CC BY
19I II
technology
тематический раздел журнала «Строительные Материалы
УДК 691.42
И.Ф. ШЛЕГЕЛЬ, канд. техн. наук, генеральный директор, Г.Я. ШАЕВИЧ, директор, А.В. АНДРИАНОВ, А.В. РУКАВИЦЫН, В.А. КУКУШКИН, Л.Н. МОЛОДКИНА, инженеры, Институт Новых Технологий и Автоматизации промышленности строительных материалов, ООО «ИНТА-СТРОЙ» (Омск)
Опыт реконструкции завода для выпуска объемно-окрашенного кирпича
В марте 2011 г. участникам конференции «Керам-тэкс» был продемонстрирован кирпичный завод полусухого прессования кирпича ШЛ-400. Состав и оборудование этой технологической линии подробно описаны [1]. Достигнутые показатели качества превзошли ожидаемые: выпущен полнотелый кирпич «церковного» формата марки 350—450 морозостойкостью свыше Б50.
Кроме высококачественной продукции получен куда более ценный результат: исследована и отработана новая технология, прошло доработку и испытание новое оборудование. На базе этого опыта сделали доводку комплексных технологических линий для выпуска полнотелого кирпича еще четырех форматов. Эти заводы могут выпускаться производительностью 5, 10, 20, 40, 60 и более млн шт. усл. кирпича в год.
После пуска завода мы поставили себе новую задачу — наладить выпуск кирпича светлых тонов, отработать технологию и оборудование для реального производства. Лабораторные исследования по объемному окрашиванию были проведены заранее [2].
Решение задачи производства кирпича светлых тонов возможно при использовании многотоннажных
карбонатсодержащих отходов — гранулированного шлака металлургического производства, высококальцини-рованной золы и др.
На основании лабораторных исследований было принято решение для производства кирпича светлых тонов использовать глину карьера кирпичного завода с. Звонарев-Кут Омской области и молотый гранулированный шлак Магнитогорского металлургического комбината (ММК). Химический состав компонентов представлен в табл. 1.
Глина карьера кирпичного завода с. Звонарев-Кут принадлежит к гидрослюдистым, в ее составе преобладают глинистые минералы микроклин и мусковит (полевые шпаты). Группу плагиоклазов представляют изоморфные смеси минералов альбита и анортита.
Введение в состав шихты граншлака кислого состава (содержание СаО 35—40%) в количестве от 10 до 40% влияет на цвет керамического черепка: происходит его осветление от розового до бледно-желтого цвета. В охлажденных кислых доменных шлаках ММК основными минералами являются альбит и диопсид, повышающие количество стеклофазы при обжиге, улучшающие спекаемость изделий.
Таблица 1
Компоненты/состав SiO2 AI2O3 FeO Fe2O3 CaO MgO MnO TiO2
Глина с. Звонарев-Кут 54,2 12,7 - 4,7 4,8 1,8 0,2 0,47
Гран. шлак ММК 37,4 11,1 0,25 - 38,3 8,2 0,29 0,81
Зола ТЭЦ-4 58,8 25,88 - 5,45 3,86 - - -
Таблица 2
Параметры Показатели
Производительность, кг/ч 400
Внутренний диаметр барабана (без футеровки), мм 900
Рабочая длина барабана (без футеровки), мм 1900
Номинальный объем барабана, м3 0,95
Скорость вращения барабана, об/мин 35
Привод: мотор-редуктор, тип мощность, кВт число оборотов, об/мин 4АМЦ140 18,5 125
Габаритные размеры: мм длина ширина высота 3160 1720 1265
Масса мелющих тел, кг 1515
Масса мельницы (без мелющих тел), кг 2800
Рис. 1. Шаровая трубная мельница: 1 - разгрузочная цапфа; 2 - корпус; 3 - привод; 4 - загрузочная цапфа; 5 - мелющие шары
44
научно-технический и производственный журнал
май 2012
jVJ ®
тематический раздел журнала «Строительные Материалы»
И ЯЛйД 1
1есЬпо!оду
Таблица 3
Комплексная добавка Массовая доля добавки, % Предел прочности при сжатии, МПа Предел прочности при изгибе, МПа Величина водо-поглощения, % Цвет керамического кирпича
Граншлак + зола 10 + 10 16 + 10 20 + 10 30 + 10 42 46 51 59 3.7 4,6 6,3 6.8 12 12,1 12,7 13 Розовый Кремовый Светло-кремовый Светло-желтый
Зола Омской ТЭЦ-4 содержит небольшое количество СаО, однако добавка ее в состав шихты при полусухом прессовании повышает морозостойкость кирпича.
При внедрении результатов лабораторных разработок в производство возник вопрос, как размолоть и высушить граншлак, ведь он поступает в виде осколочных частиц размером до 15 мм и влажностью до 10%.
Было несколько предложений, но в конечном итоге выбрали наиболее удачный вариант: размол и сушку производить в одном агрегате — трубной шаровой мельнице. Проанализировали несколько конструкций таких мельниц и нашли ряд их недостатков, что заставило разработать свою конструкцию шаровой трубной мельницы.
На рис. 1 представлена мельница «Ветерок-3», а в табл. 2 приведены ее технические характеристики.
Применение импортного спаренного клинового ремня позволило установить приводной шкив непосредственно на выходной вал мотор-редуктора, привод получился более простой и удобный в обслуживании. Мельница «Ветерок-3» работает следующим образом.
Измельчаемый материал подается через загрузо чную цапфу (поз. 4, рис. 1), в нее же поступают отработанные дымовые газы от сушильного б арабана. При вращении цилиндрического корпуса 2 мелющие шары 3 приходят в движение и осуществляют размол материала.
Частицы материала крупностью менее 60 мкм подхватываются потоком дымовых газов, выносятся из мельницы, попадают в осадительные циклоны и далее в бункер молотого граншлака.
Работа технологической линии понятна из рис. 2.
Основным преимуществом этой технологической линии является применение установки «Каскад-4», дополненной лопастной мешалкой, где осуществляется предварительное перемешивание компонентов. Перетирание массы на установке «Каскад-4» позволяет получить однородную гомогенную шихту и в результате однотонную поверхность объемно-окрашенного керамического кирпича.
Физико-механические показатели качества кирпича полусухого прессования и его цветовые характеристики приведены в табл. 3.
Таким образом, доказана возможность получения объемно-окрашенного кирпича светлых тонов без применения дорогостоящих оксида титана, мела и других химических добавок с альтернативным использованием вторичных карбонатсодержащих ресурсов.
Ключевые слова: керамический кирпич, сухое прессование, установка «Каскад».
6000
Рис. 2. Технологическая схема линии подготовки сырья: А - пристройка к действующему заводу; Б - глинозапасник; 1 - бункер гран-шлака; 2 - ленточный транспортер; 3 - шаровая мельница; 4 - трубопровод подачи теплоносителя; 5 - пневмопровод граншлака с циклоном; 6 - бункер молотого граншлака; 7 - шнек-дозатор; 8 - бункер золы; 9 - глиномешалка;
10 - агрегат загрузки сырья;
11 - установка «Каскад-4»;
12 - шнековые транспортеры;
13 - сушильный барабан;
14 - стержневой смеситель;
15 - пневматический подъемник;
16 - бункер пресс-порошка;
17 - пресс; процессы перемещения: г - глины, д - дымовых газов;
з - золы; ш - граншлака; с - сырьевой смеси.
Список литературы
1. Шлегель И.Ф., Шаевич Г.Я., Михайлец С.Н., Андрианов А.В. и др. Новый комплекс ШЛ-400 для производства церковного кирпича // Строительные материалы. 2009. № 4. С. 32-36.
2. Шлегель И.Ф., Шаевич Г.Я., Карабут Л.А. и др. Новые возможности установки «Каскад» // Строительные материалы. 2007. № 2. С. 48-50.
3. Шлегель И.Ф., Рукавицын А.В., Андрианов А.В. Использование установок серии «Каскад» в технологии полусухого прессования кирпича // Строительные материалы. 2010. № 4. С. 58-59.
научно-технический и производственный журнал
май 2012
45
