Линия активации сырья ШЛ 340 // Строительные материалы. 2006. № 2.
Авторы:
Шлегель И.Ф.- канд. техн. наук - генеральный директор,
Шаевич Г.Я. - исполнительный директор,
Карабут Л.А. - канд. техн. наук - начальник технологического отдела,
Астафьев В.А. - начальник отдела мельниц,
Ушаков А.П., Андрианов А.В. - конструкторы Института Новых Технологий и Автоматизации промышленности строительных материалов (ООО ”ИНТА–СТРОЙ”, г.Омск)
Специалистам кирпичной промышленности хорошо известно, что качество подготовки глинистого сырья определяет в конечном итоге качество получаемого кирпича.
Разработка установки «Каскад-13» и полученные перспективные результаты по улучшению качества глинистого сырья [1, 2] позволяют рекомендовать «Каскад-13» для действующих и строящихся заводов как основную глиноперерабатывающую машину, заменяющую 5-6 существующих единиц.
Однако при разработке установки «Каскад-13» возникли следующие вопросы:
1.Возможно ли дальнейшее повышение качества кирпича?
2.Как утилизировать глину с камнями, изъятыми из процесса камневыделителем при переработке на установке «Каскад-13»?
3.Есть ли перспективы использования малопригодных тощих глин для изготовления кирпича?
Эти вопросы нашли решение при разработке линии активации сырья ШЛ - 340. Из наших более ранних исследований [3, 4] известно, что добавка в глинистое сырье до 10% активированной глины повышает прочность кирпича пластического формования на 90%. По экономическим соображениям лучшей добавки в глинистое сырье, чем сама глина трудно придумать.
Эксперименты проводились на глине, активированной на планетарной мельнице. При этом глина аморфизировалась и переходила в коллоидную форму. Для активации использовали шликер влажностью 60% - 70%. Целью тонкого измельчения (активации) глины является разрушение водопрочных оболочек, цементирующих отдельные зерна глинообразующих минералов, частичное разрушение самих зерен и освобождение, в конечном счете, молекулярных связей. Водные оболочки на поверхности глинистых частиц препятствуют образованию прочных контактов между отдельными частицами, что снижает трещиностойкость изделий в сушке. После процесса активации, освободившиеся молекулярные силы создают на поверхности частиц гидратную пленку. Последняя, уменьшая свою толщину во время сушки, будет способствовать возникновению прочных связей между отдельными зернами, что повышает не только трещиностойкость изделий в сушке, но и конечную прочность керамического черепка [5].
Кроме того, активация сырья, по мнению авторов [6], снижает температуру плавления, спекания и термического разложения минеральных веществ. Спекание основано на твердофазных реакциях, а они в большей мере зависят от поверхности соприкосновения твердых реагентов, поэтому процессы измельчения и активации сырья существенно снижают температуру спекания. Результаты экспериментов представлены на графике (Рис. 1).
Рис. 1. Зависимость предела прочности при сжатии (Rсж) керамических образцов от содержания активированной глины (Q).
Однако планетарные проходные мельницы для условий производства слишком дороги и малонадежны. Для активации сырья можно применить и другие типы измельчающих машин: коллоидные и вибрационные мельницы, дисмембраторы и дезинтеграторы.
Для условий производства наш выбор был сделан в пользу дисмембратора, как самой простой и надежной машины. При высоких оборотах и достаточном диаметре ротора и окружной скорости бил до 100 м/с получаем вполне приемлемую степень аморфизации глинистых частиц. Дисмембратору был присвоен фирменный индекс ШЛ-346Б.
Для получения шликера разработана оттирочная машина ШЛ-349А, принцип работы которой состоит в перетире поступающей засоренной глины через колосниковые решетки при помощи шнека. Одновременно производится отмыв глины от камней струями легкого шликера. Отмытые камни удаляются из машины шнеком в специальную емкость, вывозятся и могут быть использованы в качестве щебня.
Работает линия ШЛ-340 (Рис. 2) следующим образом. Сначала в оттирочную машину ШЛ-349А (поз. 6) заливается вода до определенной отметки. Затем открывается затвор камневыделителя (поз. 2) установки «Каскад-13» (поз. 1) и засоренная глина поступает в бункер (поз. 3) оттирочной машины (поз. 6). Одновременно включается дисмембратор (поз. 7), который забирает воду из оттирочной машины и подает ее в коллектор (поз. 4), из форсунок которого вода воздействует на поступающую глину, размывая ее. На глину также воздействует шнек, перетирая и проталкивая ее через колосники в поддон оттирочной машины (поз. 6).
Отмытые и очищенные от глины камни шнеком перемещаются вверх и попадают в емкость (поз. 5), откуда потом вывозятся.
По мере поступления глины вода все более насыщается глинистыми частицами и становится сначала легким шликером, который в процессе насыщения увеличивает свою плотность. Уровень шликера в оттирочной машине (поз. 6) при этом постоянно повышается. Многократный проход шликера через дисмембратор позволяет значительно увеличить степень его активации. Масимальный уровень шликера соответствует его оптимальной плотности и влажности около 60%.
При достижении максимального уровня шликера в оттирочной машине, срабатывает датчик уровня, происходит автоматическое переключение вентилей (поз. 8) и активированный шликер скачивается дисмембратором (поз. 7) в накопитель с мешалкой ШЛ-343А (поз. 9). Объем накопительной емкости в 3 раза больше полезного объема оттирочной машины. Поэтому, несмотря на периодическое пополнение активированным шликером, в технологическую линию он может выдаваться непрерывно.
Насос – дозатор (поз. 10) подает активированный шликер в необходимых количествах (3 ÷ 10%) вместе с подачей глины в установку «Каскад-13» (поз. 1). Там происходит гомогенизация смеси, а активированный шликер увеличивает ее пластическую составляющую.
Рис. 2. Линия активации сырья ШЛ 340: 1 – установка «Каскад 13», 2 – затвор камневыделителя, 3 – бункер, 4 – коллектор, 5 – ёмкость для камней, 6 – оттирочная машина ШЛ 349А, 7 – дисмембратор ШЛ 346Б, 8 – вентили, 9 – накопитель ШЛ 343А, 10 – насос дозатор.
Применение линии активации сырья ШЛ-340 совместно с установкой «Каскад-13» на действующих кирпичных заводах позволит реально увеличить марочность кирпича не менее чем в 2 раза, увеличить морозостойкость и улучшить внешний вид продукции. При этом в качестве сырья могут быть использованы малопластичные «тощие» глины, эффект применения предложенной линии для которых еще более ощутим.
Таким образом, линия активации сырья ШЛ-340 является важным этапом в деле реконструкции кирпичного производства и позволяет значительно повысить качество кирпича.
Список литературы:
1. Шлегель И.Ф., Шаевич Г.Я., Карабут Л.А., Пашкова Е.Б., Спитанов В.В., Астафьев В.А. Установка «Каскад» для кирпичной промышленности. // Строит. материалы. 2005. № 2.
2. Шлегель И.Ф., Шаевич Г.Я., Астафьев В.А., Карабут Л.А. Промышленная установка «Каскад-13» для глиноподготовки.// Строит. материалы. 2005. № 10.
3. Шлегель И.Ф. Перспективы повышения качества кирпича. // Строит. материалы. 2000. №2.
4. Шлегель И.Ф. Оптимизация сушки кирпича-сырца в тоннельных сушилках (отчет о научно-исследовательской работе). № Гос. регистрации 1860103012, г.Омск, СибАДИ, 1987. 179с.
5. Юшкевич М.О., Роговой М.И. Технология керамики.- М.: Издательство литературы по строительству, 1969.- 350 с.
6. Молчанов В.И., Селезнева О.Г., Жирнов Е.Н. Активация минералов при измельчении.- М.: «Недра», 1988. – 207 с.
