Строительный гипс. Варочный способ производства

На заводах обжиг строительного гипса производят главным образом в варочных котлах, а также во вращающихся печах (сушильных барабанах).

Гипсоварочные котлы бывают малой (3 м3) и большой (15 и 25 м3) вместимости. Гипсоварочный котел большой вместимости представляет собой стальной цилиндр со сферическим днищем. Котел имеет жаровые трубы, служащие газоходами для топочных газов. Эти газы обогревают сначала днище котла, которое является одновременно и сводом топки, затем газы обогревают боковые поверхности котла и далее проходят через жаровые трубы и удаляются через дымовую трубу. Котел снабжен перемешивающим устройством, состоящим из вертикального вала с прикрепленными к нему лопастями. Котел закрывается крышкой с патрубком, через который удаляются выделяющиеся при варке гипса пары воды. Сырой гипсовый порошок подается в котел загрузочными шнеками. Готовый продукт выгружается через течку с шибером. При температуре 140-150ºС в варочном котле наблюдается первое "кипение" гипсового порошка, а при температуре 170-190ºС - второе. В зависимости от рода котла, вида поступающего в него гипсового порошка процесс обжига продолжается от 50 мин до 2,5 ч. Производительность обычных варочных котлов вместимостью 3 м3 составляет 1,5-2,5т за один цикл (загрузку), а производительность жаротрубных котлов вместимостью 15 м3-от 10 до 15 т за один цикл. Расход условного топлива составляет 40-45 кг, а электроэнергии 25-30 кВт·ч на 1 т обожженного продукта.

Предварительный до обжига в варочном котле помол необожженного гипсового камня затруднителен из-за природной вязкости гипса, особенно если он содержит влагу. Это обстоятельство вызывает необходимость сушки гипса примерно до 1%-ного содержания влаги. Такая двойная термическая обработка (сушка и варка) усложняет производственный процесс.

В варочных котлах получают строительный гипс высокого качества, так как дегидратации подвергается тонкоизмельченный материал, который в процессе обжига непрерывно перемешивается мешалками и выделяющимися водяными парами, причем дегидратация протекает в слое материала. В результате увеличивается содержание в готовом продукте полугидрата и уменьшается количество примесей других видов сульфата кальция: двугидрата и ангидрита. Это объясняется тем, что в начальный период обжига слой загруженного в котел порошкообразного материала создает сопротивление для выхода водяных паров. В дальнейшем температура материала поднимается, относительная влажность среды в котле уменьшается, выделяющиеся при кипении водяные пары удаляются. Соотношение между этими двумя модификациями полугидрата зависит от высоты слоя материала в котлах, тонкости помола гипса и режима работы топок. При обжиге в варочных котлах гипс не загрязняется топочными газами. Однако варочным котлам присущ и ряд недостатков: они являются периодически работающими аппаратами, что затрудняет автоматизацию процесса термической обработки; по высоте слоя материал недостаточно хорошо перемешивается; существует опасность пережога днищ; затруднен демонтаж при капитальном ремонте. Установки с варочными котлами довольно громоздки.