Технология производства асбестоцементных изделий

2. Характеристика  используемого сырья.

Сырьевые  материалы

     Для производства асбестоцементных изделий  в качестве основного сырья применяют  асбест портландцемент. Содержание асбеста  в изделиях зависти от вида вырабатываемого  изделия, а также качества (сорта) используемого асбеста. Обычно по весу оно не бывает менее 10 и более 20%. Содержание портландцемента в изделиях – соответственно 80-90%.[2, 50].

     Асбестами называют разновидности минералов  волокнистого строения, относящиеся  к серпентинитовой и амфиболовой  минералогическими группами. Эти  минералы, состоящие из кристаллических  агрегатов нитевидной формы, способны расщепляться на очень тонкие волокна, в сечении вплоть до молекулярных размеров.

     По  техническому составу асбестовые минералы являются водными силикатами магния, железа и натрия. Промышленная ценность асбестовых минералов определяется прежде всего их волокнистым строением, а также такими свойствами асбестовых волокон, как эластичность, высокая  прочность на растяжение, способность  при механическом воздействии расщепляться на тончайшие волокна, выдерживать  высокие температуры без существенного  изменения физических свойств, химическая стойкость. Для ряда производств  большое значение имеют высокая  адсорбционная активность распущенных  асбестов, их хорошая смачиваемость  водой и способность в распущенном  состоянии образовать гомогенные асбестоводные  суспензии.

     Асбестоцементная  промышленность, потребляющая более 60% добывающего асбеста, применяет  в основном асбест Баженовского, Джетыгаринского  и Актокторанского месторождений, причем доля Баженовского асбеста, на котором в прошлом полностью  базировалось асбестоцементное производство, постепенно уменьшается, а Джетыгаринского  – увеличивается.[1, 86].

     Все встречающиеся в природе виды асбеста можно разделить на две  группы: не кислотостойкие и кислотостойкие.

     В группу не кислотостойкого асбеста  входит один вид – хризотил-асбест. В группе кислотостойких асбестов пять видов: прокидалит-, амозит-, антофиллит-. Антинолит- и тремолит-асбест.[2, 52].

     Наибольшее  промышленное значение имеет хризотил-асбест. Его доля в мировой добыче асбеста  составляет около 96%.

     Хризотил-асбест располагается в серпентинитовых  пародах в виде жил, причем волокна  асбеста размещаются перпендикулярно  стенкам серпентинитовой породы. Из таких жил добывается самый  высококачественный асбест – поперечно-волокнистый. В ходе горно-образовательных тектонических  процессов часть жил сжималась  и волокна в них располагались  под небольшим углом к стенкам  включающей породы. Из таких жил  добывают продольно-волокнистый хризотил-асбест, волокна которого менее прочны, более  жестки и труднее раскушиваются.[1, 87].

     Асбестообогатительные фабрики поставляют асбест семи сортов, из которых в асбестоцементной промышленности находят применение в основном лишь четыре сорта: 3, 4, 5 и 6-й.[3, 192].

     Портландцемент  для производства асбестоцементных изделий изготавливается путем  совместного измельчения клинкера нормированного состава и необходимого количества гипса. Клинкер получается в результате обжига до спекания сырьевой смеси надлежащего состава, обеспечивающего  преобладания в нем высокоосновных силикатов кальция. В состав цемента  допускается введение не более 3% добавок, улучшающих свойства цемента, а при  помоле цемента, с согласия потребителя, допускается введение специальных  добавок в качестве не более 0,5% по массе цемента, не ухудшающих его  качества, но облегчающих процесс  измельчения клинкера.

     Портландцемент  для производства асбестоцементных изделий выпускают двух марок: 400 и 500. Марку цемента устанавливают  путем определения предела прочности  при изгибе образцов-балочек размером 4х4х16 см. и при сжатии их половинок, изготовленных из пластичного (В/C=0,4) цементного раствора состава 1:3 с нормальным песком и испытанных через 28 сут. (табл. 1).

                                                                                                       Таблица 1.

     Прочностные свойства цементов. 

     Клинкер, используемый для получения таких  цементов, должен быть высокого качества. Допускается содержание в нем  CaО_своб не более 1% по массе, MgO – не более 6% по массе, серного ангидрида – 1,5…3,5% по массе. Количество C₃S в клинкере должно быть не менее 51% по массе, а C₃A – в пределах 3…8% по массе. Нежелательно высокое содержание в нем щелочей Na₂O и K₂O, а также закисного железа FeO.[1, 86].

     Применяют также песчанистый портландцемент, который получают, размалывая в шаровой  мельнице портландцементный клинкер  вместе с кварцевым песком, причем содержание песка в таком цементе  находится в пределах 35-45%.[2, 52]. 
 
 

     2.3. Характеристика технологии  производства асбестоцементных  изделий.

     Основные  технологические  процессы и оборудование

     Рассмотрим  технологию производства асбестоцемента по мокрому способу.

     Предприятия асбестоцементной промышленности выпускают  два основных вида продукции: листовые изделия и трубы. При производстве листовых изделий асбест, подаваемый транспортерами, дозируется по маркам дозаторами (по массе) и сборным транспортером  доставляется в бегуны. На бегунах, а затем в гидропушителе осуществляется первая технологическая операция –  расщепление (распушка) асбеста. Для  облегчения распушки в бегуны подают небольшое количество воды через  дозатор. Вода наливается в гидропушитель, где асбест обрабатывается в виде водоасбестовой смеси (суспензии), содержащей 50 г. асбеста на один л. воды.

     Асбестовая  суспензия с распушенным асбестом перекачивается из гидропушителя в  турбосмеситель, куда из расходного бункера  через дозатор подается цемент. После  перемешивания асбестовой суспензии  с цементом полученная асбестоцементная суспензия поступает из турбосмесителя в ковшовый смеситель. Приготовление  асбестоцементной суспензии – вторая технологическая операция производства.

     Из  ковшового смесителя асбестоцементной суспензия подается в желоб, куда по трубопроводу поступает вода для  разжижения суспензии. По желобу разбавленная суспензия, содержащая около 100 г асбестоцемента в 1 л воды, течет в ванны листоформовочной машины.

     На  трехсетчатых цилиндрах машины производится фильтрация асбестоцементной суспензии. Отфильтрованная вода поступает  в приямок, а из него насосом в  куператор. Влажный слой асбестоцемента толщиной около 1 мм сукном-транспортером  подается к форматному барабану. Двигаясь вместе с суком между форматным  барабаном и прессовыми валами, слой уплотняется, обезвоживается и переходит  с сукна на поверхность форматного барабана. Фильтрация асбестоцементной суспензии, вакуумобезвоживание и  уплотнение отфильтрованного асбестоцемента на формовочной машине – важнейшие  технологические операции, от которых  зависит производительность машины и качество продукции.

     После того как на поверхность форматного барабана навивается 5-7 слоев асбестоцемента и образуется накат, соответствующий  заданной толщине листа, накат разрезается  механическим срезчиком по образующей барабана и снимается на транспортер. Последний подает накат к механизму, где обрезают кромки и происходит раскрой наката на листы нужных размеров. Обрезки сырых листов транспортером  подаются в смеситель, где перемешиваются с водой, превращаясь в асбестоцементную суспензию, возвращаемую в ковшовый смеситель.

     После механизма резки плоские листы  складываются в стопы с металлическими прокладками и отправляются к  прессам для для дополнительного  уплотнения. Если завод выпускает  волнистые листы, то после механизма  резки плоские свежесформованные  листы поступают на агрегат волнировки для придания им волнистой формы. С агрегата волнировки укладчиком листы  снимаются и складываются в небольшие  стопы на транспортер камеры тепловой обработки, где поддерживается температура  около 60^оC.

     После тепловой обработки стопы листов на поддонах отправляются в теплый склад для дозревания. По истечении 5-7 суток с момента изготовления листы отправляют потребителю.

     Дозирование и обработка сырья в производстве асбестоцементных труб выполняется  также как и при выпуске  листов. Формуются трубы на трубоформовочных машинах, работающих по тому же принципу, что и листоформовачные. Разница  состоит в том, что вместо форматного барабана на трубоформовочных машинах  устанавливают съемные скалки, диаметр  которых соответствует внутреннему  диаметру форматных труб. Снимаемые  со скалок трубы проходят предварительное  твердение на конвейерах, причем трубы  во время движения конвейера поворачиваются вокруг собственной оси и в  результате приобретает строго цилиндрическую форму. Твердение труб продолжается в наполненных водой бассейнах  или на конвейерах водного твердения, а затем в штабелях в теплом складе.

     Производство  труб заканчивается обрезкой и обточкой их концов через 7-10 суток после формования.

     Обработка асбеста в бегунах. Бегуны имеют  два чугунных катка диаметром 1400 мм, шириной 400 мм, массой 2800 кг, оси которых  связаны с вертикальным валом, вращающимся  со скоростью 12-16 об/мин. Для перемешивания  асбеста в чаше бегунов на их вертикальном валу установлены скребки. Высоту расположения скребков и угол их наклона к направлению  движения можно регулировать. Только расщепление иголок является полезной операцией при обработке асбеста  в бегунах, а другие “побочные” явления: образование не раскушенных  пучков, “ломка” раскушенных волокон, образование тонкодисперсных фракций  – ухудшают качество асбеста и  тем в большей степени, чем  длительная обработка. Поэтому продолжительность  обработки асбеста в бегунах  должна быть минимально необходимой.

     Распушка  в гидропушителях. Вторая стадия распушки асбеста по мокрому способу производится в гидропушителях. Гидропушитель  имеет цилиндрический бак объемом 4,1 м³ (рабочий объем 3,6 м³), в котором установлен вертикальный смеситель с пропеллером диаметром 500 мм, вросчающимся со скоростью 480 об/мин. Пропеллер заключен в цилиндрический диффузор. Привод смесителя осуществляется через клиноременную передачу от электродвигателя мощностью 40 кВт. Суспензия из бака подводится к насосу по трубопроводу.

     Чтобы периодически принимать порции суспензии  объемом 3,2-3,8 м³ и непрерывно снабжать суспензией формовочную машину, между машиной и смесителем устанавливается ковшовая мешалка, являющаяся одновременно накопителем суспензии и аппаратом-питателем, подающим суспензию в ванны машины.

     Турбосмеситель  предназначен для смешивания асбестовой суспензии с цементом и получения  однородной асбестоцементной суспензии. Конструкция турбосмесителя аналогична конструкции гидропушителя. Различие состоит в отсутствии распушивающего узла. Турбосмеситель представляет собой  цилиндрическую емкость с коническим дном. Он имеет вертикальное пропеллерно-перемешивающее устройство. Асбестовая суспензия поступает  в турбосмеситель, куда затем через  воронку подается цемент. Порция цемента  на один замес составляет 800-900 кг. По мере загрузки цемента в турбосмеситель подается дополнительное количество воды до полного рабочего объема. Продолжительность  премешивания с помощью насоса асбестовой суспензии с цементом с начала загрузки цемента составляет 8-10 мин.

     Рекуператор предназначен для отделения максимального  количества твердых частиц из потока отработавшей воды. Это происходит в результате изменения направления  воды и резкого снижения скорости потока. Вода, разделенная на два  потока, один из которых (более чистый) предназначен для промывки сукон  и сеток, а второй – для разжижения асбестоцементной суспензии, возвращается в производство.

     Рекуператор представляет собой сварной резервуар  цилиндрической формы с коническим днищем. В центре рекуператора закреплена на стяжках труба конической формы, постепенно расширяющаяся снизу. Верхняя  часть рекуператора имеет кольцевой  желоб. Сверху корпус рекуператора закрыт предохранительными съемными решетками. Коническое днище рекуператора заканчивается  патрубком, к которому прикреплен тройник  с проходным краном и дроссельным  клапаном. Внизу цилиндрической части  установлен еще один проходной кран. Скорость движения воды вверх по цилиндрической части рекуператора не должна превышать 3 мм/с. При такой скорости оседают  частицы цемента и волокна  асбеста. Техническая характеристика рекуператора СМ-922: Вместимость – 54,8 м³; размеры цилиндрической части: диаметр – 3850 мм., высота – 3500 мм.; масса – 7555 кг.