Цех по производству керамзитового гравия пластичным методом однобарабанная печь

Пермский национальный исследовательский

политехнический университет

Строительный  факультет 

Кафедра строительных материалов и специальных технологий

 

 

Технология  обжиговых и плавленых материалов и изделий

 

 

Курсовой проект

«Цех по производству керамзитового гравия пластичным методом однобарабанная печь»

 

 

Группа: ПСК 11-1-зу

Студент:

Руководитель:

 

 

 

 

Пермь 2012г.

Содержание.

Курсовой проект

«Цех по производству керамзитового гравия пластичным методом однобарабанная печь »

1Введение………………………………………………………………………….3

2. Технологическая  часть

2.1. Характеристика  и номенклатура продукции………………………………7

2.2 Выбор, обозначение  и описание схемы технологического  процесса…..  11

2.3. Режим работы  и производственная программа  предприятия……………15

2.4. Характеристика  исходного сырья. Расчет потребности в сырьевых материалах (материальный баланс)……………………………………………17

2.5.Выбор и расчет количества основного технологического оборудования.20

2.6. Контроль производства и качества готовой продукции…………………22

2.7. Охрана труда и мероприятия по пожарной безопасности на предприятии……………………………………………………………………...24

Схема технологического процесса ……………………………………………28

Список литературы……………………………………………………………...29

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.Введение

Керамзит представляет собой легкий пористый материал ячеистого строения в виде гравия, реже в виде щебня, получаемый при обжиге легкоплавких глинистых пород, способных всучиваться при быстром нагревании их до температуры 1050 – 1300 С в течение 25–45 мин. Качество керамзитового гравия характеризуется размером его зерен, объемным весом и прочностью. В зависимости от размера зерен керамзитовый гравий делят на следующие фракции: 5 – 10, 10 – 20 и 20 – 40 мм, зерна менее 5 мм относят к керамзитовому песку. В зависимости от объемного насыпного веса (в кг/м3) гравий делят на марки от 150 до 800. Водопоглощение керамзитового гравия 8–20 %, морозостойкость должна быть не менее 25 циклов.

Керамзит применяют  в качестве пористого заполнителя  для легких бетонов, а также в  качестве теплоизоляционного материала  в виде засыпок.

Керамзитовый  гравий — частицы округлой формы  с оплавленной поверхностью и  порами внутри. Керамзит получают главным  образом в виде керамзитового  гравия. Зерна его имеют округлую форму. Структура пористая, ячеистая. На поверхности его часто имеется  более плотная корочка. Цвет керамзитового гравия обычно темно-бурый, в изломе — почти черный. Его получают вспучиванием при обжиге легкоплавких глин во вращающих печах. Такой гравий с размерами зерен 5 – 40 мм морозоустойчив, огнестоек, не впитывает воду и не содержит вредных для цемента примесей. Керамзитовый гравий используют в качестве заполнителя при изготовлении легкобетонных конструкций.

  Керамзитовый щебень — заполнитель для легких бетонов произвольной формы, преимущественно угловатой с размерами зерен от 5 до 40 мм, получаемый путем дробления крупных кусков вспученной массы керамзита.

 Некоторые  глины при обжиге вспучиваются. Например, при производстве глиняного  кирпича один из видов брака—  пережог — иногда сопровождается  вспучиванием. Это явление использовано для получения из глин пористого материала — керамзита.

  Вспучивание глины при обжиге связано с двумя процессами: газовыделением и переходом глины в пиропластическое состояние.

  Источниками газовыделения являются реакции восстановления окислов железа при их взаимодействии с органическими примесями, окисления этих примесей, дегидратации гидрослюд и других водосодержащих глинистых минералов, диссоциации карбонатов и т. д. В пиропластическое состояние глины переходят, когда при высокой температуре в них образуется жидкая фаза (расплав), в результате чего глина размягчается, приобретает способность к пластической деформации, в то же время становится газонепроницаемой и вспучивается выделяющимися газами.

  Для изготовления керамзитобетонных изделий нужен не только керамзитовый гравий, но и мелкий пористый заполнитель. Керамзитовый песок — заполнитель для легких бетонов и растворов с размером частиц от 0,14 до 5 мм получают при обжиге глинистой мелочи во вращающих и шахтных печах или же дроблением более крупных кусков керамзита.

 Производство  керамзитового песка по обычной  технологии во вращающейся печи  неэффективно. Некоторая примесь  песчаной фракции получается  при производстве керамзитового  гравия за счет разрушения  части гранул в процессе термообработки, однако он сравнительно тяжелый, так как мелкие частицы глинистого сырья практически не вспучиваются (резервы газообразования исчерпываются раньше, чем глина переходит в пиропластическое состояние). Кроме того, в зоне высоких температур мелкие гранулы разогреваются сильнее крупных, при этом, возможно, их оплавление и налипание на зерна гравия.

 На многих  предприятиях керамзитовый песок  получают дроблением керамзитового  гравия, преимущественно в валковых  дробилках. Себестоимость дробленого  керамзитового песка высока не только в связи с дополнительными затратами на дробление, но главным образом потому, что выход песка всегда меньше объема дробимого гравия. Коэффициент выхода песка составляет 0,4—0,7, т. е. в среднем из 1 м3 гравия получают только около 0,5 м3 дробленого керамзитого песка. При этом почти вдвое возрастает его насыпная плотность.

  В настоящее время при получении керамзитового песка лучшей считают технологию его обжига в кипящем слое.

  В вертикальную печь загружается глиняная крошка крупностью до 3 или 5 мм, получаемая дроблением подсушенной глины или специально приготовленных по пластическому способу и затем высушенных гранул. Через решетчатый (пористый) под печи снизу под давлением подают воздух и газообразное топливо (или же горячие газы из выносной топки). При определенной скорости подачи газов слой глиняной крошки разрыхляется, приходит в псевдоожиженное состояние, а при ее увеличении как бы кипит. Газообразное топливо сгорает непосредственно в кипящем слое. Благодаря интенсификации теплообмена в кипящем слое происходит быстрый и равномерный нагрев материала. Частицы глины обжигаются и вспучиваются примерно за 1,5 мин. Перед подачей в печь обжига глиняная крошка подогревается в кипящем слое реактора термоподготовки примерно до 300 °С, а готовый песок после обжига охлаждается в кипящем слое холодильного устройства. Насыпная плотность получаемого керамзитового песка— 500—700 кг/м3. К зерновому составу керамзитового песка предъявляются требования, аналогичные требованиям к природному песку, но крупных фракций в нем должно быть больше.

 Проблему  получения керамзитового песка,  достаточно эффективного по свойствам  и себестоимости, нельзя считать  полностью решенной. Часто при  получении керамзитобетона в  качестве мелкого заполнителя  применяют вспученный перлит, а также природный песок.

Вспучивание глин при быстром обжиге в определенных условиях является их важнейшим физико-химическим свойством. В результате вспучивания  получается легкий поризованный материал с мелкоячеистой структурой, обладающей малой плотностью при значительной прочности и высокими теплозащитными свойствами.

    В отличие от плотных, пористых и пустотелых керамических материалов и изделий, вырабатываемых из глин, вспученный при обжиге глинистых пород материал ячеистого строения называют  керамзитом. Это название подчеркивает родство керамзита с керамикой и стеклом. Оно учитывает не переменные признаки (метод производства и область применения), а постоянно действующие факторы (природу исходного сырья, физико-химический процесс образования  и свойства    продукта).

  Длительный  опыт освоения керамзита показал,  что  методы его получения,  а также  области использования  его технических  свойств могут  быть самыми разнообразными. С  развитием науки и техники  они непрерывно совершенствуются  и расширяются. Так, если в период зарождения промышленности керамзита вспучивание глин происходило  в горнах периодического действия и туннельных печах, а затем в одноцилиндрических вращающихся печах и на решетках с принудительным прососом воздуха, то в настоящее время предложены методы вспучивания: в двухбарабанных печах, в кипящем слое, в кольцевых, шахтных печах.

   В то  же время бесспорно, что, несмотря  на разнообразие методов производства  и оборудования для вспучивания  глинистых пород, физико-химическая  природа образования керамзита остается в такой же степени неизменной. Это и позволило отнести керамзит к классу материалов, имеющих ярко выраженные индивидуальные физико-химическую и техническую характеристики.

 В последние   десятилетия в производство керамзитового гравия наряду с классическими легкоплавкими глинистыми породами вовлекаются различные отходы углеобогащения, золы и шлаки тепловых электростанций, а также трепела, диатомиты и т. п. Производство искусственных пористых заполнителей на их основе осуществляется по технологии керамзита, свойства получаемых заполнителей оцениваются по общему стандарту. Так, ГОСТ 9759—83 распространяется на керамзитовый гравий и песок, представляющие собой искусственный пористый материал, получаемый вспучиванием при обжиге подготовленных гранул (зерен) из силикатных пород (глин, суглинков, различных сланцев, трепела, диатомита, опок) и промышленных отходов — зол и шлаков тепловых электростанций, отходов углеобогащения, а также на песок, получаемый дроблением керамзитового гравия и применяемых в качестве заполнителей при изготовлении теплоизоляционного и конструктивного (в том числе конструкционно-теплоизоляционного) легких бетонов. 

Область применения керамзита 

Теплоизоляция кровли скатного типа.

Теплоизоляция и звукоизоляция полов и перекрытий.

Теплоизоляция и создание уклона плоских крыш, газонов на террасах.

Производство  сверхлёгкого бетона и лёгких керамзитобетонных  блоков.

Теплоизоляция и уменьшение глубины закладки фундаментов.

Теплоизоляция грунта.

Теплоизоляция и дренаж в земляных насыпях дорог, прокладываемых в водонасыщенных грунтах.

Гидропоника, создание оптимального микроклимата для корневой системы растений.

 

 

2. Технологическая  часть

2.1. Характеристика  и номенклатура продукции

   Номенклатура

    В ГОСТ 9757-90 предусматриваются следующие фракции керамзитового гравия по крупности зерен: 5—10, 10— 20 и 20—40 мм. В  каждой  фракции  допускается до 5% более мелких и до 5% более крупных зерен по сравнению  с  номинальными размерами. Из-за невысокой эффективности грохочения материала  в  барабанных грохотах  трудно  добиться  разделения  керамзита  на  фракции  в   пределах установленных допусков.

     По насыпной плотности керамзитовый гравий подразделяется на  10  марок:

от 250 до 800, причем к марке 250 относится керамзитовый гравий  с  насыпной плотностью до 250 кг/м3, к марке 300  —  до  300 кг/м3  и т.  д.  Насыпную плотность определяют по фракциям  в  мерных  сосудах.  Чем  крупнее  фракция керамзитового  гравия,  тем,  как  правило,  меньше   насыпная   плотность, поскольку крупные фракции содержат наиболее вспученные гранулы.

Для  каждой  марки  по  насыпной   плотности   стандарт   устанавливает требования к прочности керамзитового гравия при  сдавливании  в  цилиндре  и соответствующие им марки  по  прочности  (табл.).  Маркировка  по  прочности позволяет сразу наметить область рационального  применения  того  или  иного керамзита в бетонах соответствующих марок. Более точные данные получают  при испытании заполнителя в бетоне.

№ п/п	Марка изделия	Размеры, мм			Объем, м3	Средняя плотность, кг/м3	Коэффициент теплопроводности, Вт/(м*С)	Прочность, Мпа
		l	b	h
1	2	3	4	5	6	7	8	9
1	М300 (гравий керамзитовый)	Фракция 40				300	0,08	1,0
2	М15 гранулы пенопласта	Фракция 6-8				15	0,054	0,20-0,25

    Прочность пористого  заполнителя  -  важный  показатель  его  качества.