Общая характеристика используемого сырья. Выбор и обоснование технологической схемы, методика расчетов при проектировании производства. Фонды времени и режима работы оборудования, анализ и оценка производительности, удельные материало- и энергозатраты.
Применение легких пористых заполнителей позволяет получать эффективные легкие бетоны для теплоизоляции, стеновых панелей, монолитных стен и разнообразных несущих конструкций. Одним из эффективных, но малораспространенных, искусственных пористых заполнителей является вспученный перлит, технология производства которого рассмотрена в данной работе. Вспученный перлит - материал, получаемый вспучиванием при обжиге подготовленных зерен из вулканических водосодержащих пород (перлит, обсидиан, витрофир и др.). Перлитами называют природный материал, породу, представляющую из себя вулканическое стекло, в составе которого 70-75% SIO2; 12-14% AI2O3; 3-5% NAO, примерно столько же К2О, до 1% Fe2O3, CAO, MGO. В дальнейшем подземные воды проникают сквозь обсидиан, происходит его гидратация и образование гидроксида обсидиана - перлита.Легкие мелкие фракции песка вспучиваются в основном во взвешенном состоянии и уносятся из печи потоком отходящих газов (с последующим осаждением в циклонах). Следовательно, данная схема является оптимальной для производства вспученного перлитового песка и щебня, так как позволяет исключить процесс сортировки готовой продукции, обеспечивая заданную марку по плотности. 1 - загрузочное устройство для сырья; 2 - элеватор ленточный; 3 - силос сырья; 4 - питатель тарельчатый; 5 - конвейер ленточный передвижной; 6 - элеватор ленточный; 7 - затвор реечный шиберный; 8 - питатель дисковый; 9 - печь термоподготовки СМТ-178; 10 - печь вспучивания вращающаяся СМТ - 179; 11 - дутьевой вентилятор; 12 - циклон; 13 - осадитель; 14 - сито-бурат; 15 - затвор-питатель; 16 - силосы готовой продукции; 17 - затвор челюстной; 18 - питатель дисковый (производство щебня); 19 - питатель ячейковый (производство песка). Воздух и топливо в печь подается со стороны загрузки, что способствует термическому удару, в следствии которого происходит вспучивание при температуре 1250°С. Печь состоит из футерованного барабана 3, камеры выгрузки 1, привода 10, опорного 9 и опорно-упорного 11 устройств, топки 4, форсунки либо горелки 7 уплотняющего устройства 2 механизма очистки пересыпной течки 8.Рост и обновление основных фондов промышленности, развитие общественного производства, ускорение фондоотдачи, научно-технический прогресс и рост благосостояния населения в большой степени связаны с эффективностью капитального строительства. Повышение эффективности строительного производства обеспечивается его индустриализацией, поэтому в решении перечисленных важнейших народнохозяйственных задач велика роль ускоренно развивающейся промышленности строительных изделий и конструкций. Применяют вспученный перлит в качестве теплоизоляционного материала и заполнителя для особо легких теплоизоляционных и конструкционно-теплоизоляционных, а также жаростойких бетонов.
Введение
технологический оборудование вспученный перлит
Рост и обновление основных фондов промышленности, развитие общественного производства, ускорение фондоотдачи, научно-технический прогресс и рост благосостояния населения в большой степени связаны с эффективностью капитального строительства. Повышение эффективности строительного производства обеспечивается его индустриализацией, поэтому в решении перечисленных важнейших народнохозяйственных задач велика роль ускоренно развивающейся промышленности строительных изделий и конструкций.
Основным материалом для возведения разнообразных строительных конструкций, в том числе из изделий заводского изготовления, в настоящее время и в обозримом будущем является бетон. Это связано с расширением понятия «бетон». Бетонов стало много: тяжелый и легкий, конструкционный и теплоизоляционный, дорожный и гидротехнический, ячеистый и крупнопористый, жаростойкий и декоративный, защищающий от радиоактивных воздействий и от химической коррозии, керамзитобетон, шлакопемзобетон, аглопоритобетон, золобетон и т.д., причем название бетона часто зависит от названия используемого заполнителя, а свойства его в значительной мере определяются свойствами заполнителя.
Применение легких пористых заполнителей позволяет получать эффективные легкие бетоны для теплоизоляции, стеновых панелей, монолитных стен и разнообразных несущих конструкций. Замена обычных тяжелых заполнителей пористыми позволяет существенно изменить свойства бетонов в желаемом направлении: уменьшить плотность, улучшить теплоизоляционные свойства и т.д. В то же время достаточная прочность ряда пористых заполнителей обеспечивает возможность получения на их основе конструкционных легких бетонов высокой прочности.
Запасы природных пористых заполнителей в нашей стране ограничены. Применение пористых заполнителей - отходов промышленности также носит локальный характер: вблизи предприятий выдающих такие отходы. Поэтому основным источником обеспечения потребности строительства и строительной индустрии пористыми заполнителями является промышленность искусственных пористых заполнителей.
Одним из эффективных, но малораспространенных, искусственных пористых заполнителей является вспученный перлит, технология производства которого рассмотрена в данной работе.
1.
Общие положения. Характеристика сырья
Вспученный перлит - материал, получаемый вспучиванием при обжиге подготовленных зерен из вулканических водосодержащих пород (перлит, обсидиан, витрофир и др.).
Перлитами называют природный материал, породу, представляющую из себя вулканическое стекло, в составе которого 70-75% SIO2; 12-14% AI2O3; 3-5% NAO, примерно столько же К2О, до 1% Fe2O3, CAO, MGO.
С геологической точки зрения возникновение перлита связано с тем, что на кромке потока лавы, в местах первичного соприкосновения магматических расплавов и земной поверхности, в результате быстрого охлаждения (закалки) лавы формируется вулканическое стекло - обсидиан. В дальнейшем подземные воды проникают сквозь обсидиан, происходит его гидратация и образование гидроксида обсидиана - перлита.
Для перлита характерна мелкая концентрически-скорлуповатая отдельность (перлитовая структура), по которой он распадается на округлые ядра (перлы), напоминающие жемчужины с характерным блеском. Среди других вулканических пород перлит отличается наличием конституционной воды (более 1%). Пористость может составлять 8-40%. Перлит может иметь черную, зеленую, красно-бурую, коричневую, белую окраску различных тонов. Разновидности перлита: обсидиановый (с примесями обсидиана), сферолитовый (с примесями полевого шпата), смолянокаменный (однородный по составу), стекловатый и другие. По текстурным признакам выделяют массивный, полосчатый, брекчиевидный и пемзовидный перлиты.
В перлите содержится около 1…2% (иногда больше) связанной воды. При обжиге (1000… 1250°С) перлит размягчается и под давлением паров высвобождаемой воды сильно вспучивается. Коэффициент вспучивания - до 10… 12. Чем он больше, тем меньше расход сырья на единицу объема продукции. Поэтому многие предприятия, производящие легкий вспученный перлит, работают на привозном сырье с умеренной себестоимостью продукции. Однако если коэффициент вспучивания меньше, удельные затраты на перевозку сырья увеличиваются и себестоимость продукции возрастает.
В соответствии с ГОСТ 10832-91 «Песок и щебень перлитовые вспученные» предусматриваются марки но насыпной плотности для песка 75… 500, для щебня - 200… 500. Прочность щебня при сдавливании в цилиндре для указанных марок должна быть не менее 0,1… 0,6 МП а. Вспученный перлит отличается от других пористых заполнителей высоким водопоглощением, которое тем больше, чем больше степень вспучивания. В стандарте водопоглощение щебня ограничивается: для марки 500 - не более 30%, для марки 400-50%, для марки 300-75%, для марки 250-100%, для марки 200-125% по массе.
В отличие от других пористых заполнителей мелкие фракции вспученного перлита легче крупных. Это объясняется особенностями вспучивания стекловидных пород по сравнению, например, с глинистыми. Так, при производстве керамзита мелкие глиняные гранулы (до 5 мм) часто совсем не вспучиваются, так как еще до размягчения теряют все образующиеся при обжиге газы. Перлитовая же стекловидная порода удерживает газы, и чем лучше она прогревается в мелких гранулах, тем интенсивнее вспучивается.
Особенности вспученного перлита: · Имея малую насыпную плотность в пределах 100 кг/м3, он применяется для изготовления теплоизоляционных материалов, обладающих хорошими акустическими свойствами.
· Штукатурные растворы с применением вспученного перлитового песка используется как эффективный утеплитель, при этом 3 см такого раствора могут заменить 15 см кирпича.
· Используя перлитовый песок М-75-200 и различные вяжущие материалы (цемент, гипс, известь) можно получить объемную массу в сухом состоянии от 400 до 1000 кг/м3, коэффициент теплопроводности от 0,12 до 0,32 ккал/м*час*ОС при прочности от 5 до 75 кг/см2.
· Применяется перлитовый песок в качестве наполнителя и добавок при производстве огнестойких и антикоррозийных обмазок, гипсовых перегородок, в качестве заполнителя легких бетонов, в качестве теплоизоляционных засыпок при температуре изолируемых поверхностей от -200 до 875 ОС.
· Обладая высокой открытой пористостью (до 75%), он интенсивно поглощает жидкие вещества, в том числе и органические. Так 10 кг вспученного перлита в течении 3-5 минут впитывают около 100 кг жидкости (воды, нефти, мазута и других жидких углеводородов). Практически один объем вспученного перлита поглощает один объем жидкости. При этом воду он с легкостью отдает обратно. Это свойство позволяет применять перлитовый песок: В сельском хозяйстве при редких поливах, повышенной засушливости. При разливе нефти, мазута и других жидких углеводородов адсорбционным методом локализации разлива. При этом нефтепродукты из смеси легко выгорают. Оставшаяся сыпучая масса, состоящая из перлитового песка и коксового остатка, может использоваться повторно или запахивается на месте.
2. Номенклатура и характеристика продукции
Используется для тепловой изоляции при температуре изолируемой поверхности от -200 до 875°С, а также в качестве теплоизоляционного материала для кислородных и компрессорных комплексов, для производства перлито-битумных и перлитоцементных теплоизоляционных изделий; при гидропонном выращивании сельскохозяйственных культур; при удалении разливов нефтепродуктов с любых поверхностей.
Коэффициент теплопроводности при 25 5 o С Вт/(м o С) не более 0,043
Температура вспучивания - 1000°С
Температура применения - от -200 до 875°С
Влажность не более 2% по массе
Зерновой состав
Фракция от 0,16 до 5,0 мм (группа рядовой)
Марка по насыпной плотности
75 (насыпная плотность от 50 до 75 кг/м3)
100 (насыпная плотность от 75 до 100 кг/м3)
Крупнейшими потребителями вспученного перлита в России являются металлургические предприятия. Более 20% этого материала потребляется металлургами.
Наибольшее применение вспученный перлит нашел в изоляции блоков разделения воздуха на кислород и азот. С 1975 года по 1986 все существующие в СССР блоки разделения были переведены на вспученный перлит.
В 80-е - 90-е вспученный перлит нашел широкое применение при разливке чугуна и стали. Так вспученный перлит насыпной плотностью до 100 кг/м 3 многими металлургическими заводами используется при изоляции зеркала расплава в ковшах, изложницах, литейных формах.
Вспученный перлитовый песок с размерами частиц до 5 мм упакованный в бумажные мешки забрасывается на зеркало расплава. Мешок при соприкосновении с расплавленным металлом сгорает, а вспученный перлитовый песок рассыпается по зеркалу расплава. Образованный теплоизоляционный слой препятствует быстрому охлаждению расплава. При этом примеси, шлаки, присутствующие в металле переходят в прибыльную часть, улучшая, тем самым, качество основного металла. Концентрация шлаков, примесей, газовой фазы в прибыльной части увеличивает выход годного металла на кг расплава.
Еще одним направлением использования вспученного перлита в металлургии является его применение в литьевых формующих смесях. Добавка вспученного перлита в литейные пески делает стенки форм менее теплопроводными. Это способствует медленному остыванию отливок, а, следовательно, более полному выходу примесей и шлаков в прибыльную удаляемую часть.
Часто для лучшего распределения вспученного перлита по литьевой форме используют заранее подготовленные перлито-графитовые смеси.
Применение теплоизоляционных покрытий на основе вспученного перлита при производстве отливок из стали в объеме до 45%, цветных сплавов до 30, чугуна до 10 обеспечивает значительную экономию металлов: стали - 2250 тыс. т. в год; чугуна - 150; цветных сплавов - 1,5 тыс. т. в год.
Традиционной областью применения вспученного перлита в металлургии являются футеровочные работы. В России выпускается целый ряд огнеупоров на основе вспученного перлита. Наиболее распространенным материалом этого класса является перлитошамот. Температура применения до 900°С. Среди огнеупоров этого класса перлиталь, перлитодиатомит, эпсоперлит.
Вывод
Рост и обновление основных фондов промышленности, развитие общественного производства, ускорение фондоотдачи, научно-технический прогресс и рост благосостояния населения в большой степени связаны с эффективностью капитального строительства. Повышение эффективности строительного производства обеспечивается его индустриализацией, поэтому в решении перечисленных важнейших народнохозяйственных задач велика роль ускоренно развивающейся промышленности строительных изделий и конструкций.
Для получения вспученного перлита с зернами размером до 10 мм, в основном крупного песка, обжиг целесообразно производить в двухзонных печах кипящего слоя.
Применяют вспученный перлит в качестве теплоизоляционного материала и заполнителя для особо легких теплоизоляционных и конструкционно-теплоизоляционных, а также жаростойких бетонов.
В ряде случаев перлитовый песок используют как мелкий заполнитель в других видах легкого бетона: керамзитоперлитобетсне, шлакопемзоперлитобетоне и других, в которых крупный заполнитель - керамзит, шлаковая пемза, а мелкий - вспученный перлит. Опыт показал, что при этом насыпная плотность перлитового песка должна соответствовать М 200 или более, а содержание в нем фракции мельче 0,16 мм не должно превышать 10% по объему.
В связи с большим водопоглощением вспученного перлита и замедленной влагоотдачей представляет интерес его гидрофобизация растворами ГК.Ж-10 и ГКЖ-П, при которой, по данным КПИ и НИИСМИ (Киев), значительно уменьшается водопоглощение и создаются условия для более эффективного использования вспученного перлита.
Представляет интерес также баротермальный способ получения вспученного перлита, предложенный Г.И. Еворенко. При этом перлит сначала нагревается до температуры размягчения под давлением в паровой среде, а затем при сбросе давления вспучивается. Этим способом можно получить очень легкий материал со сравнительно высокой прочностью и малым водопоглощением.
Список литературы
технологический оборудование вспученный перлит
1) С.М. Ицкович, Л.Д. Чумаков, Ю.М. Баженов. Технология заполнителей бетона. М. Высшая школа. 1991
2) Под ред. Горбовцова. Строительные машины. Том 2. М. «Машиностроение».1991
3) Л.Д. Чумаков. Технология заполнителей бетона. Практикум. М. 2006
4) ГОСТ 10832-91 Песок и щебень перлитовые вспученные. Технические условия
5) ГОСТ 30566-98 Порошок перлитовый фильтровальный. Технические условия
Размещено на
Вы можете ЗАГРУЗИТЬ и ПОВЫСИТЬ уникальность своей работы
