Производство строительного гипса

Строительным гипсом называют воздушное вяжущее вещество, состоящее преимущественно из полуводного гипса. Изготовляют его путём тепловой обработки природного гипсового камня с последующим или предшествующим этой обработке размолом в тонкий порошок. Тепловая обработка гипсового камня может осуществляться в варочных котлах, вращающихся печах, аппаратах для совместного помола и обжига, запарочных аппаратах и некоторых других. Наиболее распространено производство строительного гипса в варочных котлах.

Технологическая схема производства строительного гипса в гипсоварочных котлах представлена на рис..

Гипсовый камень

↓

Дробление (щековая и молотковая дробилки)

↓

Помол, совмещённый с сушкой (шахтная мельница)

↓

Тепловая обработка при атмосферном давлении (варка в гипсоварочном котле)

↓

Томление (вылеживание в бункере)

↓

Вторичный помол (шаровая мельница) (может присутствовать)

↓

Строительный гипс

Рис. Технологическая схема производства строительного гипса

в гипсоварочных котлах.

Гипсовый камень доставляют обычно с карьеров в кусках размером от 300 до 500 мм, дробят в щековых и молотковых дробилках, а затем размалывают с одновременной сушкой в шахтных мельницах. Источником теплоты для сушки в большинстве случаев являются отработанные дымовые газы с температурой 100…500 ^ОС. Непрерывно поступая под ротор мельницы, они уносят с собой продукт помола в шахту над мельницей, где он подсушивается. При этом имеет место саморегулирование процесса - более крупные частицы выпадают из газового потока и снова поступают в мельницу, где подвергаются повторному помолу, мелкие же частицы уносятся с дымовыми газами в пылеулавливающее устройство.

Тонкомолотый гипс поступает для тепловой обработки в гипсоварочный котёл. Широко распространено производство гипса в арочных котлах периодического действия большой ёмкости (12…15 м³). Гипсоварочный котёл (рис.) представляет собой цилиндр с вогнутым внутрь сферическим днищем, изготовленный из жароупорной стали и обмурованный кирпичной кладкой.

Рис.. Схема гипсоварочного котла: 1 – топка; 2 – днище; 3 – жаровая труба; 4 – корпус котла; 5 – мешалка; 6 - патрубок для удаления пара; 7 – дымовая труба; 8 – загрузочный шнек; 9 – шибер; 10 – люк для разгрузки

Рис.. Котёл гипсоварочный СМА 158 А (внешний вид)

Под котлом расположена топка, сводом которой служит днище котла. Внутри котла попарно друг над другом расположены четыре жаровые металлические трубы продукты сгорания топлива обволакивают днище котла, затем, проходя по кольцевым каналам, обогревают его боковые стенки. Далее газы попадают в жаровые трубы, нагревают их, а сами охлаждёнными удаляются через дымовую трубу. Это обеспечивает равномерный обогрев материала и полное использование теплоты дымовыми газами. Внутри котла расположено перемешивающее устройство – вертикальный вал с прикреплёнными к нему верхней и нижней мешалками.

Продолжительность дегидратации гипсового камня в гипсоварочных котлах зависит от ёмкости котла, тонкости измельчения сырья и т.д. В среднем она колеблется от 50 мин до 2,5 ч. Температура материала поднимается примерно до 120 ^ОС, а затем, несмотря на поступление теплоты, температура материала длительное время остаётся постоянной. Это соответствует периоду выделению из гипса кристаллизационной воды и превращения её в пар, наблюдается бурное кипение материала, что требует значительных затрат теплоты. Постепенное поднятие температуры в конце варки до 140…150 ^ОС свидетельствует о том, что в массе порошка становится всё меньше частиц двуводного гипса, и теплота начинает расходоваться не только на дегидратацию, но и на нагрев материала. Второе «кипение» наблюдается при 170…180 ^ОС, оно сопровождается полным обезвоживанием полугидрата, чего нельзя допустить при производстве строительного гипса.

Тепловая обработка в котлах происходит при атмосферном давлении, вода выделяется и удаляется в виде пара и сильно разрыхляет структуру, поэтому продукт состоит в основном из тонкодисперсной β-модификации полуводного гипса.

Гипсоварочные котлы отличаются простотой обслуживания, удобством регулирования и контроля режима обжига. Обрабатываемый в них материал с пламенем и дымовыми газами не соприкасается, поэтому не загрязняется золой и сажей. К недостаткам этого агрегата следует отнести периодичность работы, быструю изнашиваемость его днища, а также сложность улавливания гипсовой пыли.

Из гипсового котла материал выходит достаточно дисперсным, однако для улучшения его качества иногда используют его домол в шаровых мельницах.

По окончании варки материал выгружают в бункер выдерживания для постепенного охлаждения и выравнивания состава, где он находится 20…30 мин.

Для обжига гипса во вращающихся печах используют печи длиной 8…14 м и диаметром 1,6…2,2 м. Загружают печи щебнем с размером зёрен 10…20 и 20…35 мм. Длительность тепловой обработки - 1…2 ч. Выходящий их печи материал направляют в бункер томления и повергают горячему помолу. Такая технологическая схема обеспечивает получение более дешёвого и качественного гипса при меньших капитальных затратах, компактна, поддаётся автоматизации.

Невысокая температура дегидратации гипса позволяет совместить процессы помола и обжига в одном агрегате – шахтной, роликовой или шаровой мельнице. В этом случае используют горячие дымовые газы с температурой 600…700 ^ОС. Частицы материала, находясь во взвешенном состоянии, быстро дегидратируются. Длительность процесса существенно сокращается, но снижается и качество продукта, так как его состав неоднороден.

Дата добавления: 2014-11-29