Технологическая линия по производству высокопрочного гипсового вяжущего

Сырьевой  материал для производства гипса  должен удовлетворять ГОСТ 4013—82:

для производства высокопрочного (технического) гипса должны поставлять только гипсовый камень 1-го сорта.

Гипсовый  камень применяют в зависимости  от размера фракции: 60-300 мм- гипсовый камень для производства гипсовых вяжущих;

Для фракции 60-300 мм содержание камня размером менее 60 мм не должно превышать 5%, а более 300 мм-15%, при этом максимальный размер камня не должен превышать 350мм.

Фракции размером 0-60мм не должны содержать  камня размером 0-5 мм более 30%.

В отдельных  случаях по согласованию с потребителем доля содержания фракции размером 0-5 мм допускается более 30%, но не должна превышать 40%.

Правила приемки

Приемку и поставку камня осуществляют партиями. В состав партии включают камень одного вида, сорта и фракции.

При отгрузке камня железнодорожным и водным видами транспорта размер партии устанавливают в зависимости от годовой мощности карьера:

1000 т-при  годовой мощности до 1000000 т;

2000 т    «            »              »               свыше 1000000 т.

Допускается отгружать партии камня меньшей  массы.

При отгрузке камня автомобильным транспортом партией считают количество камня одного сорта и одной фракции, отгружаемого одному потребителю в течение суток.

Количество  поставляемого камня определяют по его массе. Камень, отгружаемый  в вагонах или автомобилях, взвешивают на железнодорожных и автомобильных весах. Массу камня, отгружаемого в судах, определяют по осадке судна.

Изготовитель  должен определять фракционный состав камня не менее одного раза в квартал, а также при замене технологического оборудования или переходе из одного забоя в другой при разработке пласта гипсового камня.

Потребитель имеет право проводить контрольную  проверку соответствия камня требованиям  настоящего стандарта, применяя при  этом порядок отбора проб и методы испытаний, приведенные в ГОСТ 4013-82. Потребитель отбирает пробы после разгрузки транспортных средств, изготовитель-перед или во время погрузки.

Пробы отбирают не менее чем из 10 мест равными  частями на различной глубине  при отгрузке железнодорожным или  водным видам транспорта, а при  отгрузке автомобильным транспортом – не менее чем из 5 машин.

Минимальную массу общей пробы определяют в зависимости от максимального размера фракции:

50 кг-при  максимальном размере фракции  60 мм;

300 кг               «              »              «               »            300 мм.

Если  при испытании пробы получены неудовлетворительные результаты, проводят повторные испытания пробы камня, отобранной из той же партии.

При неудовлетворительных результатах повторных испытаний  партия приемке не подлежит.

Транспортирование и хранение

Гипсовый и гипсоангидритовый камень поставляют навалом всеми видами транспортных средств.

Предприятие-изготовитель должно сопровождать каждую отгружаемую  партию документом о качестве установленной  формы, в котором указывают:

наименование  и адрес предприятия-изготовителя;

наименование  камня;

номер партии, дату отправки и объем партии;

сорт, размер фракции;

обозначение настоящего стандарта.

При транспортировании  и хранении камень должен быть защищен  от загрязнения посторонними примесями. 
 

1.8. Технологические схемы производства гипсового вяжущего [6],[2]

Существует несколько  технологических схем производства гипсового вяжущего: в одних помол  предшествует обжигу, в других помол  производится после обжига, а в  третьих помол и обжиг совмещаются  в одном аппарате. Тепловую обработку гипсового камня производят в варочных котлах, сушильных барабанах, шахтных или других мельницах (I). Полуводный гипс –модификации получают путем запаривания гипсового щебня в автоклаве, самозапарочных аппаратах, демпферах. Высокопрочный гипс получают в котлах(реакторах)

1. Производство  гипса с применением варочных  котлов. Гипсовый камень, поступающий  на завод в крупных кусках, сначала дробят, затем измельчают  в мельнице, одновременно подсушивая  его. В порошкообразном виде  камень направляют в варочный котел периодического или непрерывного действия. Варка происходит за счет обогрева днища и стенок котла, а также жаровых труб внутри котла, которые в охлажденном состоянии удаляются по дымовой трубе. Продолжительность варки 90…180 мин. При варке в котле гипс не соприкасается с топочными газами, что позволяет получать чистую продукцию, не загрязненную золой топлива.

2. Гипсовое вяжущее  в сушильных барабанах получают  путем обжига гипсового камня  в виде щебня размером до 20 мм. Обжиговой частью сушильного барабана служит наклонный стальной цилиндр диаметром до 2.5 м и длиной до 20м, установленный на роликовых опорах и непрерывно вращающийся. Гипсовый щебень подается в барабан с приподнятой стороны и в результате вращения наклонного барабана перемещается в сторону наклона. Из топки в барабан поступают раскаленные дымовые газы, которые при движении вдоль барабана обжигают гипсовый камень, а с противоположной стороны удаляются вентилятором. Далее гипсовый камень измельчают в мельницах.

3. При обжиге  гипса во взвешенном состоянии совмещают две операции: измельчение и обжиг. В мельницу(шахтную, шаровую, или роликовую) подают гипсовый щебень и одновременно нагнетают горячие дымовые газы. Образующиеся при размоле мельчайшие зерна гипса товарной фракции увлекаются из мельницы потоком дымовых газов и в процессе транспортирования в раскаленном газовом потоке обжигаются. Пылевоздушная смесь поступает в циклоны и фильтры для осаждения гипса.

Наибольшую производительность из рассмотренных схем имеет последняя, затем схема обжига в сушильных барабанах, и, наконец в варочных котлах. Однако первые две схемы существенно уступают по качеству продукции схеме с варкой гипса.

4. Высокопрочный  гипс получают путем нагревания  природного гипса паром под  давлением 0.2…0.3Мпа с последующей сушкой при температуре 160…180. 
 
 
 
 

1.9. Технологические факторы, влияющие на качество продукта [8],[7]

Технологическая операция помола обожженного гипса  сильно влияет на конечное качество гипсовых изделий, а именно – водопотребность, прочность и усадку.

Структура твердеющего гипса относительно однородна. Кристаллы дигидрата имеют случайную ориентацию и образуют трехмерную решетку. По мере срастания и переплетения кристаллов дигидрата гипсовая смесь постепенно превращается в затвердевшее камневидное тело. В затвердевшем, но еще влажном гипсе продолжают протекать процессы перекристаллизации – растворения части вещества в межкристаллических контактах и укрупнения кристаллов, что приводит к разрыхлению структуры. Отсюда малая объемная масса. Таким образом, гидратация гипсового вяжущего представляет собой непрерывный совместный процесс растворения полугидрата и выкристаллизовывания из раствора дигидрата. По мере роста кристаллов гипса и их переплетения формируется поликристаллическая структура затвердевшего гипса.

Механические  свойства гипсовой отливки полностью  определяются величиной порового пространства, которое, в свою очередь зависит  от В/Г фактора, а именно: с уменьшением В/Г увеличивается объем пор.

Так как  с уменьшением водогипсового  фактора размер кристаллов дигидрата уменьшается, то число кристаллов в единице объема увеличивается, так же как и степень их срастания, а следовательно, увеличивается структурная прочность.

Поры  влияют не только на прочность, ползучесть и деформативность, но и на другие свойства гипсовой отливки. Пористостью, например, обусловлены хорошие теплотехнические гипсовых материалов, а также способность их быстро поглощать и отдавать влагу.

Основными требованиями к повышению качества полуводного гипса сводятся к  повышению активности гипса без снижения нормальной густоты гипса и при повышении его удельного веса.

 
 
 
 
 
 
 
 

2. Расчетно-проектный раздел

2.1.  Расчетная функциональная технологическая схема производства продукта

  
 

2.2. Расчет производственных шихт и составление материального баланса основной технологической установки  

      М1=172       М2=18                           М3=145           М4=27    М5=18

CaSO4∙2H2O + H2O + примеси → CaSO4∙0,5H2O + 1,5H2O + H2O + примеси

     41%             52%         7%                     Х2                          Х1        52%        7%

      

        М1=172           М4=27   

1)  CaSO4∙2H2O → 1,5H2O                               Х1 = (41*27)/172=6,4%

            41%                 Х1   

         М1=172               М3=145          

2)  CaSO4∙2H2O → CaSO4∙0,5H2O                    Х2 = (41*145)/172=34,6%                       

            41%                        Х2                         

  Проверка:

CaSO4∙2H2O + H2O + примеси → CaSO4∙0,5H2O + 2,5H2O + примеси

     41%             52%         7%                     Х2           52+6,4=58,4%     7% 

                                                                           Х2 = 100-58,4-7=34,6% 
 
 
 
 
 
 

Материальный  баланс на установку  автоклав-центрифуга