книги из ГПНТБ / Элинзон, М. П. Производство искусственных заполнителей
.pdf80 Глава II. Производство керамзита и его разновидностей
Рис. 11. Дырчатые формующие вальцы
/ — рама; 2 — приводной вал; 3 — загрузочная воронка; 4 — ведомый вал; 5 — -разгрузочный конус; 6 — звездочка натяжного устройства; 7 — регулировочный винт; 8 — пружинное прижимное устройство
4. Специальное технологическое оборудование |
81 |
поверхности скатываются в приемный бункер. Гранулы при движении внутри вальцов и по лотку несколько окатываются — округляются. В случае попадания каме нистых частиц в щель между валками последние раз двигаются, недробленые куски выпадают через щель. Размер щели между барабанами валков регулируют винтовым упором.
Цилиндрики формуют примерно по следующей схе ме. Валки, непрерывно вращающиеся в разных направ лениях с различной скоростью, приводят как бы к за держке глины со стороны более медленно вращающего ся валка, а более быстро вращающийся валок в это время ее обжимает. Создающаяся при этом дополни тельная сила продавливает глину через отверстия в ба рабане, смещенные друг относительно друга. Смещение носит групповой характер: полоса отверстий первого барабана располагается против гладкой полосы второ го, и наоборот. На каждом барабане имеются три поло сы с отверстиями разных размеров — от 7 до 18 мм.
Ритмичная работа дырчатых вальцов зависит от структурно-механических свойств подаваемой в них гли ны. Равномерная загрузка вальцов обеспечивается за грузочной воронкой, установленной над валками с цент
рально |
расположенным |
загрузочным |
отверстием. |
|||||
К фланцу воронки |
крепится |
направляющая течка |
от |
|||||
глиномешалки. |
|
|
|
г р а в и е с о р т и р о в к а |
||||
Ц и л и н д р и ч е с к а я |
|
|||||||
предназначается |
для |
приготовления шихты |
(отсева |
по |
||||
роды требуемых |
фракций для |
обжига) |
в |
производстве |
||||
керамзита |
сухим |
способом. |
Для этого |
используют |
ци |
линдрические гравиемойки-сортировки. Гравиесортировка состоит из системы перфорированных металлических барабанов — одного перемешивающего и двух сортиро вочных с различными размерами ячеек. Система сорти
ровочных |
барабанов, вращающихся |
с |
частотой |
20 об/мин, |
дает возможность фракционировать |
дробле |
ную породу на 4 фракции с размерами зерен до 5; 5— 10, 10—20 и 20—40 мм.
Б а к-м е ш а л к а предназначен для приготовления водных взвесей, интенсифицирующих вспучивание до бавок перед подачей их в глиноболтушку. Представля ет собой стальную цилиндрическую вертикальную ем-
6—252
82 Глава II. Производство керамзита и его разновидностей
кость с конусным днищем. Сыпучие добавки (торф, пиритные огарки и т. п.) подают в бак-мешалку через верхний люк, а воду — через боковой штуцер. Вмести мость бака 10 м3. Бак оборудуется лопастной мешалкой, вертикальный вал которой вращается с частотой 8 об/мин.
Г ли но б о л т у ш к а СМ-499 представляет собой железобетонный бассейн с внутренним размером между гранями 12 м производительностью 35—40 м3 пульпы за 3 ч (цикл). Пульпа перемешивается вследствие вращения вертикального вала глиноболтушки, на котороТя укреп лены металлические рамы с подвешенными на цепях граблями. Частота вращения вала 8—10 об/мин.
Б а с с е й н ы для хранения пульпы представляют со бой железобетонные цилиндрические вертикальные ем кости с конусным днищем. Вместимость бассейна 120 м3.
Термическая обработка шихты. Оборудование для второй группы технологического передела включает комплект аппаратов, состоящий из сушильного, обжиго вого и холодильного агрегатов или из обжигового и хо лодильного агрегатов.
С у ш и л ь н ы й |
б а р а б а н предназначен для сушки |
сырцовых гранул |
(цилиндриков). Используют вращаю |
щиеся ячейковые прямоточные барабаны, обогреваемые дымовыми газами от сжигания твердого, жидкого или газообразного топлива.
Из сушильных барабанов многих типов наибольшее распространение получили барабаны типов СМ-45Б,
СМ-147 и 168-00 (табл. 8).
При вращении наклонного барабана вокруг оси за груженные гранулы перемещаются вдоль его внутрен ней полости.
В целях ускорения сушки гранул и сокращения рас хода топлива внутреннюю полость корпуса сушильного барабана разделяют с помощью специальных сварных секций на 4 ячейки. Длина каждой ячейки соответству ет длине барабана и, кроме того, для лучшего пересыпа ния гранул каждая ячейка имеет дополнительные лот ки (в каждой секции по три лотка).
Практика показала, что наиболее приемлемые раз меры сушильных барабанов— 14 000X2200 мм. Перед нюю часть барабана длиной 6000 мм целесообразно оставлять гладкой, что способствует дополнительной
4. |
Специальное технологическое оборудование |
83 |
|
Т а б л и ц а |
8. Техническая характеристика |
сушильных |
барабанов |
|
Тип сушильного барабана |
||
Показатели |
168-00 |
СМ-147 |
|
|
СМ-45Б |
Производительность, |
2500 |
||||
к г / ч .................................. |
|
|
вращения, |
||
Частота |
|
3,4—4,6—5,7 |
|||
о б /м и н ............................. |
|
|
|
||
Наклон |
барабана . . |
Антрацит |
|||
Вид |
топлива |
. . |
. . |
||
Продолжительность |
|
||||
сушки, |
м и н ................... |
|
|
|
|
Технологические |
раз |
|
|||
меры барабана, мм: |
|
|
|||
диаметр ................... |
|
|
1600 |
||
длина |
....................... |
|
|
8 000 |
|
Габаритпые |
размеры |
|
|||
установки, |
мм: |
|
|
И 700 |
|
длина |
........................ |
|
|
||
ш и р и н а .................... |
|
|
2 860 |
||
высота .................... |
. . . |
,- |
4 080 |
||
Масса, |
кг . |
14 895 |
5000 |
15 000 |
|
СО 0 1 |
т СЛ |
5.8 |
3° |
|
|
Твердое, жидкое, газообразное
25—30
1600 |
2 200 |
8 000 |
14 000 |
9 850 |
14 010 |
3 250 |
3910 |
2 350 |
3 760 |
13 300 |
36 545 |
окатке сырцовых гранул. Среднюю часть длиной около 7000 мм следует делать секционной для лучшего тепло
обмена, |
а остальную |
часть длиной |
1000 |
мм |
также |
|
гладкой. |
|
удовлетворительной |
работы су |
|||
Основное условие |
||||||
шильного |
барабана — соответствие |
теплового |
режима |
|||
(режима питания топки топливом) |
числу и влажности |
|||||
загружаемых гранул (режиму питания барабана). |
||||||
Температура газов, |
входящих |
в |
барабан, |
должна |
быть постоянной и может колебаться в пределах 600— 800° С. Во избежание конденсации влаги в конце бара бана, в мультициклоне и на крыльях отсасывающего вентилятора температура газов, отходящих из бараба
на, должна быть |
не |
менее 100—90° С. Температуру |
газов, поступающих |
в |
барабан, регулируют путем уве |
личения или уменьшения количества холодного воздуха, 6*
4. Специальное технологическое оборудование |
85 |
ния теплового режима на концах корпуса печи установ лены специальные уплотняющие устройства. Уплотне ние конца печи, связанное с пылеосадительной камерой, состоит из двух частей: торцовой шайбы, приваренной на входном конце печи (уплотнение создается лабирин том, образующимся между двумя концентрически рас положенными обечайками, приваренными к плоскости шайбы, и двумя такими же обечайками, приваренными к пылеосадительной камере), и резиновой прокладки, прижатой к корпусу печи по всей окружности. Другой
конец печи, |
связанный |
с откатной |
головкой, уплотняют |
|
с помощью |
четырех |
концентрически |
расположенных |
|
цилиндрических обечаек. Две из |
них |
приваривают к |
корпусу печи, а две другие — к корпусу |
откатной голов |
ки. Обечайки имеют разный диаметр и |
как бы вдвину |
ты друг в друга, образуя |
лабиринт, |
препятствующий |
|||
прохождению газов. |
|
однобарабанной вращающейся |
|||
Техническая характеристика |
|||||
|
|
|
печи |
|
|
Температура факела при сжигании: |
|
||||
мазута ......................................................... |
г а з а |
|
|
1400—1500°С |
|
природного |
|
|
1300—1400 °С |
||
Длина факела |
. |
. ~ .................................. |
|
|
6—8 м |
Температура отходящих газов: |
|
|
|||
у загрузочного |
конца |
печи................... |
600—650 °С |
||
в пылеосадительной камере................... |
500—550 °С |
||||
перед дымососом...................................... |
|
|
300—360° С |
||
Разрежение в головке печи............................. |
|
10 Па |
|||
Разрежение: |
|
|
|
|
|
в пылеосадительной камере................... |
100—150 Па |
||||
перед дымососом...................................... |
|
|
1000—1300 Па |
||
Коэффициент избытка воздуха: |
|
|
|||
у загрузочного конца печи (факти |
1,8—2,1 |
||||
ческий) ..................................................... |
|
|
и соответственно |
||
в зоне вспучивания |
|
||||
у загрузочного конца печи (рекомен |
1,2—1,4* |
||||
дуемый) ...................................................... |
|
|
|
|
|
перед дымососом |
печи |
2,7—3 |
|||
Коэффициент заполнения |
4,6—4,9 |
||||
Общая продолжительностьобжига . . . |
30—40 мин |
||||
Удельный расход теп ла.................................. |
|
|
6300—7980 |
||
________ |
|
|
|
|
кДж/кг |
* Обеспечивается подачей к горелке горячих газов, направля емых из холодильника.
86 Глава II. Производство керамзита и его разновидностей
По концам печи смонтированы загрузочные и раз грузочные устройства. Кроме того, над загрузочным устройством установлен очистительный механизм, ра ботающий по мере необходимости и предотвращающий прилипание сырцовых гранул к внутренней плоскости лотка. Выгрузочный конец печи оканчивается откатной головкой; она уплотняет выходной конец печи, служит для крепления форсунок, приемки еще горячих вспучен ных гранул, а также обеспечивает периодическое обслу живание печи в перерывах ее работы. Каркас откатной головки установлен на тележке, в средней части кото рой имеется выгрузочный люк для горячего керамзита. Вращается печь от специального привода.
В двухбарабанной вращающейся печи, в отличие от одиобарабанной, совмещаются операции предваритель ной тепловой обработки сырцовых гранул (в случае не обходимости) и обжига гранул со вспучиванием. Печь включает комплект двух основных и пяти вспомогатель
ных агрегатов |
и устройств. К |
основным |
относятся: ба |
||||
рабан |
для предварительной тепловой обработки — подо |
||||||
грева |
и сушки |
(при |
отсутствии необходимости в такой |
||||
обработке он |
служит |
для дополнительной |
окатки и |
||||
транспортирования |
сырцовых |
гранул |
в |
обжиговую |
|||
часть |
печи) и |
барабан |
для |
обжига со |
вспучиванием. |
К вспомогательным относятся откатная головка с вмон тированными в нее форсунками, аэродинамическое уп лотнение, загрузочное устройство с механизмом для очистки прилипающих к поверхности лотка сырцовых гранул, пылеотделительная камера и циклоны для очи стки дымовых газов.
Привод барабана предварительной тепловой обра ботки— индивидуальный, частота его вращения 1,5— 2,5 об/мин, мощность электродвигателя 40 кВт. В усло виях высоких температур работает лишь часть бараба на, стыкующаяся с обжиговой частью печи, а холодный его конец соединен с пылеосадительной камерой и слу жит для приема исходных гранул. На каркасе пылеоса дительной камеры смонтировано загрузочное устройст во с механизмом для очистки загрузочных каналов. Ба рабан для обжига сварен из цилиндрических обечаек толщиной 24 мм.
Для предприятия производительностью около
4. Специальное технологическое оборудование |
87 |
150 тыс. м3 керамзита в год рекомендуются барабаны со следующей характеристикой:
Приводы |
барабанов............................ |
раздельные |
Материал барабана: |
|
|
тепловой подготовки ................... |
котельное железо |
|
вспучивания.................................. |
жаростойкая сталь |
|
Барабан |
тепловой подготовки: |
|
длина................................................ |
36 м |
|
диаметр внутренний................... |
2,5 » |
|
угол наклона................................. |
2,5° |
|
частота вращ ения........................ |
1—2 об/мин |
|
Барабан вспучивания: |
|
|
длина................................................ |
20 м |
|
диаметр внутренний................... |
3,4 » |
|
угол |
наклона................................. |
2,5° |
Частота |
вр ащ ен и я ............................. |
2—5,5 об/мин |
Кинематическая схема приводов обоих барабанов одинакова, за исключением частоты вращения: у перво го она 1—2, а у второго 2,5—4 об/мин. Привод бараба на обжига дает возможность ступенчато, через каждые 0,5 об/мин, регулировать частоту вращения. Керамзито вые гранулы-(зерна) из барабана для обжига поступа ют в холодильник.
Между барабанами предварительной тепловой об работки и обжига имеется аэродинамическое уплотне ние, служащее для соединения их стыков и способству ющее резкому перепаду температур. Первый барабан входит внутрь второго на глубину 800 мм и образует со вторым зазор в 50 мм. Навстречу горячим газам венти лятором равномерно по всему периметру через зазор нагнетается холодный воздух, который вытесняет из ще ли горячие газы, смешивается с ним и создает газовое кольцо с более низкой температурой. Холодное газовое кольцо создает своеобразный аэродинамический заслон на пути горячих газов, переходящих из барабана для обжига в барабан для предварительной тепловой обра ботки. Это аэродинамическое уплотнение и создает ус ловия для быстрого температурного воздействия на гра нулы, поступающие в барабан для обжига, которые, проходя этот газовый заслон, сразу попадают в область высоких температур и вспучиваются.
88 Глава II. Производство керамзита и его разновидностей
Откатная головка печи с горелками и вентиляцион ным устройством представляет собой круглый металли ческий корпус, сваренный из листовой стали. Предназ начена для питания печи газовоздушной смесью, уплот нения конца печи и удаления кусков (сваров) керамзи та. Внутри головка футерована огнеупорным кирпичом. Щель между корпусом барабана, входящим в головку на глубину 1 м, закрывается лабиринтным устройством. Корпус головки, покоящийся на откатной тележке, мо жет быть отодвинут от конца печи на расстояние до 2 м. Дымовые газы двухбарабанной печи очищаются в цик лонах.
В комплект печи входят газовая горелка или фор сунка, работающая на жидком топливе. Имеются также устройства для регулирования положения сопла фор сунки или горелки, смотровые окна для наблюдения за состоянием факела. Предусмотрены устройства для регулирования подачи воздуха, приборы для замера давления, температуры и количества первичного возду ха, подаваемого в форсунку, фиксации давления и рас хода воздуха. Большинство приборов рассчитано на визуальное наблюдение за их показаниями, управление механизмами пока еще требует непрерывного участия оператора. Датчики, следящие за ходом процесса, раз
мещены в различных |
|
точках |
технологической |
линии, |
||||||||
а |
показывающие |
приборы |
контроля — непосредственно |
|||||||||
у |
механизмов |
или |
|
на |
щитах |
пульта |
управления |
|||||
(табл. 9). |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Продолжительность прохождения гранул во враща |
|||||||||||
ющейся печи |
(7, |
мин) |
определяют |
по |
формуле |
|
||||||
|
|
|
т _ |
0-308 1 ( ф + 24) |
|
|
|
|
|
|||
где L — длина |
печи, м; |
|
|
Dni |
естественного |
откоса |
гранул; |
|||||
ф — угол |
||||||||||||
обычно составляет 40°; D — внутренний диаметр печи, м; |
п — часто |
|||||||||||
та вращения печи, об/мин; i — наклон печи, %. |
печи |
(Q, м3/ч) |
||||||||||
|
Производительность |
вращающейся |
как агрегата, транспортирующего гранулы, определяет
ся по формуле
Q = 0,00785 tyD2 v,
где ф — коэффициент заполнения печи, %; D — внутренний диаметр печи, м; v — скорость продвижения материала в печи, м/ч;
v = — 60.
Т
4. Специальное технологическое оборудование |
89 |
Та б л и ц а 9. Основные приборы для теплотехнического контроля и регулирования работы барабанной печи
Контролируемый |
параметр |
Наименование, |
марка |
Место |
установки |
||||||||
и характеристика |
|
прибора |
|
||||||||||
|
|
|
|
|
прибора |
|
|
|
|
|
|
||
Расход |
первичного |
Рас.ходомер-диф- |
Трубопровод |
воз- |
|||||||||
воздуха |
|
|
|
манометр |
показываю |
духа |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
щий марки ДК-РПВФ |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
с пределом измерения |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
6000 м3/ч |
|
|
|
|
|
|
|
|
Положение |
заслонки |
Колонка |
дистанци |
|
То же |
|
|||||||
во всасывающем |
возду |
онного |
управления |
|
|
|
|
|
|||||
хопроводе |
вентилятора |
марки КДУ-1/ПК в |
|
|
|
|
|
||||||
первичного воздуха |
комплекте |
|
с |
серво |
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
мотором малой |
моде |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
ли РМ |
|
|
|
|
|
|
|
|
Расход газа и первич- |
Расходомер-диф- |
Газопровод, |
|
||||||||||
ного воздуха |
|
|
манометр |
показываю |
трубопровод |
|
|||||||
|
|
|
|
|
щий марки |
|
|
воздуха |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
ДК-РПВФ с преде |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
лом измерений от |
|
|
|
|
|
|||
Давление |
газа |
и пер- |
1300 до 1700 м3/ч |
Трубопровод |
га- |
||||||||
Манометр |
электро- |
||||||||||||
вичного воздуха |
|
контактный |
|
марки |
за, |
трубопровод |
|||||||
|
|
|
|
|
.ЭКМ-1 (модель 1401) |
воздуха |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
с пределом измерений |
|
|
|
|
|
|||
Давление |
и |
разреже- |
2,5 кПа |
|
|
|
Щит |
машини- |
|||||
Тягонапоромер |
|||||||||||||
ние в головке печи и ка- |
мембранный, |
|
про- |
ста, |
камера |
аэро- |
|||||||
мере |
аэродинамического |
фильнын марки |
|
динамического |
уп- |
||||||||
уплотнения |
|
|
|
ТНМП-Г с пределом |
лотнения |
|
|
||||||
|
|
|
|
|
измерений от —500 до |
|
|
|
|
|
|||
Температура |
в |
зоне |
+500 Па |
|
радиаци |
Головка |
печи |
||||||
Телескоп |
|||||||||||||
вспучивания |
|
|
|
онного |
пирометра |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
РАПИР марки |
|
|
|
|
|
|
||
Учет числа часов рабо |
ТЕРА-50 до 1540° С |
Щит |
машиниста |
||||||||||
Датчик |
импульсов |
||||||||||||
ты и |
простоя |
барабана |
марки ДИ-3 |
|
|
|
|
|
|
|
|||
обжига |
|
|
|
Газоанализатор |
Пыльная камера |
||||||||
Содержание СО2 в от |
|||||||||||||
ходящих газах |
|
|
марки ГЭУК-21 |
|
|
То же |
|
||||||
Содержание О2 в отхо |
Газоанализатор |
|
|
||||||||||
дящих газах |
|
отходя |
марки УГК-М1 |
|
|
|
|
|
|
||||
Температура |
Термопара хромель- |
|
|
|
|
|
|||||||
щих газов |
|
|
|
алюмелевая |
в защит |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
ном кожухе |
из стали |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
1Х18Н9Т |
|
|
марки |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
TXA-XIII |
|
|
|
|
|
|
|
|