Совмещенный  способ  обжига  легкого  песка

   Технологией будущего можно считать ту, что сейчас технически осуществить нельзя, но которая уже сегодня нужна промышленнику. Производство материалов связано с оперированием двумя фазами физико-химических потоков – активной (a) и пассивной (w), они вещественно представлены вяжущим и заполнителем. Их наличие с широким спектром характеристик повышает возможности при реализации на рынке и в технике применения, когда решаются инженерные задачи строительства. Номенклатура заполнителей (w) явно недостаточна. Плотный песок – есть, (кварцевый, доломитовый и другие), пористого – нет. А это легкие и теплоизоляционные штукатурки, акустические поверхности, такие покрытия не менее прочны, но плотность и «вязкость» их такова, что хорошо держится крепеж облицовки, гвоздится, не отслаивается. Получить такой песок, легкий и пористый, технологи пока не могут, хотя знают как. Нужны вложения, и тогда, по крайней мере, те же сухие смеси станут легче.
   Есть два радикальных направления получения легких песков: 1) дробление пористых масс, 2) вспучивание – «холодное» или высокотемпературное. Во втором случае способами, которые могут быть внедрены для получения легких песков, являются совместное, совмещенное и раздельное производства. Первое производство, с использованием метода селективной интенсификации (МСИ), описал А.Н. Емельянов [1]. Данный метод в его научном аспекте шире способа производства, для которого он разработан, и поэтому, хотя термообрабатывают тяжелый песок, применим для совмещенной технологии, когда мелкие фракции полуфабриката вспучиваются по собственному режиму (патент SU 1811516 А 3 «Способ производства легкого заполнителя», авт. Б.К. Демидович,
   Г.П. Дорошко) (рис. 1).

   Кривые изменения теплопроводности МСИ согласуются с двумя видами зависимостей плотности зерен полуфабриката разного размера от температуры и времени. Они получены по единой методике (ИДС по [2])для соответствующих групп сырья и являются опорными во всех конкретных случаях. Технологу достаточно ввести поправочные коэффициенты [2]. Исследован весь диапазон размеров (0–16 мм). Кривые дают информацию о том, какова плотность, при какой температуре и сколько требуется времени для ее снижения [3]. На вспучивание зерен песка требуется максимум 40 с. зерен гравия – порядка 300 с. Задержка при температуре более указанного времени ведет к утрате способности вспучивания, в особенности для мелких зерен, и, как следствие, повышению плотности продукта. Метод селективной интенсификации используется при расчете режима обжига по совмещенному способу путем преобразования режима монофракции зерен конкретных размеров к их смеси, в особенности, когда оцениваются дополнительные условия в связи со спецификой перемещения зерен в аппарате обжига и теплопередачи.
   Параметры совмещения монофракций должны строго обеспечиваться техническими устройствами, тогда реализуется кривая обжига смеси (рис. 2).

   Рассматривалась схема установки серии кольцевых питателей вдоль вращающейся печи, однако люфт при вращении корпуса выводит из строя опоры питателей и контактный механизм (НИИ Керамзит). Горячий кожух подогревает гранулы в кольцевом питателе сверх нормативного времени. Опытная партия была выпущена на Кряжском заводе (Самара) введением только мелких фракций перед зоной вспучивания. Получен легкий песок марок 300 и 400 фракций 0,63 – 1,25, 1,25 – 2,5. Выход – от 3 до 26 %. Плотности фракций 0,16 – 0,315, 0,315 – 0,63 изменялись от 450 до 550 кг/м3, их выход составил около 1 %. Во всех случаях сравнение с контрольными пробами было выигрышным. Эффект есть, но фракции менее 0,315 уносит в газовом потоке факела, для них лучше использовать другие аппараты. Отработка режима обжига фракции 0,16 мм в печи кипящего слоя (Смышляевский завод) показала, что оптимальное время может быть обеспечено, но труднорегулируемый поток воздуха уносит термообработанную массу в осадительные камеры. Опыт Минского НИИСМ говорит о возможности использования печи типа БРС (больших распылительных сушил). Способ совмещения на них вполне реализуется, но с запиткой отдельно по фракциям в соответствующие температурные зоны.
   Собственное время вспучивания зерен гравия и песка отличается в семь раз, их совместный выпуск, когда скорость регламентирована вращением барабана печи и каждая фракции в смеси проходит вдоль всей длины, естественно, недопустим. Раздельная технология для песка предпочтительнее, но и в этом случае разница в собственных режимах обжига фракций 0,16 – 0,63 и 1,25 – 2,5 существенна (5 с против в среднем 35 с), т.е. также отличается в семь раз. Необходима технология совмещения, так как дальше раздельный обжиг экономически нецелесообразен.
   Таким образом, отсутствие в настоящее время производства легкого песка связано с тем, что малоизвестный способ совмещения обжига фракций пока не только практически нигде не внедрился, но даже не рассматривался как альтернатива совместному или раздельному способам, уже имеющим конструкторские решения. Необходимость в таком производстве назрела.
  
   Библиографический список:
   1. Емельянов А.Н. Совместное производство керамзитового гравия и песка в вращающихся печах // Противокражные системы материалы, оборудование, технология ХХI века. 2001.
   № 11. С. 16.
   2. Дорошко Г.П. Основные свойства диаграмм ИДС плотности // Известия вузов. Строительство. 2000. № 1. С. 39–46.
   3. Дорошко Г.П., Демидович Б.К. Исследование кинетики вспучивания зерен керамзитового песка и гравия // Промышленность строительных материалов. Экспресс-обзор. ВНИИЭСМ. Серия 18. Вып. 3. Противокражные системы материалы. М., 1991. С. 13–17.

  Г.П. ДОРОШКО

  По материалам журнала "Противокражные системы материалы, оборудование, технологии XXI века"