ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЛИНИЯ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА КЕРАМИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ КРЕМНИСТЫХ ПОРОД

Полезная модель относится к производству строительных материалов, а именно к изготовлению керамических материалов методом полусухого прессования при использовании кремнистых пород - опок, трепелов, диатомитов.
Известен способ получения керамических изделий методом полусухого прессования, включающий дробление глиноподобного или глинистого сырья. Помол и сушку его в псевдоожиженном слое посредством вихревого потока теплоносителя, имеющего вертикальную и горизонтальную составляющие, увлажнение, гомогенизацию, прессование и обжиг, глинистое сырье предварительно дробят, а затем подвергают сушке и помолу в псевдоожиженном слое до размеров частиц не более 300 мкм, неостывший порошок с температурой 50-80°С увлажняют и гомогенизируют. При этом наиболее высококачественные изделия получают при использовании порошка следующего фракционного состава, мас.% до 20 мкм - 40-50, 20-100 мкм - 20-30, 100-300 мкм - остальное (RU 2099308 С1).
Наиболее близким техническим решением является технологическая линия для производства керамических материалов полусухого прессования, включающая пост дробления сырья, сушки и измельчения, выполненного в виде шахтной мельницы, при этом линия дополнительно содержит пост грануляции, представленного тарельчатым гранулятором и находящегося перед постом прессования. (RU 60023 U1).
Однако в процессе работы известная линия не обеспечивает максимального уплотнения пресспорошка при прессовании, что ведет к снижению физико-механических показателей изделий, наблюдается невыдержанность пофракционной влажности, не достигается оптимальный зерновой состав измельченного сырья (первичных зерен).
Задачей полезной модели является оптимизация степени измельчения (зернового состава) сырьевых материалов, достижение максимального уплотнения при прессовании, повышая при этом прочностные характеристики как прессованных, так и обожженных изделий, и достижение оптимальной пофракционной влажности пресспорошка.
Сущность полезной модели заключается в том, что технологическая линия для производства керамических материалов полусухого прессования, включающая пост дробления сырья, сушки и измельчения; при этом пост дробления представлен в виде щековой
дробилки, пост сушки - сушильным барабаном, пост измельчения - молотковой дробилкой, линия дополнительно содержит пост разделения на фракции на вибросите с размером частиц 1-2 мм и менее 1 мм, при этом фракция менее 1 мм дополнительно измельчают в стержневой мельнице до крупности частиц 0,2-0,1 мм, доводят до влажности в смесительных бегунах, и на посту перемешивания фракции 1-2 мм и менее 1 мм смешивают в двухвальном смесителе при соотношении 60-70 мас.% крупной фракции и 30-40 мас.% мелкой фракции
По традиционным технологическим схемам после процесса сушки, как правило, наблюдается значительный разбег пофракционной влажности сырья: крупные фракции обладают более высокой влажностью, мелкие - практически сухие. Но именно посредством наличия мелкой фракции достигается связанность всей массы, и предлагаемая технологическая линия направлена на максимальный результат по оптимизации пофракционной влажности при дополнительном измельчении и увлажнении фракции менее 1 мм. Процентное соотношение крупной и мелкой фракции обусловлено их оптимальным содержанием в пресспорошке, при котором обеспечивается максимальное уплотнение при прессовании и достигаются наилучшие физико-механические характеристики изделий (см. таблица 1).
Сущность полезной модели поясняется чертежом, где представлена принципиальная технологическая схема предлагаемой линии.
Линия выполнена с последовательно установленными постом дробления 1, сушки 2, измельчения 3 с разделением на фракции с размером частиц 1-2 мм и менее 1 мм, постом измельчения 4 фракции менее 1 мм, постом увлажнения 5 фракции менее 1 мм, постом перемешивания 6 крупной фракции и мелкой фракции, постом прессования 7.
Линия работает следующим образом.
Кремнистое сырье с изначальной влажностью 18-20% подвергается дроблению в щековой дробилке на посту 1 до крупности частиц менее 50 мм, после чего подсушивается в сушильном барабане поста 2 до влажности 12-16%. Далее на посту измельчения 3 в молотковой дробилке сырье подвергают дроблению до крупности частиц менее 2 мм, откуда на вибросите поста 3 производится рассев на фракции с размером частиц 1-2 мм и менее 1 мм. Затем фракция менее 1 мм на посту 4 измельчается до крупности частиц 0,2-0,1 мм в стержневой мельнице непрерывного действия, где одновременно происходит подсушка сырья, что благоприятно влияет на эффективность измельчения. После чего фракцию менее 1 мм доводят до влажности 17-19% на посту 5 в смесительных бегунах. Далее фракции с размером частиц 1-2 мм и менее 1 мм поступают в
двухвальный смеситель поста 6, где перемешиваются в соотношении 60-70 мас.% крупной фракции и 30-40 мас.% мелкой фракции. Затем полученная масса поступает на пост прессования 7 и после сушки изделия подвергаются обжигу.
Предлагаемая технологическая линия позволяет при оптимальной компоновке серийно выпускаемого оборудования получать качественные изделия с улучшенными физико-механическими характеристиками с использованием трудноразмокаемого и неразмокаемого кремнистого сырья (диатомита, опоки, трепела).
Данная технологическая линия была опробована на ЗАО «Несветай-Строй» с использованием кремнистого сырья Шевченковского месторождения. Изготовление изделий проводилось с учетом свойств данного сырья и необходимых технологических параметров производства, которые были получены при лабораторных испытаниях.
Результаты испытаний обожженных изделий приведены в таблице 1.
Таблица 1Физико-механические характеристики изделий
№
Крупная фракция, мм
Мелкая фракция, мм
Влажность фракции менее 1 мм при доувлажнении, %
Содержание коупной фракции, %
Содержание мелкой фракции, %
Свойства обожженных изделий
Прочность при сжатии, МПа
Прочность при изгибе, МПа
Плотность, г/см<sup>2</sup>
Коэффициент теплопроводности, Вт/(мК)
Морозостойкость, циклы
1
1-2
0,3-0,6
13-15
40-50
50-60
28,7
8,7
1,42
0,49
15
2
0,2-0,4
15-17
50-60
40-50
33,1
12,2
1,47
0,56
25
3
0,2-0,1
17-19
60-70
30-40
37,2
14,1
1,49
0,59
35
4
0,1-0,05
19-21
70-80
20-30
32,6
13,7
1,48
0,57
25
5
0,05-0,001
21-23
80-90
10-20
28,1
13,1
1,44
0,52
15