КОМПЛЕКСНАЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЛИНИЯ ПРОИЗВОДСТВА ПЕНОСИЛИКАТНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Полезная модель относится к производству строительных материалов, а именно к производству пеносиликата.
Пеносиликат вообще и пеностекло, в частности, являются неорганическими силикатными материалами, содержащими в своем объеме значительные количества газовой фазы. Процесс получения этого материала заключается в изготовлении шихты, состоящей на 95-97% из стекла и на 5-3% из газообразователей (карбонатных, например, известняка или углеродных, например, древесного угля, кокса, сажи), нагревании шихты до температуры 850-875°С. При этой температуре зерна стекла спекаются, а образовавшиеся в результате разложения газообразующих добавок газы вспучивают высоковязкую стекломассу. После отжига и охлаждения получается пористый материал с высокими теплоизоляционными свойствами и большой механической прочностью [1].
Общие вопросы получения-пеностекла описаны в монографиях [2, 3]. 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 различных целей пеностекло может быть получено в виде трех основных потребительских материалов: блоков, гравия (гранулы) и кусков неправильной формы (щебень). Существующие методы не позволяют получать в единой технологической линии указанные продукты.
Для изготовления гранул пеностекла из сырья формируют тем или иным способом сырьевые гранулы, которые вспенивают во вращающейся печи. Например, проведение такого процесса описано в авторском свидетельстве СССР [4]. Авторы предлагают очищенный бой стекла дробить до 5-30 мкм. Далее готовят пенообразующую смесь в виде шлама влажностью 30% путем затворения порошка стекла 20%-ным раствором гидроксида натрия с добавлением необходимого количества воды. Расход гидроксида натрия составляет 1-4% от веса порошка стекла. После выдержки смеси в течение 50-70 часов ее сушат до влажности 5-8%. Для получения
сырцовых гранул смесь дробят до кусков 5-10 мм, которые после обработки раствором азотной кислоты сушат и вспенивают при 825-900°С во вращающейся печи.
Возможно незначительное прессование сырьевых гранул, как предложено в патенте США [5]. Причем при получении искусственной пемзы гранулированного типа размер частиц получается 1-30 см и способ не предусматривает получения крупных изделий.
Для получения блоков пеностекла обычно используют в качестве сырья смесь порошков стекла и газообразующего компонента, как это предлагается в вышеупомянутых монографиях [2, 3]. Смесь помещают в жаропрочные формы, которые нагревают до размягчения стекла и газовыделения в системе, что для большинства стекол происходит при температурах примерно 750-900°С. В результате после охлаждения получают блоки пеносиликатных материалов.
Помимо непосредственного использования порошков стекла возможна их предварительная агрегация в более крупные тела. Например, в патенте РФ [6] «Способ получения блочного пеностекла» описан способ получения пеностекла, при котором смесь порошка стекла, воды, натриевого жидкого стекла, активной сажи, сульфата натрия, активного кремнезема и оксида бора гранулируют в частицы диаметром 30-2000 мкм, засыпают в металлические формы, уплотняют и подвергают спеканию, вспениванию, закалке. Полученное блочное пеностекло отжигают.
Возможно использование в качестве сырцовых гранул и более крупных, чем описано выше сферических тел. Так в патенте РФ [7] предварительно полученные сырцовые гранулы помещают в жаропрочные формы и подвергают термообработке.
Однако все известные решения не позволяют получать различные пеносиликатные продукты (блоки, щебень и гравий) в рамках одного производства.
Наиболее близким к предлагаемому техническим решением является патент РФ «Способ изготовления гранулированного пеностекла из стеклобоя» [8] и соответствующий ему патент на полезную модель РФ «Комплексная технологическая линия производства гранулированного пеностекла из стеклобоя» [9]. Процесс получения гранулированного пеностекла предусматривает получение сырцовых гранул окатыванием на
тарельчатом грануляторе и последующую термообработку полученных гранул во вращающейся печи.
Недостатками известной комплексной технологической линии производства гранулированного пеностекла из стеклобоя является ограниченность получения целевого продукта.
Задачей создания полезной модели является разработка схемы комплексной технологической линии позволяющей получать различные пеносиликатные продукты (блоки, щебень и гравий) в рамках одного производства.
Поставленная задача решается с помощью признаков, указанных в формуле полезной модели, общих с прототипом таких, как комплексная технологическая линия производства пеносиликатных материалов, включающая последовательно установленные и взаимосвязанные посредством транспортеров следующее оборудование: склад стеклобоя, сушилку для стеклобоя, магнитный сепаратор, измельчитель, бункер для пенообразователя, гранулятор, печь для сушки гранул, вибросито, печь термообработки и склад готовой продукции, и отличительных, существенных признаков таких, как в качестве измельчителя используют последовательно установленные молотковую дробилку и виброцентробежную мельницу, при этом между барабанным гранулятором и вибрационной мельницей установлен скоростной смеситель, на входы которого подают порошкообразные компоненты из виброцентробежных мельниц и жидкий компонент - из дополнительно установленных смесителя подключенного к емкости для жидкого стекла и мельницы мокрого помола соединенной с бункером для пенообразователя и емкостью для воды, причем после печи для сушки гранул и вибросита на линии установлено две технологические нитки, первая- имеет барабанную печь, емкость для разделительной среды, вибросито, склад готовой продукции - гранул, вторая- имеет проходную туннельную печь, далее обрезной станок и склад готовой продукции-блоки, отходы которых через дробилку поступают на склад готовой продукции - щебень.
На чертеже изображена блок-схема предлагаемой технологической линии (фиг.)
Комплексная технологическая линия производства пеносиликатных материалов, включает последовательно установленные и взаимосвязанные посредством транспортеров (на чертеже не показаны) следующее оборудование: склад стеклобоя 1, сушилку для стеклобоя 2, магнитный сепаратор 3, измельчитель 4, бункер для пенообразователя 5, гранулятор 6, печь для сушки гранул 7, вибросито 8, печь термообработки 9 и склад готовой продукции - гранул 10.
В качестве измельчителя 4 используют последовательно установленные молотковую дробилку 11 и виброцентробежную мельницу 12, при этом между барабанным гранулятором 6 и виброцентробежной мельницей 12 установлен скоростной смеситель 13, на входы которого подают порошкообразный компонент из виброцентробежной мельницы 12, бункера для песка 14, виброцентробежной мельницы 15, жидкий компонент - из дополнительно установленных смесителя 16 подключенного к емкости для жидкого стекла 17 и мельницы мокрого помола 18. соединенной с бункером для пенообразователя 3 и емкостью для воды 19.
После печи для сушки гранул 7 и вибросита 8 на линии установлено две технологические нитки, первая- - имеет барабанную печь 9, емкость для разделительной среды 20, вибросито 21, склад готовой продукции - гранул 10, вторая- имеет проходную туннельную печь 22, далее обрезной станок 23 и склад готовой продукции-блоки 24, отходы которых через дробилку 25 поступают на склад готовой продукции - щебень 26.
На чертеже не показаны бункер запаса тонкомолотой шихты, бункер запаса сухих сырцовых гранул.
Комплексная технологическая линия работает следующим образом.
Несортированный стеклобой поступает на склад сырья 1. Вспениватель (углеродсодержащий материал) поступает в бункер 5. Сухой речной песок хранится в бункере 14. Вода подается из емкости 19. Жидкое стекло хранится в емкости 17.
Стеклобой подается в барабанную сушилку 2, откуда по транспортеру через магнитный сепаратор 3 поступают в дробилку 11, а оттуда в мельницу 12. Вспениватель и вода поступает в мельницу мокрого помола 18, откуда готовая суспензия перекачивается в смеситель 16, куда также добавляется раствор жидкого стекла.
Сухой кварцевый песок из бункера 14 поступает в мельницу 15.
Полученная в смесителе 16 суспензия подается совместно с порошками стекла и кварцевого песка в скоростной смеситель 13 и далее в барабанный гранулятор 6. Сырцовые гранулы сушатся в барабанной сушилке 7, после которой сепаратор 8 (грохот или вибросито) делит поток гранул на два потока. Один поток сырцовых гранул поступает в барабанную печь 9 совместно с порошком разделительной среды, поступающим из емкости 20. В процессе термообработки гранулы увеличиваются в объеме за счет газовыделения, после печи 9 готовые гранулы отделяются на сепараторе (вибросите или грохоте) 21 от разделительной среды, неиспользованная часть которой возвращается в емкость 20. Готовые гранулы пеносиликата отправляются на склад готовой продукции 10. Второй поток сырцовых гранул из сепаратора(вибросита) 8 используется для дозированного заполнения жаропрочных форм (на чертеже не показаны), которые поступают в проходную туннельную печь 22. В процессе термообработки гранулы увеличиваются в объеме за счет газовыделения и слипаются в единый массив блока, ограниченного стенками формы. На выходе из печи 22 блок извлекается из жаропрочной формы и обрезается на обрезном станке (распиловочном устройстве - ленточная или дисковая пила) 23 до требуемых размеров. Готовые блоки направляются на склад готовой продукции 24. Отпиленные некондиционные куски пеностекла и брак блоков дробится на дробилке (щековая или молотковая) 25 в щебень. Пеностеклянный щебень направляется на склад готовой продукции 26.
Измельчение пенообразователя производится в барабанной мельнице мокрого помола 18.
Получение сырцовых гранул производится в барабанном грануляторе 6 при предварительном смешении жидкого и порошкообразного компонента в скоростном смесителе 13.
Для термообработки сырцовых гранул используется параллельно две печи: проходная печь для производства блочного материала 22 и барабанная для получения гранулированного 9.
Предлагаемая комплексная технологическая линия освоена в промышленном производстве. Обеспечивает стабильно хорошее качество экологически чистой продукции.