массоподготовка или отделение подготовки сырья
сырье
За годы своей работы на кирпичных заводах убедился, что строительный рядовой кирпич можно изготовить из любого вида сырья (супеси, суглинки и т.п.) с содержанием глинистых частиц (по Рудковскому) от 8 до 10%.
Прочностные характеристики обожженного пустотного кирпича буду не высокие, т.к. нет глинистого “материала” для строительства керамического черепка. Полнотелый кирпич из такого сырья имеет прочность М300 и выше.
Низкосортное сырье имеется в достаточном количестве и такое сырье используется на заводах, которые производят кирпич для регионального потребления с небольшим радиусом реализации (до 100 км).
Прочность обожженного кирпича увеличивается при достижении глинистых частиц в сырье 20% и выше.
Если в исходном материале глинистых частиц более 30%, то в такое сырье, при необходимости, можно добавлять отощающие добавки.
На прочность изделия оказывает влияние температура обжига керамического кирпича и время выдержки при максимальных температурах в печи, но об этом немного позже.
Первым критерием строительства завода по производству строительной керамики является наличие соответствующего собственного сырья.
При отсутствия собственного сырья с необходимыми технологическими качествами, такое сырье надо доставлять из достаточно удаленных карьеров, что ведет к увеличению затрат на его транспортировку.
Второй критерий строительства завода: наличие топлива (природный газ, уголь, торф), электроэнергии, транспортной логистики, инфраструктуры, рабочего персонала.
При таком варианте завод может работать на привозном сырье и производить продукцию с высокой рыночной стоимостью: лицевой и клинкерный кирпич с различной цветовой гаммой; мостовой и тротуарный клинкер; керамическую плитку; керамогранитные изделия и т.д.
Существует достаточно много кирпичных заводов, построеных вблизи собственного карьера, из которого добывается базовое сырье, и к нему добавляют привозные легирующие добавки, которые придают выпускаемой продукции необходимые потребительские свойства: повышенную прочность, заданный цвет и т.д.
Еще немного о сырье: очень хорошим сырьем для производства полнотелого рядового кирпича являются гравитационные отходы углеобогатительных фабрик. Остатки угля в этих отходах значительно снижают расход топлива на обжиг.
подача сырья
Все глинистое сырье перед подачей в производство подлежит вылеживанию в открытых селективных буртах в течении не менее 1 года.
Для непрерывной подачи сырья в производство при неблагоприятных погодных условиях, можно дополнительно построить закрытый склад сырья и добавок емкостью 10…15 рабочих суток.
Придерживаюсь правила: каждый вид сырья надо подавать отдельным питателем (дозатором).
Если на карьере глины залегают слоями более 1 м, то необходимо вести селективную добычу, т.к. каждый слой имеет различные свойствами и их смешение в природной пропорции может привести к негативным последствиям.
Перед загрузкой в питатель сырье должно пройти предварительное дробление.
Если в питатель подается не дробленное сырье, то значительна вероятность забивки выходного отверстия питателя и нарушения состава рабочей смеси (шихты), со всеми неприятными последствиями.
На рынке достаточное количество дробилок, которые устанавливаются отдельно от питателя или непосредственно в бункер питателя.
Для снижения степени износа рабочих бандажей, абразивные отощающие добавки добавляются в шихту после вальцевых мельниц.
Отощающие добавки надо подготовить и вводить в шихту только с необходимым модулем крупности.
сырье и оборудование
Посещая многие заводы все больше убеждаюсь в том, что оборудование отделения массоподготовки и оборудование отделения формовки надо разделять буферной зоной.
Все “тяжелые” глиноперерабатывающие машины, включая вальцевые мельницы, работающие с зазорами 0,5…0,8 мм, устанавливаются в отделении массоподготовки.
Глиноперерабатывающие машины предназначены для разрушения первичной структуры глин и, с моей точки зрения, чем больше глинистых частиц в сырье, тем больше мощности надо приложить для переработки сырья.
Если бы в лессовых суглинках не было карбонатных включений, то для их переработки достаточно одной вальцевой мельницы с зазором 3…5 мм и двух смесителей (один на формовочном шнековом прессе), что очень часто наблюдается в кирпичных заводах, работающих на таком сырье.
Разрушение карбонатов – это отдельная тема и сейчас на этом останавливаться не будем.
После разрушения первичной структуры, глину обязательно надо увлажнить до формовочной влажности.
Влага, проникая вглубь частицы, увлажняет малоувлажненные зоны и наблюдается следующий эффект: первоначально увлажненная до формовочной влаги глина, с течением времени снижает влажность, даже если она изолирована от атмосферы.
Если природная влажность сырья равна формовочной, то в процессе обработки ее на вальцевых мельницах, влажность понизится и ее надо восстанавливать.
Если природная влажность выше формовочной, то надо выполнять ряд мероприятий для снижения природной влажности.
Сколько вальцов (вальцевых мельниц) надо установить в отделении массоподготовки, определяет сырье, но обязательно в конце этой линии установите смеситель для увлажнения и перемешивания шихты.
Мое технологическое правило: для работы с наибольшей производительностью, на вальцевые мельницы подается шихта с влажностью, ниже формовочной, а в шихтозапасник или в отделение формовки, рабочая смесь (шихта) должна поступить с формовочной влажностью.
глиноперерабатывающие машины
Сейчас на рынке большое разнообразие глиноперерабатывающих машин, сделанных в различных странах и разными фирмами. Какие машины применить показывают лабораторные и полупромышленные испытания.
Считаю, что достаточно 13…15 кВт установленной мощности для переработки 1 тонны сырья в час.
Например, бегуны мокрого помола – вальцы среднего помола (зазор 1,2 мм) – вальцы тонкого помола (0,8) мм – двухвальный смеситель.
Работа бегунов эквивалентна работе двух вальцов: т.е. бегуны = дезинтеграторные (камневыделительные) вальцы + вальцы грубого помола (3 мм).
Если массоподготовка отделена от формовки буфером с запасом 3 дня и более, то производительность оборудования массоподготовки рассчитывается на 8-ми часовый рабочий день, 5 дней в неделю, при условии, что печь обжига работает 24 часа в сутки и 350 дней в году.
Увеличение первоначальной стоимости оборудования окупается значительным снижением эксплуатационных затрат: эл. энергия + заработная плата рабочих.
Располагать глиноперерабатывающие машины надо так, что бы максимально снизить затраты эл.энергии при их работе.
Например, если производится не лицевая строительная керамика (кирпич, поризованные камни), то вальцовую мельницу тонкого помола (0,8 мм) можно вывести из эксплуатации.
Крупные отощающие и выгорающие добавки надо вводить в шихту после каскада вальцевых мельниц.
Перед дезинтегратором и после дезинтегратора необходимо устанавливать систему контроля и удаления металлических включений из шихты.
Как показывает практика очень много простоев связано с поломкой технологического оборудования из-за металла, находящегося в шихте.
На рынке представлено много глиноперерабатывающих машин с различными функциональными возможностями, но которые совершенно непригодны для переработки имеющегося сырья или очень энергозатратны.
Например, винтовые камневыделительные вальцы, их эффективность составляет 5-10%, т.е. при работе такие вальцы удаляют из глины 5..10 кг камнеподобных включений из 100 кг.
Малоэффективны камневыделительные дезинтеграторные вальцы (дезинтеграторы) именно как камневыделительная машина.
Дезинтеграторы хорошо работают как машины первичной обработки: первичное дробление сухой глины, дробление твердых карбонатных включений, твердых аргиллитовых глинистых включений и т.д.
Если использовать в качестве сырья глинистые сланцы или метаморфизированные аргиллиты, то наиболее эффективными машинами для их дробления, являются ударные мельницы с воздушной сепарацией продуктов дробления, но они достаточно энергоемки в эксплуатации.
На этих машинах остановлюсь подробнее при описании решения проблемы “дутика”.
В своей работе встречался с глиноперерабатывающей машиной “Каскад” и пока не могу определить место этой машины в технологической линии массоподготовки.
“Каскад” достаточно хороший смеситель, но затраты электроэнергии для дополнительного смешения очень большие и, если нет необходимости тщательного смешивания всех компонентов шихты, то его можно не устанавливать в отделении массоподготовки.
Мне могут возразить, что с применением “Каскада” можно отказаться от шихтозапасника, но я остаюсь при своем мнении: лучший “разрушитель” глины – вода, и чем дольше вода будет воздействовать на глинистую частицу, тем лучшими технологическими свойствами будет обладать рабочая смесь (шихта).
Существует большое количество глиноперерабатывающих маших, которые не втречались в моей производственной практике и я о них ничего не могу написать.
Я остаюсь приверженцем традиционной технологии переработки глинистого сырья: бегуны – вальцы среднего помола (1,2 мм) – вальцы тонкого помола (0,6…0,8 мм) – двухвальный смеситель.
Или дезинтегратор – вальцы крупного помола (3 мм) – вальцы среднего помола (1,2 мм) – вальцы тонкого помола (0,6…0,8 мм) – двухвальный смеситель.
Если своевременно производить проточку рабочих бандажей валков и выдерживать установленные зазоры между рабочими поверхностями бандажей, то переработанное сырье в конце каскада вальцов, представляет собой “взбитую” массу, состоящую из мелких чешуек шихты.
Между вальцами грубого помола (3 мм) и среднего помола (1,2 мм) желательно установить двухвальный смеситель, т.к. в таком смесителе происходит разрушение и снятие напряжения сжатой пластинки шихты и последующее сжатие и растирание происходит в частицах другого механического состава.
По моим наблюдениям, наибольшая производительность валковых мельниц достигается при влажности шихты 16…18 %.
При увеличении влажности глина “прилипает” к бандажам и плохо счищается с их поверхности.
При низкой влажности, для разрушения сухих комочков, затрачиваются дополнительные усилия и увеличивается нагрузка на приводные эл. двигатели.
Поэтому еще раз обращаю внимание на установку дополнительного смесителя между вальцами грубого и среднего помола.
Очень важно перед вальцевыми мельницами устанавливать распределители глины, особенно когда ширина валков больше ширины подающей конвейерной ленты.
Часто наблюдаю неравномерный износ рабочих поверхностей бандажей валков из-за неравномерной подачи шихты по всей длине валков.
Глинистое сырье абразивный материал и при его переработке всегда будут изнашиваться рабочие бандажи вальцевых мельниц.
Всегда наступает неприятный момент, когда бандажи надо менять. Перед покупкой вальцевой мельницы поинтересуйтесь у продавца о сложности замены бандажей и о поставщике бандажей. Иногда стоимость замены бандажей составляет половины стоимости самой вальцевой мельницы.
При выборе вальцов, особенно вальцов тонкого помола, обратите внимание на конструкцию этих машин и инструкцию по эксплуатации этой машины. Если инструкцию по эксплуатации, сложны для восприятия текста и понимания содержимого, воздержитесь от покупки.
Машины, как и инструкции к ним, должны быть простыми и понятными. При эксплуатации очень сложной в управлении машины возникают остановки, связанные с системой управления и найти причину остановки очень сложно, а порой и не возможно без привлечения специалистов фирмы-изготовителя оборудования.
Вальцевые мельницы обязательно комплектуйте двумя станками для проточки бандажей. В дальнейшем это позволит уменьшить время простоя на проточки.
При использовании твердого глинистого сырья или сырья со значительным количеством твердых глинистых включений, после дезинтегратора устанавливают вальцы первичного дробления с зазором 5 мм.
Немного о смесителях
Если дозаторы обеспечивают количество (объем) подаваемых компонентов шихты, то смесители перемешивают компоненты шихты и усредняют состав шихты.
Компонент, который поступает в смеситель отдельно от шихты – вода для увлажнения.
Влажность шихты определяет формовочные свойства шихты. Постоянство и равномерность влаги в шихте является обязательным условием качественной формовки изделий.
Для того, чтобы снизить скачки влажности на формовки, в шихтозапасник надо укладывать шихту с постоянной влажностью.
Контроль влажности шихты после смесителя осуществляет заводская лаборатория, но в связи с тем, что отбор проб производится с определенной периодичностью, непрерывный контроль влажности шихты отсутствует.
В настоящее время на рынке появились измерители влажности шихты, которые непрерывно ведут контроль влажности шихты и сообщают о возникших отклонениях
На базе этих измерителей можно создать автоматическую систему управления подачи воды в смеситель и, соответственно, управления влажностью шихты.
На некоторых заводах при работе смесители не наполняются шихтой. При такой работе смеситель не выполняет свои функции и работает как транспортирующая машина. При незначительных изменениях в подаче воды происходит или переувлажнение шихты, или выход недостаточно увлажненной шихты.
Шихтозапасник
Для многих остается открытым вопрос: шихтозапасник это необходимый компонент технологической переработки или дополнительные капитальные затраты?
Много заводов работает без шихтозапасника и производят востребованный на рынке кирпич, еще больше работают с шихтозапасником и так же производят качественную конкурентноспособную продукцию.
Напишу свое мнение об этом.
При наличии на заводе вылежавшегося в буртах сырья, в котором максимально разрушена природная структура, и используется в качестве отощителя песок, бой кирпича (так называемый шамот), полевой шпат или другой камнеподобный материал, то можно работать без шихтозапасника.
Влаги в сырье, добавленной влаги и особенно времени контакта отощителя с влагой должно быть достаточно, чтобы произошло усреднение влажности во всем объеме шихты.
Если выполняется это условие, то можно работать без шихтозапасника.
Но возникает следующая проблема – проточка бандажей на вальцевых мельницах.
Во время проточки вся технологическая линии массоподготовки останавливается и если массоподготовка “жестко” связана с формовкой, то вынужденно останавливается и формовка.
