Номенклатура выпускаемой продукции Технологическая часть

2.6 Технологическая схема производства
Технология производства керамзитового гравия включает следующие основные переделы:
- добычу сырья в карьере и его транспортирование в глинозапасник;
- переработку исходного сырья и получение сырцовых гранул из однородной керамической массы или зерен (крошки) установленных размеров;
- термическую обработку сырцовых гранул или зерен, включающую сушку, обжиг и последующее охлаждение готового продукта;
- сортировку, а при необходимости частичное дробление или разделение готового продукта по плотности;
- складирование и отгрузку заполнителя.
Разработку месторождений глинистых пород производят открытым способом. Для добычи глинистого сырья используют одноковшовые и многоковшовые экскаваторы. Добыча сырья проводится по всей высоте, не выделяя отдельные пласты. При разработке камнеподобных глинистых горных пород (глинистых сланцев, аргиллитов) перед экскавацией сырья производят буровзрывные работы.
Мягкие глинистые породы добывают в карьерах, работающих сезонно, камнеподобные в течение всего года. Для обеспечения непрерывной работы заводов устраивают глинохранилища вместимостью до полугодового запаса сырья с предохранением его от промерзания. Запасы глины также хранят в промежуточных конусах где она вылеживается в течение нескольких месяцев на открытом воздухе. В результате температурных воздействий, особенно мороза, переменного увлажнения и высушивания происходит предварительное разрушение естественной структуры сырья, значительно облегчающее ее последующую переработку в однородную формовочную массу.
Завезенную в открытое глинохранилище глину одноковшовым экскаватором грузят на автосамосвалы и перевозят в глинозапасники цехов. Готовую к переработке глину грейферным краном загружают в приемный бункер глинорыхлителя для первичного измельчения.
Из глинорыхлителя глину подают в ящичная подаватель для равномерного питания технологической линии. Через ящичную подаватель глину подают по ленточным конвейерам на вторичное. Дробилки указанного типа должны обеспечивать: дробление на крошку сырья с влажностью, позволяющей разрушать породы без замазывания дробилки и слеживания материала при последующем бункеровании; выход после дробления крошки с минимальным содержанием плоских и остроконечных зерен; получение зерен размером до 10-15 мм в поперечнике с минимальным выходом мелочи и пыли;
Для сортировки крошки на фракции до 5-15 мм применяют вибросита. При этом отделяются куски размером больше 15 мм в поперечнике, возвращаемые на повторное дробление.
Для фракционирования глинистой крошки вибросита – многогранные равномерно вращающиеся грохоты – отличающиеся достаточной надежностью. Это позволяет организовать сортировку непосредственно на верхних площадках бункеров.
Керамзитовый гравий обжигают во вращающихся печах. Наибольшее распространение получили однобарабанные печи трех типоразмеров 40x3,5, 22х2,3 и 12х1,2 м.
Процессы, происходящие при обжиге. Создание пористой структуры керамзитового гравия достигается вспучиванием размягченного при термической обработке глинистого сырья газами (СО, СО₂, Н₂О, SO₂, O₂, N₂, CH), выделяющимися в процессе нагревания. Вспучиванием называют процесс увеличения материала в объеме, сопровождающегося образованием внутренней, преимущественно замкнутой пористости.
Вспучивание глины при обжиге связано с двумя процессами: газовыделением и переходом глины в пиропластическое состояние.
Появление жидкой фазы в массе снижает ее вязкость настолько, что материал из этой массы под влиянием даже собственного веса может деформироваться. При этом масса располагает еще значительным количеством твердых тугоплавких частиц, не перешедших в расплав.
Такими тугоплавкими компонентами массы, наиболее стойкими к температурным воздействиям, являются Al₂O₃ и SiO₂. Они также повышают вязкость массы, находящейся в пиропластическом состоянии, a Na₂O и K₂O расширяют температурный интервал пребывания массы в таком состоянии. При наличии последних двух компонентов в количестве 3-5 % в расплав переходит более 50 % массы.
FeO в процессе размягчения глины играет существенную роль, образуя ряд важных для этого процесса и процесса вспучивания. Такие эвтектики обусловливают в то же время оптимальную вязкость для порообразования. К ним относятся системы FeO-CaO-SiO, FeO-Al₂O₃-SiO₂ и др.
Органические примеси способствуют восстановлению окислов железа, более раннему накоплению жидкой фазы с участием FeO, снижению нижней границы интервала вспучивания и его расширению.
CaO образует с другими компонентами сравнительно высокотемпературные эвтектики, например, системы CaO-АlО₃-SiO₂ при 1170 °С. Высокотемпературный обжиг сырья на керамзитовый гравий, с одной стороны, мало экономичен, а с другой – создается опасность сильно флюсующего действия CaO в коротком интервале температур, в результате чего возникают быстротечная деформация материала, его оплавление и возможность агрегации зерен керамзита в большие куски – «свары». Поэтому содержание CaO, как установлено опытом, не должно превышать 3-5 %.
После обжига керамзитовый гравий отправляют в холодильник. Керамзит, получаемый после обжига необходимо охладить. От скорости охлаждения зависят прочностные свойства керамзита. При слишком быстром охлаждении керамзита его зерна могут растрескаться или же в них сохранятся остаточные напряжения, которые могут проявиться в бетоне. С другой стороны, и при слишком медленном охлаждении керамзита сразу после вспучивания возможно снижение его качества из-за смятия размягченных гранул, а также в связи с окислительными процессами, в результате которых FeO переходит в Fe₂O₃, что сопровождается деструкцией и снижением прочности.
Сразу после вспучивания желательно быстрое охлаждение керамзита до температуры 800-900 °С для закрепления структуры и предотвращения окисления закисного железа. Затем рекомендуется медленное охлаждение до температуры 600-700 °С в течение 20 мин для обеспечений затвердевания стеклофазы без больших термических напряжений, а также формирования в ней кристаллических минералов, повышающих прочность керамзита. Далее возможно сравнительно быстрое охлаждение керамзита в течение нескольких минут.
После обжига охлажденный в слоевом холодильнике керамзитовый гравий сортируют по плотности и фракциям. Для фракционирования керамзитового гравия используют грохоты. Далее керамзитовый гравий поступает на склад готовой продукции и отгрузку.
Транспортируют керамзит по ленточному конвейеру на склад силосного типа. Для этого керамзит предварительно фасуют по специальным влагозащитным мешкам различного объема.