Вращающаяся печь для обжига керамзита

Обновлено: 02.07.2024

Вращающаяся печь для обжига керамзита

Цилиндрический корпус вращающейся печи дляобжига керамзита на валике образует угол около 3 ° по горизонтали. Материал поступает во вращающуюся печь из верхней части ( хвостовой части печи), и опускается вниз по направлению к нижней части ( голова печи ) под влиянием вращательного движения корпуса печи. Угольная пыль (или другие виды горючего материала такие, как природный газ и т.д.) впрыскиваетсяв печь при помощи воздуходувки, нагнетающей воздух подбольшим давлением. Теплота,выделяемая при полномсгорании топлива , приводит к физическим и химическим изменениям материалов. Материал расширяется и охлаждается , чтоб сформировался керамзит .

Вращающаяся печь для обжигакерамзита бывает двух типов- одно барабанная и двухбарабанная . Первый тип используется для прямого обжига при создании мелких частиц , обеспечивая достаточное время для обжига, улучшая тем, самым качество обжига . Последний тип использует автономное управление скоростьювращения сегмента предварительного нагрева и сегмента сушки , это облегчает управление временем предварительного нагрева в зависимости от состоянияматериала. Двухбарабанная печь применяется для производства лайтага и керамзитовой продукции со сланцем или глинистой породой.

Характеристикивращающейся печи для обжига керамзита

1. Вращающаяся печь для обжигакерамзита часто используется для производства обычной и высокопрочной керамзитовой продукции.
2. Продукция, изготовленная нашей вращающейся печью, отличается длительным сроком службы и повышенной прочностью .
3. Вращающаяся печь для обжигакерамзита производит керамзит с высокой водо поглощающей способностью , подвергающийся обработке .
4. Керамзитовая продукция имеет относительновысокую объемную плотность , поэтому вращающаяся печь не подходит для производства ультра тонкого керамзита.

Применение вращающейся печи для обжига керамзита

Керамзитовая продукция отличается низкой плотностью, высокой пористостью , высоким размягчающим коэффициентом , хорошей морозостойкостью и защитой от взаимодействия щёлочей цемента с заполнителем, а также легким весом, стойкостьюк коррозии и ударам. Такимобразом, вращающаясяпечь для обжига керамзита используется для производства керамзита , имеет широкий спе ктр пр именений в области производства строительных материалов , садоводства, пищевой промышленности , производства теплоизоляционных материалов , химическойпродукции и нефтепродуктов .

Технические параметрыоднобарабанной вращающейся печи для обжига керамзита

Печь для обжига керамзита в домашних условиях.

Зарегистрируйте новую учётную запись в нашем сообществе. Это очень просто!

Важная информация

Мы разместили cookie-файлы на ваше устройство, чтобы помочь сделать этот сайт лучше. Вы можете изменить свои настройки cookie-файлов, или продолжить без изменения настроек.

Устройство для обжига керамзита в двухсекционной вращающейся печи

Полезная модель относится к производству строительных материалов, а более конкретно - к устройству тепловой обработки глиняного сформованного сырца в двухсекционной вращающейся печи при производстве керамзита.

Сущность полезной модели заключается в следующем. При производстве керамзита необходимо получить его минимально возможную насыпную плотность, что может быть достигнуто путем обеспечения требуемого значения температуры материала в зоне нагрева и автоматической стабилизации температурного градиента в конце зоны нагрева путем изменения скорости вращения барабана вспучивания. Это обуславливает более качественную подготовку сырца и наиболее рациональный температурный режим вспучивания.

Технический результат полезной модели - стабилизация насыпной плотности керамзита на заданном минимальном уровне и уменьшение количества брака.

Указанный технический результат при осуществлении полезной модели достигается тем, что задают требуемое значение градиента температуры материала по времени в конце зоны нагрева, измеряют температуру материала двумя датчиками температуры, первый из которых расположен на границе барабана вспучивания и материала, на расстоянии 1,52 м от места входа барабана предварительной тепловой подготовки в барабан вспучивания, второй расположен на границе барабана вспучивания и материала, на расстоянии не менее 0,7 м от первого датчика температуры, вычисляют градиент температуры по времени, сравнивают вычисленное значение с заданным, преобразуют разностный сигнал и подают преобразованный сигнал на привод барабана вспучивания вращающейся печи, что обеспечивает стабилизацию градиента температуры конце зоны нагрева, стабилизацию насыпной плотности керамзита и уменьшение количества брака.

Полезная модель относится к производству строительных материалов, а более конкретно - к устройству тепловой обработки керамзита в двухсекционной вращающейся печи.

Известно устройство для обжига керамзита, при котором во вращающейся печи устраивают порог на расстоянии % от начала зоны подогрева Юнацкий С.П. Производство керамзита. - 3-е изд., перераб. и доп.- М.: Стройиздат, 1987. - 333 с./ [1]. Технологическая обоснованность устройства порогов в однобарабанной печи обусловливается появляющейся при этом возможностью замедлить прогревание керамзита в начале зоны подогрева. При этом получают кривую обжига керамзита, имеющую разные температурные градиенты в начале и конце зоны подогрева за счет накопления керамзита перед порогом.

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного устройства относится то, что в известном устройстве невозможно производить регулировку температурного градиента во время работы печи. Порог рассчитывается и строится для конкретного типа глины. При переходе на другое сырье эффективность порога падает из-за смещения технологических зон.

Наиболее близким устройством обжига керамзита во вращающихся печах по совокупности признаков является устройство автоматического управления расходом топлива во вращающейся печи для обжига керамзитового гравия /Система автоматического управления расходом топлива во вращающейся печи для обжига керамзитового гравия - Куйбышев: Государственный научно-исследовательский институт по керамзиту НИИКерамзит, 1981./ [2]. В этом устройстве сначала проводится предварительная тепловая обработка в определенных температурных и газовых условиях. Затем - вспучивание глинистого сырца при температуре вспучивания, которая стабилизируется автоматическим регулятором температуры зоны обжига. Такой обжиг керамзита характеризуется относительно постепенным нагревом полуфабриката, что не обосновано технологией и отрицательно влияет на общий коэффициент вспучивания глины.

Недостатком этого устройства является то, что он основан на стабилизации температуры вспучивания и не учитывает технологические операции подготовки глинистого сырца. Это является причиной, препятствующей получению требуемого результата - производство керамзита с заданными показателями качества, а также невозможностью управления процессом вспучивания при действии возмущений на этапах, предшествующих вспучиванию.

Сущность полезной модели заключается в следующем. При производстве керамзита необходимо получить его минимально возможную насыпную плотность, что может быть достигнуто путем обеспечения требуемого значения температуры керамзита в зоне подогрева и автоматической стабилизации температурного градиента в конце зоны подогрева. Это обуславливает более качественную подготовку сырца и наиболее рациональный температурный режим вспучивания.

Технический результат полезной модели - стабилизация насыпной плотности керамзита на заданном уровне и уменьшение количества брака.

Указанный технический результат при осуществлении полезной модели достигается тем, что в известном устройстве для обжига керамзита в двухсекционной вращающейся печи, содержащем вращающуюся печь, состоящую из барабана предварительной тепловой подготовки, входящего в барабан вспучивания, содержащая зоны сушки, нагрева, вспучивания и охлаждения, нерегулируемый привод вращения барабана предварительной тепловой подготовки, двигатель барабана вспучивания, передаточный механизм барабана вспучивания, управляемый силовой преобразователь, отличающееся тем, что оно снабжено задатчиком градиента температуры керамзита по времени, расположенного в конце зоны нагрева, двумя датчиками температуры в барабане вспучивания, первый из которых расположен на расстоянии 1,52 м от места входа барабана предварительной тепловой подготовки в барабан вспучивания, второй расположен на расстоянии не менее 0,7 м от первого датчика температуры, двумя блоками передачи информации, блоком задания расстояния между датчиками температуры, датчиком угловой скорости вращения двигателя барабана вспучивания, блоком вычисления линейной скорости керамзита, двумя устройствами сравнения, двумя блоками деления, регулятором, причем выход второго датчика температуры соединен с входом второго блока передачи информации, выход которого соединен с инверсным входом второго устройства сравнения, выход первого датчика температуры соединен с входом первого блока передачи информации, выход которого соединен с прямым входом второго устройства сравнения, выход второго устройства сравнения соединен с входом делимого первого блока деления, выход датчика угловой скорости вращения двигателя барабана вспучивания соединен с входом блока вычисления линейной скорости керамзита, выход которого соединен с входом делителя второго блока деления, выход блока задания расстояния между датчиками температуры соединен с входом делимого второго блока деления, выход которого соединен с входом делителя первого блока деления, выход первого блока деления соединен с инверсным входом первого устройства сравнения, прямой вход которого соединен с задатчиком градиента температуры керамзита по времени, расположенного в конце зоны нагрева, выход первого устройства сравнения соединен с входом регулятора, выход которого соединен с входом управляемого силового преобразователя, выход силового преобразователя соединен с входом двигателя барабана вспучивания, выход которого соединен с входом передаточного механизма барабана вспучивания, выход которого соединен с барабаном вспучивания.

На фигуре 2 изображена схема системы управления обжигом керамзита во вращающейся печи.

Применение такой системы управления обжигом керамзита во вращающейся печи позволит обеспечить стабилизацию градиента температуры конце зоны нагрева, стабилизацию насыпной плотности керамзита и уменьшение количества брака.

Библиографический список источников информации

1. Онацкий С.П. Производство керамзита. - 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Стройиздат, 1987. - 333 с.

2. Система автоматического управления расходом топлива во вращающейся печи для обжига керамзитового гравия - Куйбышев: Государственный научно-исследовательский институт по керамзиту НИИКерамзит, 1981 - 70 с.

3. Альбом рабочих чертежей запасных частей основного технологического оборудования для керамзитового цеха балаклейского цементно-шиферного комбината, г.Балаклея. НИИКерамзит, Куйбышев, 1979.

5. Беспроводные приборы Rosemount. Каталог продукции Emerson Process Management. М:, 2007.

6. Simatic. Комплекты для комплексной автоматизации. Каталог ST70-2005. Каталог продукции Siemens. СПб:, 2005.

Устройство для обжига керамзита в двухсекционной вращающейся печи, содержащее двухсекционную вращающуюся печь, состоящую из барабана предварительной тепловой подготовки, входящего в барабан вспучивания, содержащий зоны сушки, нагрева, вспучивания и охлаждения, нерегулируемый привод вращения барабана предварительной тепловой подготовки, двигатель барабана вспучивания, передаточный механизм барабана вспучивания, управляемый силовой преобразователь, отличающееся тем, что оно снабжено задатчиком градиента температуры керамзита по времени, расположенным в конце зоны нагрева, двумя датчиками температуры в барабане вспучивания, первый из которых расположен на расстоянии 1,5-2 м от места входа барабана предварительной тепловой подготовки в барабан вспучивания, второй расположен на расстоянии не менее 0,7 м от первого датчика температуры, двумя устройствами сравнения, двумя блоками передачи информации с датчиков температуры на второе устройство сравнения, блоком задания расстояния между датчиками температуры, датчиком угловой скорости вращения двигателя барабана вспучивания, блоком вычисления линейной скорости керамзита, двумя блоками деления, регулятором, причем выход второго датчика температуры соединен с прямым входом второго устройства сравнения, выход первого датчика температуры соединен с инверсным входом второго устройства сравнения с обеспечением подачи разностного сигнала, получаемого после второго устройства сравнения на вход делимого первого блока деления, выход датчика угловой скорости вращения двигателя барабана вспучивания соединен со входом блока вычисления линейной скорости керамзита, выход которого соединен со входом делителя второго блока деления, выход блока задания расстояния между датчиками температуры соединен со входом делителя второго блока деления, выход которого соединен со входом делителя первого блока деления с обеспечением поступления величины градиента температуры по времени в конце зоны нагрева, полученной на выходе первого блока деления, на инверсный вход первого устройства сравнения, прямой вход которого соединен с задатчиком градиента температуры керамзита по времени, расположенного в конце зоны нагрева, выход регулятора соединен с входом управляемого силового преобразователя при подаче на вход регулятора разностного сигнала, полученного на выходе первого устройства сравнения, при этом угловая частота питающего напряжения двигателя барабана вспучивания, полученная на выходе управляемого силового преобразователя, поступает на вход двигателя барабана вспучивания.

Основные способы получения керамзитового гравия

Само слово «керамзит» в переводе с греческого обозначает «обожженная глина». Уже из этого названия понятно, что для получения керамзита глину нужно обжечь. Сущность технологического процесса сводится к следующему: подготовленную глину подвергают резким тепловым ударам, что позволяет добиться пористости материала, его вспучивания. Благодаря оплавлению внешней оболочки, керамзит герметизируется и приобретает высокую прочность.

Особенности технологии производства

Сырьем для получения керамзита являются преимущественно осадочные глинистые породы, реже – метаморфические (аргиллит, глинистые сланцы и другие камнеподобные породы).

Они имеют сложный состав и включают в себя как глинистые минералы (гидрослюды, каолинит и т. д.), так и полевой шпат, кварц, карбонаты, органические и железистые примеси.

Из чего же делают этот строительный материал? Лучше всего для изготовления керамзита подходят глины, которые содержат максимум 30% кварца.

Подходит ли тот или иной материал для производства, устанавливают с помощью специальных исследований. Главные требования к сырью:

возможность вспучивания при обжиге;
легкоплавкость;
определенный интервал вспучивания.

Иногда в сырье вводят специальные добавки для повышения коэффициента вспучивания. В качестве добавки может быть использованы органические (соляровое масло, мазут и др.), железистые вещества, горные породы (перлит, алунит и т. п.) или искусственные вещества.

В результате переработки исходного сырья получают сырцовые гранулы определенных размеров и состава. Эти гранулы поддаются термической обработке: они просушиваются, обжигаются и охлаждаются. На следующем этапе полученный материал сортируют по плотности и в случае надобности дробят на более мелкие фракции. После сортировки керамзит готов к складированию или отгрузке к месту использования.

Основные этапы изготовления керамзита:

завоз сырья;
сушка глины;
обжиг сырья;
охлаждение гранул;
разделение на фракции;
транспортировка и складирование.

Добыча исходного сырья

Процесс производства керамзита начинается с добычи глинистого сырья в карьерах и перевозки его в глинозапасник. Разработка выполняется открытым способом, с использованием одно- и многоковшовых экскаваторов. Добыча сырья проводится по всей высоте, не выделяя отдельные пласты.

Если выполняется добыча камнеподобных пород, таких как аргиллиты или глинистые сланцы, прибегают к проведению буровзрывных работ. Разработку таких пород можно делать круглый год, в том время как мягкие породы добывают лишь в определенный период.

Чтобы производство керамзита было непрерывным, оборудуют специальные морозостойкие глинохранилища, которые могут вместить около полугодового запаса материала. Также для хранения глины используют промежуточные конусы, в которых она находится на открытом воздухе несколько месяцев.

Вследствие влияния температуры, периодического увлажнения и высыхания природная структура материала частично нарушается. Это значительно облегчает процесс дальнейшей переработки сырья в однородную массу.

Способы получения керамзитовых гранул

Существует четыре основных способа изготовления керамзита, которые отличаются своей технологией:

сухой;
мокрый;
порошково-пластический;
пластический.

Выбор конкретного способа зависит от качества сырья.

Сухой способ

Этот способ является наиболее простым. Он применяется в случае, когда имеют дело с камнеподобным сырьем. Вначале его дробят, затем отправляют во вращающуюся печь. Такой способ наиболее эффективен, если порода однородная, без вредных включений. Он отличается невысокими затратами и низкой энергоемкостью.

Мокрый (или шликерный) способ

Глину помещают в емкости большого размера – глиноболтушки. Затем ее разводят водой, получая шликер влажностью около 50%. Его подают насосами в шламбассейн, откуда он перемещается во вращающуюся печь. Здесь он разбивается на отдельные гранулы. Их высушивают газы, которые выходят из печи.

Мокрый способ требует большого расхода топлива, поскольку шликер имеет высокую влажность. Однако он позволяет очищать сырье от каменистых включений, вводить в него добавки, получать однородную массу. Его используют в случае высокой влажности исходного сырья.

Как делают керамзитовый гравий на примере производства мокрым способ более подробно расскажет видео:

Пластический способ

Этот метод наиболее распространен при производстве керамзита. Он предусматривает увлажнение рыхлого сырья и его переработку в вальцах или глиномешалках. Процесс изготовления керамзита напоминает производство кирпича.

Из полученной массы на дырчатых вальцах или ленточных прессах формируют цилиндрические гранулы, которым позже придается шарообразная форма. Гранулы сразу отправляют во вращающуюся печь или дополнительно просушивают в специальных барабанах.

Пластический способ более сложный, энерго- и капиталозатратный, чем сухой, но он позволяет сделать материал с лучшими свойствами. Во время переработки природная структура сырья нарушается, оно гомогенизируется, поэтому имеет более высокий коэффициент вспучивания.

Порошково-пластический способ

Вначале сухое сырье доводят до порошкообразного состояния, затем разводят водой. В итоге получают пластичную массу, из которой формируют гранулы. Этот метод является довольно затратным, поскольку необходимо дополнительно выполнять измельчение материала. Еще одним недостатком является необходимость дополнительной сушки гранул.

Как производится керамзит и необходимое оборудование

Тепловая обработка глины позволяет получать самые разнообразные стройматериалы. И наиболее востребованным из них является керамзит. Пористые изнутри вспученные комки становятся легкими и хорошо удерживают тепло, а поверхностная оболочка обеспечивает им прочность.

Для производства керамзита сырье должно обладать легкоплавкостью и способностью к обжиговому вспучиванию. Для материалов, которые плохо набирают объем, применяются различные добавки: мазут, перлит, соляровое масло, железистые вещества.

Технология получения керамзита предполагает использование в качестве сырья любых осадочных пород с высоким содержанием каолина: сланец глинистый и аргиллит. Хорошо вспучиваются гидрослюда, кварц, каолинит, полевые шпаты. Для строительного керамзита идеально подходит сырье, доля кварца в котором не превышает 30%.

После переработки и формовки сырья с высоким содержанием глины получают промежуточный продукт – сырцовые гранулы. Их высушивают, подвергают обжигу и охлаждают. Следующий производственный этап – сортировка по показателям плотности и крупности путем грохочения.

Это в общих чертах, но способов получения керамзита известно много. Каждая технология производства имеет свои особенности, однако выбор должен основываться на качестве исходного сырья.

1. Методы подготовки:

Сухой – используется для изготовления керамзита из однородных каменных пород без включений. Технология простейшая, что позволяет применять ее даже в домашних условиях – глинистое сырье дробится и отправляется в обжиговую печь.
Порошково-пластический – для обработки сухого сырья, поддающегося дроблению. Полученный в результате измельчения порошок затворяется водой и формуется. Гранулы перед обжигом предварительно высушивают. Естественно, что такое количество дополнительных операций увеличивает стоимость производства.
Шликерный или мокрый способ. Применяется, когда сырье на производство поступает с изначально высокой влажностью. С его помощью изготавливают керамзит из глины, замоченной в воде. Мокрое производство из-за этого несколько усложняется, так как требует дополнительного оборудования. Шликерная технология производства керамзита довольно энергоемка, зато на выходе можно получить однородный материал со стабильными свойствами без посторонних включений.
Пластический – самый распространенный промышленный способ изготовления керамзита из рыхлых пород, требующий применения специального оборудования.

Такая технология требует серьезных денежных и энергетических затрат, но только она гарантирует получение керамзита высокого качества с максимальными показателями вспучивания.

Нагрев сырцовых гранул должен происходить максимально быстро, так как они вспучиваются только при совпадении во времени двух процессов в глине:

активное выделение газов – в зависимости от состава сырья происходит при +600-950 °С;
переход в пиропластическое состояние при температуре ≥ 1100 °С.

Именно поэтому так важно, чтобы керамзитовый гравий в печь отправлялся уже высушенным, так как избыток влаги приведет к снижению эффективности обжига. Решить проблему также можно постепенным нагревом. Сперва сырец раскаляется до температур, предваряющих газовыделение (от +200 до +600 °С), и только потом резко нагревается до +1200 °С – температуры вспучивания.

Влияние технологии обжига на качество привело к появлению способов нагрева гранул в печах разного принципа действия:

Вращающиеся одно- и двухбарабанные печи – простейшее оборудование для производства керамзита. Они имеют небольшой диаметр 2,5-3 м, но работать с ними проще, только если исходное сырье отличается хорошим вспучиванием. Такие печи чаще всего используют для дома.
Кольцевые функционируют на любом виде сырья, превращая его в керамзит методом термоудара. Готовые гранулы получаются легче на 25-40 %, чем при обжиге в барабанах. Их плотность составляет 280-425 кг/м3, но и прочность падает вдвое.
Вертикальные аэрофонтанные печи обеспечивают обжиг сырца в восходящем потоке раскаленных газов. Происходит тот же термический удар, который вызывает в глине особенно активное вспучивание. Применение такой технологии целесообразно при выпуске больших объемов мелких фракций.

Сушка

После обжига керамзит охлаждают. От того, в каком режиме это происходит, будет зависеть прочность получаемых гранул. Слишком быстрое остывание ведет к растрескиванию продукта. Остаточные напряжения впоследствии могут сыграть злую шутку с керамзитобетоном при строительстве дома. Медленное остывание приведет к размягчению комков и потере формы. Так или иначе, нарушение технологии послеобжигового охлаждения даст на выходе материал низкого качества.

Порядок охлаждения гранул, независимо от способа их производства, должен соблюдаться такой:

Сразу же по окончании вспучивания керамзита следует остудить до температуры +800-900°С.
Охлаждение в течение 20 мин до +600-700°С.
Окончательное быстрое остывание.

Ступенчатое понижение температуры керамзита исключает риск возникновения внутреннего термического напряжения. В результате возрастает его прочность.

Проще организовать производство керамзитовых гранул на мини-заводе. Самодельное оборудование не позволит обеспечить непрерывность процесса и соблюдение всех нюансов технологии. Первое станет причиной перерасхода энергии и удорожания конечного продукта, второе откликнется снижением качества керамзита и изделий из него.

Для создания собственного бизнеса выгодно приобретать мини-заводы отечественного или китайского производства. Российские линии позволяют добиться объемов выпуска от 35 до 200 тысяч кубов в год, а их стоимость колеблется в пределах 20-36 млн рублей. Гораздо дешевле можно купить оборудование из Китая. В зависимости от объемов производства комплекты поставляются по ценам от 800 тысяч до 26 млн рублей.

Оборудование такого завода обеспечивает проведение всех основных операций по изготовлению керамзитовых гранул:

Дробилки и специальные смесители упрощают первичную подготовку сырья.
Рыхлитель, барабан или вальцы отвечают за сушку и предобжиговую обработку сырцовых гранул.
Прессы и питатели, а также холодильные установки обеспечивают полную автоматизацию процессов.

Для размещения такого цеха потребуется отвести участок немалой площади.

Особенности домашнего изготовления

Чтобы наладить керамзитовое мини производство в домашних условиях или гараже, потребуется своеобразная миниатюрная копия такого завода. Естественно, что оборудование будет попроще и меньшей производительности. В качестве сырья подойдет некондиционный гравий, любые легкоплавкие горные породы, угольная или торфяная зола. Работать придется на самодельной линии, собранной из отдельных узлов и, скорее всего, в лабораторном исполнении:

1. валковая дробилка ДВГ (300-400 тыс), промышленная обойдется в миллион, если речь не идет о б/у;

2. камерная печь типа СНОЛ (400-500 тыс, в зависимости от объема) или барабанная (от 1,6 млн);

3. охладитель выльется почти в 2 млн.

Итого стоимость недокомплекта из основного оборудования малой производительности будет не ниже 3-4,5 млн. При покупке некоторых узлов б/у или дешевых аналогов из Китая цена чуть снизится, но рентабельным такое производство не назовешь. Проще купить готовые керамзитовые гранулы.

Основной показатель качества керамзитового заполнителя – его прочность. Она влияет и на стоимость готового продукта. Следует обратить внимание и на другие физические параметры материала: вес и крупность гранул. В зависимости от класса керамзит получает соответствующее название: