СМ-23 ФРАКЦИЯ MIX — автоматизированный завод сухих строительных смесей с сушкой и фракционированием песка

Производимая продукция

СМ-23 ФРАКЦИЯ MIX — автоматизированный завод полного производственного цикла, предназначенный для подготовки минерального заполнителя и промышленного производства многокомпонентных сухих строительных смесей по заданным рецептурам.

Ключевое отличие СМ-23 от обычных смесительно-фасовочных комплексов — наличие собственного участка приёма, сушки и фракционирования песка. Завод может работать с исходным влажным материалом, самостоятельно высушивать его, разделять по классам крупности, хранить подготовленные фракции раздельно и использовать их в заданных массовых соотношениях.

В единую технологическую систему объединены:

• двухсекционный приёмный бункер влажного песка;
• регулируемые питатели;
• наклонный ленточный конвейер;
• барабанная сушильная установка;
• теплогенерирующее оборудование;
• система отвода и очистки пылегазового потока;
• ковшовый элеватор;
• оборудование фракционирования;
• бункеры и силосы хранения;
• устройства подачи основных компонентов;
• многопостовой участок приёма затаренных добавок;
• весовые дозаторы;
• смеситель периодического действия;
• промежуточный накопительный бункер;
• фасовочная установка;
• аспирационная система;
• автоматизированная система управления.

Технологический процесс организован по следующей схеме:

приём влажного песка → регулируемая подача → барабанная сушка → пылегазоочистка → вертикальное транспортирование → фракционирование → раздельное хранение → подача основных и малых компонентов → весовое дозирование → смешивание → промежуточное накопление → фасовка готового продукта.

Компоновка завода разрабатывается индивидуально с учётом производительности, рецептурной матрицы, требуемого количества фракций песка, перечня вяжущих и добавок, вида упаковки и характеристик производственной площадки.

Назначение комплекса

СМ-23 ФРАКЦИЯ MIX предназначен для производства:

• цементно-песчаных смесей;
• кладочных растворов;
• штукатурных составов;
• шпаклёвочных смесей;
• плиточных клеёв;
• клеёв для теплоизоляционных систем;
• затирочных составов;
• ровнителей пола;
• наливных полов;
• ремонтных смесей;
• гидроизоляционных составов;
• теплоизоляционных материалов;
• огнезащитных смесей;
• смесей для механизированного нанесения;
• декоративных минеральных составов;
• специальных многокомпонентных порошковых продуктов.

В рецептурах могут применяться:

• песок различных фракций;
• цемент;
• гипс;
• известь;
• доломитовая мука;
• мраморная мука;
• минеральные наполнители;
• зола;
• полимерные порошки;
• эфиры целлюлозы;
• пластификаторы;
• гидрофобизаторы;
• стабилизаторы;
• пигменты;
• ускорители и замедлители схватывания;
• армирующие микроволокна;
• другие функциональные добавки.

Возможность изготовления конкретного продукта определяется составом рецептуры, характеристиками сырья и принятой технологией производства.

Участок приёма и подачи песка

Исходный влажный песок загружается фронтальным погрузчиком в двухсекционный приёмный бункер.

Разделение бункера на две секции позволяет:

• принимать два вида исходного материала;
• поочерёдно подавать песок из разных секций;
• создавать оперативный запас сырья;
• выполнять загрузку одной секции во время работы другой;
• регулировать состав исходной смеси при необходимости совместной переработки двух материалов.

Каждая секция имеет наклонные стенки, направляющие песок к разгрузочному отверстию.

Под секциями устанавливаются регулируемые питатели. Они обеспечивают равномерную выдачу песка на ленточный конвейер и согласовывают производительность приёмного участка с производительностью сушильного барабана.

Для сырья, склонного к зависанию, сводообразованию и налипанию, бункер может оснащаться:

• вибрационными побудителями;
• ворошителями;
• футеровкой;
• датчиками наличия материала;
• регулируемыми разгрузочными затворами;
• защитной решёткой от крупных включений.

Из приёмного бункера песок поступает на наклонный ленточный конвейер и транспортируется к загрузочной части барабанной сушильной установки.

Сушка песка

Сушка выполняется во вращающемся барабанном сушильном агрегате.

Влажный песок поступает внутрь барабана через загрузочное устройство. При вращении корпуса внутренние подъёмно-пересыпающие элементы захватывают материал, поднимают его и формируют завесу падающих частиц.

Многократное пересыпание обеспечивает развитую поверхность контакта песка с горячим сушильным агентом.

В процессе прохождения через барабан:

1. песок равномерно распределяется по рабочему объёму;
2. материал нагревается;
3. свободная влага испаряется;
4. водяной пар удаляется с газовым потоком;
5. песок перемещается к разгрузочной части;
6. подготовленный материал выводится из сушильного агрегата.

Качество сушки определяется не только температурой, но и согласованностью нескольких параметров:

• производительности подачи;
• начальной влажности;
• температуры сушильного агента;
• продолжительности пребывания песка в барабане;
• частоты вращения;
• гранулометрического состава;
• разрежения в газоходе;
• тепловой мощности горелочного оборудования.

Основная задача участка — обеспечить стабильную остаточную влажность песка, допустимую для его фракционирования, хранения, точного дозирования и последующего смешивания с вяжущими.

Недостаточная сушка может привести к налипанию, образованию комков, закупориванию сит, ухудшению дозирования и снижению срока хранения готовой смеси.

Теплогенерирующее оборудование

Тепловая энергия для сушки песка вырабатывается теплогенератором с горелочным устройством.

В зависимости от доступной инфраструктуры теплогенератор может проектироваться для работы на:

• природном газе;
• сжиженном газе;
• дизельном топливе;
• другом согласованном энергоносителе.

Горячий газовый поток направляется в сушильный барабан и передаёт тепло пересыпающемуся материалу.

Система управления теплогенератором контролирует:

• наличие и устойчивость пламени;
• давление топлива;
• готовность вентилятора;
• температуру сушильного агента;
• температуру отходящих газов;
• разрежение в газовом тракте;
• аварийные состояния;
• соблюдение последовательности розжига и останова.

При нарушении установленных параметров подача топлива автоматически прекращается.

Аспирация и очистка пылегазового потока

При сушке песка образуется пылегазовый поток, содержащий водяной пар и мелкодисперсные минеральные частицы.

Для его обработки завод оснащается системой газоочистки, включающей:

• укрытия и газоприёмные устройства;
• воздуховоды;
• группу циклонов;
• сборные бункеры;
• устройства выгрузки уловленного материала;
• дымосос;
• вытяжную трубу;
• при необходимости — ступень тонкой фильтрации.

В циклонах пылегазовый поток закручивается. Под действием центробежных сил минеральные частицы отделяются от воздуха и осаждаются в нижних бункерах.

Очищенный поток отводится дымососом. Дымосос одновременно создаёт необходимое разрежение в сушильном барабане и газоходах.

Уловленный материал может:

• возвращаться в производственный процесс;
• направляться в отдельную ёмкость;
• использоваться как тонкодисперсный компонент;
• удаляться из технологической схемы.

Способ обращения с уловленной пылью определяется её составом и требованиями к готовой продукции.

Транспортирование высушенного песка

Высушенный песок из разгрузочной части сушильного барабана поступает в ковшовый элеватор.

Ковшовый элеватор поднимает материал на технологическую отметку участка фракционирования.

Основными узлами элеватора являются:

• загрузочный башмак;
• тяговый элемент;
• ковши;
• закрытые промежуточные секции;
• головная секция;
• привод;
• натяжное устройство;
• датчики контроля движения и схода ленты.

Закрытый корпус:

• предотвращает просыпи;
• ограничивает пылеобразование;
• защищает высушенный песок от атмосферной влаги;
• обеспечивает компактное вертикальное перемещение материала.

Производительность элеватора должна быть согласована с производительностью сушильного барабана и оборудования фракционирования.

Фракционирование песка

После подъёма сухой песок поступает на вибрационное просеивающее оборудование.

Задача участка фракционирования — разделить общий поток песка на классы крупности, необходимые для изготовления различных сухих смесей.

Материал подаётся на верхнее сито и под действием вибрации перемещается по просеивающей поверхности. Частицы, размеры которых меньше размера ячейки, проходят через сито. Более крупный материал направляется дальше по поверхности.

Количество ситовых ярусов определяется необходимым количеством фракций.

На участке могут формироваться:

• мелкая фракция;
• средняя фракция;
• крупная фракция;
• надрешётный продукт.

Точные границы разделения назначаются технологическим регламентом.

Фракционирование позволяет:

• стабилизировать гранулометрический состав;
• точно задавать соотношение фракций;
• улучшить укладываемость и реологию растворных смесей;
• регулировать водопотребность;
• повысить воспроизводимость характеристик готового продукта;
• исключить попадание крупного материала в тонкие составы.

Износостойкость сит подбирается с учётом абразивности песка и требуемой производительности.

Распределение подготовленных фракций

После просеивания каждая фракция поступает по отдельному разгрузочному патрубку в предназначенную для неё накопительную ёмкость.

Распределительные течки и патрубки должны исключать повторное смешивание подготовленных фракций.

Система может оснащаться:

• перекидными клапанами;
• шиберными затворами;
• датчиками положения;
• датчиками наличия материала;
• аспирационными патрубками;
• люками для очистки.

Надрешётный продукт отводится по отдельному маршруту и не поступает в основные ёмкости подготовленного песка.

Хранение песка и основных компонентов

Подготовленные фракции песка хранятся раздельно.

В состав завода также входит группа вертикальных силосов для хранения основных порошкообразных компонентов и создания производственного запаса сырья.

В силосах могут размещаться:

• отдельные фракции сухого песка;
• цемент;
• гипс;
• известь;
• минеральные наполнители;
• другие компоненты с достаточной массовой долей в рецептуре.

Назначение каждого силоса определяется проектной технологической схемой. Нельзя считать, что все силосы предназначены только для песка или только для вяжущих.

Силосы могут оснащаться:

• воздушными фильтрами;
• загрузочными трубопроводами;
• предохранительными клапанами;
• датчиками верхнего и нижнего уровня;
• радарными уровнемерами;
• аэрационными устройствами;
• пневматическими молотками;
• электромеханическими вибраторами;
• разгрузочными затворами;
• смотровыми люками.

Цемент, гипс, известь и другие тонкодисперсные компоненты могут подаваться в силосы пневматически из специализированного транспорта.

Подготовленные фракции песка поступают в ёмкости от участка фракционирования по закрытым механическим или гравитационным маршрутам.

Участок приёма компонентов из мешков

Для компонентов, поставляемых в мешках, предусматривается многопостовой участок ручного растаривания.

Каждый пост включает отдельную приёмную ёмкость. Это позволяет раздельно принимать несколько видов компонентов, не смешивая их до начала дозирования.

Оператор:

1. идентифицирует компонент;
2. устанавливает мешок на загрузочный пост;
3. вскрывает упаковку;
4. высыпает материал через защитную решётку;
5. удаляет пустую упаковку;
6. подтверждает выполнение операции.

Приёмные ёмкости могут использоваться для:

• минеральных наполнителей;
• пигментов;
• полимерных порошков;
• стабилизаторов;
• пластификаторов;
• специальных функциональных добавок.

Под каждой приёмной ёмкостью устанавливается индивидуальный винтовой питатель.

Питатели транспортируют компоненты к общему весовому дозатору малых и средних добавок.

Для предотвращения пыления посты могут подключаться к централизованной аспирации или комплектоваться локальными фильтрами.

По заказу предусматривается грузоподъёмное устройство для перемещения мешков и контейнеров в зоне загрузки.

Весовое дозирование основных компонентов

Из силосов основные компоненты подаются винтовыми конвейерами в соответствующие весовые дозаторы.

Дозаторы устанавливаются на тензометрических датчиках. Система управления непрерывно получает информацию о фактической массе.

Дозирование может выполняться последовательно или параллельно — в зависимости от количества дозаторов и принятого алгоритма.

Для повышения точности применяется двухступенчатая подача:

1. грубая подача основной части дозы;
2. точная досыпка при приближении к заданной массе.

В отдельные дозаторы могут набираться:

• песок и минеральные заполнители;
• цемент, гипс и известь;
• наполнители;
• малые и средние рецептурные компоненты.

После завершения дозирования компоненты выгружаются в смеситель в установленной рецептурой последовательности.

Дозирование малых и средних компонентов

Материалы из приёмных постов подаются индивидуальными винтовыми питателями в весовой бункер добавок.

Контроллер последовательно включает требуемые питатели и контролирует массу каждого компонента по изменению общего веса дозатора.

Такая схема обеспечивает:

• работу с несколькими затаренными компонентами;
• исключение их предварительного смешивания;
• автоматизированную подачу после ручной загрузки;
• рецептурное формирование общей дозы;
• регистрацию расхода;
• уменьшение влияния оператора на точность состава.

Для материалов с плохой сыпучестью бункеры могут оснащаться ворошителями или вибрационными побудителями.

Шнеки могут иметь частотное регулирование и работать в режимах грубой и точной подачи.

Смешивание

Отдозированные компоненты самотёком поступают в горизонтальный смеситель периодического действия.

Смеситель формирует интенсивное пространственное и циркуляционное движение порошковой массы.

В процессе смешивания:

• песок различных фракций распределяется по рабочему объёму;
• вяжущие обволакивают частицы заполнителя;
• минеральные наполнители заполняют межзерновое пространство;
• малые добавки равномерно распределяются по всему замесу;
• устраняются локальные участки повышенной концентрации компонентов.

Продолжительность смешивания устанавливается отдельно для каждой рецептуры.

При необходимости смеситель комплектуется:

• деагломераторами;
• форсунками ввода жидких компонентов;
• системой отбора проб;
• датчиками температуры;
• системой аспирации;
• износостойкой футеровкой;
• люками для очистки и обслуживания.

Ручной ввод микродобавок

Для редко используемых или вводимых в особо малом количестве компонентов на смесительном участке может предусматриваться отдельный бункер ручного ввода.

Компонент предварительно отвешивается и вводится непосредственно в смеситель в установленный момент цикла.

Такой способ применяется для:

• специальных премиксов;
• отдельных пигментов;
• волокон;
• опытных добавок;
• компонентов, применяемых только в некоторых рецептурах.

Ручной пост может оснащаться защитной решёткой, аспирацией, датчиком крышки и системой подтверждения загрузки.

Выгрузка и накопление готовой смеси

После завершения смешивания открывается нижний разгрузочный затвор.

Готовый продукт поступает в промежуточный накопительный бункер, установленный над фасовочным оборудованием.

Накопительный бункер разделяет операции смешивания и упаковки. Смеситель может начинать приготовление следующего замеса, пока предыдущая партия фасуется.

Бункер может оснащаться:

• датчиками уровня;
• побудителями истечения;
• вибраторами;
• аэрационными устройствами;
• аспирационным патрубком;
• устройствами защиты от сегрегации.

Фасовка готового продукта

Из накопительного бункера смесь поступает в фасовочную установку для клапанных мешков.

Пустой мешок устанавливается на загрузочный патрубок. После его фиксации система начинает наполнение.

Фасовка выполняется с контролем массы. При приближении к заданному значению скорость подачи уменьшается.

После завершения наполнения мешок снимается с патрубка и направляется на последующие операции:

• закрытие или запайку клапана;
• очистку поверхности;
• контрольное взвешивание;
• маркировку;
• отбраковку;
• укладку на поддон.

По техническому заданию завод может оснащаться фасовкой в открытые мешки или станцией затаривания Биг-Бэгов.

Автоматизированная система управления

АСУ ТП объединяет технологические участки в единый производственный комплекс.

Система управляет:

• питателями приёмного бункера;
• ленточным конвейером;
• сушильным барабаном;
• горелочным оборудованием;
• дымососом;
• системой газоочистки;
• ковшовым элеватором;
• вибрационным грохотом;
• распределением фракций;
• заполнением силосов;
• винтовыми конвейерами;
• весовыми дозаторами;
• питателями добавок;
• смесителем;
• накопительным бункером;
• фасовочной установкой;
• аспирацией.

Система может обеспечивать:

• хранение рецептур;
• выбор выпускаемого продукта;
• управление производственным заданием;
• контроль температуры сушки;
• контроль уровней в ёмкостях;
• автоматический выбор маршрутов;
• грубое и точное дозирование;
• регистрацию фактической массы;
• управление очередностью загрузки;
• контроль времени смешивания;
• учёт произведённых замесов;
• архивирование аварий;
• формирование производственных отчётов;
• передачу данных в SCADA и учётную систему.

Последовательность технологического процесса

1. Влажный песок загружается в одну или обе секции приёмного бункера.
2. Регулируемые питатели выдают материал на ленточный конвейер.
3. Конвейер подаёт песок в барабанную сушильную установку.
4. В сушильном барабане из материала удаляется избыточная влага.
5. Пылегазовый поток направляется в циклонную систему очистки.
6. Высушенный песок поступает в ковшовый элеватор.
7. Элеватор поднимает материал к оборудованию фракционирования.
8. Вибрационный грохот разделяет песок на заданные классы крупности.
9. Подготовленные фракции направляются в отдельные ёмкости хранения.
10. Цемент, гипс, известь и наполнители принимаются в предназначенные силосы.
11. Затаренные компоненты загружаются через индивидуальные приёмные посты.
12. Основные компоненты подаются в весовые дозаторы.
13. Малые и средние компоненты дозируются отдельными винтовыми питателями.
14. Сформированные дозы выгружаются в смеситель.
15. Компоненты перемешиваются в течение времени, установленного рецептурой.
16. Готовая смесь выгружается в промежуточный накопительный бункер.
17. Продукт поступает на фасовочную установку.
18. Наполненные мешки передаются на контроль, маркировку и складирование.

Ключевые преимущества

• полный цикл подготовки песка и производства сухих смесей;
• возможность работы с влажным исходным материалом;
• двухсекционный приёмный бункер;
• регулируемая подача песка на сушку;
• собственная барабанная сушильная установка;
• циклонная очистка пылегазового потока;
• механизированное вертикальное транспортирование;
• разделение песка по заданным классам крупности;
• раздельное хранение подготовленных фракций;
• многокомпонентное весовое дозирование;
• индивидуальный приём затаренных добавок;
• автоматизированная подача малых компонентов;
• интенсивное порционное смешивание;
• промежуточное накопление готового продукта;
• весовая фасовка в клапанные мешки;
• рецептурное управление;
• возможность выпуска широкого ассортимента продукции;
• модульное расширение состава оборудования;
• возможность интеграции автоматической маркировки и паллетирования.