Остапчук М.В., Рибак А.І. Системи технологій (за видами діяльності)

Подождите немного. Документ загружается.

(безпосередні відклади двогідрату гіпсу з розчинів) та епігенетичні, що

виникли внаслідок гідратації ангідриту, що утворив-

322

ся раніше. Найбільш поширені епігенетичні родовища. На поверхні ангідрит

майже завжди переходить у гіпс, збільшуючись при цьому в об'ємі, але на

глибині (100... 150) м тиск порід, що розміщені вище, перешкоджає такому

переходу.

Поряд з чистим гіпсом у природі трапляються також гіпсовмісні породи, в

яких міститься значна кількість глинистих речовин або карбонатів. Ці породи

є тонкодисперсною механічною сумішшю гіпсу з піщано-глинистими або

вапняно-глинистими домішками і називаються глиногіпс, гажа, ганч. Склад

цих порід несталий навіть у межах одного родовища, що різко обмежує

сферу їх застосування.

Поклади гіпсу і ангідриту досить поширені і трапляються у відкладах усіх

геологічних епох від кембрійського до четвертинного періоду. Родовища

гіпсу й ангідриту звичайно трапляються в давніх руслах рік, реліктових

озерах і низинах. В Україні основні родовища гіпсу розробляються в Донбасі

і Чернівецькій області.

Крім природного гіпсу для виробництва в'яжучих можуть також

використовуватись відходи хімічної промисловості. З цих відходів найбільше

значення має фосфогіпс, який добувають в процесі сірчанокислотної

переробки природних апатитів і фосфоритів на фосфорну кислоту, подвійний

суперфосфат, преципітат, фосфат амонію та інші концентровані фосфорні

добрива. Залежно від умов виробництва в осаді може бути двогідрат

сульфату кальцію або ангідрит.

У фосфогіпсі у вигляді домішок містяться апатит, що не розклався, і

кремнезем. Частина оксиду фосфору (V) звичайно перебуває у водо-

розчинному стані.

7.2.1. Виробництво гіпсових в'яжучих при низькотемпературному

випалюванні

Виробництво низьковипалювального гіпсу складається з попередньої

підготовки сировини, що полягає в сушінні і подрібненні гіпсового каменю,

дегідратації гіпсового каменю в процесі теплової обробки, наступному

тонкому помелу або помелу, що передує дегідратації.

Іноді тонкому помелу піддається і природний гіпс (первинний помел), і

готове в'яжуче (вторинний помел). Послідовність операцій при виробництві

гіпсу залежить від виду агрегату, в якому відбувається його дегідратація.

323

Зараз найпоширеніші дві технологічні схеми. За першою схемою дегідратація

відбувається у варильних котлах періодичної або безперервної дії, в яких

матеріал безпосередньо не стикається з топковими газами. При застосуванні

варильних котлів гіпс потрібно попередньо подрібнювати. За другою схемою

дегідратація кускового гіпсу відбувається в сушильних барабанах, а ви-

палений продукт піддається наступному помелу. Є також схеми для

одночасного помелу і дегідратації гіпсу.

Гіпсовий камінь надходить на завод із кар'єрів у вигляді кусків розміром до

350 мм або щебеню. Кусковий гіпс піддають попередньому одно- або

двохстадійному подрібненню. Для цього на першій стадії застосовують

щокові, а на другій — також і молоткові дробарки. Конусні дробарки

застосовують як на першій, так і на другій стадії.

Кар'єрна вологість гіпсового каменю може коливатися у значних межах

залежно від його структури, обводненості родовища, пори року та багатьох

інших факторів. Найбільшою мірою вологість залежить від сумарної площі

поверхні кусків — чим менший розмір кусків, тим вологість більша. Так,

наприклад, за інших однакових умов вологість кусків розміром 60 мм

становить 1%, кусків розміром 10 мм — 4%, а кусків розміром 5 мм —

близько 10%.

Вологий гіпсовий камінь має підвищену в'язкість. Тому попередньо його

потрібно підсушувати, що полегшує процес подрібнення і збільшує

продуктивність помельного устаткування.

Як правило, процес сушіння поєднують з процесом помелу. Для одночасного

сушіння і помелу застосовують аеробільні, шахтні і ролико-маятникові

млини. В усі ці млини подаються розбавлені топкові гази з температурою

(300.. .400) °С. Дрібні часточки виносяться з помельних агрегатів струменем

гарячих газів у пилоосаджувальні пристрої (циклони, батарейні циклони або

електр офільтри).

Звичайно 1

таких газів містить близько 1 кг гіпсового пилу. Тонкість

помелу гіпсу можна регулювати зміною швидкості руху газів. Потужність

шахтних млинів становить (5...25) т/год, ролико-маятникових-до 10 т/год.

Варіння в гіпсоварильних казанах. Серед агрегатів, у яких проводиться

теплова обробка гіпсу, найпоширенішими є варильні котли, їх перевага перед

іншими агрегатами полягає в простоті конструкції, чистоті й однорідності

продукту, що добувається.

324

Недоліком казанів є періодичність дії, а отже, зайві затрати часу на

завантаження і вивантаження. Крім цього, днище й обичайки казан часто

прогоряють, тому потрібний додатковий час на ремонтні роботи.

Заводи устатковані, як правило, казан місткістю 15

, продуктивністю 7 т/

год, а останнім часом встановлюються також казани місткістю 25

продуктивністю понад 11 т/год. Гіпсова-рильні котли — це зварні барабани з

кришкою і сферичним днищем. У котлах місткістю 15

в середині

розміщено чотири, а в котлах більшої місткості — шість або вісім жарових

труб. Котли устатковані мішалками, обертові лопаті яких перемішують гіпс,

для забезпечення рівномірного нагрівання. Прикріплені до мішалки відрізки

ланцюгів зчищають гіпс із днища, оберігаючи його від прогоряння. Котел

вмуровано в цегляний мур, під ним споруджено топку, топкові гази якої

обігрівають котел ззовні, а потім проходять по жарових трубах.

Завантажують гіпс у котел або конвейєром, або пневматично при ввімкнутій

мішалці. При цьому зберігається добра рухливість гіпсу.

Звичайно при надходженні в казан гіпс, має температуру (60...70) °С,

протягом перших 30 хв варіння він нагрівається до температури (120... 150)

°С, при якій розпочинається його інтенсивна дегідратація (кипіння). В

процесі дегідратації температура в казані залишається сталою, а після

закінчення дегідратації температура починає підніматися, а гіпс-осідати. Для

повного перетворення гіпсу на півгідрат звичайно після кипіння його нагріва-

ють ще на (20...30) °С, оскільки навіть (1... 2)% двогідрату в готовому

продукті різко погіршують його властивості, прискорюючи строки тужавіння

і збільшуючи водопотребу. При перегріванні гіпсу понад (170... 180) °С

виникає небезпека утворення розчинного ангідриту, який негативно впливає

на властивості будівельного гіпсу. Як правило, варіння гіпсу триває (1,5...3)

год. Однак збільшення тривалості варіння до (4...6) год приводить до зни-

ження водопотреби і підвищення міцності гіпсу майже вдвоє.

Із гіпсоварильних казанів гіпс надходить у бункер "томління", що є

проміжною місткістю для зберігання гіпсу й виконує певну технологічну

функцію. У ньому відбувається дегідратація залишків двогідрату за рахунок

фізичної теплоти матеріалу, а водяна пара, що виділяється при цьому,

витрачається на гідратацію зневодженого півгідрату і розчинного ангідриту.

Тому після вилежування якість гіпсу поліпшується.

325

Частину казанів періодичної дії переобладнано для безперервного варіння.

Вони мають трубу, що відходить від дна, для випуску готового продукту.

Після кипіння гіпсу півгідрат відразу ж спускається на дно і вивантажується.

Завантаження і вивантаження виконують так, щоб рівень гіпсу в казані

зберігався сталим. Потужність такого казана на (25...40)% перевищує по-

тужність звичайних казанів однакової місткості, а витрата палива — менша.

Для безперервного варіння гіпсу застосовують також реакто-ри-

теплообмінники з обертовими конвейєрами-теплообмінника-ми і масляним

теплоносієм. Розроблена подібна установка, в якій гіпсовий порошок

нагрівають електронагрівниками, розміщеними на зовнішній поверхні

гвинтового конвейєра і всередині вала. У першій секції підтримується

температура гріючої поверхні близько 300 °С, чим забезпечується швидке

прогрівання гіпсу до температури дегідратації (115... 125) °С, у наступних

секціях температура гріючої поверхні дещо нижча (близько 220) °С, а темпе-

ратура матеріалу близько 150 °С. Така температура не допускає утворення

зневодненого півгідрату й розчинного ангідриту, що позитивно відбивається

на якості готового продукту. Регулюванням кількості пари, що відводиться з

установки, можна створити умови для переважного добування а-півгідрату.

Хоч при варінні в котлах гіпс і піддається попередньому помелу, помел його

після дегідратації є необхідною операцією.

Вторинний помел здійснюється в стрижньових або трубних млинах. В

процесі помелу відбувається дегідратація гіпсу, що не розклався, а розчинні

форми ангідриту гідратуються і переходять у півгідрат. Цьому процесу

сприяє підвищення температури гіпсу під час помелу до (115... 120) °С, тому,

якщо здійснюється вторинний помел, відпадає потреба в камерах томління,

оскільки процеси, що відбуваються при гарячому магазинуванні, у млині

протікають швидко і повно. При вторинному помелі часточкам надається

лускоподібна форма, що позитивно впливає на пластичні властивості гіпсу.

Інтенсифікації процесу дегідратації у варильних казанах можна досягти за

рахунок введення в гіпс деякої кількості солей, які знижують парціальний

тиск пари над гіпсом, сприяючи зниженню температури дегідратації. У

практиці гіпсових заводів набула поширення добавка розчину кухонної солі

густиною 1,2 г/с

, який добавляють у варильний казан у кількості

(0,10.. .0,15)% маси гіпсу. При цьому не тільки знижується темпе-

326

ратура дегідратації, але й поліпшується якість готової продукції. Недолік

гіпсу, що містить добавку NaCI, — підвищена гігроскопічність і втрата

активності при зберіганні. Тому його бажано використовувати відразу ж

після виготовлення.

Дегідратація гіпсу в обертових барабанах. Основна перевага обертових

барабанів безперервність процесу виробництва. Поряд з цим вони мають

істотний недолік, що полягає в нерівномірності випалювання. При

короткочасному перебуванні кусків гіпсу в барабані в центрі їх можуть

залишитись зерна двогідрату, що не розклався, оскільки в поверхневих шарах

куска внаслідок стикання з гарячими топковими газами може відбуватися

зневодження аж до утворення розчинного і навіть нерозчинного ангідриту.

Суворо дотримуючись технологічного режиму в обертових барабанах, можна

добути високоякісне в'яжуче.

Для випалювання гіпсу застосовують обертові барабани, що

використовуються в інших галузях промисловості для сушіння. Обігрівання

може здійснюватись як за прямотечією, так і за протитечією. При прямотечії

димові гази на вході в барабан мають температуру (800... 1000), а на виході

— (160... 180) °С. При протитечії — відповідно (600...800) і (60...70) °С.

Існують також випалювальні барабани, в яких матеріал не стикається з

димовими газами. У таких печах швидкість руху пароповітряної течії, що

переміщується всередині, та його об'єм незначні, з течією виноситься

незначна кількість найдрібніших часточок гіпсу і тому система очищення

газів спрощена.

В обертові барабани звичайно завантажують щебінь розміром (10...20) і

(20...35) мм, дрібняк використовують або для гіпсування грунтів, або після

помелу він надходить у гіпсова-рильні котли. Випалений щебінь вилежується

в проміжних бункерах, а потім розмелюється у кульових млинах.

Інші методи випалювання гіпсу. У зв'язку з тим що температура дегідратації

гіпсу низька. Існує кілька варіантів суміщеного помелу й випалювання. При

цьому як помельний агрегат використовуються різні швидкохідні млини

(шахтні, роликові, ае-робільні). Гіпсовий камінь із щокової дробарки

потрапляє через відповідний бункер і живильник у млин, куди надходять

розбавлені до потрібної температури топкові гази. У млині одночасно

відбуваються сушіння, дегідратація і помел. Дрібні часточки виносяться

потоком газів у шахту або трубу, а крупні випадають з потоку і повертаються

на домелювання. Готовий гіпс осад-

327

жується послідовно в циклоні, батареї малих циклонів і рукавному фільтрі,

звідки по системі шнеків готова продукція надходить у силоси на зберігання.

Так, випалений гіпс дуже швидко тужавіє (початок тужавіння (2...3), кінець

— (6...8) хв). Склад гіпсу неоднорідний, у ньому міститься значна кількість

розчинного ангідриту і двогідрату.

Помел і дегідратацію гіпсу можна одночасно проводити також і в кульовому

млині, де, завдяки тривалішому, ніж у швидкохідних млинах, перебуванню

матеріалу, якість гіпсу вища і відповідає вимогам стандарту. Недоліком

кульових млинів є їх непристосованість до введення топкових газів з

високою температурою. До агрегатів безперервної дії належать також

агломераційні решітки та установки для випалювання в киплячому шарі.

Агломераційна решітка — це нескінченна металева сітка, натягнута між

двома барабанами. Верхня гілка сітки підтримується спеціальними роликами

для запобігання провисанню. На сітку із завантажувального бункера

надходить гіпсовий камінь, причому завантаження проводиться так, щоб

безпосередньо на сітку потрапляв крупніший щебінь, а зверху дрібніший.

Таке завантажування виключає провалювання гіпсу. Стрічка з гіпсом, що ру-

хається, проходить через камеру випалювання, у верхній частині якої

розміщено пальники, нижня частина камери сполучена з системою

пилоосаджувальних пристроїв. Гіпс випалюється променистою енергією

факела і при безпосередньому стиканні з гарячими газами. Відхідні гази

надходять у бункер сирого гіпсу для його попереднього обігрівання. У

випаленому матеріалі міститься значна кількість розчинного ангідриту.

Установка для випалювання в киплячому шарі складається з газової топки і

камери випалювання. Топкові гази, проходячи крізь шар матеріалу,

переводять його у псевдозріджений стан, випалюють і сприяють

переміщенню його до вивантажувального пристрою. Відхідні гази видаляють

по спеціальних газоходах. Установку можна повністю автоматизувати.

Витрата палива становить 32 кг/т.

Випалювальні барабани та апарати для суміщеного випалювання і помелу —

це установки, сполучені з зовнішньою атмосферою. Середовищем, що

стикається з випалювальним матеріалом, у цих апаратах є повітря або

продукти згоряння палива з невеликою відносною вологістю. Тому в процесі

дегідратації кристалізаційна вода виділяється у вигляді пари, а основною

фазою в'яжучого, що

328

добувається, є b-півгідрат, що має тонку, майже аморфну структуру, велику

водопотребу (60-80%) і невисоку механічну міцність у зливках. У варильних

казанах, зокрема великої місткості, можуть створюватись також умови для

виділення води у крапельно-рідкому стані. В результаті у будівельному гіпсі,

добутому у варильних котлах, крім b-півгідрату міститься деяка кількість а-

півгідрату, що має кристалеву будову і меншу водопотребу, тому якість

гіпсу, добутого у варильних котлах, як правило, вища.

Високовипалювальний гіпс має три марки: Г10, Г15, Г20 залежно від границі

міцності на стиск у 28-добовому віці зразків із тіста нормальної густини. Так

само, як і ангідритовий цемент, високовипалювальний гіпс у початковий

період тверднення (до 1.. .2 місяців) повинен перебувати у вологому стані.

Твердне високовипалювальний гіпс тільки тоді, коли часточки в'яжучого ма-

теріалу тісно стикаються одна з одною, тому масу, що твердне, потрібно

ущільнювати трамбуванням. Тверднення естрихгіпсу супроводжується

незначною усадкою.

Серед усіх гіпсових в'яжучих високовипалювальний гіпс відрізняється

найвищими водо- і морозостійкістю. Іноді його називають гідравлічним

гіпсом. Підвищена водостійкість пояснюється більшою густиною і меншою

водопроникністю.

Високовипалювальний гіпс відрізняється підвищеною стійкістю проти

стирання і тому найчастіше застосовується для виготовлення безшовних

підлог і підготовок під лінолеум.

7.3. Повітряне вапно

Повітряним вапном називається в'яжуче, що добувається помірним

випалюванням карбонатних порід, які містять до 8% глинистих домішок.

Повітряне вапно буває таких видів: а) негашене грудкове — продукт

випалювання карбонатних порід; б) негашене мелене — продукт помелу

грудкового вапна; в) гідратне гашене вапно — порошкоподібний продукт

гідратації негашеного вапна. Повітряне вапно забезпечує тверднення і

збереження міцності будівельних розчинів за повітряно-сухих умов.

Для виробництва вапна застосовують, як правило, гірські породи, що

складаються з карбонату кальцію. Карбонат кальцію трапляється в природі у

вигляді двох кристалевих модифікацій: кальциту та арагоніту,

CaCO

MgCO

CaCO



. Елементарна ко-

329

мірка кальциту містить дві молекули

CaCO

і має форму ромбоедра.

Твердість кальциту за десятибальною шкалою дорівнює З, густина —

приблизно 2700

/кн

. Кристали кальциту мають досконалу спайність у

трьох напрямках. Кальцит виявляє високе подвійне променезаломлення, його

прозорі, чисті, добре огранені кристали, що називаються ісландським

шпатом, застосовують для виготовлення оптичних приладів.

Арагоніт кристалізується в ромбічній сингонії, має твердість (3,5...4,0),

густину (2900...3000)

/кн

. Спайність арагоніту, на відміну ВІД кальциту,

виражена слабко. Арагоніт звичайно трапляється в щільних нативних масах

(онікс). Виділяється цей мінерал, як правило, з гарячих джерел. При

температурі 400 °С арагоніт переходить у кальцит. За гідротермальних умов

утворюється близький за структурою до арагоніту ваттерит.

Вапнякові породи є осадовими утвореннями органогенного або хімічного

походження.

Органогенні вапняки утворились у різні геологічні епохи із скупчень раковин

і панцирів молюсків корененіжок, зцементованих високодисперсним

кальцитом.

Хімічні вапняки виділились у твердій формі з водного розчину гід-

рокарбонату кальцію внаслідок переходу його в карбонат. В результаті

процесів метаморфізму з осадних вапняків утворився мармур.

Колір вапнякових порід залежить від домішок. Чисті вапняки звичайно

мають біле забарвлення. Домішки оксидів заліза і марганцю забарвлюють їх

у жовтуваті, бурі, червонуваті тони, домішки вуглецевмісних речовин — у

сірі і навіть чорні. Найхарактернішими домішками у вапняках є карбонат

магнію, кремнезем, глинисті речовини, гіпс, пірит. У невеликих кількостях

трапляються сполуки фосфору.

Високодисперсний кремнезем і глинисті домішки при їх вмісті до (5...7)% і

правильно вибраному режимі випалювання не знижують якості вапна.

Домішки гіпсу і піриту небажані, оскільки викликають появу легкоплавких

евтектик. При цьому утворюється вапно, що повільно гаситься.

При вмісті глинистих домішок від 8 до 25% вапняки називаються

мергелистыми, при вмісті карбонату магнію від 5 до 20% —

доломітизованими і від 25 до 45% — доломітами. Доломітизовані вапняки і

доломіти мають матову поверхню.

Карбонатні породи, що використовуються для добування вапна, за хімічним

складом поділяються на сім класів.

330

Із сировини класів А і Б дістають відповідно жирне (пластичне) і пісне мало

магнезіальне вапно, із сировини класів В і Г — магнезіальне, із сировини

класів ДІЄ — доломітове, а з сировини класу Ж — гідравлічне вапно.

За структурою вапняки поділяють на: кристалеві зернисті мармуровидні,

щільні тонкозернисті, оолітові, що складаються з окремих зцементованих

кулястих утворень, всередині яких перебувають піщинки або порожнини,

вапнисті туфи — ніздрюваті породи, що утворились із осадженого карбонату

кальцію, вапня-ки-черепашники, що складаються з окремих зцементованих

карбонатом кальцію черепашок, землисто-крихкі — крейда, доломітизовані

вапняки і доломіти.

Кристалеві зернисті і щільні вапняки мають границю міцності на стиск від 20

до 120 МПа при середній густині (2400... 2800)

/кн

. Міцність деяких

сортів мармуру досягає 300 МПа. Границя міцності на стиск оолітових

вапняків, вапнистих туфів і черепаш-ників від 0,5 до 50 МПа при середній

густині (1000... 1800)

/кн

. Кар'єрна вологість вапняків коливається в

межах (3... 10), а крейди—(15... 25)%.

Усі різновиди вапняків, за винятком мармуру, який використовується на

оздоблювальні роботи, можуть застосовуватись для виробництва вапна.

Оолітові вапняки, туфи і черепашники використовуються також як стінові й

оздоблювальні матеріали. Вапняки — основна сировина для виробництва

цементу. Фізичні властивості сировини (міцність, стираність) визначають

вибір агрегату для випалювання, а хімічний склад і кількість домішок-

температуру випалювання.

7.3.1. Вапно-випалювальні печі

Випалювання вапняку здійснюють у шахтних і обертових печах, у киплячому

шарі, а також у завислому стані. При випалюванні відбувається реакція

розкладання

CaO.QCaO

COCaCO



називають негашеном вапном.

Найбільше поширення дістали шахтні печі, оскільки вони досить прості в

експлуатації, не вимагають значних капітальних затрат на будівництво,

економічні в теплотехнічному відношенні. Недоліком шахтних печей є їх

відносно невелика потужність (порівняно з обертовими печами), а також

непридатність їх для випалювання дрібних фракцій (як правило, розмір

кусків вапняку повинен бути не менше 40 мм і лише в печах спеціальної кон-

331

струкції можна випалювати куски вапняку розміром (10. ..20) або (20 М 40)

мм. Шахтні печі непридатні також і для випалювання сировини, що легко

стирається — крейди, черепашника.

У шахтних печах можна застосовувати різне паливо: вугілля, газ, нафту.

Залежно від властивостей твердого палива шахтні печі поділяються на

пересипні (паливо завантажується разом з випалюваним матеріалом і згоряє

безпосередньо в печі) і печі з винесеними газовими або напівгазовими

топками, де відбувається попереднє повне спалювання палива або його

газифікація.

У пересипних печах використовують паливо зі незначною кількістю летких

— антрацит, кокс, пісні сорти кам'яного вугілля (короткополуменеве паливо).

У печах з винесеними топками бажано застосовувати паливо зі значною

кількістю летких-довгополуменеве вугілля, торф, сланці.

У пересипну шахтну піч вапняк і паливо подають зверху через спеціальний

завантажувальний пристрій, причому, щоб уникнути приварів, паливо

завантажують на відстані (200...300) мм від стінок. Повітря, необхідне для

спалювання палива, підводять у піч знизу. Випалене вапно вивантажують

безперервно спеціальними механізмами. Тепер усі печі працюють на

вимушеній тязі, що створюється димососом. Більша частина печей працює

під розрідженням. У деяких печах вентилятором у верхній частині

створюють розрідження, а в нижній — надлишковий тиск.

За висотою піч можна умовно поділити на окремі зони. Перша — зона

підсушування палива і вапняку. Тут видаляється гігроскопічна волога. Зона

підсушування залежно від вологості матеріалу займає по висоті (8... 12)%

пічного простору. За нею розміщена зона підігрівання, в якій вапняк

нагрівають до (800. ..850) °С. Тут паливо також і "коксується". Кисень у цій

зоні відсутній, тому леткі речовини, виділення яких розпочинається при

температурі 250 °С і найінтенсивніше відбувається при температурі

(500...700) °С, не згоряють. Тепловтрати з леткими речовинами при

спалюванні антрациту досягають 8,5%, а при спалюванні коксу — 2%

питомої теплоти згоряння палива, тому в пересипних печах не можна

використовувати паливо, що містить значну кількість летких речовин. Зона

підігрівання є найбільшою за довжиною і займає до 40% пічного простору. За

цією зоною йдуть зона горіння палива і зона розкладання вапняку. Зона

горіння палива дещо довша, оскільки частина палива згоряє нижче за зону

розкладання. Максимальна температура дося-

332

гається на межі між зонами випалювання й охолодження вапна. У продуктах

згоряння завжди міститься деяка кількість CO (1,0...1,5%), який видаляється з

печі з димовими газами. У зоні охолодження вапно має температуру (100...

150) °С.

Питома витрата палива у пересипних печах становить (13... 16)% маси

випаленого вапна. Потужність шахтних печей на сучасних заводах становить

(50... 200) т/добу. Добовий вихід вапна з 1

корисного об'єму печі

становить (700...900) кг (у перерахунку на активність 93%). Окремі заводи

добиваються добового виходу вапна до (1100... 1300)

м/кг

. У пересипні

печі завантажують, як правило, куски вапняку розміром (60... 150) мм. Відно-

шення середнього розміру кусків палива до середнього розміру кусків

вапняку звичайно коливається в межах від 0,5 : 1 до 1 : 1. У пересипних

печах вапно забруднюється золою палива.

При використанні довгополуменевого палива застосовують печі з

винесеними топками. Топки бувають двох видів: повного згоряння і

напівгазові. У топки повного згоряння паливо завантажується тонким шаром.

У таких печах витрата вугілля досягає 25% маси вапна. В напівгазових

топках, внаслідок того, що паливо завантажується товстим шаром і подається

недостатня кількість кисню, відбувається неповне згоряння. Напівгаз, тобто

газ, що містить значну кількість горючих з температурою (800... 1000) °С,

спрямовують у піч через спеціальні впускники. Одночасно подають

додаткову кількість повітря. Витрата палива становить (18...20)% маси вапна.

У печах з винесеними топками вапно одержується чистіше, однак вони менш

потужні й економічні, що обмежує їх застосування. Оскільки гази, що

подаються, не можуть проникати в глибину більше ніж на 0,9 м, діаметр

печей з винесеними топками обмежується — 1,8 м. Печі з винесеними

топками виготовляють прямокутної видовженої форми або з кернами

всередині для зменшення поперечного перерізу. Є печі з винесеними топками

для випалювання дрібняку.

Застосовують також комбінований метод, при якому частину палива вводять

у вигляді крупки з вапняком, а частину — спалюють у винесених топках.

Функціонують також печі, в які паливо в порошкоподібному стані у суміші з

повітрям вводять через спеціальні труби на декількох рівнях. У таких печах

добувається м'яковипалене вапно, а зола легко відокремлюється від випале-

ного продукту.

333

У газові печі газ подають або в центр шахти печі, або на різні горизонти по

висоті. Останній спосіб дає змогу підтримувати рівномірнішу температуру в

зоні випалювання. Потужність таких печей до 200 т/добу, витрата палива —

(14... 20)% маси вапна. У печах на нафті, яка має дуже високу температуру

горіння, для спалювання, застосовують не чисте повітря, а його суміш з

відхідними газами. Нафту спалюють у камері неповного згоряння,

розвиваючи температуру (900... 1000) °С. Горючі гази догоряють уже в шахті

на значній її відстані по висоті.

Зараз впроваджуються у виробництво пересипні шахтні печі потужністю

(200...450) т/добу і печі на газоподібному паливі потужністю 100, 200 і 500 т/

добу.

Обертові печі дають змогу випалювати дрібні фракції, а також м'які породи і

діставати м'яковипалене вапно. Довжина таких печей від ЗО до 100 м. Чим

довша піч, тим менша питома витрата палива. Для поліпшення

теплотехнічних показників обертових печей за ними встановлюють парові

котли-утилізатори, оскільки температура відхідних газів досягає (700...800)

°С. Застосовують також підігрівники вапняку, і тоді матеріал надходить у піч

з температурою (500...700) °С. Підігрівники бувають шахтні, циклонні й у

вигляді конвейєрної гратки. Якщо витрата теплоти без додаткових пристроїв

становить (25...30)%, то в печах з підігрівниками вона знижується до

(16...20)%. Піч устаткована барабанними холодильниками для охолодження

вапна, що виходить із неї. Потужність печей (200... 500) т/добу. В подальшо-

му впроваджуватимуться печі потужністю до 1000 т/добу.

Переваги обертових печей полягають у повній механізації та автоматизації

процесів, а також у тому, що в них можна випалювати м'які породи і шлами,

чого не можна зробити в шахтних печах, і використовувати будь-який вид

палива.

Недоліком обертових печей порівняно з шахтними є підвищена витрата

палива, запиленість відхідних газів, що вимагає встановлення

пилоуловлювачів, велика витрата металу на 1 т потужності, підвищені

капіталовкладення, значна витрата електроенергії.

Інші способи випалювання. Останнім часом провадиться розробка інших

способів випалювання, призначених для добування вапна з дрібнокускового і

пиловидного матеріалів. Дрібнокуско-вий матеріал можна випалювати в

киплячому шарі в спеціальній печі. Піч складається з кількох камер (2...5),

розділених ґратчастими куполоподібними склепіннями. Сировину подають у

верх-

334

ню камеру по шнековому живильнику. Крізь отвори у матеріал не

провалюється, оскільки цьому перешкоджають висхідні потоки газів. Висота

псевдозрідженого шару в камері дорвню (1,0... 1,2) м. Із склепіння на