Меню Рубрики

Установки производства строительного гипса

Технология производства строительного гипса

Основные понятия о минеральных вяжущих веществах, их значения для народного хозяйства. Существует значительное количество разнообразных вяжущих. Однако в строительстве применяется лишь часть их них. Их называют строительными вяжущими веществами.

Строительными минеральными вяжущими веществами называют порошковидные материалы, которые после смешивания с водой образуют массу, постепенно затвердевавшую и переходящую в камневидное состояние. Строительные материалы делят на две группы: неорганические (минеральные), главнейшие из которых — портландцемент и его разновидности, известь гипс и другие, и органические, из которых больше всего используют продукты перегонки нефти и каменного угля (битумы, дегти), называемые черными вяжущими.

Строительные материалы сыграли большую роль в развитии культуры и техники. Без них невозможно было бы возведение зданий и сооружений. Одно из первых мест среди строительных материалов занимают вяжущие вещества, которые являются основой современного строительства.

Производство вяжущих веществ представляет собой комплекс химических и физико-механических воздействий на исходные материалы, осуществляемых в определенной последовательности.

Вяжущие вещества — основа современного строительства. Их широко применяют для изготовления штукатурных и кладочных растворов, а также разнообразных бетонов (тяжелых и легких). Из бетонов изготовляют все возможные строительные изделия и конструкции, в том числе армирование сталью (железобетонные, армосиликатные и др.) Из бетонов на вяжущих веществах возводят отдельные части зданий и целые сооружения (мосты, плотины и т.п.).

Примерно за 4-3 тыс. лет до н.э. появились вяжущие вещества получаемые искусственно – путем обжига. Первым из них был – строительный гипс, получаемый обжигом гипсового камня при сравнительно невысокой температуре 413-463К.

Гипсовыми вяжущими веществами называют порошковидные материалы, состоящие из полуводного гипса и получаемое обычно тепловой обработкой двуводного гипса в пределах 105-200 0 С.Гипс по условиям тепловой обработки, скорости схватывания и твердения делят на 2 группы: низкообжиговые и высокообжиговые.

Низкообжиговые вяжущие быстро схватываются и твердеют; состоят они главным образом из полуводного гипса, полученного тепловой обработкой гипсового камня при t 383-453 0 С. К ним относятся строительный (алебастр) формовочный высокопрочный (технический) и медицинский гипс, а также гипсовые вяжущие из гипсосодержащих материалов.

Высокообжиговые медленно схватываются и твердеют, состоят преимущественно из безводного сульфата кальция, полученного обжигом при температуре 873-1173К. К ним относятся ангидритовое вяжущее (ангидритовый цемент), высокообжиговый гипс (эстрих- гипс) и отделочный гипсовый цемент.

По разнообразии. Объектов применение одно из первых мест среди вяжущих занимает гипс. Применение гипсовых материалов и изделий способствует экономии топлива, цемента, снижению трудоемкости и стоимости строительства. Гипс применяется в качестве штукатурного материала, для изготовления орнаментальных украшений и при отделке зданий. Кроме того, используют для изготовления гипсобетонных прокатных перегородок и перегородочных плит.

К сожалению, производство и применение гипсовых изделий в строительной промышленности Кыргызстана по сравнению с другими странами – дальнего и ближнего зарубежья находится еще в самом зачаточном состоянии. В Кыргызстане имеется колоссальный запас гипсового камня, но они почти не используются в промышленности строительных материалов.

Гипсовые вяжущие (ГОСТ 125-79, СТСЭВ 826-77) получают термической обработкой гипсового сырья до полугидрата сульфата кальция. Применяют для изготовления строительных изделий всех видов и при производстве строительных работ.

Марку гипсовых вяжущих от Г-2 до Г-25 характеризуют, по прочности при сжатии соответствующих марок меняется в пределах 2….25МПа, а при изгибе 1,2….8МПА.

В зависимости от сроков схватывания различают вяжущие быстротвердеющие (А), нормальнотвердеющие (В), с началом схватывания соответственно не ранее 2, 6 и 20 мин и концом не позднее 15, 30.

В зависимости от степени помола различают вяжущие грубого (I), среднего (II), тонкого помола (III) с максимальным остатком на сите с размером ячеек 02 мм, соответственно не более 23,14 и 2%.

Марки гипса Г-2….Г-7, всех сроков твердения и степеней помола предназначены для изготовления гипсовых строительных изделий всех видов.

Обоснование способа производства

Обжиг гипса во вращающихся печах . Вращающиеся печи, применяемые для обжига гипса, представляют собой наклонный металлический барабан, по которому медленно передвигается предварительно раздробленный гипсовый камень. Гипс обжигается топочными газами, образующимися при сжигании различных видов топлива (твердого, жидкого и газообразного) в топочных устройствах при печах.

Читайте также:  Установка креплений рессор уаз

Наибольшее распространение получили печи типа сушильных барабанов, в которых обогрев производится газами, проходящими внутри барабана. Могут применяться печи и с обогревом топочными газами наружной поверхности барабана, а также печи, в которых топочные газы сначала омываются барабан снаружи, а затем проходят через его внутреннюю полость. В печах с непосредственным обогревом материала между топкой и рабочей полостью барабана часто помещают смесительную камеру, в которой температура выходящих из топки газов понижается за счет смешения с холодным воздухом. Скорость движения газов в барабане составляет 1-2м/с, при большей скорости значительно увеличивается унос мелких частиц гипса. За барабаном устанавливаются обеспыливающие устройства и дымосос.

Ту часть барабана, в которой наиболее интенсивно протекает дегидратация, иногда расширяют, вследствие чего в этой зоне печи замедляется движение, как газового потока, так и материала, обладающего большой подвижностью, особенно в период «кипения». Для замедления диафрагмы. В рабочей полости барабана укреплены приспособление для перемещения гипса в процессе обжига, что обеспечивает равномерную его дегидратацию. Перемещение устройства создаются также большую поверхность соприкосновения обжигаемого материала с горячим газовым потоком. Отсутствие перемешивающих устройств ухудшают условия дегидратации.

Обжиг гипс во вращающихся печах может производиться по методу прямотока и противотока. По первому методу гипсовый камень подвергают воздействию высоких температур в начале обжига, а по второму — в конце обжига. Температура входящих в печь газов при прямотоке 1223-1273К, а при противотоке-1023-1073К. температура выходящих из печи газов при прямотоке 443-493К, а при противотоке-373-383К. При прямоточном методе материал не пережигается, но повышается расход топлива, так как в зоне максимальных температур протекают лишь подготовительные процессы- подогрев и сушка материала, дегидратация же происходит в зоне более низких температур. Предпочтительнее применять вращающиеся печи, работающие по принципу противотока.

Выходящий из печи горячий материал целесообразно направлять в бункера томления или подвергать горячему помолу. Последний особенно эффективно улучшает свойства гипса, так как быстрее происходит выравнивание минерального состава конечного продукта за счет дегидратации оставшегося двугидрата и связывания освобождающейся воды растворимым ангидритом.

Для получения строительного гипса высоко качества во вращающихся барабанах следует обжигать дробленный гипсовый камень с однородным размером частиц. В противном случае происходит неравномерный обжиг материала: мелкие зерна пережигаются вплоть до образования нерастворимого ангидрита, а внутренняя часть крупных зерен остается в виде неразложившегося двугидрата. В практических условиях загружают в печь материал с размером зерен до 0,035м, а зерна размером менее 0,01м отсеивают. Пылевидные частицы образуются в печах вследствие истирания материала при движении в процессе дегидратации, особенно при обжиге более мягких пород гипсового камня. Эти частицы уносятся потоком газов и быстрее проходят через печь, однако часть из них успевает все же полностью дегидратироваться. Желательно обжигать раздельно фракции 0,01-0,2 и 0,02-0,035м. Отсеянную фракцию с размером зерен менее 0,01м можно использовать после дополнительного помола для производства строительного гипса и варочных котлах или для получения сыромолотого гипса, применяемого для гипсования солонцовых почв. Длина применяемых для обжига гипса вращающихся печей 8-14м, диаметр 1,6 и 2,2м; производительность их соответственно 5-15т/ч; угол наклона барабанов 3-5 0 ; число оборотов 2-5об/мин; расход условного топлива 45-60кг на 1т готового продукта.

Вращающиеся печи являются непрерывно действующими установками, обусловливающими компактную технологическую схему. Во вращающихся печах обжигается дробленый гипсовый камень более крупных размеров, чем в варочных котлах, где он хуже перемешивается. Тем не менее, во вращающихся печах при тщательной подготовке материала, правильно подобранных оптимальных условиях обжига и последующего помола обожженного продукта практически можно получить строительный гипс высокого качества. На рис. 1 представлена технологическая схема производства строительного гипса с обжигом во вращающихся печах.

Совмещенный помол и обжиг гипса. Двойная термическая обработка (сушка и варка) даже при совмещении процесса сушки и помола усложняет производственный процесс. В мельнице наряду с помолом и сушкой гипс в некоторой степени дегидратируется. Однако содержание гидратной воды остается еще высоким, вследствие чего требуется доваривать гипс в варочном котле для полного превращения его в полугидрат. Известны схемы производства строительного гипса, при которых окончательная дегидратация гипса до полугидрата производится в самом помольном аппарате. В этом случае температура поступающих в мельницу дымовых газов должна быть более высокой 873-1073К, чем просто при совместной сушке и помоле. Температура же отходящих из установки газов 382-423К. расход условного топлива 40-50кг на 1т строительного гипса. Установки для обжига в процессе помола отличаются компактностью.

Читайте также:  Установка камня в пруд

Технологические схемы производства при совмещенном помоле и обжиге отличаются друг от друга главным образом помольными аппаратами (шахтные, шаровые, аэробильные мельницы), а также тем, что в одних случаях мельницы работают с однократным использованием теплоносителя, а в других-с возвратом в мельницу части газов после пылеосадительных аппаратов. Применение рециркуляции газов повышает расход электроэнергии, но уменьшает расход топлива.

В установку по совмещенному помолу и обжигу (где обжиг, по существу, происходит во взвешенном состоянии) вследствие повышенной температуры и быстрого обжига наблюдается появление в тонких фракциях и поверхностных слоях крупных частиц растворимого ангидрита, а в центральных слоях этих частиц двуводный гипс остается недегидратированным. Конечный продукт быстро схватывается, в результате чего требуется вводить замедлители.

Сырьем для производства гипсовых вяжущих веществ служит природный ангидрит (СаSO4 ) в основном природный гипс (СаSО2 *2Н2 О), а также гипсосодержащие отходы химической промышленности.

Природный гипс (гипсовый камень) имеет осадочное происхождение. Состав химически чистого двуводного гипса: 32,56% СаО, 46,51% SO3 и 20,93% Н2 О. это минерал белого цвета, обычно содержащий некоторе количество примесей глины, известняка. Двуводный гипса является мягкими минералом твердость его по шкале Мооса равна. Плотность составляет 2200-2400кг/м 3 .

Примеси известняка являются балластом в производстве строительного гипса, так как последний обжигаются при температуре ниже температуры диссоциации углекислого кальция. Влажность гипсового камня составляет 3-5% и более.

Природный ангидрит — горная порода осадочного происхождения, состоящая из СаSО4 . Под действием грунтовых пород вод ангидрит медленно гидратируется и переходит в двуводный гипс, поэтому обычно содержит 5-10% и более двуводного гипса.

Ангидрит порода более плотная и прочная, чем двуводный гипс. Его истинная плотность 2,9-3,1г/см 3 . чистый ангидрит белого цвета, но в зависимости от содержания в ней примесей имеет различные оттенки.

Отходы химических производств – это дополнительный источник сырья для производства гипсовых вяжущих и рационально используют в качестве побочных продуктов химической промышленности – фосфогипса, борогипса, фторогипса и др.

Кыргызстан богата месторождениями самых разнообразных строительных материалов. Среди них имеется месторождения гипсовых камней таких как Ак-Белекское, Джергаланское, Караванское, Боомское.

Возьмем месторождение гипсового камня Боомское (Сулу-Терекское)- это местность находится в 4км севернее пос. Красный Мост в Чуйском районе. Исследовано партий КГУ в 1954г. предварительно изучено геологическим институтом Академии Наук Кыргызской республики 1984г.

Гипсоносный горизонт приурочен нижнетретичным красноцветным отложением. Общая протяжность 1100м, мощность 40-50м. падение северо-западное под углом 25-40 0 . гипс в глинах присутствует в виде цементирующего примеси, маломощных (5-10см) прожилков, линзочек и отдельных желваков размером 15-20см. Суммарное содержание гипса в породе не превышает 30-40%. В верхней части горизонта залегает пласт белого и красноватого гипса, загрязненным глинистым материалом. Пласт прослежен на протяжении 150м при мощности 3-5м.

Объемный вес необожженного гипса 1,27, обожженного гипса 1,165. нормальная густота 75%. Сроки схватывания: начало через 6мин, конец через 8мин. время текучести 5мин. предел прочности при растяжении в возрасте 7 дней – 3,85кг/см 2 . гипсоносные глины непригодны как сырье для строительных целей и получения удобрения. Отдельные обогащенные гипсами участки таких глин могут использоваться для производства низкосортного гипса и ганжа. В пласте штуфной пробы содержание СаSО4 *2Н2 О достигает 91%.

Число рабочих дней в году рассчитывается по формуле:

где Ср -число рабочих дней в году;

Читайте также:  Установка газовых счетчиков в квартире документы

365-количесвто дней в году;

В-число выходных дней при пятидневной рабочей неделе;

Расчетный фонд времени работы технологического оборудования в часах, на основании которого рассчитывается производственная мощность предприятия в целом и отдельных линий установок, определяют по формуле:

Для дробильного отделения:Вр =251*2*8*0,92=3694,72

Для обжига: Вр =365*3*8*0,92=8059,2

Для помола: Вр =365*3*8*0,92=8059,2

Для склада: Вр =365*3*8*0,92=8059,2

Режим работы цеха или завода

Наименования цеха, отделения завода Кол-во раб. дней в году Кол-во смен в сутки Длит. раб-й смены Годовой фонд раб. времени в час. Коэф. исп. оборуд.
Дробильное отделение 251 2 8 3694,72 0,92
Обжиг 365 3 8 8059,2 0,92
Помол 365 3 8 8059,2 0,92
Склад готовой продукции 365 3 8 8059,2 0,92

Для получения 1т строительного гипса потребуется гипсового камня:

С учетом минеральных примесей, влажности и технологических потерь расход камня составит:

где (100-W) – коэффициент, учитывающий влажность камня;

(100-р) – коэффициент, учитывающий технологические потери.

Годовой расход сырья (гипсового камня)

Где Пс — годовой расход сырья (гипсового камня);

А-расход сырья с учетом примесей, влажности и технических потерь;

Пг — годовая производительность завода по готовой продукции (по заданию).

Суточный расход сырья (гипсового камня):

Псут. =125000/365=34246,6 т/сут

Пчас. обжиг =125000/8760=14,26 т/час

Наименование материала Расход, в т
в год в сутки в смену в час
Гипсовый камень 125000 34246,6 114,15 14,26
Производительность
Гипс 100000 273,9 91,3 11,4

Производительность дробильного отделения:

Псут. др. =125000/Ср =125000/251=498 т/сут

Производительность цеха обжига:

Производительность цеха или завода

Расчет и подбор оборудования

Склады сырьевых материалов

Склады кусковых сырьевых материалов сооружается и эксплуатирует в соответствии с нормами хранения, а также с нормами технологического и строительного проектирования промышленных предприятий.

Расчет склада производится в следующей последовательности:

1. при выборе типа склада необходима увязка размеров склада и ее расположение с генеральным планом завода.

2. Размеры склада зависят от его типа и формы штабеля, а также схемы механизации. Площадь и емкость склада определяются по следующим формулам:

F=

Где Vn — потребная емкость склада (в м 3 ) для данного материала;

Нn — максимальная высота штабеля ориентировочно составляет 8-12м штабеля с учетом выбранной механизации, при схемах с механизмами, имеющими грейфер:

F=1945/0,87*11=203,23м 2 = 12 х18м,

Vn =100000*1,25*7/365*0,9*1,38=1930м 3

Бункера сыпучих материалов

Бункером называется саморазгружающаяся емкость, предназначенная для приема и хранения сыпучего материала (известняка, гипса, активных минеральных добавок, шлака и т.д.). Глубина вертикальной части бункера не должна превышать его максимальный размер в плане более чем в полтора раза. Нижняя часть бункера выполняется в виде воронки, которая может быть квадратной, круглой или прямоугольной. Коэффициент заполнения бункера представляет собой отношение полезной емкости V к геометрической V и выражается формулой , обычно .

Бункера предназначаются для хранения, дробления и помола сырьевых материалов в течение 2-5 часов непрерывной работы агрегата. Выходное отверстие бункера должно в 4-5 раз превышать максимальный размер куска материала. Минимальный размер выходного отверстие бункера принимается 800мм.

Расчет емкости бункера для хранения сырьевых материалов можно производить по следующей формуле:

где П — часовая производительность агрегата (дробилок, шаровых мельниц, сушилок и печей);

n- максимальное время хранения материала в бункере(2-5 часов);

— коэффициент заполнения бункера обычно равен 0,9;

— объемная масса материала, кг/м 3 .

Для щековой дробилки

Для молотковой дробилки

Для печи

Для мельницы

Склады силосного типа для хранения порошкообразных материалов

Vццн /365* 3 ,

где Ац — производительность завода по гипсу, т/год;

Сн — число суток нормативного запаса (10-15суок);

— средний объем вес гипса, загружаемого в силосы (1,2-1,45);

К3 — коэффициент заполнения силосов из расчета недосыпа 2м до верхнего обреза, обычно составляет 0,9.

В итоге принимаем 2шт. силоса Ф-8, высотой – 25м.

источник

Добавить комментарий

Наименование цеха или завода Производительность, в т
в год в сут В смену в час