способ получения полуфабриката при производстве керамзита

Формула изобретения

Способ получения полуфабриката при производстве керамзита, включающий приготовление гранул из глинистого сырья, сушку и последующее измельчение, отличающийся тем, что гранулы подсушивают до влажности 12-22%, а измельчение осуществляют до фракции 1,5-7мм резанием вращающимися с окружной скоростью 10-50 м/с пластинчатыми режущими элементами, отношение площади которых к проходной площади составляет 1:(3-5).

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к производству строительных материалов и может быть использовано для получения полуфабриката при производстве легких заполнителей, в частности керамзита, пластическим способом.

Известен способ получения полуфабриката при производстве керамзита, включающий формование гранул размером 7-15 мм в поперечнике из глинистого сырья и их сушку (Онацкий С.П. Производство керамзита. М., Стройиздат, 1987, с.173).

Недостатком указанного способа является получение из такого полуфабриката крупного заполнителя преимущественно фракции 10-20 мм (до 80%) (см. Онацкий C.П. Производство керамзита. М., Стройиздат. 1987, с.271). В настоящее время керамзит фракции 10-20 мм пользуется низким спросом у потребителей, поэтому для реализации этой фракции приходится ее дробить до фракции 5-10 мм, которая пользуется наибольшим спросом. Уменьшение диаметра полуфабриката уменьшением диаметра отверстий формующих решеток невозможно, так как происходит очень частое засорение отверстий. Кроме того, сформованные гранулы перед поступлением во вращающуюся печь засоряются некондиционным материалом - комьями глины - при чистке формующих розеток к шнековым прессам и слипшимися в комья гранулами в сушильном барабане. При вспучивании в печи комьев образуется некондиционный материал, который подлежит дроблению. После дробления керамзит имеет худшие свойства (повышенное водопоглощение, повышенный расход цемента при изготовлении бетона и др.) вследствие нарушения поверхностной корочки гранул. Указанные недостатки снижают рентабельность производства керамзита.

Известен способ получения полуфабриката при производстве керамзита, включающий формование увлажненной золы ТЭС в бесконечный плотный брус, дробление бруса на рифленых валках с последующей обкаткой гранул на вращающихся поверхностях с одновременной подсушкой при температуре 200-250°С до остаточной влажности 6-8% (авт. свид. СССР №461079. М. кл. С 04 В 31/02,1973).

Недостатками известного способа являются быстрое залипание рифлей валков при измельчении влажного бруса из глинистого сырья, чистка которых приведет к снижению стабильности и производительности процесса, получение полуфабриката фракции 10-20 мм до 44%. После обжига такого полуфабриката получится до 44% керамзита фракции 20-40 мм, который вообще но пользуется спросом у потребителей. К тому же при использовании указанного способа необходима полная реконструкция подготовительного отделения действующих заводов,

Известен способ получения полуфабриката при производстве керамзита, включающий приготовление гранул из глинистого сырья, подсушивание их в поверхностном слое при 150-400°С в течение 20-40 мин, вальцевание при давлении 0,14-0,23 МПa и величине зазора вальцев 3-5 мм с последующим дроблением заготовок в молотковой дробилке (авт. свид. СССР №1368290, М.Кл.⁴ С 04 В 14/12,1986).

Указанный способ является наиболее близким к предлагаемому и принят за прототип.

Недостатками указанного способа являются переизмельчение гранул при дроблении молотковой дробилкой, так как гранулы подвергаются неоднократному воздействию ударов молотков (получение пылевидной фракции 0-0,6 мм до 8%), налипание влажной глины на молотки и стенки корпуса, на которые молотками отбрасывается измельчаемая глина, что приведет к получению некондиционного материала ("лепешек") и снижению стабильности и производительности процесса.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является получение керамзита преимущественно фракции 5-10 мм без снижения стабильности и производительности процесса, а также без существенного изменения установленного на заводах оборудования.

Задача достигается за счет того, что в способе получения полуфабриката при производстве керамзита, включающем приготовление гранул из глинистого сырья, сушку и последующее измельчение, гранулы подсушивают до влажности 12-22%, а измельчение осуществляют до фракции 1,5-7 мм резанием вращающимися с окружной скоростью 10-50 м/c пластинчатыми режущими элементами, отношение площади которых к проходной площади составляет 1:(3-5).

Отличительной особенностью предлагаемого способа является измельчение подсушенных до влажности 12-22% гранул до фракции 1,5-7 мм резанием вращающимися с окружной скоростью 10-50 м/с пластинчатыми режущими элементами, отношение площади которых к проходной площади составляет 1:(3-5).

Экспериментально установлено, что во вращающейся печи получить керамзит преимущественно фракции 5-10 мм (до 80%) можно только из полуфабриката фракции 1,5-7 мм.

Подсушивание сформованных гранул до влажности 12-22% дает возможность измельчать их резанием до фракции 1,5-7 мм. При влажности менее 12% будут образовываться пылевидные фракции, которые ухудшают ведение процесса обжига во вращающейся печи, при влажности гранул более 22% возможно налипание гранул на внутренних стенках корпуса, в котором расположены вращающиеся режущие элементы. При размере полуфабриката свыше 7 мм увеличивается выход фракции 10-20 мм. Измельчение гранул с влажностью 12-22% резанием исключает образование пылевидных фракций. Измельчение гранул резанием вращающимися с окружной скоростью 10-50 м/с пластинчатыми режущими элементами с отношением их площади к проходной площади как 1:(3-5) обеспечивает получение полуфабриката фракции 1,5-7 мм, в том числе и при попадании в гранулы комьев глины, так как исключается проскок гранул размером более 7 мм без взаимодействия с крошками режущих элементов, и переизмельчение гранул. Кроме того, измельчение гранул резанием вращающимися со скоростью 10-50 м/с режущими элементами обеспечивает высокую стабильность и производительность процесса получения керамзита.

Способ получения полуфабриката при производстве керамзита поясняется чертежами, где на фиг.1 представлена схема устройства для измельчения подсушенных гранул, на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1 (вариант выполнения режущих элементов в виде пластинчатых ножей), на фиг.3 - то же (вариант выполнения режущих элементов в виде пластинчатого диска).

Устройство содержит корпус 1 с загрузочной течкой 2, вал 3 с закрепленными на нем (например, с помощью гайки с шайбой) режущими элементами 4, выполненными в виде пластинчатых ножей, отношение площади которых составляет 1-(3:5) к проходной площади (площадь между ножами в свету), или в виде диска, отношение площади которого составляет 1:(3-5) к проходной площади сечения диска. С валом 3 соединен с помощью шкивов электродвигатель 5. Для предотвращения просыпи полуфабриката, выходящего из корпуса 1, промежуток между транспортером 6 и нижней частью корпуса 1 закрыт кожухом 7 и уплотнителем 8.

Способ получения полуфабриката при производстве керамзита осуществляют следующим образом.

Сформованные из глинистого сырья гранулы любым известные пластическим способом (на шнековом прессе или дырчатых вальцах) подсушивают в сушильном барабане до влажности 12-22%. Затем гранулы через загрузочную течку 2 подают на вращающиеся от электродвигателя 5 с окружной скоростью 10-50 м/с пластинчатые режущие элементы 4. Измельченные режущими элементами 4 гранулы падают на транспортер 6, который подает их на обжиг во вращающуюся печь.

Пример 1. Из глинистого сырья Смышляевского месторождения на шнековом прессе СМК-21 формуют гранулы диаметром 10 мм, которые в сушильном барабане подсушивают до влажности 12%. Подсушенные гранулы через загрузочную течку 2 подают для измельчения на вращающиеся с окружной скоростью 10 м/с пластинчатые ножи 4, отношение площади которых составляет 1:3 к площади между ножами (проходной площади). Измельченные гранулы поступают на транспортер 6, а затем на обжиг во вращающуюся печь.

Пример 2. Из глинистого сырья Смышляевского месторождения на шнековом прессе СМК-21 формуют гранулы диаметром 10 мм, которые в сушильном барабане подсушивают до влажности 17%. Подсушенные гранулы через течку 2 подают на вращающиеся с окружной скоростью 30 м/с пластинчатые ножи 4, отношение площади которых к площади между ножами составляет 1:4. Измельченные гранулы падают на транспортер 6, который подает их на обжиг во вращающуюся печь.

Пример 3. Из глинистого сырья Смышляевского месторождения на шнековом прессе СМК-21 формуют гранулы диаметром 10 мм, которые в сушильном барабане подсушивают до влажности 22%. Подсушенные гранулы через течку 2 подают на вращающиеся с окружной скоростью 50 м/с пластинчатые ножи 4, отношение площади которых к площади между ножами составляет 1:5. Измельченные ножами 4 гранулы падают на транспортер 6, который подает их на обжиг во вращающуюся печь.

Пример 4. Из глинистого сырья Смышляевского месторождения на шнековом прессе СМК-21 формуют гранулы диаметром 10 мм, которые в сушильном барабане подсушивают до влажности 17%. Подсушенные гранулы через течку 2 подают на вращающиеся с окружной скоростью 3 м/с пластинчатые ножи 4, отношение площади которых к площади между ножами составляет 1:2,5. Измельченные ножами 4 гранулы поступают на транспортер 6, который подает их на обжиг во вращающуюся печь.

Пример 5. Из глинистого сырья Смышляевского месторождения на шнековом прессе СМК-21 формуют гранулы диаметром 10 мм, которые в сушильном барабане подсушивают до влажности 17%. Подсушенные гранулы через течку 2 подают на вращающиеся с окружной скоростью 52 м/с пластинчатые ножи 4, отношение площади которых к площади между ножами составляет 1:10. Измельченные ножами 4 гранулы падают на транспортер 6, который подает их на обжиг во вращающуюся печь.

Размер получаемого полуфабриката и керамзита по всем параметрам приведен в нижеследующей таблице, в которой также приведены данные по известному способу.

Наименование показателей	Примеры способа	реализации	Известный способ
1	2	3	4	5
Влажность подсушенных гранул, %	12	17	22	17	17	22
Скорость вращения режущих элементов, м/с	10	30	50	8	52	-
Отношение площади режущих элементов к проходной площади	1:3	1:4	1:5	1:2,5	1:10	-
Размер получаемых гранул полуфабриката, мм	1,5-7	1,5-7	1,5-7	0,5-5	3-10	10
Гранулометрический состав керамзита по фракциям, %:	27	20	20	30	17	5
0-5 мм
5-10 мм	73	80	75	75	65	15
10-20 мм	-	-	5	-	28	75
более 20 мм	-	-	-	-	-	5

Таким образом, предлагаемый способ позволяет получать на действующих керамзитовых заводах керамзит фракции 5-10 мм до 80% без изменения производительности и стабильности процесса и без изменения действующего оборудования. Кроме того, исключается получение некондиционного материала.