также оптимальная температура обжига гра­ нул) могут быть улучшены введением добавок глинис­ тых пород, раствора сульфитно-дрожжевой бражки и подобных материалов.

Испытывают золу в два этапа. На первом этапе уста­ навливают физико-химические и технологические свой­ ства золы (химический состав, в том числе содержание углерода, плавкость, удельная поверхность и зерновой

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ