ГИПСОВЫЕ ВЯЖУЩИЕ ВЕЩЕСТВА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПРОИЗВОДСТВА ГИПСОВЫХ ВЯЖУЩИХ

ГИПСОВЫЕ ВЯЖУЩИЕ ВЕЩЕСТВА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПРОИЗВОДСТВА ГИПСОВЫХ ВЯЖУЩИХ

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СХЕМЫ ПРОИЗВОДСТВА СТРОИТЕЛЬНОГО ГИПСА Предварительная сушка и помол сырья с последующей дегидратацией гипса (обжиг гипса в гипсоварочных котлах); o Обжиг гипса в виде кусков различных фракций в шахтных, вращающихся, камерных и других печах (полугидрат измельчают после обжига); o Совмещение операций сушки, помола и обжига двуводного гипса. o

ХРАНЕНИЕ МАТЕРИАЛОВ o o Типы складов: открытый, крытый и силосный. Выбор способа складирования определяется видом сырья и объемом необходимых его запасов. Открытые склады, как правило, используют при больших объемах сырья, их располагают обычно непосредственно на карьерах и оборудуют экскаваторами и скреперами. Крытый тип складов наиболее распространен. Он позволяет хранить сырьевые материалы любого вида: при небольших объема - в бункерах, при больших объемах – навалом. Крытые склады оборудуют грейферными кранами. Силосное складирование предусматривает хранение сырьевых материалов в специальных железобетонных или металлических ёмкостях (силосах) диаметром 3; 6; 12 и 18 м. Это наиболее дорогой способ хранения, но он обеспечивает минимизацию потерь сырья и экологическую чистоту, позволяет сократить производственные площади, оптимизируя компоновку цехов и уменьшая количество перегрузочных узлов и длину конвейерных линий. В силосах могут храниться как твердые кусковые, так и сыпучие материалы.

ХРАНЕНИЕ МАТЕРИАЛОВ Закрытый усредненный склад известняка и глины с запасом на трое суток: 1 -штабель известняка; 2 -штабель глины; 3, 4, 5 - конвейер ленточный; 6 - грузоподъемное устройство; 7 -питатель передвижной; 8 -строительное сооружение

Технологическая схема производства гипсовых вяжущих веществ с применением гипсоварочных котлов 1, 5, 21, 23, 25 — бункера, 2, 6, 24, 26 — питатели, 3 — щековая дробилка, 4, 13, 18, 27, 28 — транспортирующие машины, 7 — шахтная мельница, 8, 9 — циклоны, 10, 12 — вентиляторы, 11, 15 — рукавные фильтры, 14, 17 — калориферы, 16 — камера пылеосаждения, 19 — паропровод, 20 — гипсоварочный котел, 22 — топка, 29 — силосы, 30 — газопровод

Технологическая схема производства гипсовых вяжущих веществ с применением гипсоварочных котлов Технологический передел № 1: гипсовый камень фракции 60 -300 мм поступает с помощью фронтального (грейферного) погрузчика и транспортной системы, состоящей из питателей и транспортеров, в щековую дробилку, где дробится до фракции 20 -60 мм. Технологический передел № 2: измельченный материал подается в шахтную мельницу или в молотковую аксиальную мельницу (быстроходная молотковая размольная машина), предназначенные для тонкого помола и одновременного подсушивания гипсового щебня. t газов - 400 -500˚С; t гипса – 70 -90˚С. Измельченный, высушенный и отсепарированный до остатка на сите № 02 не более 2 -10% гипсопорошок выносится в пылевоздушном потоке в систему пылеосаждения. Технологический передел № 3: Варка в гипсоварочном котле – t газов - 950 -1000˚С, t гипса – 140 -180˚С, время варки=1 -3 часа. Время варки формовочного гипса: 3 -4 час. Для получения высокопрочного и медицинского гипса добавляют соли – 0, 1 -0, 15% от массы гипса. Объем котлов 15, 25 м 3.

ДРОБЛЕНИЕ МАТЕРИАЛОВ Методы измельчения а – раздавливание, б – раскалывание, в – удар, г – излом, д - истирание Методы измельчения материала в зависимости от его физико-механических свойств Материал Метод Прочный и хрупкий Раздавливание, удар, излом Прочный и вязкий Раздавливание, истирание Хрупкий, средней прочности Удар, раскалывание, истирание Вязкий, средней прочности Истирание, удар, раскалывание

ДРОБЛЕНИЕ МАТЕРИАЛОВ СТЕПЕНЬ ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ i = D/d Степень измельчения материала в зависимости от вида измельчения Вид измельчения Средний размер кусков до измельчения (D), мм Средний размер зерен (кусков, частиц) после измельчения (d), мм Степень измельчения (i) Крупное дробление 1500 -300 300 -100 2 -6 Среднее дробление 300 -100 50 -10 5 -10 Мелкое дробление 50 -20 10 -2 10 -50 Тонкое измельчение 10 -2 2 -0, 075 50 -100 Сверхтонкое измельчение 2 -0, 075 -0, 0001 > 100 Типы дробилок: а) щековые дробилки; б) конусные дробилки ; в) валковые дробилки; г) молотковые дробилки.

ДРОБЛЕНИЕ МАТЕРИАЛОВ

ДРОБЛЕНИЕ МАТЕРИАЛОВ

Техническая характеристика щековых дробилок Марка Размеры загрузочного отверстия, мм Ширина выходной щели, мм Частота вращения вала, мин-1 Производител ьность, м 3/ч Мощность электродвигателя основного привода, к. Вт Масса дробилки, т Дробилки с простым качанием щеки ЩКДН 900 1200 150 -200 170 90 -125 110 69 № 20 1200 x 1500 190 x 250 170 x 260 206 130 СМД-59 А (887) 1200 x 1500 150 135 x 170 До 220 160 137 ЩКД 8 1200 1500 200 -250 135 160 -250 175 140 ЩКД 9 1500 х2100 250 -300 100 240 -400 280 200 № 21 1400 х1800 300 170 250 -350 201 СМД-60 а (888) 1500 -2100 180 -280 100 -125 310 -450 235 Дробилки со сложным качанием щеки СМ-166 600 х900 75 -200 275 35 -120 75 16 Д 400 1200 х1500 110 -190 180 220 -280 200 120

Техническая характеристика молотковых дробилок Показатель СМ-19 А СМ-170 Б СМД-97 СМД-98 СМД-86 СМД-95 СМД-87 Диаметр ротора, мм 1000 1300 2000 1250 1600 2000 Длина ротора, мм 800 1600 2000 3000 1250 1600 Частота вращения ротора, мин-1 1000 735 600 1200/1500 Максимальный размер загружаемых кусков, мм 300 400 600 600 800 1100 Производительность (по известняку), т/ч 35 -55 150 600 1100 -1300 250 400 740 Мощность электродвигателя, к. Вт 125 250 800 1250 100 160 250 Масса дробилки (без электрооборудования), т 5, 5 9 46 59, 6 15 30 68

ДРОБЛЕНИЕ МАТЕРИАЛОВ o Для ориентировочных расчетов производительности щековой дробилки (Q) можно пользоваться эмпирической формулой: Q=0, 093 L∙d, где Q – производительность дробилки, т/ч; L - длина разгрузочной щели, см; D ширина разгрузочной щели в положении наибольшего удаления (размаха) щек, см. Коэффициент дробления щековых дробилок не o превышает 4 -6. Производительность конусных дробилок (Q) может быть подсчитана эмпирической формулой: Q=6, 8 D 2 l∙n∙ρ0, где Q – производительность дробилки, т/ч; l – наибольший размер кусков раздробленного материала, м; n – число качаний конуса в минуту; ρ0 средняя плотность материала, т/м 3. o Производительность молотковых однороторных дробилок может быть определена по формуле: Q= L∙D∙e, где Q – производительность дробилки, т/ч; L – длина ротора, м; D – диаметр ротора, м; e - ширина щелей в колосниковой решетке, мм.

ИЗМЕЛЬЧЕНИЕ МАТЕРИАЛОВ Принципиальные схемы мельниц: 1 – шаровая; 2 – вибрационная; 3 – дезинтегратор; 4 – аэробильная; 5 – струйная; 6 - бегуны

ИЗМЕЛЬЧЕНИЕ ГИПСА o o o o Помольным оборудованием являются, в первую очередь, мельницы и механизмы, обеспечивающие нормальную и бесперебойную работу мельниц: - расходные бункера для создания некоторого запаса материала перед мельницей; - питатели, обеспечивающие равномерное питание мельницы исходными материалами; - аспирационная установка с пылеочистительными аппаратами, способствующая повышению производительности мельницы; - сепараторы (классификаторы), устанавливаемые при мельницах, работают в замкнутом цикле и служат для отделения недоизмельченных зерен, подвергаемых затем вторичному размолу; - транспортирующие механизмы, подающие материал в расходные бункера, а измельченный продукт от мельниц – в сепараторы, силосы или шламбассейны; - приборы автоматического регулирования процессом помола; - вентиляционные устройства.

ИЗМЕЛЬЧЕНИЕ ГИПСА Мельницы для измельчения гипса молотковые трубные дезинтеграторы Молотковые мельницы предназначены для помола материала размером до 50 мм. Трубные мельницы – для тонкого помола гипсового щебня или в установках совмещенного помола и обжига гипсового камня, а также для помола твердого топлива. Дезинтеграторы - для тонкого помола гипсового щебня.

ПОМОЛЬНЫЕ АГРЕГАТЫ ШАХТНАЯ МЕЛЬНИЦА 1 — выходной канал; 2 — шахта; 3 — била; 4 — ротор мельницы Скорость движения газов – 3 -6 м/с Недостаток: трудно обеспечить стабильную степень помола. БАРАБАННАЯ МЕЛЬНИЦА САМОИЗМЕЛЬЧЕНИЯ «АЭРОФОЛ» 1 — питатель, 2 — мельница Преимущества: отсутствие мелющих тел или 2 -3%, большая производительность, малые затраты электроэнергии. Исходные куски 250 -500 мм

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ МЕЛЬНИЦ САМОИЗМЕЛЬЧЕНИЯ Показатель ММС 30 -10, 6 ММС 50 -18 диаметр 3000 5000 длина 1060 1800 6 30 60 -80 400 -600 Размеры, мм: Объем, м 3 Мощность электродвигателя. к. Вт

ТЕПЛОВЫЕ АГРЕГАТЫ Гипсоварочный котел СМА-158: 1 — нижняя лопасть, 2 — верхняя лопасть, 3 — патрубок, 4 — шнек, 5 — вал мешалки, 6 — кожух, 7 — шибер, 8 — люк, 9 — цилиндр, 10 — металлоконструкция, 11, 13 — горизонтальные валы, 12 — коническая зубчатая передача, 14 — цепная передача, 15 — кулачковая муфта, 16 — редуктор, 17 — электродвигатель, 18 — крышка, 19 — обмуровка, 20 — жаровые трубы, 21 — днище

ГИПСОВАРОЧНЫЙ КОТЕЛ

ПЫЛЕУЛАВЛИВАЮЩИЕ АППАРАТЫ Циклоны – для очистки газов от пыли с частицами более 6 мкм. Степень очистки – 90 -97%. Батарейный (а) и малый (б) циклоны: 1, 4 — перегородки, 2 — входной патрубок, 3 — трубы, 5 — камера, 6 — лопасти, 7 — малые циклоны, 8 — бункер циклон: 1 — затвор, 2 — бункер, 3 — усеченный конус, 4 — выпускная труба, 5 — цилиндрический корпус, 6, 8 — патрубки, 7 — улитка Рукавные фильтры – для очистки газов от пыли с частицами до 0, 01 мкм. Степень очистки – до 99, 9%. электрофильтры – для очистки газов от пыли с частицами от 0, 1 до 100 мкм. Степень очистки – более 99 %. Рукавный фильтр СМЦ-100 (а — левая секция, б — правая): 1 — верхний патрубок, 2, 3, 5 — блоки, 4 — рукава, 6 — клапан, 7 — выходной канал, 8 — вентилятор Электрофильтр: 1 — пластины, 2 — проволока, 3 — заземление, 4 — бункер, 5 — источник тока высокого напряжения

Технологическая схема производства гипсовых вяжущих с применением мельницы совмещенного помола и обжига 1, 6, 12 — бункера, 2, 9 — конвейеры, 3, 4 — дробилки, 5 — элеватор, 7 — мельница, 8 — топка, 10 — сепаратор, 11, 13 — циклоны, 14 — дымосос

Трубная мельница 1, 5 x 5, 6 м 1 — загрузочная воронка, 2 — роликоопора, 3 — загрузочная часть, 4 — люк, 5 — барабан, 6 — разгрузочная часть, 7 — кожух разгрузки, 8 — эластичная муфта, 9 — редуктор, 10 — пальцевая муфта, 11 — электродвигатель, 12, 13 — камеры помола Характеристика шаровых мельниц для помола гипса и извести Показатели Диаметр барабана Ед. изм. и длина СМ-15 А СМ-436, 1456 м 0, 9*1, 8 1, 5*5, 6 1 2 Количество камер Скорость вращения об/мин 35 27 -29 Производительность т/час 0, 5 -1, 3 4 -7 Мощность электродвигателя к. Вт 20 125

Технологическая схема цеха кальцинации гипса участием мельницы ЕМ. Вертикальная тарельчато-шаровая мельница ЕМ. Горизонтальная ударная мельница Гомогенизатор Claudius Peters Пневмовинтовой насос типа Х

ВОЗДУШНАЯ СЕПАРАЦИЯ - повышает производительность мельниц на 25 -50% и снижает удельные энергозатраты на 10 -20% Воздушно-циркуляционный сепаратор: 1, 4, 8 — крыльчатки, 2 — диск, 3, 5 — патрубки, 6 — вал, 7, 9 — стенки, 10 — жалюзи Воздушно-проходной сепаратор: 1 — входной патрубок, 2, 3 — конусы, 4 — лопатки, 5, 6 — патрубки

Технологическая схема производства гипсовых вяжущих с применением сушильных барабанов 1 — автосамосвал, 2, 9 — бункера, 3, 6, 13, 19 — питатели, 4, 7 — дробилки, 5, 8, 12 — транспортирующие машины (конвейер и элеваторы), 10 — топка, 11 — сушильный барабан, 14 — трубная мельница, 15 — пневмовинтовой питатель, 16 — дымосос, 17 — электрофильтр, 18 — циклон, 20 — грохот

Печь кипящего слоя: 1 — разгрузочная течка, 2 — перегородка, 3 — кипящий слой, 4 — камера, 5 — патрубок. 6 — загрузочная течка, 7 — газораспределительная решетка, 8 — топка, 9 — горелка, 10 — вентилятор

Технологическая схема производства гипсовых вяжущих высокой прочности с совмещенными процессами дегидратации и сушки в автоклаве

Технологическая схема производства ГЦП вяжущих

Технологическая схема производства гипсокартонных листов 1 — дозатор гипсового вяжущего; 2, 3 — шнековый конвейер; 4 — пеногенератор; 5 — резервуар со смесителями для хранения пульпы; 6 — картон в рулоне; 7, 11 —узел размотки; 8, 9 — натяжное устройство; 10, 12 — ванна для намазки картона; 13 — пеногипсомешалка; 14 — узел формовки; 15 — конвейеры схватывания; 16 — роликовый конвейер; 17 — ножницы; 18 — конвейер забракованных листов; 19 — линия влажных листов; 20 — сушилка; 21 — линия сухих листов; 22 — стол складирования, обрезки, склейки; 23 — штабелеукладчик; 24 — упаковка штабелированных листов; 25 — упаковка пакетов в полиэтиленовую пленку

Производство гипсоволокнистых листов 1 — бункер гипсового вяжущего; 2 — бункер шлифовальной пыли; 3 — волоконная мельница; 4 — бункер для дробленой макулатуры; 5 — молотковая дробилка; 6 — смеситель; 7 — настилочная установка; 8 — элеватор; 9 — пресс; 10 — конвейер твердения листов; 11, 13 — сушилка; 12 — участок шлифования и нанесения покрытий на листы; 14 — стопировщик листов

СВОЙСТВА ГИПСОВЫХ ВЯЖУЩИХ

ТЕОРИИ ГИДРАТАЦИИ И ТВЕРДЕНИЯ ВЯЖУЩИХ ВЕЩЕСТВ o Кристаллизационная теория Ле Шателье (1887 г. ): 1. 2. 3. • Ca. SO 4∙ 0, 5 H 2 O + 1, 5 H 2 O = Ca. SO 4∙ 2 H 2 O 8 г/л 2, 05 г/л Образование раствора, насыщенного по отношению к полугидрату и пересыщенного по отношению к двугидрату; Образование зародышей кристаллов двуводного гипса и выделения их из раствора; Рост кристаллов двуводного гипса, переплетение между собой с образованием кристаллического каркаса, что обусловливает схватывание и твердение гипсового вяжущего. Коллоидная теория Михаэлиса (1893 г. ): Топохимическое (прямое) присоединение воды с образованием частичек двуводного гипса в высокодисперсном (коллоидном) состоянии.

ТЕОРИИ ГИДРАТАЦИИ И ТВЕРДЕНИЯ ВЯЖУЩИХ ВЕЩЕСТВ o 1. 2. 3. Коллоидно-кристаллизационная теория А. А. Байкова (1923 г. ): Образование раствора, насыщенного по отношению к полугидрату; Топохимическое (прямое) присоединение воды с образованием двуводного гипса в виде высокодисперсных кристаллических частиц и коллоидной массы в виде геля, что сопровождается схватыванием массы. Перекристаллизовывание коллоидных частичек двугидрата с образованием более крупных кристаллов, что сопровождается твердением вяжущего и ростом прочности.

ПРИМЕНЕНИЕ ГИПСОВЫХ ВЯЖУЩИХ 1. Плиты и панели для перегородок: а) плиты гипсовые (ГОСТ 6428 -83) размерами: 900 х300 х100(80); 800 х400 х100(80); 600 х300 х100(80); 667 х500 х100(80) мм из строительного гипса Г 2 -Г 7 с минеральными и органическими заполнителями или без заполнителей. Свойства плит название показатели Предел прочности, МПа: - при сжатии, не менее 5 - при изгибе, не менее 2, 4 Отпускная влажность, %, не более 12 Средняя плотность, кг/м 3 900 -1400 б) гипсобетонные панели толщиной 60, 80 и 100 мм, длиной не более 6600 мм, шириной не более 4000 мм из гипсового вяжущего или ГЦПВ, минеральных и органических заполнителей. Например, ГВ: песок: опилки=1: 1: 7. Плотность 1100 -1500 кг/м 3.

ПРИМЕНЕНИЕ ГИПСОВЫХ ВЯЖУЩИХ 2. Блоки и панели ограждающих конструкций: а) гипсовые стеновые блоки размерами 390 х188 и 390 х90 х188 мм и марок М 25, М 35, М 50, М 75. Свойства блоков Свойства Ед. изм. показатели Прочность на сжатие МПа 2, 5 -7, 5 Средняя плотность кг/м 3 1200 -1650 Отпускная влажность % 12 б) гипсобетонные панели на основе ГЦПВ или ГИШ толщиной 400 мм, длиной 800 -3600 мм, высотой 800 -1500 мм. Характеристики панелей: средняя плотность, кг/м 3 – 1600; прочность на сжатие – 7, 5 МПа, морозостойкость, циклы - 25, влажность, % - 12. Основные технологические переделы: приготовление ГИШВ из высокопрочного гипса, изготовление пространственных арматурных каркасов, формование панелей методом литья из смеси вяжущего и наполнителя (шлак) в соотношении 1: 0, 5 или 1: 1, 5, заполнение технологических пустот, складирование готовых изделий.

ПРИМЕНЕНИЕ ГИПСОВЫХ ВЯЖУЩИХ 3. Листы для обшивки стен, перегородок и перекрытий. а) гипсоволокнистые листы (ГВЛ) из гипса Г 4 -Г 7, бумажной макулатуры марок МС-10 и МС-11 и воды размерами, мм: длина – 2500 -3600; ширина -1200; толщина – 10, 12 (плотность не более 1250 кг/м 3, предел прочности при изгибе не менее 5, 3 МПа) и 14, 16, 19 (плотность не более 1200 кг/м 3, предел прочности при изгибе не менее 4, 6 МПа). б) экструзионные гипсоволокнистые изделия следующей номенклатуры: перегородочные панели сечением 600 х80 и 600 х60 мм и длиной 2, 8 -4, 2 м; подоконные доски сечением 200 х30, 300 х40 и 350 х45 мм и длиной 2 -3 м и декоративные плиты сечением 600 х20 мм, длиной 0, 6 -3 м. Плотность изделий 1600 -1800 кг/м 3, предел прочности при изгибе не менее 9 МПа. Сырьевые материалы и содержание, % по массе: гипсовое вяжущее марки не ниже Г 5 – 76 -83; асбест 5 и 6 сортов – 5 -10; метилцеллюлоза МЦ-100 – 0, 5 -0, 7; замедлитель твердения, например, УПБ – 1, 5 -3; кварцевый песок – 10. Технологические переделы: подготовка и смешение гипса, добавок и волокнистого материала с водой при В/Т 0, 34 -0, 40, продавливание роторным прессом формовочной массы через фильеру, разрезка бруса на заготовки, правка изделий, выдержка и сушка. в) гипсокартонные листы (ГКЛ) размерами, мм: длина – 2500 -4800, ширина – 600 -1200, толщина – 8 -25; средняя плотность – 850 -950 кг/м 3, прочность – 2, 5 -5, 2 МПа, влажность – не выше 1%.

ПРИМЕНЕНИЕ ГИПСОВЫХ ВЯЖУЩИХ г) плиты гипсовые декоративные (ПГД) размерами 600 х600 мм и толщиной 15, 20, 25 мм изготавливают способом литья пластичного гипсового теста в эластичные формы с рельефным дном. Применяют гипсовое вяжущее Г -2 – Г-7. д) звукопоглощающие гипсовые плиты 600 х600 мм и толщиной 30 -40 мм из гипсового вяжущего марки не менее Г-5. Перфорированный гипсовый футляр →укладка во внутреннее пространство футляра минераловатного материала → оклейка тыльной стороны плит алюминиевой фольгой. е) высокопрочные облицовочные гипсовые плиты из гипсового вяжущего марок не ниже Г-5. Приготовление пластичного гипсового теста → прессование под давлением 10 -20 МПа с одновременным удалением избыточной влаги → сушка. Характеристика плит свойства Ед. изм. показатели прочность на сжатие МПа 50 -70 прочность на изгиб МПа 10 -15 кг/м 3 1900 % 7 коэффициент размягчения - 0, 45 Твердость по Моосу - 2, 5 плотность водопоглощение ж) модифицированные облицовочные плиты на основе гипсовой породы. Выпиливание заготовок→ модифицирование на конвейере (упрочнение, повышение декоративности, водостойкости)→фактурная обработка.

ПРИМЕНЕНИЕ ГИПСОВЫХ ВЯЖУЩИХ o o o o 4. Санитарно-технические кабины изготавливают в виде объемных элементов в формах или комплектуют из отдельных гипсобетонных панелей. Вяжущее – ГЦПВ. 5. Сухие гипсовые смеси для устройства самонивелирующихся стяжек оснований полов с использованием высокопрочного гипса или ангидритового вяжущего с добавкой цемента, шлака и др. Формовочный гипс – изготовление форм, моделей и капов в фарфорофаянсовой, керамической промышленности Г-5 -Г-7. Медицинский гипс – стоматология, хирургия. Ангидритовый цемент – устройство бесшовных полов и подготовки под полы, производство штукатурных и кладочных растворов различных марок, легких и тяжелых бетонов, искусственного мрамора. Эстрихгипс - устройство бесшовных полов и подготовки под полы, производство штукатурных и кладочных растворов различных марок, искусственного мрамора. Высокопрочный гипс – производство гипсовый изделий высоких марок, моделей, форм и капов в авиационной