аглопорит. Что такое Аглопорит
 Скачать 103.64 Kb.
|
|
Аглопарит Что такое Аглопорит 1)Аглопорит – материал, получаемый спеканием при обжиге подготовленных гранул (зерен) песчано-глинистых пород, трепелов и других алюмосиликатных материалов, а также отходов от добычи, переработки и сжигания ископаемого твердого топлива (зола тепловых электростанций и отходы углеобогащения) 2)Аглопоритом называют искусственный пористый зернистый материал ячеистой структуры, получаемый термической обработкой на решетчатых агломерационных машинах глинистых пород и отходов от добычи, обогащения и сжигания углей. Аглопорит состоит в основном из стекла различного состава и является высококачественным заполнителем для армированных и неармированных легких бетонов Плотность аглопорита колеблется в пределах 1120-1380 кг/м³ (сухой аглопорит – 630-790 кг/м³), коэффициент теплопроводности 0,1-0,22 ккал/(м∙ч∙°С). Технологическая схема производства аглопорита состоит из: Подготовки шихты необходимой газопроницаемости Загрузки шихты на решётку агломерационной машины Термической обработки шихты при 1400-1700оС за счет сжигания топлива (специально введённого или имеющегося в шихте) с поверхности при одновременном просасывании воздуха сверху вниз Охлаждения получаемого бруса или гранул Дробления охлаждённого продукта Сортировки аглопорита по фракциям Теоретические основы процесса агломерации и технологии производства аглопорита в пашей стране разработаны творческими коллективами АСиА СССР (М. П. Элизии, Л. Н. Попов, С. Г. Васильков), НИИСМ БССР (Л. К. Петров, X. Р. Гринштейн, В. С. Бурейко), Киевского инженерно-строительного института (А. Н. Хохель и др.) 1)Процесс получения Аглопорита Процесс получения аглопорита заключается в спекании шихты на агломерационных решетках в условиях высоких температур в течение короткого времени. Для того чтобы разобраться в физико-химической сущности процесса агломерации, следует рассмотреть схему этого процесса, показанную на рисунке выше. В составе шихты, загруженной на колосниковую решетку агломерационной машины, имеется топливо, которое, будучи зажженным, продолжает гореть в тонком слое при одновременном просасывании эксгаустером воздуха сквозь шихту сверху вниз или снизу вверх. Каждый такой тонкий слой горения топлива, в процессе которого происходит спекание и частичное вспучивание обжигаемого сырья, рассматривается как дифференциальный слой. В результате кратковременного нагрева шихты до высоких температур возможные физико-химические процессы, протекающие при обжиге силикатного сырья, смещаются в область высоких температур и накладываются друг на друга. Поэтому структурообразование аглопорита происходит под влиянием комплекса факторов: испарения влаги, выгорания органических веществ, контактного спекания отдельных гранул и вспучивания за счет размягчения силикатного сырья до пиропластического состояния при одновременном выделении газообразных продуктов, наличия восстановительной среды в спекаемом слое. Характер влияния всех факторов многообразен, однако общее его описание аналогично таковому для керамзита. Особенностью процесса. получения аглопорита является также и то, что в связи с кратковременным пребыванием материалов в зоне высоких температур методом агломерации можно получить пористый продукт из короткоплавкого, невспучивающегося и тугоплавкого сырья. Основным структурным элементом получаемого аглопорита, как показали минералого-петрографические исследования, является стекло различного состава, а второстепенными - кристаллические образования, содержащиеся в примесях исходного сырья или получаемые при охлаждении расплава. Однако количество стекла меняется в зависимости от вида используемого сырья. Наибольшее количество его в аглопорите из шлаков и зол, чему способствует повышенное содержание в сырье стекловатых частиц и плавней, а наименьшее количество в аглопорите из шахтных пород, что является следствием значительного содержания в сырье глинозема и пониженного содержания плавней Основным сырьем для производства аглопорита служат глинистые породы, такие как глины, суглинок, супесь, аргиллиты, глинистые углесодержащие отходы промышленности - шахтные негорелые и горелые породы, топливные шлаки и золы, полученные от сжигания ископаемых углей или от химической их переработки в газообразное топливо. Различные свойства сырья обусловливают различную технологию подготовки его к процессу спекания, вследствие чего все сырьевые материалы по предложению ВНИИстрома были условно разделены на три технологические группы: I - сухие, плотные или зернистые материалы (топливные кусковые шлаки, сланцеватые углесодержащие глинистые породы от добычи и обогащения угля, глинистые сланцы невспучивающиеся или слабо вспучивающиеся); II - рыхлые природные глинистые породы естественной или повышенной влажности и соответствующие отходы промышленности (глинистые углесодержащие отходы oт добычи и обогащения угля, глины, сулинки, супеси, лессы); III - сухие зернистые пли пылевидные материалы (золы от сжигания углей в пылевидном состоянии, газогенераторные золы и т. п.). Рекомендуется использовать отходы промышленности, что экономически более целесообразно, а в случае отсутствия их применять в качестве сырьевых материалов глинистые породы. В последнем случае помимо основного сырья в состав шихты вводятся различные добавки: топливосодержащие (уголь, антрацит, топливные шлаки), отощающие содержание топлива (возврат, горелая порода), связующие (глиняный шликер, сульфитно-спиртовая барда), а также улучшающие газопроницаемость (опилки). Сырье может быть признано пригодным для производства аглопорита, если в результате лабораторных и промышленных испытаний получены величины, отвечающие требованиям, указанным в таблицеСырье для производства аглопорита  Однако глинистыми породами сырьевая база производства аглопорита не исчерпывается. Очень широко в качестве сырья могут быть использованы различные отходы промышленности, особенно топливосодержащие. На основе технологических исследований было организовано производство аглопорита из топливных шлаков, зол, отходов добычи сланцев и угля. Использование таких отходов выгодно и перспективно. Топлива, содержащегося в них, как правило, достаточно для ведения процесса агломерации. Важно только усреднить сырье по содержанию топлива и затем, если его не хватает, добавить при подготовке шихты, а если содержится больше, чем требуется для процесса агломерации (что более вероятно), добавить к топливосодержащим отходам глинистое сырье. По данным ВНИИСтрома и Института горючих ископаемых, первоочередным резервом для расширения сырьевой базы производства аглопорита являются отходы углеобогащения, общий выход которых составляет по стране около 80 млн. т в год. Угля в них содержится в среднем до 20%. За счет использования этого топлива себестоимость аглопорита можно снизить примерно на 30%. Топливные шлаки и золы являются лучшим сырьем для производства искусственного пористого заполнителя - аглопорита. Это обусловлено, во-первых, способностью золошлакового сырья так же, как глинистых пород и других алюмосиликатных материалов, спекаться на решетках агломерационных машин, во - вторых, содержанием в нем остатка топлива, достаточных для процесса агломерации. При использовании обычной технологии аглопорит получают в виде щебня из песка. Из зол ТЭС можно получать и аглопоритовый гравий, имеющий высокие технико-экономические показатели. 2)Технология производства аглопорита заключается в термической обработке шихты, полученной из глинистых пород и промышленных топливосодержащих отходов. В своем составе шихта должна содержать(4-10% ) условного топлива и иметь необходимую газопроницаемость. В процессе термообработки через слой зажженной шихты сверху вниз пропускаются газы. При этом, слой шихты сначала сушится, а затем подогревается до (1200°С) и спекается. После этого производят охлаждение полученной массы с пористой структурой. Пористость образуется в результате выгорания топлива и прочих органических веществ, испарения влаги, контактного спекания отдельных зерен и частичного вспучивания вследствие давления газов в гранулах, находящихся в зонах, удаленных от очагов горения. Полученный после термической обработки материал подвергается дроблению и рассеиванию на фракции заданной крупности. Аглопоритовый щебень делится на фракции (5-10, 10-20 и 20-40 мм). По насыпной плотности щебень подразделяют на марки (400-900 кг/м3), по прочности на марки П25-П350. Аглопоритовый песок делят по крупности зерен на следующие фракции: рядовой (менее 5 мм), крупный (1,25-5 мм), мелкий (менее 1,25 мм). По насыпной плотности песок делится на марки 600-1100 кг/м3. Средняя часовая производительность агломерационных машин в производстве аглопорита составляет около( 4,0 м3). Средняя выработка на одного работающего составляет 823 м3 аглопорита в год. В производстве аглопорита затраты труда на 1 м3 колеблются от 1,03 до 3,0 чел·час. Коэффициент использования среднегодовой мощности предприятий по производству аглопорита 0,65. Аглопорит нашел широкое применение при сооружении несущих и ограждающих конструкций с использованием легкого бетона, а также в качестве теплоизоляционных засыпок. Производство аглопорита. Схема, параметры, основы технологии, оборудование. Исходное сырье крупностью 5 мм смешивается с водой, а при необходимости с измельченным топливом и другими добавками. Шихта надлежащего состава загружается на колосниковую решетку агломерационной машины. Рекомендуется производить двухслойную загрузку шихты с меньшим содержанием топлива в нижнем слое. Поверхностный слой шихты зажигают при помощи специального горна при одновременном включении эксгаустера для просасывания газов, которые в результате горения топлива нагреваются до температуры 900-1200°. При этом в рассматриваемом слое происходят следующие основные явления: быстрое испарение влаги, подогрев шихты, сгорание топлива с повышением температуры шихты до 1200-1600°, спекание и поризация исходного сырья, охлаждение спекшегося продукта. Таким образом, каждый дифференциальный слой шихты претерпевает следующие температурные воздействия: нагрев до 1400-1600° в течение 3-4 мин; изотермический прогрев при 1400-1600° в течение 1-2 мин; охлаждение до 600-800° в течение 2-3 мин. Начавшийся процесс горения топлива в поверхностном слое шихты распространяется в глубь его. Образующиеся при этом газообразные продукты горения и спекшийся аглопорит, имея высокую температуру, нагревают просасываемый воздух и нижележащие слои шихты, подготовляя таким образом содержащееся в них топливо к возгоранию, в результате чего процесс горения топлива переходит от одного дифференциального слоя к другому, заканчиваясь у колосниковой решетки. В сечении спекаемого слоя шихты различают четыре условные технологические зоны, перемещающиеся сверху вниз: зону охлаждения, зону горения топлива (спекания и вспучивания шихты), зону подогрева шихты и зону испарения влаги. Одном из особенностей технологии производства аглопорита является выбор способа подготовки шихты и и связи с этим оборудования в зависимости от того, к какой группе принадлежит используемое сырье - первой, второй или третьей. Дальнейшие этапы производства следующие: дробление и рассев исходного сырья и добавок, дозирование составляющих шихты преимущественно ленточными питателями, приготовление однородной и надлежащего зернового состава шихты, укладка ее на колосники машины и спекание с последующим охлаждением, дробление, фракционирование и хранение аглопорита. Подготовка шихты. Во ВНИИстроме разработаны принципиальные технологические схемы производства аглопорита, предусматривающие подготовку шихты к спеканию с учетом структурно-механических свойств сырья каждой из трех групп: Рекомендуется производить паровое увлажнение и подогрев шихты, что позволяет повысить производительность агломерационных машин на 8-10%, а также вводить в шихту жидкие горючие вещества. Подготовленная шихта поступает на спекание. Спекание. Эта операция является основной в общем технологическом процессе производства аглопорита. Осуществляется она на агломерационных установках периодического и непрерывного действия. В настоящее время наиболее совершенной является ленточная агломерационная машина секционного типа марки СМ-961, выпускаемая с набором дополнительного к ней оборудования Куйбышевским заводом "Строммашина". Конструктивное решение и вид агломерационной машины CM-961 показаны ниже. Предельная крупность шихты. Предельная крупность основного сырьевого компонента (при подготовке шихты из сырья первой группы) не должна превышать 10-12 мм. Для топлива допускается крупность зерен не выше 3 мм. Специальные добавки (опилки, возврат и т. н ) могут иметь предельную крупность от 5 до 20 мм. Укрупненные зерна допускаются при введении добавок из пористых материалов, таких, как шлаки, возврат и др. Увеличение предельной крупности зерен способствует повышению газопроницаемости шихты, ускорению процесса горения и, следовательно, увеличению выхода готового продукта. Для сырья второй группы предельная крупность зерен шихты рекомендуется в пределах от 10 до 12 мм, для третьей группы - от 12 до 15 мм Влажность шихты. Этот фактор является весьма важным в производстве аглопорита. Он контролируется наименьшим насыпным объемным весом шихты. Влажность считается оптимальной, если она на 2-2,5% выше влажности, соответствующей наименьшему насыпному обьемному весу. Для сырья первой группы оптимальная влажность колеблется в пределах от 10 до 16%, второй группы - от 16 до 23%, для сырья третьей группы - от 30 до 40% по весу. Увлажнением регулируют форму зерен, их размер, а также газопроницаемость шихты. Воду вводят при помощи форсунок, расположенных в 3-4 местах по длине смесителя, которые распыляют ее и тем самым способствуют более равномерному распределению в шихте. В качестве смесителей используют обычные двухвальные лопастные глиномешалки или специальные шихтосмесители. Хорошо подобранная по влажности шихта, будучи сдавленная в руке, после разжатия сохраняет приданную ей форму. Высота слоя шихты. Оптимальную высоту слоя шихты рекомендуется устанавливать на основе опытных спеканий. Обычно оптимальная высота опекаемого слоя шихты для всех трех групп сырья находится в пределах от 200 до 300 мм. Режим охлаждения аглопорита. Этот фактор существенно влияет на физико-механнческие свойства полученного аглопорита, особенно на его. прочность. При выгрузке из машины он имеет температуру около 800°. Быстрое охлаждение спекшегося "пирога" (интенсивной продувкой воздуха, орошением водой и т. п.) иногда значительно снижает прочность (до 70%). Такой аглопорит может быть рекомендован только для изготовления конструктивно-теплоизоляционного легкого бетона. Охлаждение готового продукта в температурных условиях, обеспечивающих "томление" его, позволяет повысить прочность аглопорита на 10-15%. Характеристика неполадок при агломерации и меры по их устранению следующие: 1) увеличение высоты слоя сверх нормы приводит к необходимости повышать расход мощности на просасывание воздуха через шихту. В ряде случаев оказывается более экономичным снизить высоту слоя спекаемой шихты; 2) уменьшение съема аглопорита с 1 м2 площади спекания может быть компенсировано за счет увеличения скорости движения ленты агломерационной машины; 3) неравномерное сжигание топлива приводит к неравномерности агломерации по объему массы и, следовательно, к неоднородности готового продукта. Этот дефект образуется из за плохого перемешивания шихты; 4) участки с незаконченным процессом агломерации имеют высокую температуру даже после сбрасывания с ленты. Это затрудняет процесс дробления и даже может быть причиной выхода из строя дробильного агрегата. Требуется ?трегулировать процесс спекания; 5) если шихта состоит из крупных фракций, процесс спекания идет быпро, по при этом получается малый выход готового продукта. Поэтому для выбора оптимального о зернового состава шихты следует учитывать оба фактора - скорость агломерации и выход готового продукт; 6) избыточная влажность вызывает спекание отдельных гранул в крупные комья и увеличивает выход крупных фракций, а также может произойти "затухание" процесса агломерации. Необходимо контролировать влажность; 7) в процессе агломерации образуется слабоспекшийся, рассыпающийся продукт из-за недостатка топлива, или, наоборот, сильно спекшийся, частично оплавленный, во избежание чего необходимо соответственно увеличить или уменьшить количество вводимого в шихту топлива. Применение аглопорита Область применения аглопорита схожа с областью применения керамзита. Наиболее часто, этот материал применяют для производства жаростойких бетонов. Причем аглопорит в таком производстве можно использовать как крупный заполнитель или в виде тонкомолотой добавки. Кроме того, аглопорит можно использовать в качестве засыпного утеплителя. То есть такой материал можно применять для утепления стен, полов, подвалов, чердаков и т.п. У аглопорита хорошие звукопоглощающие функции. Коэффициент звукопоглощения этого материала при частоте 250-1000 Гц составляет 0,2. Качественный аглопорит (щебень) выдерживает до 15 циклов замораживания – оттаивания. При этом он не должен потерять в весе более 10%. В отличие от керамзита, аглопоритовый щебень более порист. При использовании этого материала на больших площадях, он расходует больше бетона. Однако, повышенная пористость аглопорита, делают этот связующий материал лучшим заполнителем для производства прочных бетонов. |