Заняття №24

Тема: Обладнання для виробництва гіпсу та виробів на його основі.

Мета:Ознайомитися з обладнанням для виробництва гіпсу та виробів на його основі.

Пояснити:принцип дії обладнання для виробництва гіпсу.

Тип заняття:лекція.

Література: Дудеров И.Г. Общая технология силикатов Глава 4.

План лекції

1. Основи виробництва.

2. Варка гіпсу в варочному котлі

3. Випал гіпсу в обертовій печі.

4. Виробництво гіпсової в’яжучої в автоклаві.

5. Варка гіпсу в рідкому середовищі

1. Виробництво гіпсової в’яжучої речовини зводиться в основному до подрібнення, помелу та випалу гіпсового каменю. В деяких схемах виробництва спочатку проводять випал, а потім помел.

Для подрібнення гіпсового каменю використовують щокові та конусні дробарки. Помел випаленого, або невипаленого матеріалу здійснюється в різних млинах. При недостатньо тонкому помелі крупна фракція відділяється в сепараторі, потім поступає на додатковий помел, після чого змішується з загальною масою матеріалу.

Випал гіпсового вяжучого проходе в варочних котлах, обертових печах, запарочних апаратах (автоклав), отримання гіпсових вяжучих в рідкому середовищі.

2. Варка гіпса в варочному котлі (Рис 1)

Гіпсоварочний апарат представляє собою металічний зварний корпус с кришкою та випуклим днищем. Всередині, якого розміщена мішалка, яка обертається постійно, навіть при загрузці гіпса. До мішалки приварений ланцюг, який зчищає гіпс з днища котла. Всередині котла є жарові труби по яким подається гарячий топочний газ. Котел вмурований в цегнляну кладку, де проводиться підвід тепла.

Рис 1 Схема гіпсоварочного котла

1-топка; 2-днище; 3-жарова труба; 4-корпус котла; 5-мішалка; 6-патрубок для видалення пару; 7-димова труба; 8-загрузочний шнек; 9-шибер; 10-люк для розгрузки.

Час варки гіпса 1,5 год. Для отримання високоміцного гіпса варка може досягати 3-6год., при цьому міцність підвищується в декілька раз. Гіпс попередньо нагрівають до 60⁰С та на протязі 30хв температуру піднімають до 150⁰С – перше кипіння і утворюється напівгідрат.При цьому гіпс починає кипіти і температура залишається постійною. Для отримання однорідного гіпса перед закінченням варки температуру середовища піднімають на 20-30⁰С -друге кипіння проходе обезводнення напівгідрата. Дуже важливо в цей момент не допустити коливання температури в бік збільшення, так як може утворитися нерозчинний ангідріт, який має низьку міцність.

З котла гіпс поступає в бункер томлення, де проходить кінцева дегідратація продукта за рахунок фізичного тепла матеріалу. Томлення – процес, який необхідний для вивчення міцності гіпса.

Їх перевага- простота конструкції.

Недолік- періодичність дії, швидка зношуваність днища та складно уловлювати гіпсовий пил.

3. Випал гіпсу в обертовій печі.

Для випалу подрібненого гіпсового каменю більш крупних розмірів, ніж у варочних котлах застосовують обертові печі. При ретельній підготовці матеріалу, оптимальному режимі випалу, і послідуючому помелі в обертових печах можна отримати будівельний гіпс високої якості. Їх перевага – безперервність технологічного процеса. Недолік – за рахунок загрузки гіпсового каменю різних розмірів 10-35мм отримують продукт, який має неоднорідну структуру. Так як, куски матеріалу, що завантажується різних розмірів процес дегідратації йде нерівномірно і продукт отримується неоднорідним. Бажано випалювати окремо фракції 10-20мм і 20-35мм, часточки розміром менше 10мм відсіюють.

Паливо запалюється в окремих топках. Гіпс в обертових печах можна випалювати по методу прямотока та противотока. Температура входячих газів в піч при прямотоці 900-1000⁰С, при потивотоці 750-800⁰С. Температура відходячих газів при прямотоці 170-220⁰С, а при противотоці 100-110⁰С.

Випалений матеріал, який виходе із печі необхідно направляти в бункери томлення або розмелювати. При помелі продукт швидше стає більш однорідним за рахунок оголення внутрішніх шарів зерен, більш швидкої дегідратації двугідрата, який залишився та гідратації розчинного ангедріту.

Рис 2 Схема виробництва будівельного гіпсу з застосуванням обертових печей

1-лотковий живильник; 2-бункер гіпсового каменю; 3-стрічковий транспортер; 4-молоткова дробарка; 5-елеватор; 6-шнек; 7-бункер гіпсового щебеню; 8-тарільчатий живильник; 9-бункер вугілля; 10-топка; 11-обертова піч; 12-бункер випаленого щебеню; 13-полеосаджуючий пристрій; 14-венттилятор; 15-бункер будівельного гіпсу; 16-кульовий млин.

4. Виробництво гіпсової в’яжучої в автоклаві

У всіх апаратах, які працюють при нормальному тискові отримують кінцевий продукт, який складається переважно із β-модифікації напівгідрата. Для випуска високоміцного гіпса, представленого в основному ά- модифікації напівгідрата, служать установки, в яких гіпс обробляється насиченим водяним паром під тиском, а потім сушать тримання г апарат представляє собою замкнутий вертикальний металічний резервуар, в який загружають подрібнений гіпсовий камінь з розміром кусків 15-60мм. Матеріал в отриманий в апараті обробляється насиченим паром під тиском 0,23Мпа, що відповідає 124,5⁰С. Після обробки матеріал сушать на протязі 8год., в тому ж апараті топочними газами з температурою 120-160⁰С.

Переваги: тримання гіпсових матеріалів з високими характеристиками міцності.

Недоліки: нерівномірність сушки та різкий перепад температур при переході з запарювання на сушку.

5. Варка гіпсу в рідкому середовищі

Для отримання високоміцного гіпсу застосовують варку в рідкому середовищі. В якості рідкого середовища застосовують насичені розчини солей, які киплять при температурі вище температури дегідратації двугідрату (розчини сірнокислого магнію, соди, хлористого кальцію) або в воді в присутності ПАВ (сульфітно-спиртова барда, милонафт).

В рідкому середовищі температура розприділяється рівномірно, теплопередача проходе більш інтенсивно, хімічні реакції та зв’язані з ними структурно-кристалічні зміни речовин протікають швидше та більш повно. В якості сировини найкраще використовувати фосфогіпс, так як цей спосіб є більш ефективним.

Переваги: готовий продукт є більш однорідним та не містить двугідрата та ангедріта.

Недоліки: швидке використання отриманої водогіпсової суміші.

Контрольні запитання:

1. Яке обладнання використовується для виробництва гіпсу?

2. Яка будова, робота, принцип дії та технічні характеристики гіпсоварочного котла?

3. Яка будова, принцип дії та технічні характеристики обертової печі?

4. Принцип дії автоклаву.

5. В чому заключається особливість варки гіпсу в рідкому середовищі?