ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЛИНИЯ ПРОИЗВОДСТВА ГРАНУЛИРОВАННОГО ПЕНОКЕРАМИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛА

Полезная модель относится к производству строительных материалов, а именно к технологической линии по производству гранулированного керамического теплоизоляционного материала ячеистой структуры.
Обычно под керамикой понимают группу материалов неорганического типа, преимущественно на основе силикатов, характерной особенностью которой является наличие в структуре кристаллофазы и стеклофазы. Под пенами понимают грубодисперсные системы «газ-твердое тело» или «газ-жидкость», когда твердая или жидкая фазы образуют ячеистую структуру и внутри ячеек находится газовая фаза. Поэтому пенокерамика представляет собой легкий силикатный материал ячеистой структуры, образующийся в процессе термической обработки сырцовой заготовки до температур 750-850°С. При этой температуре происходит выделение газов, формирование стеклофазы и кристаллофазы керамики. Причем выделяющиеся газы увеличивают кажущийся объем заготовки, образуя ячеистую структуру типа пены. Материал заготовки при таких температурах находится в пластичном состоянии за счет формирования расплава стеклофазы. При кристаллизации, иногда только частичной, стеклофазы, материал приобретает новые свойства. В этом случае его уже относят к керамике.
По внешнему виду пенокерамика напоминает широко известное пеностекло, общие вопросы получения которого описаны в монографиях [Демидович Б.К. Производство и применение пеностекла. Минск, Наука и техника, 1972, с. 304.Демидович Б.К. Пеностекло. Минск, Наука и техника, 1975, с. 2481,]. Отмечается, что для различных потребительских целей изготавливают пеностекло, как в виде блоков различной формы, так и в виде кусков правильной (обычно сферической) или неправильной формы. Для изготовления блоков смесь сырьевых порошков засыпают в формы и подвергают термической обработке.
Для получения гранулированного пеностекла обычно используют в качестве сырья смесь порошков стекла и газообразующего компонента в присутствии неорганической связки, в качестве которой используют обычно жидкое стекло. Такие методы описаны в вышеупомянутых монографиях или патентной литературе [Патент на изобретение РФ № 2079468, С04ВЗЗ/28. Способ получения керамических сфероидов / Созонов В.В.; Иевлева Ж.И.; Лысенко А.Г.; Терещенко М.С.; Шавырин В.И.; Костин Л.И.; Крылов Ю.В. -Заявл. 23.06.94. - Опубл. 20.05.97.Патент на изобретение РФ № 2158716, С 04 В 28/26. Композиция для изготовления сферических гранул для теплоизоляционного материала / Иващенко Ю.Г., Сурнин А.А., Зобкова Н.В., Павлова И.Л. Заявл. 16.02.99. Опубл. 10.11.2000]. Смесь гранулируют, сушат до придания гранулам жесткости и нагревают во вращающейся печи до размягчения стекла и газовыделения в системе, что для большинства стекол происходит при температурах примерно 750-900°С. В результате из печи выходят сферические гранулы пеносиликатных материалов.
Помимо непосредственного использования порошков стекла возможна их предварительная агрегация в более крупные тела.
Наиболее близким техническим решением является «Технологическая линия производства гранулированного пенокерамического материала», описанная в патенте на полезную модель РФ № 100073, С04В 38/00. авторы Бубенков О.А., Кетов П.А., Кетов Ю.А., Лобастов.- Заявл. 09.08.2010.-Опубл. 10.12.2010, бюл. № 34. (прототип)]. Технологическая линия производства гранулированного пенокерамического материала имеет в составе связанные между собой посредством трубопроводов и транспортеров участки подготовки исходного сырья, получения сырцовых гранул и термообработки.
Участок подготовки исходного сырья включает последовательно установленные связанные транспортерами склад силикатного сырья, сушильный барабан, дробилку и первый фракционный сепаратор, выход которого связан с участком получения сырцовых гранул включающий последовательно установленное следующее оборудование бункер запаса сырого сырья, бункер щелочного компонента, выходы которых связаны с 1 -м и 2 -м входами смесителя, который через сушилку связан с бункером запаса сырцовых гранул.
Участок термообработки включает печь термообработки 1-й и 2-й входы которой связаны с бункером запаса сырцовых гранул и бункером пылевой фракции, а выход печи через второй фракционный сепаратор связан со складом готовой продукции, при этом, второй фракционный сепаратор вторым выходом связан с 1-м входом бункера пылевой фракции, второй вход которого соединен со 2-м выходом первого фракционного сепаратора.
Вышеописанная технологическая линия сложна в эксплуатации, так как предполагает использование двух фракционных сепараторов, каждый из которых отделяет пылевую фракцию сухого сырьевого материала, что крайне непроизводительно вследствие залипания пылевой фракции на мелкоячеистых ситах. Кроме того, смешение дробленых гранул сухого сырья со щелочным компонентом приводит к разогреву и неконтролируемому слипанию гранул, что, в свою очередь приводит к высокой доле крупных гранул и сложности получения узких фракций готового пеносиликатного материала.
Предлагаемая технологическая схема лишена указанных недостатков.
Задачей создания полезной модели является разработка технологической линии производства насыпного гранулированного теплоизоляционного ячеистого пенокерамического материала с размером зерен 0,1-30 мм.
Поставленная задача решается с помощью признаков указанных в формуле полезной модели, общих с прототипом, таких как Технологическая линия производства гранулированного пенокерамического материала имеющая в составе связанные между собой посредством трубопроводов и транспортеров участки подготовки исходного сырья, получения сырцовых гранул и термообработки, и отличительных, существенных признаков, таких как участок подготовки исходного сырья, включает последовательно установленные связанные транспортерами склад силикатного сырья, сушильный барабан, дробилку и мельницу, выход которой связан с участком получения сырцовых гранул включающий последовательно установленное следующее оборудование бункер запаса порошка, выход которого связан с первым входом в тарельчатый гранулятор, бункер щелочного компонента, выход которого связан со вторым входом в тарельчатый гранулятор выход которого связан через сушилку с входом во вторую дробилку и фракционный сепаратор, один из выходов которого (мелкая фракция) связан с третьим входом в тарельчатый гранулятор, а второй выход (крупная фракция) с бункером запаса сырцовых гранул, а участок термообработки включает печь термообработки 1-й и 2-й входы которой связаны с бункером запаса сырцовых гранул и бункером опудривателя, а выход связан со складом готовой продукции.
Наличие в технологической линии высокопроизводительных мельницы, тарельчатого гранулятора, второй дробилки, их связей с другим оборудованием позволяет увеличить производительность линии, получать узкую фракцию заданного размера гранул в диапазоне 0,1-30мм.
Технический результат от использования вышеперечисленной совокупности существенных признаков - упрощение эксплуатации оборудования технологической линии, возможность получения узких фракций заданного размера гранул и увеличение производительности линии.
На Фиг. изображена блок-схема предлагаемой технологической линии. Технологическая линия производства гранулированного пенокерамического материала имеет в своем составе связанные между собой посредством трубопроводов и транспортеров участки подготовки исходного сырья, получения сырцовых гранул и термообработки.
Участок подготовки исходного сырья, включает последовательно установленные связанные транспортерами склад силикатного сырья 1, сушильный барабан 2, дробилку 3 и мельницу 4 выход которой связан с участком получения сырцовых гранул.
Участок получения сырцовых гранул включает последовательно установленное следующее оборудование: бункер запаса порошка 5, выход которого связан с первым входом в тарельчатый гранулятор 6, бункер щелочного компонента 7, выход которого связан со вторым входом в тарельчатый гранулятор 6 выход которого связан через сушилку 8 с входом во вторую дробилку 9 и фракционный сепаратор 10, один из выходов которого (мелкая фракция) связан с третьим входом в тарельчатый гранулятор 6, а второй выход (крупная фракция) с бункером запаса сырцовых гранул 11.
Участок термообработки включает печь термообработки 12 1-й и 2-й входы которой связаны с бункером запаса сырцовых гранул 11 и бункером опудривателя 13, а выход связан со складом готовой продукции 14.
Технологическая линия производства пенокерамического материала работает следующим образом.
Минеральное силикатное сырье, поступает на склад силикатного сырья 1, откуда через барабанную сушилку 2, молотковую дробилку 3 и мельницу 4, предпочтительно шаровую, поступает в бункер порошка 5, откуда порошок поступает в первый вход тарельчатого гранулятора 6. Во второй вход тарельчатого гранулятора 6 поступает жидкий раствор щелочного компонента из бункера щелочного компонента 7. Полученные в тарельчатом грануляторе 6 влажные гранулы сферической формы попадают в сушилку 8, где из них удаляется избыточная влага и гранулы приобретают прочность. После сушилки сухие прочные гранулы попадают в дробилку 9, предпочтительно щековую, где они измельчаются до размеров, определяемых не более выходной щели дробилки. Полученные после дробилки 9 колотые гранулы разделяются на две фракции в фракционном сепараторе 10, один из выходов которого (мелкая фракция) связан с третьим входом в тарельчатый гранулятор 6, а второй выход (крупная фракция) с бункером запаса сырцовых гранул 11. Гранулы из бункера запаса сырцовых гранул 11 поступают в печь термообработки 12, куда также поступает опудриватель из бункера опудривателя 13. Порошок опудривателя, предпочтительно каолин, выполняет роль разделяющей среды и препятствует слипанию готовых гранул пенокерамического материала. Количество опудривателя подается таким образом, что после вспенивания гранул не требуется его отделения, т.к. весь опудриватель равномерно распределяется на поверхности готовых гранул. В процессе прохождения через печь 12 сырцовые гранулы нагреваются до температуры 720-860°С до газообразования внутри гранул, вздутия и принятия ими сферической формы. Линейные размеры гранул увеличиваются в 1,8-2,3 раза. Готовые гранулы пенокерамического материала поступают на склад готовой продукции 14.
Предлагаемая технологическая линия апробирована в промышленном производстве. Обеспечивает стабильно хорошее качество экологически чистой продукции - гранулированного пенокерамического материала.
Хотя настоящая полезная модель описана посредством примеров ее выполнения, объем данной полезной модели не ограничивается этими примерами, но определяется лишь формулой полезной модели с учетом возможных эквивалентов.