Аглопоритовий щебінь

 

Машина являє собою  замкнену рухому стрічку випалювальних візків, на яку безперервно відвантажується шар підстильного та сировинного матеріалів. Донна та бортова постілі у візках призначені для запобігання впливу високих температур, просипанню сировинної суміші, а також для створення умов рівномірного випалювання гранул. Для донної постілі використовують випалені гранули аглопориту фракцій розміром не менше ніж 5 мм, а для бортової постілі придатні більш дрібні фракції.

 

Рис. 7. Агломераційна машина СМС-117:

1 - привідна станція, 2 - горн, 3 - остов, 4 - візки для спікання, 5 - укриття, 6 — розвантажувальна станція, 7 — коржерозломлювач

 

Випалювальні візки після  завантаження сирцевих гранул поступають у зону сушіння, підігріву, запалення, горіння, спікання та охолодження, час  перебування яких визначається вихідною вологістю гранул.

Поризація і спікання шихти відбувається при температурі 1200... 1300°С. Корж, який одержують під час спікання, піддають двоетапному подрібненню та фракціонуванню на щебінь і пісок.

На основі зол ТЕС можна  також одержувати аглопоритовий гравій, який характеризується високими техніко-економічними показниками.

Особливість технології виробництва  аглопоритового гравію на основі золи ТЕС (рис. 5.39) полягає в тому, що під час агломерації шихти утворюється не спечений корж, а випалені гранули.

За цією технологією можна використовувати суху золу винесення, золи із відвалів ТЕС, а також водозольну суспензію, що утворюється при гідротранспортуванні золи у відвали .

При використанні золи-винесення  її подають пневмотранспортом або цементовозами до силосів, які примикають до виробничого корпусу цеху агломерації. В силосному складі передбачена можливість перемішування золи за рахунок барботування, а також перекачування її у витратний бункер.

При використанні золи з  відвалу її складують під навісом, який розміщений близько від цеху. Після усереднення і розпушування золу подають у витратні бункери шихтозмішувального цеху.

Технологія виробництва  аглопоритового гравію складається з одержання сирцевих зольних гранул крупністю 10.. .20 мм, Укладання їх на колосники стрічкової агломераційної машини шаром завтовшки 200.. .300 мм та термічної обробки. Внаслідок високої газопроникності шихти крізь її шар проходить

 

 

Рис. 8. Схема виробництва аглопоритового гравію із золи ТЕС:

I — пневмотранспорт золи; 2 - пневмотранспорт для продукту; що повертається; 3 - витратний бункер  золи; 4 — автоматичний дозатор; 5 - двовальний (шнековий) змішувач; 6 — тарілчастий гранулятор; 7 - стрічковий конвеєр; 8 - лоток; 9 - роликовий укладач; 10 - горн;

II — стрічкова випалювальна  агломераційна машина; 12 — роторна  дробарка; 13 — пластинчастий конвеєр; 14 — інерційний грохот; 15 - двовалкова зубчаста дробарка; 16 - приймальний бункер; 17 - пиловий відцентровий вентилятор; 18 - рукавний фільтр; 19 - інерційний грохот; 20 - бункер готової продукції; 21 - збірний колектор для газів, що охолоджуються; 22 - стрічковий конвеєр для збору просипу; 23 - приймальний бункер просипу; 24 — вентилятор високого тиску велика кількість повітря, в результаті чого утворюється окислювальне середовище і гранули між собою не спікаються. Аглопоритовий гравій розсіюють за фракціями, а спечений продукт, який інколи утворюється, подрібнюють, а потім також класифікують за фракціями.

 

При використанні як сировини водозольної суспензії, що подається по золопроводах безпосередньо з ТЕС, можливе застосування наступної технологічної схеми. Суспензія, яка містить до 10% золи за масою, подається до згущувача, а потім при вмісті золи до 50...60% - до басейну з ланцюговими мішалками, куди й надходить попередньо приготовлений глиняний шлікер. Кількість глини, що додається до шихти, становить 5.. .7% від маси сухої золи. Одержану суспензію перекачують до пульпороздільника, звідки вона надходить на вакуум-фільтри, де відбувається зневоднення суспензії. В результаті цього процесу утворюється кек-осад, вологість якого наближається до оптимальної вологості шихти, що подається на грануляцію.

Залежно від зернового  складу золи і якості глиняного шлікера, вологість кек-осаду змінюється у межах 2.. .3%. Для коригування цього показника і зменшення загальної кількості палива у шихті передбачено введення до сировинної суміші продуктів повернення - неякісно випалених частинок аглопориту. Для одержання однорідної шихти кек-осад і продукти повернення направляють в двовальний лопатевий змішувач, де коржі кек-осаду руйнуються, а потім ретельно перемішуються з продуктами повернення. Отриману шихту подають на таріль гранулятора, де відбувається її грудкування у гранули розміром 1.. .20 мм.

Для виробництва аглопоритового гравію використовують золи з інтервалом плавлення не менше ніж 50... 100°С і вмістом оксидів заліза нижче 4%.

Аглопоритовий гравій має щільну поверхню і тому при однаковій з щебенем середній густині відрізняється від останнього підвищеною міцністю і меншим водопоглинанням.

При використанні антрацитового  штибу як технологічного палива бажано, щоб шихта для виробництва аглопориту включала гранули розміром від 3 до 10 мм, оскільки відомо, Що дрібні фракції зменшують газопроникність шихти, і таким чином впливають на вертикальну швидкість її спікання;

а наявність крупних гранул порушує стабільність процесу агломераціїза рахунок створення надлишкової газопроникності що збільшує вихід недопалу.

З метою економії палива можна поряд з антрацитовим штибом використовувати також органічні  відходи промисловості.

Останнім часом розроблена технологія отримання аглопориту із заміною частини вугілля у складі шихти (3...4%) органічним відходом гідролізного виробництва-лігніном. Вміст у складі лігніну частинок менше 0,5 мм досягає 88%. цей продукт характеризується невеликою густиною (від 250 до 700 кг/м³).

Лігнін вологістю приблизно 40.. .45% вводять у шихту як технологічне паливо в кількості до 28...30% за об’ємом. Необхідним є вибір оптимального способу введення палива до шихти. В цьому випадку приблизний склад шихти для виробництва аглопориту включає, мас. %: глини - 75; продукту повернення - 10; антрацитового штибу - 3; лігніну 112. Як технологічне паливо використовують суміш лігніну та вугілля, тому що застосування тільки лігніну не дає змоги отримати аглопорит міцністю більше 0,5...0,9 МПа.

Запропонований спосіб поліпшення якості отриманого продукту введенням  суміші палива (лігніну з вугіллям або лігніну з соляровим маслом) до фракціонованої шихти, порівняно з існуючою на підприємствах технологією, підвищує виробничу потужність агломераційної машини у 2 рази при одночасному поліпшенні структури аглопориту. Цей спосіб може бути рекомендований для підприємств, що працюють на низькокалорійному тонкодисперсному паливі.

Заміна антрацитового  штибу в суміші палива на солярове масло сприяє рівномірному утворенню  гранул. При введенні такої суміші палива до шихти збільшується міцність отриманого аглопориту. Так, для щебеню фракції 10...20 мм при підвищенні насипної густині від 485 до 550 кг/м³ міцність зростає з 0,97 до 1,7 МПа, а для щебеню фракції 5...10 мм при насипній густині від 585 до 630 кг/м³ міцність збільшується від 1,63 до 2,49 МПа.

Відомо, що реалізація технології виробництва аглопоритового гравію з використанням золи ТЕС передбачає використання зол з обмеженим вмістом палива (до 15%). Застосуванн я некондиційних зол для отримання аглопориту за традиційною технологією істотно погіршує техніко-економічні показники процесу агломерації, а отриманий продукт містить значну кількість спеченого матеріалу.

Ефективним шляхом вирішення  цієї проблеми є вибір оптимального режиму термообробки для монофракційного складу (10...20 мм) зольних сирцевих гранул, що складаються переважно із золи (90%) та глини (10%).

Дослідженнями встановлені  оптимальні параметри термічної обробки гранул: температура зовнішнього нагріву - 700°С (знижена на 50.. .200°С), тривалість - 4 хвилини, розрідження у вакуум-камерах в зонах зовнішнього нагрівання та шарового горіння палива - 800 та 2800 Па відповідно. В цьому випадку процес агломерації характеризується відносно високими показниками: вертикальна швидкість спікання — 17,8 мм/хв; питома потужність установки - 0,885 м³/м² за годину.

Таким чином, використання оптимального режиму термічної обробки сирцевих гранул на основі золи ТЕС з підвищеним вмістом залишкового палива сприяє стабілізації процесу агломерації та суттєвому зниженню витрат технологічного палива за рахунок зниження температури і тривалості зовнішнього нагрівання шару гранул.

Застосування агломераційного  методу термічної обробки золи при  одержанні пористих заповнювачів сприяє зменшенню витрат технологічного палива за рахунок використання не- спаленого вугілля, дає змогу регенерувати тепло і застосовувати гази, що відходять, забезпечувати високий тепловий ККД агломераційних машин поряд з їх високою продуктивністю.

Виробництво аглопоритового гравію, порівняно з виробництвом аглопоритового щебеню, характеризується зменшенням витрат технологічного палива на 20.. .30%, низьким розрідженням повітря у вакуум-камерах, а також збільшенням питомої продуктивності в 1,5...2 рази.

Золи ТЕС можуть бути також  використані і як паливні добавки при виробництві аглопориту із глинистих порід. До складу шихти для виробництва аглопориту необхідно ввести до 8% висококалорійного палива. Введення добавки золи сприяє скороченню витрат палива і зменшенню собівартості аглопориту.

Для виготовлення аглопориту також застосовують суміші глинистих  порід та відходів добування перліту.

Розроблена технологія передбачає використання у складі сировини для  виробництва аглопориту відходів перлітової породи у вигляді кристалічних включень, що не спучу- ються, в яких відсутні водні мінерали та гази.

Відходи перлітової породи зазвичай не потребують додаткової обробки  і подаються на конвеєр, а потім в ящиковий живильник. Одночасно можлива утилізація пилу циклонів аспіраційних систем цеху аглопориту (дисперсністю 180 м²/кг), що подається із спеціального бункера до барабанного гранулятора.

Додавання до складу шихти  відходів перлітового виробництва  забезпечує вертикальну швидкість  спікання суміші 7,5 мм/хв, скорочення витрат вугілля на 10.. .15%, газу - на 10%, економію глинистої сировини - на 10.. .15%.

Аглопорит, який отримано за запропонованою технологію, характеризується високими фізико-механічними показниками, що наведені в таблиці 2.

Таблиця 2 Фізико-механічні показники аглопориту на основі сировини, що містить відходи перлітового виробництва

Фракції, мм	Насипна густина, кг/м3	Марка за міцністю	нова пустотність, %	Водопоглинання, %	Коефіцієнт форми зерен 1
10... 20	625	П-300	54,0	14,1	1,40
5...10	730	П-350	49,5	15,4	1,37

На основі аглопориту, виготовленого  за вищенаведеною технологією, можуть бути отримані конструкційні бетони класів В15...В20.

 

4 Вимоги до готової продукції

Вимоги до готової продукції. Щебінь та гравій аглопоритові поділяють  на марки за насипною густиною від 400 до 900 кг/м³, пісок 3 від 600 до 1100 кг/м³. Міцність повинна бути 0,5.. .1,5 МПа для гравію; 0,5.. .2 МПа - для щебеню.

Особливістю аглопориту, як і більшості інших заповнювачів, є те, що при зменшенні розмірів фракції щебеню чи піску їх насипна густина збільшується.

Міжзернова пустотність щебеню складає 50.. .60%, таким чином, густина зерен приблизно в 2 рази перевищує насипну густину щебеню.

Пористість зерен щебеню знаходиться в межах 40...60%. Коефіцієнт форми в середньому не повинен перевищувати 2,5.

На відміну від керамзиту  аглопоритовий щебінь характеризується більшою кількістю відкритих пор (15...20%), що приводить до деякого збільшення витрат цементу при виготовленні бетону, але одночасно сприяє зміцненню заповнювача та зчепленню його з цементним каменем.

Аглопорит відрізняється  порівняно високою однорідністю за насипною густиною та міцністю.

До аглопориту ставлять вимоги щодо стійкості до залізистого та силікатного розпадів, при цьому втрати маси не повинні перевищувати 5 та 8% відповідно. Втрати маси при прожарюванні не повинні перевищувати 3%.

Морозостійкість аглопориту повинна становити не менше 15 циклів навперемінного заморожування та відтавання при втратах маси, що не перевищують 8%.

Коефіцієнт розм’якшення зерен аглопориту повинен бути більше 0,7.

Вміст водорозчинних та сірчанокислих  сполук в перерахуванні на 80₃ не повинен перевищувати 1 мас. %.

Технічні вимоги до аглопоритового щебеню, гравію та піску наведені в ДСТУ Б В.2.7-17-95 “Будівельні матеріали. Гравій, щебінь і пісок штучні пористі. Технічні умови”.

Використання аглопориту на основі зол та шлаків ТЕС дає  змогу одержати легкі бетони класів В3,5.. .В30, які мають середню густину 900...1800 кг/м³ при витраті цементу 200...400 кг/м³.

 

5 Галузі застосування готової продукції

 

Щебень використовують як звичайний будівельний матеріал, запропонований до застосування у різних сферах будівельного виробництва, І що дозволяє заощаджувати сировинні ресурси, і покращувати екологію довкілля. З отриманням щебеню з бетону витрати палива на 8 раз менші, аніж за його видобутку мови у природничих умовах, а собівартість бетону на вторинному щебені зменшена до 25%. Вторинний заповнювач з бетонного брухту поступово стає у один ряду зустрічей за іншими будівельними матеріалами.