Результат интеллектуальной деятельности: Технологическая линия для производства керамических изделий на основе камнеподобного сырья

Изобретение относится к производству строительных материалов, а именно к изготовлению клинкерного кирпича и стеновых керамических изделий методом компрессионного формования (полусухого прессования) при использовании аргиллитов, аргиллитоподобных глин, глинистых сланцев, опок и техногенного сырья.

Известна технологическая линия для производства стеновых керамических изделий компрессионного формования, включающая пост дробления сырья, представленный зубчатой дробилкой, пост подсушки и измельчения, представленный шахтной мельницей, пост смешения и доизмельчения, представленный стержневым смесителем и пост доувлажнения, представленный мешалкой (см. Временное руководство по проектированию предприятий по производству кирпича и камней керамических. Нормы технологического проектирования. М.: Союзгипростром, 1989).

Наиболее близким техническим решением является технологическая линия для производства стеновых керамических изделий полусухого компрессионного формования, включающая пост дробления сырья, сушки и измельчения; пост дробления представлен в виде щековой дробилки, пост сушки - сушильным барабаном, пост измельчения - молотковой дробилкой, линия дополнительно содержит пост разделения на фракции на вибросите с размером частиц 1-2 мм и менее 1 мм, при этом фракцию менее 1 мм дополнительно измельчают в стержневой мельнице до крупности частиц 0,2-0,1 мм, доводят до влажности в смесительных бегунах и на посту перемешивания фракции 1-2 мм и менее 1 мм смешивают в двухвальном смесителе при соотношении 60-70 мас. % крупной фракции и 30-40 мас. % мелкой фракции (см. патент RU 64559 U1, опубликовано 10.07.2007, B28B 15/00).

Однако использование сушильного барабана не рационально в связи с его высоким тепло- и энергопотреблением и невозможностью его отключения при поступлении достаточного сухого сырья - когда не требуется его подсушка. Наличие сушильного барабана также приводит к снижению производительности и к дополнительным затратам на аспирацию отходящих газов. Наличие стержневой мельницы вынуждает периодически останавливать производство для удаления напрессованного материала с ее стенок, что достаточно затруднительно и приводит к снижению производительности. Кроме того, в данной технологической линии отсутствует возможность ввода корректирующих добавок, к примеру сильных плавней, минерализаторов, в мелкую фракцию, при вводе которых в небольших количествах существенно увеличивается степень спекания и, соответственно, прочность изделий.

Задачей изобретения является повышение прочностных характеристик керамических изделий и возможность производства стенового и дорожного клинкерного кирпича на основе аргиллитоподобных глин и аргиллитов, а также повышение производительности линии.

Сущность изобретения заключается в том, что технологическая линия для производства керамических материалов на основе камнеподобного сырья, включающая пост дробления сырья, пост сушки, пост измельчения, пост разделения на фракции в виде грохота с ситами, пост доизмельчения тонкой фракции, пост корректировки тонкой фракции, пост подготовки пресс-порошка, при этом на посту дробления используются трехвальная дробилка первичного крупного дробления и дезинтеграторные вальцы, пост сушки представлен закрытым конвейером с инфракрасными нагревателями, пост доизмельчения тонкой фракции представлен маятниковой мельницей, пост корректировки состава тонкой фракции представлен трехвальным смесителем, пост подготовки пресс-порошка с увлажнением и грануляцией представлен смесителем-гранулятором, дополнительно содержит пост прессования и пост обжига.

Предлагаемая технологическая линия позволяет вовлечь в производство стеновой керамики широко распространенное на территории России камневидное сырье - аргиллиты, аргиллитоподобные глины, кремнистые породы, а ввод минерализующих добавок в тонкую фракцию способствует снижению температуры обжига, лучшему спеканию при обжиге и, как следствие, улучшению прочностных показателей, что позволяет получать на основе аргиллитоподобных глин и аргиллитов стеновой и дорожный клинкерный кирпич, а на основе кремнистых пород стеновые керамические изделия повышенной прочности.

В предлагаемой технологической линии на посту дробления трехвальная дробилка первичного крупного дробления и дезинтеграторные вальцы обеспечивают возможность использования достаточного влажного материала (до 12-16 для аргиллитов и аргиллитоподобных глин, до 20-25% для опок) и получения материала необходимого и выдержанного зернового состава. Пост сушки, представленный закрытым конвейером с инфракрасными нагревателями, позволяет легко регулировать режим сушки при минимальных затратах и исключает сложную систему аспирации дымовых газов сушильного барабана. Пост доизмельчения тонкой фракции представлен маятниковой мельницей, позволяющей получать материал в сухом виде заданного зернового состава. Пост корректировки состава тонкой фракции представлен трехвальным смесителем, куда вводятся минерализаторы и сильные плавни (к примеру, триполифосфат натрия технический, углекислый барий, датолитовый концентрат и др.) в небольшом количестве, который позволяет тщательно перемешивать исходные компоненты, особенно когда один из них вводится в небольшом количестве, а также увлажнять массу. Также он позволяет тщательно усреднять состав шихты. Пост подготовки пресс-порошка, представленный смесителем-гранулятором, позволяет тщательно перемешивать крупную и мелкую фракции с исключением возможности расслоения пресс-порошка на фракции, увлажнять пресс-порошок до необходимой влажности, а также гранулировать его. Пост прессования изделий представлен гидравлическими прессами двухстороннего прессования, которые позволяют легко управлять режимом прессования. На посту обжига, который представлен туннельной печью, происходит обжиг изделий при заданных режимах.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где представлена принципиальная технологическая схема предлагаемой линии.

Линия выполнена с последовательно установленными постом дробления сырья 1, сушки 2, измельчения 3, постом доизмельчения тонкой фракции 4, постом ввода корректирующих добавок 5, постом подготовки пресс-порошка с увлажнением и грануляцией 6, постом прессования 7 и обжига 8.

Линия работает следующим образом.

Камнеподобное сырье (аргиллиты, аргиллитоподобные глины, опоки) подвергается дроблению в трехвальной глинодробилке и дезинтеграторных вальцах на посту 1 до крупности частиц 12-20 мм, после чего транспортируется и подсушивается в закрытом конвейере с инфракрасными нагревателями до необходимой влажности в зависимости от вида сырья. Далее на посту измельчения 3 материал измельчается на молотковой дробилке. Образующийся материал подвергается рассеву на ситах 1 и 2 мм. Фракция более 2 мм поступает обратно на доизмельчение, фракция 1-2 мм - в бункер-накопитель, а фракция менее 1 мм поступает на пост доизмельчения до фракции 0-0,2 мм, которая затем поступает на пост ввода корректирующих добавок - минерализаторов. Затем на посту подготовки пресс-порошка происходит дозирование, перемешивание фракции 1-2 мм и фракции 0-0,2 мм в смесителе-грануляторе при соотношении 60-70% крупной фракции и 30-40% мелкой фракции. Затем полученный пресс-порошок через бункер-запасник поступает на посты прессования и обжига.

Данная технологическая линия была опробована на кирпичном заводе ООО «Тандем» в г. Новочеркасске с использованием аргиллитоподобных глин Жирновского месторождения, аргиллитов Замчаловского месторождения и кремнистых пород - опок Нагольновского месторождения. Изготовление изделий проводилось с учетом свойств конкретного сырья и необходимых технологических параметров, которые были определены при лабораторно-технологических испытаниях.

Результаты испытаний обожженных изделий на основе аргиллитоподобных глин Жирновского месторождения на прочность при сжатии и при изгибе приведены в таблице.