Состояние отечественного рынка оборудования для производства сухих строительных смесей

Говоряо развитии строительного рынка в России, особенно хочется отметить динамикупроизводства сухих строительных смесей, в частности оборудования для их производства.

Ранее,до 1980-х годов, в нашей стране фактически не производились сухие смеси в ихсовременном понимании. Те материалы, которые присутствовали на рынке, с большойнатяжкой можно было называть сухой строительной смесью (ССС), тем более что изготовлениеих сводилось к банальному смешиванию различных инертных материалов. Здесьпримером является так называемая гарцовка, прародительница первых штукатурныхсмесей.

Первоепроизводство, как водится, было построено в Москве, в 1983 году. За основу был взятфинский завод, так как тесные отношения с Финляндией и товарный обмен всегдабыл проводником финских строительных технологий на наш рынок. Нельзя не сказатьздесь о первенце нашего рынка ССС — «Ветоните».

Того,что начал выпускать завод, конечно, не хватало для насыщения строительногорынка. Тем более что не совсем были отработаны технологи по применению тех илииных смесей, ведь существующие строительные нормы не всегда гибко могли подойтик изменению той или иной технологии, тем более рекомендовать, каким именносоставом требуется выполнять те или иные работы. Последовавшие годы все мыпрекрасно помним. Наступила пора безвременья, когда закрывались крупныепредприятия, а строительная отрасль пришла в упадок.

«Япомню, как всё начиналось, всё было впервые и вновь...» Эти строчки могутпослужить для описания ситуации сложившейся в дальнейшем. Понятно, что рано илипоздно спад заканчивается, и наши энтузиасты рынка потихоньку сталирассматривать возможность развития данного сегмента рынка, ведь к тому временина стройки страны и в розничную сеть постепенно стали проникать различные производителиССС из-за рубежа. Благо спрос начал увеличиваться, а динамика рынкастроительства постепенно стала показывать положительные результаты. Все мыпрекрасно помним и «Атлас» (Польша) и тот же «Ветонит» (Финляндия), весьма громкозаявил о себе «Кнауф». Хотя надо признать, что производство смесей на гипсовомвяжущем у нас было не сильно распространено — наши строители в основном использовалиалебастр или чистый гипс.

Отечественныепредприниматели поняли, что кто первым из них самостоятельно освоитпроизводство ССС, тот и будет лидером на рынке. Многие изначально неправильно понималиответ на вопрос, чт? такое сухая строительная смесь и для чего она нужна. Некоторыескатывались до банального плагиата. Помню технические листы с описанием той илииной строительной смеси, в которых черным по белому было написано: «аналог Ветонита».Конечно, производители из Финляндии могли только порадоваться такойпопулярности своего материала, но, думаю, их радость была не очень долгой, таккак качество российского «аналога» редко соответствовало оригиналу.

Ведьнадо понимать, что в области строительных материалов мы отстали лет на 20, и ликвидироватьтакой гандикап за несколько лет практически невозможно. Тем более в тойэкономической ситуации.

ВСанкт-Петербурге первыми начали производить ССС фирмы, занимающиеся поставкой ипродажей различных облицовочных материалов, прежде всего керамической плитки и натуральногокамня. Они осознали, что продажа материала в комплексе значительно укрепит их позиции.Ярким примером служит компания «Бест керамикс» и ее торговая марка «Крепс». Заними подтянулись и производители стеновых материалов, в частности производителиавтоклавного газобетона: для кладки также требовался клей, а для финишнойобработки и штукатурка.

Дляпроизводства любой ССС требуется фракционированный песок — одна из главных составляющихосновной массы производимых материалов.

Егопроизводство и изготовление в нашей стране было освоено достаточно хорошо. Многиефирмы-производители использовали его для работ по пескоструйной очисткеповерхностей, а также в оптической и стекольной промышленности, для некоторыхпроизводств в химической и медицинской промышленности, в качестве фильтрующего материалаи наполнителя для изготовления различных химических соединений.

Фракционированиепеска осуществляется за счет применения различных сит, так называемых грохотов.

Некоторыенаши производители для производства классифицированного песка использовали трудмалоквалифицированных рабочих, которые просто набрасывали карьерный песок насетку с малой ячеей. Продукт просева впоследствии и служил для изготовления различноговида штукатурных смесей. Такие «фабрики» вряд ли смогли тягаться с нормальнымимеханизированными производствами.

Перейдемк классификации различных вибросит и грохотов изготовляемых в России.

Вибросита являются высокопроизводительными, эффективнымии надежными аппаратами для рассева порошкообразных, зернистых и кусковыхматериалов и могут быть использованы для обезвоживания материалов.

Их можно разделить на круглые и прямоугольные.

Круглые сита, как правило, изготавливаются в двухдечном варианте (рассевматериалов на 3 фракции). Иногда на сите может быть установлена однадополнительная дека (4 фракции), или оставлена только одна дека (2 фракции) иустановлены сетки с необходимыми для производства размерами ячеек.

Как правило, сита изготавливаются из нержавеющей или углеродистой стали.

Основными достоинствами вибрационных сит являются:

– высокая эффективность рассева,

– возможность подбора оптимальных режимов для различных материалов,

– высокая степень ремонтопригодности (замена каркаса с сеткой в случаенеобходимости осуществляется за 10–15 мин),

– надежность аппаратов,

– пылеплотность,

– малый расход электроэнергии,

– низкие динамические нагрузки на основание.

В основном в данной конструкции сит используетсяв двухкомпонентные колебания просеивающих поверхностей. Некоторые производителиприменяют пространственную(трехкомпонентную) вибрацию просеивающих поверхностей.

Трехкомпонентные колебания обеспечивают непрерывное изменение по величине инаправлению инерционных нагрузок, что позволяет получить оптимальные условиярассева, особенно для материалов сразмерами частиц близкими к размерам ячейки сетки. Трехмерное движениепросеивающей поверхности объединяет в себе движение плоскорешетногоклассификатора и грохота.

Кроме конструкций с круглыми ситами, также производятся и сита, основноеназначение которых — разделение смеси на две фракции сыпучих материалов, не склонных кналипанию. Конструкция их весьма банальна, и они не обладают достоинствами круглыхвибросит, так как все процессы идут в «открытом» режиме. Но они достаточнопросты в эксплуатации и ремонтопригодны.

Далее идут многофункциональные устройства — грохоты. Как правило, онимногодечны и предназначены для разделения по крупности зерен сыпучих материаловразмером до 20 ммс температурой до 80 °С.

Виброгрохот состоит из следующих основных частей: короб, вибропривод, упругиеопоры, рама, электродвигатели, кронштейны двигателей, упругие лепестковые муфты,кожух, муфта синхронизирующая.

Вибрационный грохот работает в зарезонансном режиме. Поддействием сил вибровозбудителей короб совершает направленные колебания подуглом 45° к горизонту. Исходный материал через загрузочные патрубки поступаетна верхнюю сетку и, проходя последовательно через пять сеток, рассевается нафракции, количество которых (от 4 до 6) зависит от модели виброгрохота.

Подача и разгрузка материала осуществляется непрерывно.

Поскольку сетки расположены под крутым наклоном, размер их ячеек превышаетразмер зерен, проходящих через эти ячейки, что снижает вероятность забиваниясеток. Кроме того, при работе стандартный вибрационный грохот можетобеспечивать предварительный отсев материала, поступающего на сетки с мелкимиячейками, что приводит к существенному снижению удельных нагрузок напросеивающие поверхности и, следовательно, к повышению эффективности рассеваматериала.

Вес данного агрегата достаточно большой и колеблется от 2 до 5 т, взависимости от вида и ассортимента продукции.

Также можно рассмотреть и другую конструкцию грохота. Она представляетсобой достаточно металлоемкую конструкцию и предназначена для разделения песка и щебня крупностьюдо 100–150 мм на две фракции с отсевом кусков более 20 мм. Представляет собойзаpезонансную колеблющуюся систему. Состоит из открытого коробчатого (кубического)грузонесущего органа, подвешенного на качалках с резинометаллическими комбинированнымишарнирами. Внутри грузонесущего органа располагаются пруткообразные колосники,наклоненные вниз под углом 15°.

В качестве приводящих используются модернизированные мотоp-вибpатоpы. Какправило, такие машины отличаются простотой конструкции. Чаще всегопроизводители комплектуют ими установки по производству ССС производительностью10 тыс. т в год.

Немаловажное значение для обеспечения надежной и бесперебойной работыкомплекса по производству ССС имеет узел загрузки. Он предназначен для приемкиисходного песка, отделения из него кусков, превышающих по размеру 20 мм, и загрузкиподготовленного песка в бункер шнекового питателя. Грохот приводится в движениевибратором, просвет между его колосниками составляет 20 мм. Песок в приемныйбункер засыпается автопогрузчиком. После включения вибрационного грохота мелкаяфракция песка проваливается сквозь колосники в бункер шнекового питателя, акрупная — скатывается в воронку и далее в контейнер для некондиционной фракции.

Необходимое устройство для производства ССС — смеситель. Именно он являетсясердцем всей системы. Смесителей производится в нашей стране неимоверноеколичество, каждый может подобрать именно такой, какой нужен для егомощности. Смесители бывают двух типов — вибрационные и классические с лопатками.Вибрационные смесители востребованыв различных отраслях промышленности (пищевой, строительной, химической, фармакологическойи др.) и обеспечивают высокое качество смесей (коэффициент неоднородности 1, 5–2,5 %), большую производительность (она подлежит экспериментальному уточнению вкаждом конкретном случае в зависимости от свойств смешиваемых материалов), улучшениесанитаpно-гигиенических условий труда, высокую надежность, ремонтопригодность ибезопасность эксплуатации, снижение эксплуатационных расходов. Основноедостоинство вибросмесителей заключается в том, что процесс смешивания материалаосуществляется без применения механических мешалок.

В классическом смесителе качество и скорость перемешивания смесиобеспечиваются формой и расположением лопаток. Лопатки имеют направленныерабочие поверхности и простую геометрическую форму, что увеличивает ихдолговечность и упрощает ремонт. Долговечность привода при запуске нагруженногосмесителя обеспечивается эластичной муфтой, а клиноременная передача взначительной степени защищает двигатель и редуктор при аварийных ситуациях. Будущееименно за вибрационными устройствами.

Также есть еще и смесители непрерывного смешивания: см. рис.3.

Рис. 1.Вибрационный смеситель

Рис. 2. Смесительс лопатками

Рис. 3. Смесительнепрерывного смешивания

Смеситель непрерывного смешивания предназначен для смешивания итранспортирования неналипающих сыпучих продуктов. Составляющие: рама, корпус, патрубокзагрузки, патрубок выгрузки, упругая система, привод, заслонка, люк.

Для того чтобы осуществить перемещение составляющих ССС отодного технологического узла до другого используются конвейерные устройства. Срединих можно выделить три типа.

Конвейер транспортирующий может заменить погрузчик в узле загрузки, либо с его помощью можноперемешать инертные массы в случае близкого расположения завода к той или инойприемной площадке.

Конвейер-дозатор предназначендля последовательного взвешивания до четырех компонентов заполнителей ипоследующей выгрузки материала в смеситель. Рассмотрим его конструкцию болееподробно: рис. 4.

Рис. 4. Конвейер-дозатор

Рама ленточного конвейера 1является несущей конструкцией, а конвейерная лента 2 служит дном. Необходимую емкость весового конвейера обеспечиваютбоковые стенки 3, жестко укрепленные нараме конвейера через стойки 4 сгерметизацией резиновыми фартуками 5.Вся система подвешена на четырех тензодатчиках 6 через систему серег 7на четырех стойках 8.

Ленточный конвейер имеет в верхней части U-образные роликоопоры 9 и прямые поддерживающие нижние ролики 10. Натяжная станция 11 состоит из барабана, укрепленного вдвух муфтах 12, независимоперемещаемых винтами 13 в корпусестанции. Головной барабан (мотор-барабан МБ-4) 14 является приводом конвейерной ленты и монтируется на рамеконвейера с возможностью независимого перемещения подшипниковых узлов 15 для регулировки натяжения ицентрирования ленты.

Конвейер-питатель предназначен для равномерной подачи инертныхматериалов, песка, щебеня из расходной емкости в емкость дозатора.

Конструктивно питатель представляет собой короткий конвейер, имеетв верхней части прямые роликоопоры и прямые поддерживающие нижние ролики.Натяжная станция состоит из барабана, укрепленного в двух муфтах, независимоперемещаемых винтами в раме конвейера. Головной барабан (мотор) являетсяприводом конвейерной ленты и монтируется на раме конвейера с возможностьюнезависимого перемещения подшипниковых узлов для регулировки натяжения ицентрирования ленты.

Рис. 5. Конвейер-питатель

Также для перемещения материалов используются элеваторы. Их можно разделитьна два вида — элеваторы ленточные ковшовые и элеваторыцепные.

Элеваторы ленточные ковшовые предназначены длявертикального транспортирования порошкообразных и зернистых материалов, стемпературой не выше 323 °K (50 °С). Разработанонесколько типоразмеров элеваторов, отличающихся производительностью иматериалом ковшей и кожухов.

Элеваторы цепные предназначены для вертикального тpанспоpтиpованияпорошкообразных и зернистых, химически неагрессивных, невзрывоопасныхматериалов, с температурой не выше 130 °С. Составляющие: вертикальный замкнутыйтяговой орган с ковшами, выполненный в виде круглозвенной цепи, приводная головка,башмак и кожух. Приводной и натяжной шкивы, на которых расположен тяговый орган,выполнены гладкими, что позволяет применять некалиброванные цепи. Конструкцияэлеватора обеспечивает пылеплотное тpанспоpтиpование материала. Элеватор снабжендатчиком и устройством контроля скорости вращения натяжного шкива.

Ни один комплекс по производству ССС не обойдется без весового дозатора. Онпредназначен для накопления, взвешивания и выгрузки сыпучих материаловкрупностью до 5 ммс температурой до 50 °C при температуре окружающей среды от 5 до 60 °С. Состоит изприемного бункера, установленного на тензометрических датчиках силы, и рамы. Навыходе приемного бункера расположен дисковый затвор, управляемыйпневмоприводом. В состав весового дозатора входит также электронный приборуправления взвешиванием. Наполнение приемного бункера компонентами от одного дочетырех производится питателями поочередно.

Количество каждого из материалов по отношению к грузоподъемностивсего дозатора может быть небольшим, что требует не только точности взвешивания,но и устойчивости весовых показаний к вибрациям. В связи с этим дозаторы чащевсего выполнены по схеме трехточечной опоры с применением консольных весовыхтензометрических датчиков класса точности 0,03. Опорная рамка в комплектедозатора существенно упрощает монтаж дозатора на металлоконструкциях.

Как правило, весовой дозатор входит в состав установок и заводов попроизводству ССС. Может применяться в пищевой, химической и других отрасляхпромышленности.

Рис. 6. Весовой дозатор

Такжеустройство производства предусматривает и наличие дозатора добавок. Он предназначен длявесового дозирования добавок при производстве сухих смесей крупностью частиц неболее 1, 3 мм,насыпной плотностью от 0, 5 до 9 г/см3 и относительной влажностью неболее 4 % при температуре окружающей среды от 1 до 40 °C.Наполнение приемного бункера может осуществляться одновременно четырьмявинтовыми питателями одним компонентом или поочередно каждым питателемразличными компонентами. Дозатор добавок входит в состав оборудования модульныхустановок и заводов по производству ССС.

Рис. 7. Дозатор добавок счетырьмя питателями. 1 — бункер; 2 — винтовой питатель; 3 — мотор-редуктор; 4 — тензодатчик; 5 — бункерприемный; 6 — пневмопривод; 7 — затвор-шибер

В процессе производства и транспортировки, вследствие воздействия различныхатмосферных явлений, инертные материалы для ССС могут отсыревать и становиться непригодными.Поэтому используются сушильные агрегаты. В нашей статье мы остановимся на трех ихразновидностях.

Сушилка вибрационнаяс трубчатыми электронагревателями (ТЭН) предназначена для термической обработки(нагрев, сушка, прокалка) в непрерывном режиме сыпучих материалов крупностью до25 ммпри температуре до 500 °C. Являетсяаппаратом непрерывного действия. Состоит из вертикальной трубы с навитым на неес наружной стороны транспортирующим желобом, вибровозбудителей и упругойподвески. Снаружи желоб, установленный на раме, заключен в теплоизоляционныйкожух, снабженный открывающимися дверями. На внутренней поверхности каждойдвери смонтированы электронагреватели. Нагрев и сушка материала, виброперемещаемогоот патрубка загрузки к патрубку разгрузки, осуществляется за счет радиационной,контактной и конвективной передачи тепла, выделяемого ТЭН. Воздух, проходящийчерез сушилку, удаляется вместе с испаренной влагой через патрубок отсоса.Аппарат позволяет обрабатывать даже химически агрессивные материалы.Минимальный пылеунос, незначительные габариты, возможность очистки желоба отналипшего в процессе обработки материала, возможность легкой замены ТЭН, высокаяэффективности процесса сушки делают аппарат привлекательным для применения вомногих технологиях.

При работе сушилки практически полностью исключено загрязнение окружающейсреды, поскольку не наблюдается унос транспортируемого материала спаро-воздушной смесью. Вследствие этого сушилки не требуют установки циклонов имогут эксплуатироваться в городской черте.

Как правило, аппарат комплектуется пультом управления, который позволяетрегулировать потребляемую электроэнергию в зависимости от влажностиобрабатываемого материала.

Рис. 8. Печьэлектрическая вибрационная

Печь электрическаявибрационная предназначена для термообработки (нагрев, сушка, прокалка) сыпучихненалипающих материалов крупностью до 50 мм при температуре до 873 °K (600 °C). Представляетсобой одномассную зарезонансную колеблющуюся систему. Является аппаратомнепрерывного действия.

Сушилкавибрационная паровая предназначена для периодической сушки высоковлажных, не склонных к налипаниюматериалов с длительной кинетикой сушки при температуре до 132 °C.

Обогрев осуществляется насыщенным паром, поступающим в паровую рубашку.Высушенный материал удаляется из сушилки переключением разгрузочногоустройства. Для уплотнения мест пересыпки материала применяются герметизаторы.

Аппарат позволяет производить сушку материалов под разрежением и вконтролируемой газовой среде, а также обрабатывать химически агрессивныематериалы. При загрузке в аппарат нескольких различных влажных исходныхкомпонентов на выходе можно получить осредненную сухую смесь.

Итак, вот наша смесь уже получена и готова к упаковке. Для этого используютсятак называемые агрегаты дозирования.

Агрегаты дозирования предназначены дляфасовки ССС в мешки открытого типа, с последующей зашивкой мешков. Осуществляетобъемное дозирование.

Все части агрегата собраны на вертикальной стойке, установленной на раме. Фасуемыйматериал из расходного бункера самотеком поступает в дозатор, снабженныйверхними и нижними поворотными заслонками, управляемыми пневмоцилиндрами. Передначалом фасовки открываются верхние заслонки, и материал заполняет объемдозатора. После этого верхние заслонки закрываются, а нижние открываются, идоза материала высыпается в мешок, установленный на столе и закрепленный спомощью прижимов на приемной горловине.

После заполнения мешка материалом зажимы на приемной горловине расходятся, мешоквручную снимается с горловины и зашивается скрепками с помощью пневмопистолетаПП-5.

Агрегат обслуживается одним оператором.

Данное устройство предоставляет простой и дешевый способ фасовки и упаковкиматериала. Отсутствие в агрегате электроприводов снижает стоимость производстваи эксплуатации агрегата и обеспечивает взрывобезопасность. Возможностьпереналадки позволяет использовать агрегат для сыпучих материалов с различнымнасыпным весом и другим способом упаковки мешков.

Рис. 9. Агрегат дозирования. 1 — стойка; 2 — рама; 3 — стол; 4 — прижим; 5 — дозатор

Фасовочные машины предназначены длявесового дозирования и фасовки в клапанные мешки порошкообразных сухих сыпучихматериалов (ССС, цемент, гипс и т. п.). Агрегат обслуживается одним оператором.

Также на российском рынке представлены и шнеко-пневматическиефасовщики. Они предназначены для расфасовкиготовой сухой смеси в клапанные мешки (как правило, 25 или 50 кг). Материал израсходного бункера поступает к винту (шнеку), который приводится отэлектродвигателя через клиноременную передачу. Далее смесь переносится кпатрубку выгрузки, в который под определенным давлением и углом поступаетсжатый воздух. Смесь воздуха и материала переносится далее в выгрузной патрубоки падает в мешок.

Применение шнека обеспечивает малое пыление фасовочной системы и небольшойрасход воздуха. Выгрузной патрубок и винт шнека выполнены легкосъемными. Весьтракт подачи материала легко прочищается при засорении.

Рис. 10. Шнеко-пневматический фасовщик

В России сейчас работает очень много средних и малых предприятийпо выпуску ССС. Хотя, как уже отмечалось, ранее количество их и сократилось, нодо сих пор появляются энтузиасты, которые открывают новые производства. Объемыпроизводимой ССС на таких предприятиях не превышает 100–500 т в месяц, припроизводительности установок от 2 до 8 т/ч. При этом установки по производствуССС могут размещаться в помещениях высотой 8 м.

Главными составляющими таких установок являются смеситель ифасовочная машина. В качестве первого компонента используется традиционный лопастнойсмеситель, который служит для интенсивного смешения сыпучих компонентов. Такиеаппараты позволяют производить смеси сложного состава при продолжительностиодного цикла от 2, 5 до 5 мин. Кроме того, они часто оснащаются высокоскоростныминожевыми дробилками, задача которых диспергировать компоненты смесей.Обслуживание таких аппаратов облегчает большой смотровой люк, при помощикоторого обеспечивается удобство чистки смесителя при переходе от одного режимак другому.

Фасовочная машина предназначена для фасовки сыпучих продуктовразличного состава от тонкодисперсных до зернистых. Также такие машины могутприменяться и для упаковки сухих шпатлевок, клеев или сухого бетона.Производительность фасовочных машин зависит от свойств фасуемого продукта иемкости мешков и может составлять несколько сотен мешков в час.

Малые установки по производству ССС могут оборудоватьсяавтоматическими дозаторами добавок, но чаще обходятся без них. Оператор, работающийна таких установках, высыпает предварительно взвешенную порцию добавок вспециальную, установленную на аппарате, воронку, которая оборудована затвором.В нужный момент, определенный технологией производства той или иной ССС, затворможно открыть либо по команде с компьютера, либо вручную.

Также установки по производству ССС могут быть оборудованыустройствами по распаковке мешков. Это устройство бывает необходимо достаточночасто, потому что различные компоненты входящие в состав ССС поступают назаводы в упакованном виде. Такие «распаковочные» устройства представляют собойворонку, которая оборудована решеткой и рукавным фильтром. Процесс вспарываниямешков на решетке выполняется вручную оператором, а запылённый воздух втягиваетсячерез фильтр и очищается специальным блоком.

Кроме того, производства ССС желательно комплектовать измерителемвлажности сыпучих веществ. Лучшие из таких измерителей предоставляют широкийдиапазон использования — от контроля влажности ССС до контроля влажности чая.Диапазон измерения относительной влажности у таких приборов составляет от 7 до25 %. Точность измерения меньше 0,1 %, а время измерения не больше 5 с. Индикациярезультатов измерения выводится в цифровом виде. Такие приборы могут бытьвыполнены как в переносном, так и в стационарном варианте.

Надеемся, нам удалось в полной мере рассказать об отечественныхустройствах. При определенных усилиях и финансировании, подобрав необходимоеоборудование, вы сможете самостоятельно начать производство ССС.