Технологический процесс изготовления керамзитово­го гравия по вибрационному способу характеризуется следующей последовательностью. Исходная глина в при­родном состоянии или после ее подсушки до 15%-ной влажности измельчается в порошок с максимальным размером зерен около 0,2 мм и подается в тарельчатый гранулятор, где при добавке 2—4 % воды формуются шаровидной формы гранулы примерно одинакового размера. Для лучшего склеивания порошкообразного ма­териала применяют специальную химическую добавку.

Одинаковый размер гранул при формовании достига­ется правильно отрегулированным положением тарелки, скоростью ее вращения и дозированием воды.

Вибрационная установка работает по следующей схе­ме. Полученный на тарельчатом грануляторе однородный по размеру зерен материал по загрузочной трубе пода­ется в сушильную камеру установки (рис. 5), откуда под действием силы тяжести поток материала поступа­ет в шахту предварительного нагрева. В шахте проис­ходит теплообмен между материалом и восходящими по­токами топочных газов, поступающих из камеры го­рения.

Рис.5 Установка для произ­водства керамзита по вибраци­онному методу (ФРГ)

1—загрузка; 2 — шахта для подо­грева; 3 — вибростол;4— выгрузка

Установку для вспучивания загружают через загру­зочный желоб, работу кото­рого регулируют с помощью электромагнитных импульсов

Гранулированный мате­риал проходит горизонталь­ную область зоны вспучивания в течение примерно 1 мин. Зона обогревается не­посредственно c помощью двух пар форсунок, работа­ющих на жидком топли­ве. Температура в зоне вспучивания поддерживает­ся на уровне около 1100°С. Вибрирующая поверхность транспортера на качающей­ся рамес воздушным охлаждением защищена от воздействия высоких температур огнеупорной футеровкой. Материал движется по инерционному столу спокойным потоком.

Горячие, вспученные зерна скатываются на охлаждающий желоб.

Достоинством установки является то, что она объеди­няет в одной конструкции устройства для сушки, подогрева, вспучивания и охлаж­дения. Это делает ее весьма энергетически экономичной. Расход теплоты на 1 кг керамзита составляет около 2940 кДж, а электроэнергии—около 14,5 кВт-ч на 1 т. Конструктивные размеры печи производительностью 50 т керамзита в сутки следующие: площадь основания 24 м2, высота 10 м.

Вспучивание глинистого сырья на керамзит в электрическом поле высокой частоты

Применение метода кипящего слоя позволило устра­нить ряд недостатков классической технологии произ­водства керамзита с обжигом во вращающихся печах, однако многие из них, особенно обусловленные нерацио­нальным топливосжиганием и подводом теплоты к час­тицам материала, остались нерешенными.

Глинистые гранулы различных размеров и формы как в отдельности, так и в слое в разные перио­ды обжига имеют различную влажность, плотность, теплопроводность и температуропроводность. Поэтому они нагреваются и вспучиваются неравномерно, что при­водит к преждевременному перегреву одних и недожогу других, а показатели насыпной плотности и прочности керамзита характеризуются нередко большим разбросом.

Тодес О. М., Гринбаум М. Б., Станякин В. М., Черем-ский А. Л. и др. предложили и исследовали новый метод получения керамзита с обжигом в электрическом поле высокой частоты, в значительной мере лишенный указан­ных недостатков. Способ основан на использовании то­ков высокой частоты для внутреннего диэлектрического нагрева зерен глинистого материала до температуры вспучивания и выделения теплоты при поддержании эк­зотермических реакций в температурном интервале поро­образования.

Воздействие поляризации в высокочастотном поле на глинистый материал приводит к интенсификации реак­ций газовыделения, что исключает необходимость ввода ряда добавок, стимулирующих вспучивание.

Тепловой высокочастотный удар обеспечивает также перемещение ряда реакций газовыделения в область вы­соких температур, когда материал приводится в пиропластическое состояние с оптимальной для вспучивания вязкостью. Особое преимущество диэлектрического на­грева состоит в определенной его избирательности, что делает процесс обжига стабильным и не зависимым от плотности, размера формы, теплопроводности и темпера­туропроводности зерен материала.

Рациональное аппаратурное оформление конструкции установки, сочетающей в себе высокочастотный нагрев в кипящем слое с эффективным использованием теплоты отходящего газа и керамзита в двух движущихся слоях, показано на рис. 6.

Рис. 6. Схема модели печи кипящего слоя с обжигом в электри­ческом поле токов высокой частоты и распределения температуры газов и материала по высоте

Гранулированный материал равномерно подается из бункера 1 питателем 2 через патрубок 3 в движущийся слой 4. В этом слое материал прогревается за счет отхо­дящих газов, направляемых через патрубок 13. Далее материал через отверстия решетки 5, регулируемые шибером 12, поступает в кипящий слои 6 на решетку 10. Кипящий слой, в котором частицы поддерживаются в псевдоожиженном состоянии, нагревается до температу­ры вспучивания токами высокой частоты через пластины высокочастотного конденсатора 11, и вспученный материал через патрубок 7 отводится в зону слоя 9, где ох­лаждается воздухом, поступающим из паукообразного распределителя 8, и отводится на транспортер.

На основе проведенных исследований осуществляет­ся отработка технологических и электрических парамет­ров установок полигонного и стационарного типов.

Производство керамзита по ступенчатому способу в кольцевой печи с вращающимся подом

Отмечая известные, серьезные недостатки распрост­раненных однобарабанных вращающихся печей для про­изводства керамзита: нестабильность выпуска заполни­теля по прочности и плотности; сложность обжига сла­бовспучивающихся с малым интервалом вспучивания глин; невозможность создания в них требуемого ступен­чатого режима термообработки гранул на керамзит;

большой унос мелочи и т. д.,—Р. Б. Оганесян, Н. А.Тетруашвили и В. А. Мещеряков предложили использовать для этих целей модернизированную кольцевую печь с вращающимся подом, широко распространенную в ме­таллургической промышленности2.

В общем виде технологическая схема производства керамзита на указанной линии предусматривает формов­ку сырцовых гранул на ленточном кирпичеделательном прессе, сушку в сушильном барабане с окаткой в нем гранул, подогрев полуфабриката в слоевом подогрева­теле примерно до 200—250° С с последующим вспучиванием гранул в кольцевой печи на непрерывно вращаю­щемся поде при однослойной его загрузке, охлаждение, сортировку и складирование заполнителя.

Обжиговый агрегат технологической линии включает слоевой подогреватель, кольцевую обжиговую печь и хо­лодильник-аэрожелоб.

Кольцевая печь (рис. 7) состоит из стационарных стен толщиной 750 мм и свода с теплоизоляционной засыпкой—700 мм, вращающегося пода (включая метал­лическую платформу, футеровку толщиной 500 мм, коль­цевой рольганг), гидрозатвора. Средний диаметр коль­цевой печи 11,25, ширина 2,4, высота от поверхности пода до замка свода 0,81 м. Длина зоны обжига (от узла за­грузки до узла выгрузки керамзита) 28 м, в том числе зоны расположения горелок—19 м.