СМЕШАННЫЕ ГИПСЫ

ВРАЩАЮЩИИСЯ АППАРАТ САМОЗАПАРИВАНИЯ

Вращающийся аппарат самозапаривания гипса, предложен­ный автором совместно с инж. М. Е. Ботвинко, прошел двух­летнее испытание в эксплоатации на Московском заводе «Строй - деталь» треста Центростройдеталь МСПТИ (рис. 4). Испы­тание аппарата производилось лабораторией вяжущих ЦНИПС при участии администрации завода «Стройдеталь» и проекти­ровщиков проектной конторы треста Строймехмонтаж. Резуль­таты испытаний представлены в научно-технических отчетах.

Испытывался вращающийся аппарат емкостью 3,5 м&, изго­товленный на заводе треста Строймехмонтаж. В результате всех проведенных работ по исследованию вращающегося аппарата была установлена полная его пригодность для производства высокопрочного гипса марки 350 из несортированного гипсового

Щебня крупностью до 50 мм. На основе полученных экспери­ментальных данных институтом Министерства по строитель­ству дорожного и строительного машиностроения при непо­средственном участии авторов изобретения сконструирован вра­щающийся аппарат, вдвое больших размеров (емкостью 7 м6 ), поставленный на серийное производство трестом Строймехмон - таж под фирменным знаком СМ-4. Изготовлены 5 аппаратов, которые пройдут окончательные испытания на действующих за­водах трестов МСПТИ Азовстальстрой, Донмашстрой и трестов Министерства угля и Министерства электростанций в г. Сталино - горске.

Обследование специальной комиссией двух вращающихся аппаратов после 6-месячной их эксплоатации в тресте Мини­стерства электростанций установило вполне удовлетворительную работу этих аппаратов; при двух циклах в сутки они выпускают гипс постоянного качества марки 300 при расходе 6% условного топлива на 1 т гипса.

Во вращающийся аппарат СМ-4 входят следующие основ­ные части (рис. 5 и 6):

Цилиндр металлический 1 d=2 ООО мм, 1=3 600 мм. По­лезная емкость 7,0 м3 (при коэфициенте наполнения 0,8);

Трубные стенки 2 (2 шт.), в которые вварены огневые трубы, пропускающие горячие газы, и паросборная труба;

Огневые трубы 3 в количестве 47 шт. d—127 мм, /=3 700 мм; коробки и паросборные диски 4 в количестве 4 шт. d — — 450 мм, h = 70 мм;

Откосные листы 5 в количестве 4 шт. для саморазгрузки ци­линдра;

Люки 6 с герметически закрывающимися крышками в коли­честве 2 шт. размером 700X450 мм;

TsO

Газовые коллекторы 7 в количестве 2 шт. с фланцами для подсоединения к газоходам и с шестью очистными люками на каждом коллекторе;

Паровой вентиль 8 для сброса пара в левый газовый коллек­тор и для забора горячих газов в цилиндр;

Паросборник 9 с измерительной аппаратурой, предохрани­тельным клапаном и задвижкой для сброса пара через инжек­тор в газоход;

Контрольная предохранительно-измерительная аппаратура на образующей цилиндра (на рисунке не показана);

Сальники 11: два для—подсоединения с газоходами и один— для подсоединения к паропроводу;

Опорные катки 12 в количестве 4 шт., два бандажа и вен - цовая шестерня;

Привод 13 с мотором в 6 /се и редуктором (рис. 5); рама 14, воспринимающая вес нагрузки от вращающегося аппарата с размерами 1 = 5 060 мм, b = 2 360 мм, и различные ограждения;

Цилиндр, газовые коллекторы и газоподводящие трубы изо­лируются специальными скорлупами, наполненными шлаковой ватой. Вес машины с электромотором составляет 10 900 кг. Га­баритные размеры вращающегося аппарата следующие: длина— 6 030 мм, ширина — 2 770 мм, высота — 2 516 мм.

При приемке вращающегося аппарата необходимо обращать внимание на качество сварки и на герметичность. Аппарат дол­жен иметь паспорт и должен быть принят Котлонадзором, без чего пускать аппарат в эксплоатацию не разрешается. Обслу­живающий персонал должен быть обучен управлению и обра­щению с аппаратами, работающими под давлением. Контроль­но-измерительная аппаратура, установленная на образующей цилиндра, предназначена для контрольных наблюдений за состоянием аппарата. В случае расхождения показаний ма­нометров необходимо считать аппарат в аварийном состоянии и немедленно остановить его для осмотра и устранения при­чин, вызвавших различные показания давления в аппа­рате.

Управление вращающимся аппаратом. Перед загрузкой ап­парата проверяются чистота внутри аппарата, чистота отвер­стий в пароотборных дисках, работоспособность очистных при­способлений в дисках, исправность манометра, термометра и предохранительного клапана, чистота пароотводящих труб, чи­стота газовых труб, проходящих под направляющими металли­ческими листами, расположенными между люками и трубными стенками. Проверяется также надежность запорных кранов и прокладок, создающих герметичность аппарата. Производится смазка подшипников и проверка сальников. Когда все подгото­вительные работы по осмотру и проверке аппарата закончены, считается, что аппарат готов под загрузку.

По окончании загрузки в аппарат пускается из топливника горячий газ с *=500—600°, для чего открывают шибер на газо­ходе и пускается в работу дымососный вентилятор. Затем уста­навливают и зажимают болтами крышки на загрузочные люки. Подогрев и сушку гипса в аппарате производят при полном от­крытии обоих задвижек на паросборной трубе. При случае, когда в процессе сушки или запарки окажется, что пар из барабана через одну задвижку не удаляется, необходимо немедленно открыть вторую. Если же при двух открытых за­движках давление в аппарате продолжает расти, то необходимо немедленно прекратить доступ горячих газов в аппарат, за­крыть задвижку на газоподводящей трубе и остановить враще­ние аппарата. Необходимо, кроме того, открыть несколько очист­ных люков на газосборнике со стороны входящих газов для подачи холодного воздуха в аппарат. В последнем случае ведение процесса прекращается, и аппарат, остывший до температуры 100—120°, немедленно разгружают. При снятии крышек и люков должны быть приняты меры предосторожности, так как в аппарате может оказаться избыточное давление, и поэтому гайки ослабляют постепенно.

В процессе запарки и сушки температура отходящих газов не должна превышать 200°; в противном случае уменьшается количество проходящих газов прикрыванием задвижки на га - зоотводящей трубе.

Некоторые данные, полученные при испытании вращающе­гося аппарата на заводе «Стройдеталь». Вращаюшийся аппарат испытывался в основном на гипсовом сырье, получаемом с устья Камы, а также частично в некоторых запарках сырье Филин - ского месторождения и с Дзержинского алебастрового завода. Два последних вида сырья имели зерновой состав из частиц, не превышавших 10 мм. Чтобы в дальнейшем не останавли­ваться на разновидности сырья, необходимо отметить, что при­сутствие в смеси сырья различного месторождения не оказало влияния на качество полученного полуводного гипса.

При исследоівании работы вращающегося аппарата было проведено 28 опытных запарок. Режим работы аппарата уста - навливалсй каждый раз с каким-либо изменением. Основными меняющимися параметрами были: длительность пропаривания при постоянном давлении, перемена избыточного давления, из­менение температуры и времени сушки, изменение коэфициента заполнения аппарата гипсовым сырьем и, наконец, изменение крупности загружаемого сырья. Некоторые запарки повторя­лись по два и три раза в целях контроля. Выборки результатов экспериментальных запарок разных видов сведены в табл. 1 и 2. Для сравнения первые опытные запарки вращающегося аппарата проводились аналогично запаркам на этом же заводе. в вертикальных самозапарниках. Специально для выяснения влияния сушки в различных аппаратах и в вертикальных само-

Таблица 1

Длительность запа­рок в час. при давлении в ат

0.3

Температура в аппарате

'средн­

Предел прочности в кг/см2

Запарниках № 1 и 2 были проведены запарки № 129 и 130, когда все параметры пропарки и сушки были совершенно одинаковы. Такое сравнение именно на одном и том же за­воде было необходимо, так как на заводе «Стройдеталь» газ из топливника в аппараты подавался с температурой только 400—450°. На других действующих заводах температура горячих газов выше. Первые запарки № 1, 2, 3, 4 по парамет­рам обработки паром были одинаковы с параметрами обработки в вертикальных самозапарниках. Параметры сушки запарки № 1
также примерно одинаковые с запарками № 129 и 130, где со­ответственно градусо-часов было 1 152, 1 199 и 1 106, а проч­ность при сжатии в возрасте 7 суток оказалась (табл. 2) соответст­венно 315 кгісм2 250 и 230 кг/см2. Следовательно, во вращаю­щемся аппарате условия сушки создаются значительно более благоприятные.

Из результатов, приведенных в табл. 2, можно видеть, что запарка № 1 не является примером лучшего режима сушки, так как запарка № 2 при тех же температурных показателях, но< с меньшей длительностью сушки (6 час.<9 час.) выдала гипс лучшего качества (315<350 кг/см2). При сокращении срока сушки до 4 часов только при более высокой температуре (147°>130°, запарка А1® 3) был получен гипс аналогичного каче­ства с запаркой № 2, т. е. 350 кг/см2. Из этих данных следует, что при затрате 1 152 и 588 град.-час была получена. продукция практически одинакового качества; следовательно, во вращаю­щемся аппарате решающим при сушке является конечная тем­пература и выдержка при заданной температуре определенного срока. В данном случае необходимо достижение температуры в аппарате 157—'60° и сушка при этой температуре в продол­жение 1,5 часа. В качестве иллюстрации приведены журналь­ные записи № 2 и 3 на заводе «Стройдеталь».

Большое значение имеет влияние длительности пропари­вания во вращающемся аппарате при. неизменных параметрах сушки. В запарках № 22, 21, 20, 17, 15 при избыточном давле­нии 1,3 ат пропарка длилась 3 часа, длительность же сушки менялась от 3 до 6 час. При сравнении запарки № 2 и 15, № 3 и 21; № 4 и 20, где сушка примерно протекала в одина­ковых условиях, можно видеть, что сокращение срока пропари­вания влечет за собой понижение качества продукции. Следует отметить, что при удлинении срока сушки с 3 до 6 час. каче­ство продукции улучшается. Сравнивая запарки № 15 и 14, мо­жно отметить, что со снижением длительности пропарки с 3 до 2,5 час., 'несмотря на усиление сушки, все же качество продук­ции снизилось. Дальнейшее сокращение сроков пропаривания должно было принести еще большее снижение прочности гипса, что можно наблюдать и по запаркам № 17 и 26, где условия сушки были одинаковы; однако, следует отметить, что и при давлении 0,8 ат все же получился гипс высокого качества.

На основании анализа полученных результатов исследова­ний можно прийти к следующим вполне определенным выводам.

Уменьшение времени обработки гипса паром при давлении в 1,3 ат против установленного времени для вертикальных са­мозапарников 5—5,5 часа влечет за собой снижение качества продукции.

Уменьшение давления с 1,3 до 0,8 ат также приводит к сни­жению качества гипса, но все же гипс получается высокопроч­ный.

Средняя температура в аппарате при сушке устанавливается в пределах 130—150° при общем количестве 700—800 град.-час.

Пропарку при давлении 0,3 ат как переходную стадию от пропарки к сушке следует сохранить; длительность этой стадии установить равной 1,5 часа.

При подъеме температуры сушки в аппарате до верхнего предела подачу горячего газа в аппарат следует прекращать и продолжать сушку при вращении аппарата еще 1,5 часа.

Температура горячих газов, подаваемых во вращающийся аппарат, должна быть в пределах 500—600°. При температуре газов в 400—450° имеет место слишком длительный период (9—10 час.) подогрева гипса и .подъема давления в аппарате, как это можно видеть из журнальных записей произведенных испытаний.

Крупность сырья гипсового щебня следует рекомендовать О—25 мм; в этом случае не будет большой разницы в скорости разложения (дегидратации) в отдельных кусках (считая от поверхности в глубь куска), и установленный срок пропарки 5 — 5,5 часа гарантирует разложение CaS04 2Н20 на C, aS04 • V2H2O+IV2H2O.