книги из ГПНТБ / Резников Ю.К. Шунгизит и шунгизитобетон

ве первой промышленной установки Главстроя в г. Мурман­ ске и цеха шунгизита производительностью 100 тыс. м3 в год.

Последующие работы на мурманской установке позво­ лили с достаточной точностью определить все технологи­ ческие параметры производства шунгизита, технические и производственные характеристики технологического обо­ рудования.

Мурманская установка Главстроя

Первая установка по производству шунгизита была пу­ щена в эксплуатацию в 1968 г.

Шунгизитовая установка состояла из одной обжиговой 12-метровой печи диаметром 1,2 м. Загрузка материала в печь осуществлялась из бункера для полуфабриката через тарельчатый питатель и течку. Обожженный материал пнев­ мотранспортом (сразу же из печи) подавался на склад. Об­ щий вид и схема установки изображены на рис. 3 и 4.

Во время эксплуатации установки были произведены наблюдения и замеры технологических параметров с нала-

Рис. 3. Цех шунгизита в Мурманске

31

дочными работами и выявлением оптимальной технологии обжига шунгизита во вращающейся 12-метровой печи.

В результате проведенных работ были определены опти­ мальные параметры обжига и гидродинамический режим системы:

размер фракционированного щебня 5—20 мм; интенсивность загрузки печи 7—8 л!мин (контролиро­

валась 1—2 раза в смену мерным цилиндром); скорость вращения печи 1,45 об/мин; пребывание материала в печи 40 мин;

температура обжига шунгизита в зоне вспучивания 1110—1120° С (контролировалась оптическим пирометром); температура выходящих газов в пылеосадочной камере

490—510° С (контролировалась термопарой); разрежение в оголовке печи 0,4—0,6 мм вод. cm.;

разрежение в пылеосадочной камере 2—2,5 мм вод. cm. (регулируется шибером);

давление воздуха для распыления топлива (солярового масла) 190—200 мм вод. cm. (контролируется стационарным U-образным тягомером).

Как установлено, при соблюдении данных параметров производства шунгизита производительность печи состав­ ляет 1,68 м3/ч, суточная — 40 м3шунгизита. Обжиг шунги­ зита протекает нормально, без образования спеков и при­ варов материала.

Качество выпускаемого шунгизита характеризуется сле­ дующими показателями:

Объемная насыпная масса шунгизита в кг/м3- после печи:

0—40 мм — 305—382; 5— 10 » — 388—403; 10—20 » — 320—362; 20—40 » — 278—320;

механическая прочность шунгизита 6,7—10,8 кгс/см2; гранулометрический состав смеси в %:

0—5 мм— 1,7—2,2; 5— 10 » — 7,9 — 17,5; 10—20 » — 51,8—55,2; 20—40 » — 25,1—38,6

Шунгизитовый гравий имеет округлую форму, прибли­ жающуюся к шаровидной, поверхность шероховатая, в из­ ломе — мелкопористая, ячеистая структура.

Объемная насыпная масса шунгизита в кг/м3, пробы ко-

32

торого были отобраны для испытаний из бункера готовой продукции, составила:

0—40 мм — 414—435;

5—10 » —403—417; 10—20 » —343—411; 20—40 » —304—387,

а его механическая прочность 6,7—-11,4 кгс/слг\ водопоглощение после 24 ч — 8,9%; гранулометрический состав смеси в %:

0—5 мм— 19,8—23,8;

5—10 » —22,2—52,2; 10—20 » — 17,5—45,8; 20—40 » — 5,9 — 12,2

Расход горючего (солярового масла) на обжиг 1 м3шун­ гизита — 65—70 кг;

расход шунгитового сланца на получение 1 м3 шунгизитового гравия — 0,33 м3.

Первоначально отработанная технология обжига шун­ гизита применительно к 12-метровым вращающимся печам была построена по следующей схеме: ящичный подаватель— элеватор — накопительный бункер сырья — обжиговая печь — пневмотранспорт — накопительный бункер мате­ риала.

Более чем четырехгодичный опыт работы с шунгнтовыми сланцами показал, что отсутствие термоподготовки мате­ риала (предварительный его нагрев до температуры 400— 550° С), а также постепенного охлаждения отрицательно сказываются на качестве вспученного материала (прочность и объемная масса) и производительности печей.

Так, без термоподготовки максимальная загрузка 12-метровых печей мурманской установки составляла 6— 7 л/мин, а при термоподготовке была доведена до 8—9 л/мин, т. е. загрузка и выход соответственно увеличились до 20— 25%.

В такой же степени сказался пневмотранспорт шунги­ зита и отсутствие его постепенного охлаждения на физико­ механических характеристиках вспученного материала.

В результате опытно-расчетных и производственных проверок при соблюдении технологических параметров и бесперебойной работы установки ее суточная производи­ тельность составляет 35—40 м3 шунгизита объемной мас­ сой 400—450 кг/м3.

3 4

Прочность шунгизита оказалась несколько ниже требо­ ваний ГОСТа на керамзит. Однако на данном материале были изготовлены образцы шунгизитобетона марок 50, 75 и 100.,

Одновременно было установлено, что прочность шунги­ зита и его гранулометрический состав по пробам, взятым непосредственно из печи и из бункера, различны. В резуль­ тате подачи материала после печи пневмотранспортом, гра­ нулометрический состав смеси резко меняется в сторону увеличения мелких раздробленных гранул. Так, в пробе из печи фракции 20—40 мм составляли 17,75?4>, а в пробе из бункера — 1,52%. Фракций меньше 5 мм в пробе из печи было 6,1%, а в пробе из бункера 37%.

Проверялось также влияние медленного остывания шун­ гизита на его прочность, для чего проба материала непосред­ ственно из печи загружалась в сосуд и выдерживалась в нем в течение 40—50 мин без контакта с окружающей сре­ дой (термос). После вскрытия сосуда температура материа­ ла Составляла 250—350° С. Дальнейшее остывание материа­ ла происходило в естественных условиях, в результате чего

прочность шунгизита

На мурманской установке шунгизит из обжиговой печи пневмотранспортом подавался в накопительный бункер. Проходя по транспортной магистрали и ударяясь о стенки бункера, до 50% шунгизитовых гранул разбивалось, а зна­ чительная часть неразрушенных гранул имела поврежден­ ную оболочку. При этом образовывалось до 50% мелочи фракций 0—5 мм, что вызвало серьезные трудности при приготовлении шунгизитобетона необходимых характери­ стик без дополнительного фракционирования .материала.

Прочность шунгизита была значительно ниже получен­ ного в лабораторных условиях и экспериментальных обжи­ гах, в результате чего приходилось производить частичную поризадию шунгизитобетонов воздухововлекающими до­ бавками.

Резкое охлаждение шунгизита, поступающего из обжи­ говой печи непосредственно в транспортную магистраль с перепадом температур 700° и выше, приводило к растрески­ ванию поверхности оболочки гранул шунгизита, а в отдель­ ных случаях к его разрушению и в результате — к сниже­ нию прочности до 15—20%.

Проведенные ранее исследования показали, что постепен­ ное охлаждение шунгизита в течение 30—40 мин позволяет увеличить его прочность на 15—20% с сохранением целой, без трещин, оболочки. Исходя из этого были рассчитаны параметры и отработана новая конструкция холодильного агрегата.

Учитывая специфику расположения установки на Севе­ ре, а также необходимость решения ряда инженерных во­ просов, было принято решение применить холодильник в виде пластинчатого транспортера, закрытого коробом и смонтированного в закрытой траншее.

Длина транспортера-холодильника 18 м, скорость дви­ жения ленты 0,6 м/мин. Время прохождения материала в период охлаждения около 40 мин, температура материа­ ла на входе около 800° С, на выходе около 50° С.

Холодильником-транспортером материал подается в ков­ шовый элеватор и затем через сортировку — в систему бун­ керов готовой продукции.

В результате отказа от пневмотранспорта и введения в технологическую линию холодильника прочность шунги­ зита повысилась на 15—20% (при объемной массе 250— 450 кг/м3 до 8—19 кгс/см2).

Технологическая схема усовершенствованной установ­ ки представляется в настоящее время в следующем виде: ящичный подаватель — элеватор 1 — бункера сырья 2 — тарельчатые питатели — обжиговые печи 3 — холодиль­ ник 4 — элеватор — гравиесортировка 5 — бункера гото­ вой продукции 6 (рис. 5).

При соблюдении технологических параметров обжига производительность 12-метровых обжиговых печей состав­ ляет 1,4—1,6 м3/ч, суточная 30—38 до 40 м3. Обжиг проте­ кает нормально, без образования спеков («козлов») и при­ варов материала.

36

Шунгизитовый гравий имеет округлую форму, прибли­ жающуюся к шаровидной, поверхность шероховатая, струк­ тура в изломе мелкопористая, ячеистая.

Вкачестве топлива первоначально использовалось соля­ ровое масло, а затем мазут. Для сжигания топлива приме­ няют форсунки низкого давления с воздушным распылени­ ем, с регулируемыми формой и направлением пламени.

Впечи и системе под­

давление воздуха для распыления топлива — 190— 200 мм вод. cm.;

температура мазута перед форсункой — 80—90 °С.

В табл. 11 и на рис. 6 приведен перечень технологичес­ кого оборудования, использованного в мурманской шунгизитовой установке Главстроя.

Цех Главстроя по производству шунгизита производительностью 50 тыс. м3 в год (строящийся)

В первую очередь строительства предусматривается мон­ таж цеха с одной 22-метровой печью диаметром 2,3 м с по­ следующим монтажом (2-я очередь) второй обжиговой печи и доведением его мощности до 100 тыс. м3в год (рис. 6).

Фракционированные шунгитовые сланцы размером 5— 15 мм, поступающие с карьера по железной дороге, разгру­

ный бункер над печью. Равномерная подача шунгитовых сланцев в печь осуществляется тарельчатым питателем.

Так как обжиг шунгитовых сланцев запроектирован в од­ ной вращающейся печи (1-я очередь), каждая фракция об-

37

жигается отдельно (поочередно), что позволяет получать шунгизитовый гравий лучшего качества.

Интенсивность загрузки исходного шунгитового щебня в печь 30—40 л!мин\ контроль температуры на границах зоны вспучивания обеспечивается термопарами; регулиро­ вание и контроль температуры обжига автоматические.

температура обжига — 1100° С ± 15°.

Топливом для нагрева печи служит мазут. Расход его на обжиг 1 м3 шунгизита 60 кг.

Из вращающейся печи шунгизит поступает во вращаю­ щийся барабанный холодильник, в котором происходит охлаждение шунгизита от 700—750 до 150—200° С. Даль­ нейшее охлаждение шунгизита осуществляется в прием­ ном бункере от холодильника к элеватору.

В качестве холодильника используется вращающаяся печь длиной 22 м, диаметром 2,3 м без оголовников.

3S

m a

3 9