Размещено на http://www.allbest.ru/

2

Разработка материального баланса и основных проектных технологических решений цеха помола цементного завода

Введение

Цемент быстротвердеющий - это особый вид вяжущего для затворения бетонов и отделочных, монтажных растворов, который характеризуется ускоренным процессом схватывания по сравнению с обычными цементами. Он применятся при необходимости в ускоренном проведении строительно-монтажных работ.[1]

Обычный портландцемент набирает марочную прочность, принимаемую для расчета конструкций, как известно, за 28 суток. Такой срок твердения, естественно, не устраивает строителей и технологов. Поэтому в настоящее время в технологии бетона используется метод искусственного ускорения твердения бетона (цемента) путем термо- или автоклавной обработки твердеющих изделий. Такая обработка дает возможность получать бетоны с 70%-й марочной прочностью в течение 16-20 ч, и этой прочности бывает достаточно, чтобы вести монтаж конструкций. Однако такой путь связан и с определенными отрицательными сторонами, одной из которых является создание аппаратов и других приспособлений для возможности создания условий термообработки при атмосферном давлении и автоклавирования изделий. Кроме того, термообработка при атмосферном давлении пропаривание) изделий не всегда положительно сказывается на дальнейшем росте прочности бетонов на различных цементах. Могут возникать и такие моменты, когда нет смысла строить тепловые установки или нет возможности производить термообработку изделий, и тогда на выручку приходит использование быстротвердеющих цементов.

Идея получения быстротвердеющих цементов основана на более тонком помоле быстротвердеющих цементов по сравнению с обычным портландцементом и на регулировании минералогического состава. Быстротвердеющие цементы отличаются от обычного портландцемента более быстрым нарастанием прочности в первоначальный период, а для особо быстротвердеющих еще и высокой прочностью.[2]

В структуре производства цементов 90% приходится на портландцемент, около 8% на другие виды цемента. Доля шлакопортландцемента составляет около 1,5 %.

После создания холдинга в Беларуси значительно возросли объемы производства цемента, что превратило республику из импортера в экспортера. Всего за период с января по декабрь 2017 года цементная промышленность Республики Беларусь выпустила 4 496,3 тысяч тонн цемента. И это меньше, чем в 2016-м году всего на 0,2%. В итоге, 2017-й оказался третьим подряд годом, когда производство цемента в стране стоит на месте, слегка уменьшаясь от года к году.[14]

Белорусский цемент сегодня охотно покупают не только традиционные партнеры в странах ближнего зарубежья, но холдингу удалось выйти с данной продукцией и на рынок Евросоюза. К примеру, поступательно наращиваются поставки цемента в Польшу и Латвию. Маркетологами активно прорабатываются другие экспортные направления, в том числе в дальнем зарубежье. В ближайшем времени планируется начать фасовку цемента в мешки по 35 кг с целью наращивания экспортного потенциала и увеличения поставок цемента в страны ЕС. В 2018 году холдинг намерен удержать достигнутые в прошлом году позиции и нарастить экспорт цемента не менее чем на 4%, а рентабельности продаж достигнуть в среднем не ниже 5%. Всего в текущем году цементные предприятия планируют произвести 3130 тыс. т цемента.[14]

1.Характеристика быстротвердеющего портландцемента

По вещественному составу в соответствии с ГОСТ 23464-79 цемент подразделяют на следующие виды:

· портландцемент (без минеральных добавок);

· портландцемент с добавками (с активными минеральными добавками не более 20 %);

· шлакопортландцемент (с добавками гранулированного шлака более 20 %).

По прочности при сжатии в 28-суточном возрасте цемент подразделяют на марки:

· портландцемент - 400, 500, 550 и 600;

· шлакопортландцемент - 300, 400 и 500;

· портландцемент быстротвердеющий - 400 и 500; шлакопортландцемент быстротвердеющий - 400.

Пример условного обозначения портландцемента марки 400, с добавками до 20 %, быстротвердеющего, пластифицированного: [6]

Портландцемент 400-Д20-Б - ПЛ ГОСТ 10178 - 85

При производстве цементов применяют: клинкер, по химическому составу соответствующий технологическому регламенту. Массовая доля оксида магния (МgO) в клинкере не должна быть более 5%. Для отдельных предприятий по перечню, установленному Минстройматериалов СССР, в связи с особенностью химического состава используемого сырья допускается содержание МgO в клинкере свыше 5%, но не более 6% при условии обеспечения равномерности изменения объема цемента при испытаниях в автоклаве; гипсовый камень по ГОСТ 4013-82. Допускается применение фосфогипса, борогипса, фторогипса по соответствующей нормативнотехнической документации; гранулированные доменные или электротермофосфорные шлаки по ГОСТ 3476-74 и другие активные минеральные добавки по соответствующей нормативно-технической документации;

Предел прочности цемента при изгибе и сжатии должен быть не менее значений, указанных в табл. 1.

Таблица 1.[6]

Обозначение	Гаранти-		Предел прочности, МПа (кгс/см2)
вида	рованная	при изгибе в возрасте, сут	при сжатии в возрасте, сут
цемента	марка
		3		28	3		28
ПЦ-Д0,	300	-		4,4 (45)	-		29,4 (300)
ПЦ-Д5,	400	-		5,4 (55)	-		39,2 (400)
ПЦ-Д20,	500	-		5,9 (60)	-		49,0 (500)
ШПЦ	550	-		6,1 (62)	-		53,9 (550)
	600	-		6,4 (65)	-		58,8 (600)
ПЦ-Д20-Б	400	3,9 (40)		5,4 (55)	24,5 (250)		39,2 (400)
	500	4,4 (45)		5,9 (60)	27,5 (280)		49,0 (500)
ШПЦ-Б	400	3,4 (35)		5,4 (55)	21,5 (220)		39,2 (400)

Начало схватывания цемента должно наступать не ранее 45 мин, а конец - не позднее 10 ч от начала затворения.

Тонкость помола цемента должна быть такой, чтобы при просеивании пробы цемента сквозь сито с сеткой № 008 по ГОСТ 6613-86 проходило не менее 85% массы просеиваемой пробы.

Массовая доля ангидрида серной кислоты (SO3) в цементе должна соответствовать требованиям табл. 2.

Таблица 2.[6]

Обозначение вида цемента	SO3, % по массе
	не менее	не более
ПЦ 400-Д0, ПЦ 500-Д0, ПЦ З00-Д5,	1,0	3,5
ПЦ 400-Д5, ПЦ 500-Д5, ПЦ 300-Д20,
ПЦ 400-Д20, ПЦ 500-Д20.
ПЦ 550-Д0, ПЦ 600-Д0, ПЦ 550-Д5,	1,5	4,0
ПЦ 600-Д5, ПЦ 550-Д20, ПЦ 600-Д20,
ПЦ 400-Д20-Б, ПЦ 500-Д20-Б
ШПЦ 300, ШПЦ 400, ШПЦ 500,	1,0	4,0
ШПЦ 400-Б

Коэффициент вариации предела прочности цемента каждого вида и марки при сжатии в возрасте 28 сут, рассчитанный по результатам испытаний за квартал, не должен быть более 7%.

Через 3 сут твердения в нормальных условиях прочность БТЦ обычно достигает 60--70 % марочной. В последующие сроки твердения интенсивность нарастания прочности замедляется и через 28 сут и более прочностные показатели быстротвердеющего цемента становятся такими же, как и у обычных высококачественных портландцементов.

Быстротвердеющие портландцементы целесообразно применять при изготовлении высокопрочных, обычных и преднапряженных железобетонных изделий и конструкций. Это дает возможность значительно сократить потребность в металлических формах, а в отдельных случаях отказаться и от тепловой обработки изделий. Применение быстротвердеющих цементов для возведения сооружений из монолитного бетона позволяет резко сократить сроки выдержки конструкций в опалубке.

Быстротвердеющие цементы марок 550 и 600 изготовляют тонким измельчением клинкера с расчетным содержанием C3S 60--65 % и С3А не более 8 % совместно с добавкой гипса. Минеральные добавки в эти цементы не вводят. Высокая интенсивность твердения в начальные сроки обеспечивается измельчением до удельной поверхности 4000--4500 см2/г. При этом содержание фракций цемента размером частиц менее 30 мкм достигает 50--60 %, а иногда и более. В процессе помола во избежание появления так называемого ложного схватывания цемента нельзя допускать повышения температуры.[3]

Применение таких цементов в строительстве имеет исключительно важное значение. Они позволяют отказаться от самого длительного и дорогого процесса -- тепловлажиостиой обработки железобетонных изделий на заводах, требующей значительного расхода топлива и больших производственных площадей для размещения тепловых установок (камер, котельных установок и др.). Они позволяют особенно эффективно решать проблемы возведения зданий и сооружений из монолитного бетона с применением скользящих и переставных опалубок.

При их использовании значительно экономичнее должны решаться задачи зимнего бетонирования. Предпосылкой для этого является то обстоятельство, что бетоны на цементах экстра-класса уже через 4--10 ч твердения при 10--15 °С могут набирать до 30--50% марочной прочности. Как известно, последующее замерзание бетона почти не отражается на конечной его прочности после оттаивания.[1]

2.Технологическая часть

2.1 Требование к сырьевым материалам

Для получения группы быстротвердеющих портландцементов в клинкере увеличивают содержание алита (С₃S) и трёхкальциевого алюмината (C₃A) - в сумме содержание эти минералов должны составлять ? 60-65%, кроме этого производят более тонкий помол.

БТЦ при твердении выделяют повышенное количество тепла (повышенная экзотермия), что исключает их для применения в массивных конструкциях.

Повышенное содержание алита и трёхкальциевого алюмината снижает водо- и сульфатостойкость т. к. в продуктах гидратации содержится большое количество гидроксида кальция Ca(OH)2 и гидроалюмината кальция 3CaO*Al₂O₃*6H₂O.

Для производства цемента должны использовать гипсовый и гипсоангидритовый камень, которые должны соответствовать требованиям ГОСТ 4013-82 «Камень гипсовый и гипсоангидритовый для производства вяжущих материалов». В гипсоангидритовом камне должно быть не менее 30 % гипса (CaSO_4*2H₂O).

Гипсовый и гипсоангидритовый камень применяют в зависимости от размера фракции: 0 - 60 мм - гипсоангидритовый и гипсовый камень для производства цемента. Фракции размером 0 - 60 мм не должны содержать камня размером 0 - 5 мм более 30 %.

В отдельных случаях по согласованию с потребителем доля содержания фракции размером 0 - 5 мм допускается более 30 %, но не должна превышать 40 %. Для производства гипсовых вяжущих, белого, декоративного и гипсоглиноземистого расширяющегося цемента должны поставлять только гипсовый камень 1-го сорта.

Принимаем к проектированию производство белого портландцемента из следующих сырьевых компонентов:

Таблица 3

Материалы	SiO2	Al2O3	Fe2O3	CaO	MgO	SO3	ппп
Мел	3,49	1,84	0,92	51,52	0,33	0,43	41,56
Глина	53,73	17,48	6,86	6,50	2,30	0,43	9,43

2.2 Физико-химические процессы, происходящие при твердении вяжущего

Твердение портландцемента, как и других вяжущих, является сложным комплексом взаимосвязанных химических, физико-химических и физических процессов. С химической точки зрения твердение - это переход безводных клинкерных минералов в гидраты в результате реакций гидролиза и гидратации, с физической - постепенное загустевание цементного теста и возникновение единого конгломерата из гидратированных и негидратированных частичек.

Взаимодействие портландцемента с водой приводит к образованию новых гидратных веществ, обусловливающих схватывание и твердение теста, растворной или бетонной смеси. Состав новообразований зависит от химического и минерального составов цементов, а также от ряда других факторов и в первую очередь от температуры, при которой взаимодействуют компоненты. [1]

Цементное тесто, приготовленное путем смешивания цемента с водой, имеет три периода твердения. Вначале, в течение 1 - 3 ч. после затворения цемента водой, оно пластично и легко формуется. Потом наступает схватывание, заканчивающееся через 5 - 10 ч. после затворения; в это время цементное тесто загустевает, утрачивая подвижность, но его механическая прочность еще не велика. Переход загустевшего цементного теста в твердое состояние означает конец схватывания и начало твердения, которое характерно заметным возрастанием прочности. Твердение бетона при благоприятных условиях длится годами - вплоть до полной гидратации цемента. [1]

Сразу после затворения цемента водой начинаются химические реакции. Уже в начальной стадии процесса гидратации цемента происходит быстрое взаимодействие алита с водой с образованием гидросиликата кальция и гидроксида:

2(3CaO_*SiO₂) + 6H₂O = 3CaO_*2SiO_2*3H₂O + 3Ca(OH)₂.

После затворения гидроксид кальция образуется из алита, так как белит гидратируется медленнее алита и при его взаимодействии с водой выделяется меньше Ca(OH)₂, что видно из уравнения химической реакции:

2(2CaO_*SiO₂) + 4H₂O = 3Ca_*2SiO_2*3H₂O + Ca(OH)₂.

Взаимодействие трехкальциевого алюмината с водой приводит к образованию гидроалюмината кальция:

3CaO_*Al₂O₃ + 6H₂O = 3CaO_*Al₂O_3*6H₂O.

Для замедления схватывания при помоле клинкера добавляют небольшое количество природного гипса (3 - 5 % от массы цемента). Сульфат кальция играет роль химически активной составляющей его в гидросульфоалюминат кальция (минерал эттрингит) в начале гидратации портландцемента:

3CaO_*Al₂O₃ + 3(CaSO_4*2H₂O) + 26H₂O = 3CaO_*Al₂O_3*3CaSO_4*32H₂O.

В насыщенном растворе Ca(OH)₂ эттрингит сначала выделяется в коллоидном тонкодисперсном состоянии, осаждаясь на поверхности частиц 3Ca_*Al₂O₃, замедляет их гидратацию и затягивает начало схватывания цемента. Кристаллизация Ca(OH)₂ из пересыщенного раствора понижает концентрацию гидроксида кальция в растворе, и эттрингит уже образуется в виде длинных иглоподобных кристаллов. Кристаллы эттрингита и обуславливают раннюю прочность затвердевшего цемента. Эттрингит, содержащий 31 - 32 молекулы кристаллизационной воды, занимает примерно вдвое больший объем по сравнению с суммой объемов реагирующих веществ (C₃A и сульфат кальция). Заполняя поры цементного камня, эттрингит повышает его механическую прочность и стойкость. Структура затвердевшего цемента улучшается еще и потому, что предотвращается образование в нем слабых мест в виде рыхлых гидроалюминатов кальция. [1]

Четырехкальциевый алюмоферрит при взаимодействии с водой расщепляется на гидроалюминат и гидроферрит:

4CaO_*Al₂O_3*Fe₂O₃ + m_*H₂O = 3CaO_*Al₂O_3*6H₂O + CaO_*Fe₂O_3*nH₂O.

Гидроалюминат связывается добавкой природного гипса, как указано выше, а гидроферрит входит в состав цементного геля.

При обжиге образуется клинкер, содержащий C3S, C2S, СцА?-* CaF2, а также стекло. Клинкер измельчают до дисперсности 4,5--5 тыс. см2/г, Интенсивность твердения такого цемента обусловлена исключительной активностью галогенсодержащего алюмината кальция CnA7-CaF2 при взаимодействии с водой.

Цемент, содержащий этот минерал в количестве 20-- 25 % по массе, при испытании в растворах по ГОСТ 310.1--76 характеризуется следующими показателями прочности: через 6 ч--15--20; через 1 сут --20--30 и через 28 сут -- 40--45 МПа.

Начало и конец схватывания цемента наступают через 15--30 мин после затворения его водой в тесто нормальной густоты (27--30 %).

Принципиальная схема получения портландцемента

Мел	Глина	Гипсовый камень
Дробление 1 ст. (Ш до 100 мм, щековая дробилка)	Дробление (валковая дробилка, до 12-30мм)	Дробление (Ш 5-25 мм, щековая дробилка, сушка)
Дробление 2 ст. (Ш до 30 мм, молотковая дробилка)		Дозирование
Дозирование	Дозирование
Совместный помол (R008 = 14%, валковая мельница)
Дополнительный помол (барабанная мельница)
Корректировка хим. состава (корректировочные силосы)
Нагрев и частичная декарбонизация и полная дегидратация (циклонный теплообменник вращ. Печи 500-600 0С)
Обжиг сырьевой смеси с получением клинкера (вращающаяся печь, ~16000С)
Охлаждение клинкера (колосниковый холодильник, 370 К)
Маганизирование клинкера (2 недели, силоса)
Совместный помол гипса, клинкера (барабанная мельница)
Хранение цемента
Упаковка Отгрузка потребителю

3. Расчет состава двухкомпонентной шихты для получения портландцементного клинкера

Таблица 4 Химический состав компонентов шихты:

Материал	SiO2	Аl2O3	Fe2O3	СаО	МgO	SO3	п.п.п.	У
Мел	3,49	1,84	0,92	51,52	0,33	0,43	41,56	100,09
Глина	53,73	17,48	6,86	6,50	2,30	0,43	9,43	96,73

Поскольку в справочных данных о химическом составе пород данного месторождения сумма составляющих не равна 100%, необходимо привести ее к 100%, выполнив пересчет состава. Для этого содержание оксидов в первом компоненте надо умножить на коэффициент К₁, а во втором - на К₂.

Таблица 5 Химический состав компонентов шихты, приведенный к 100%:

Материал	SiO2	Аl2O3	Fe2O3	СаО	МgO	SO3	п.п.п.	У
Известняк	3,49	1,84	0,92	51,52	0,33	0,43	41,56	100
Глина	55,56	18,07	7,09	6,72	2,38	0,44	9,75	100

Вычислим соотношение карбонатного и глинистого компонентов шихты, при котором будет обеспечиваться заданное значение коэффициента насыщения КН. КН=0,95

Следовательно, на одну весовую часть глины потребуется взять 4,46 частей мела, что соответствует следующему процентному составу шихты:

· мела - 81,68 %;

· глины - 18,32 %.

Таблица 6 Химический состав компонентов шихты и клинкера:

Компоненты	SiO2	Al2O3	Fe2 O3	CaO	MgO	SO3	п.п.п	?
81,68 в.ч. мела	2,85	1,50	0,75	42,10	0,27	0,35	33,95	81,68
18,32 в.ч. глины	9,63	3,31	1,30	1,23	0,44	0,08	1,79	18,32
100 в.ч. сырьевой смеси	12,48	4,81	2,05	43,33	0,71	0,43	35,74	100
Клинкер	19,47	7,5	3,2	67,6	1,11	0,67	--	100,00

Поскольку клинкер получается спеканием сырьевых материалов, то п.п.п в нем отсутствуют. Тогда его химический состав рассчитаем из химического состава сырьевой смеси путем умножения процентного содержания в ней каждого оксида на коэффициент:

Рассчитанный химический состав клинкера показываем в последней строке предыдущей таблицы и рассчитываем для него величину КН.

Величина КН для клинкера оказалась равной заданной, следовательно, расчет выполнен правильно.

4.Описание технологического процесса

Из карьеров поступает твердый мел кусками различного размера и поступает в бункер хранения (1). В щековой дробилке (2) мел подвергается первичному дроблению (куски 100мм), далее материал поступает в молотковую дробилку (до 30 мм куски) (3), где размалывается до более мелкой фракции. Масса, состоящая из кусков небольшого размера поступает на склад (6).

Глина также дробится в одновалковой дробилке (5), после обработки в дробилках полученную смесь отправляют на склад (6). Затем глина и мел поступают в вертикальную валковую мельницу (7), где проходит процесс смешивания и дополнительного размалывания, также там проходит процесс необходимой сушки сырьевой смеси. Проходя систему промежуточных силосов (9), (8), перемешанная и измельченная сырьевая смесь проходит стадию дополнительного помола и сушки до влажности 1 %. Возможно сушить мел и глину отдельно, применяя при этом сушильные барабаны, но технологии идут вперед и совместных помол и сушка считаются наиболее эффективными и менее энергозатратными.

Для получения сырьевой муки определенного химического состава из мельниц (11) ее направляют в систему корректирующих силосов (12),(13), куда дополнительно подается сырьевая мука с заведомо низким или высоким титром. Обычно верхний этаж таких систем занимают непосредственно корректирующие силосы (12), в которых происходит непрерывное перемешивание материала с сжатым воздухом и гомогенизация. Нижний этаж занимают силосы (13), выступающие в роли склада.

Подготовленная сырьевая смесь поступает в систему циклонных теплообменников, состоящую из нескольких (обычно четырех) степеней циклонов, соединенных между собой и с короткой вращающейся печью (14) газоходами. Проходя последовательно через все циклоны, сырьевая мука нагревается движущимися ей навстречу дымовыми газами, выходящими из печи. Время пребывания смеси в циклонных теплообменниках не превышает 25-30 с. Несмотря на это, сырьевая мука не только успевает нагреться до температуры 700-800 ^оС, но и полностью дегидратируется и частично (на 20-25%) декарбонизируется. Из циклонов материал поступает в печь, где происходят дальнейшие реакции образования цементного клинкера. Из печи клинкер пересыпается в колосниковый холодильник (15). На данном этапе происходит охлаждение. Клинкер с температурой 1450^оС на выходе из печи соприкасается с парогазовой смесью.

Получаемый таким способом клинкер транспортируется на клинкерный склад (16) для последующего хранения. Тут же расположен склад предварительно помолотого гипса и различных добавок. Затем все компоненты дозируются и перемешиваются в мельнице (17). Мы получаем цемент. Далее он отправляется на цементные силосы (18). На этом этапе проверяют качество цемента, определяют его марку и только после этого готовый цемент поступает в упаковочные агрегаты (19). Здесь цемент автоматическим путём насыпается в специальные бумажные мешки, которые впоследствии отгружаются с цементного завода и вывозится непосредственно к строителям и или продавцам различными видами транспорта (21). С этой целью на цементных заводах специально оборудованы железнодорожные, автомобильные или водные способы отгрузки цемента потребителям. Основная часть цемента отправляется навалом в специально оборудованных железнодорожных вагонах, так же как и в специальных контейнерах-цементовозах.

5.Режим работы цеха

Режим работы цеха является основой для расчета производительности, потоков сырья, оборудования. Он определяет количество рабочих дней в году, количество смен работы в сутки и рабочих часов в смене.

Режим работы основных цехов и отделений в течение года:

1. карьер и дробильное отделение - 307 дней по 16 часа в сутки (4912ч);

2. отделение помола сырья - 307 дней по 24 часа в сутки (7368 ч);

3. отделение помола цемента - 307 дней по 24 часа в сутки (7368 ч);

4. цех обжига клинкера - 337 дней по 24 часа в сутки (8088 ч);

5. силосно-упаковочное отделение - 365 дней по 24 часа в сутки (8760 ч).

Расчет производительности цеха и потребности в сырье для выполнения производственной программы

Составление материального баланса цементного завода

Исходные данные для расчета расчете:

Способ производства - сухой.

Годовая производительность цеха - 2100000 т. по клинкеру.

Коэффициент использования вращающихся печей - 92%.

Потери при прокаливании сырьевой смеси -35,3%.

Состав портландцемента, %	Состав сырьевой смеси, %	Естественная влажность сырьевых материалов, %	Производственные потери, %
Клинкер - 96	Мел - 81,68	Мел - 13	Сырьевых материалов - 2,5
	Глина - 18,32	Глина - 12	Клинкера - 0,5
Гипс - 4			Цемента - 1

Определяем производительность по цементу:

т/год,

где 96 - содержание клинкера в цементе.

При коэффициенте использования вращающихся печей - 0,92 печи работают в течении года:

сут или

ч.

Отсюда часовая производительность всех печей составит:

т/ч

Следовательно, при сухом способе производства принимают короткие печи длиной не более 75 м с установками для использования тепла отводящих газов. В данном расчете к установке принимаем четыре вращающиеся печи (Ш 5 м, l = 185 м, Ш 5 м, l = 185 м и Ш 4,5 м, l = 170 м и Ш 5 м, l = 185 м) производительностью 75, 75, 50 и 50 т/ч соответственно. Их суммарная производительность составит:

т/ч,

т/сут,

т/год.

6.Расчет расхода сырьевых материалов

Расход сырьевых материалов составляет 250 т/ч.

Теоретический удельный расход сухого сырья для производства клинкера определяют с учетом потерь при прокаливании:

т/т клинкера

где 35,74 - потери при прокаливании сырьевой смеси.

Для обеспыливания отходящих газов вращающихся печей устанавливают электрофильтры, что дает возможность считать потери сырья с отходящими газами не более 1%.Тогда расход сухого сырья составит:

т/т клинкера,

а потребность в сырье в единицу времени будет равна:

т/ч,

т/сут,

т/год.

Определяем расход отдельных компонентов сырьевой смеси:

Мел:

т/т клинкера.

т/ч,

т/сут,

т/год.

Глины:

т/т клинкера.

т/ч,

т/сут,

т/год.

С учетом естественной влажности расход сырьевых материалов соответственно составит:

Мел:

т/т клинкера.

т/ч,

0 т/сут,

т/год.

Глины:

т/т, клинкера

т/ч,

т/сут,

т/год.

7.Материальный баланс карьера и дробильного отделения

Согласно исходным данным потери сырья составляют 2,5%. Из них 1,5% - это потери на карьере и 1% - потери сырья с отходящими газами вращающихся печей.

Карьер, как и дробильное отделение, работает с выходными днями - 307 суток в году по две смены в сутки:

ч.

Для производства т/годклинкера необходимое количество сырьевых материалов, как было подсчитано выше, составляет:

мела - т/год;

глины - т/год.

С учетом 1,5% потерь потребуется:

Мел:

т/год;

т/сут;

т/ч.

Глины:

т/год;

т/сут;

т/ч.

Таким образом, производительность карьера должна обеспечить добычу, а дробильное отделение - следующее количество материалов:

Таблица 10

Материал	Мел	Глина
т/год	299641,8	656745,6
т/сут	9760,27	2139,24
т/ч	610	133,7

8. Материальный баланс клинкерного склада и отделения помола цемента

Из данных материального баланса цеха обжига следует, что в склад поступает клинкера:

в час 250 т.

в сутки 6000 т.

в год 2022000 т.

При хранении сыпучих материалов в складских помещениях неизбежны некоторые потери поступающих материалов, величины которых приняты для клинкера 0,5%, для гипса 1%.

Тогда в отделение помола цемента за год поступит клинкер в количестве:

т.

При работе отделения помола цемента 307 суток в году по три смены в сутки (7368 ч. в год) необходимо клинкера:

в сутки = т.

в час = т.

Введение при помоле цемента гипса (4%) определяет потребность отделения помола клинкера в этих материалах:

гипса:

т/год;

т/сут;

т/ч.

Производительность отделения помола цемента составляет:

т/год;

т/сут;

287,17 т/ч.

Аспирация цементных мельниц осуществляется с помощью электрофильтров. При этом потери цемента могут быть приняты порядка 0,5%. Тогда действительная производительность помольного отделения составит:

т/год цемента;

т/сут;

т/ч.

Для гипса учитывается только 1% его потерь, т.к. он поступает на помол без предварительной сушки и его поставка на склад составляет:

т/год.

9.Материальный баланс силосно-упаковочного отделения

В соответствии с приведенными выше расчетами в силосно-упаковочное отделение поступает цемента:

в год - т;

в сутки - т;

в час - т.

Учитывая потери цемента при упаковке и отгрузке порядка 0,5%, рассчитаем количество цемента, подлежащее нагрузке:

в годт.

В среднем в сутки т.

Часовая отгрузка не может быть рассчитана, поскольку зависит от ритмичности поступления транспорта под погрузку цемента.

10.Техника безопасности и охрана труда

При большой насыщенности предприятий цементной промышленности сложными механизмами и установками при добыче и переработке сырья, по обжигу сырьевой смеси и измельчению клинкера, по перемещению, складированию и отгрузке огромных масс материалов, при наличии большого количества электродвигателей особое внимание должно уделяться при проектировании заводов и при их эксплуатации созданию благоприятных и безопасных условий для работы трудящихся. Охрана труда должна осуществляться в полном соответствии с "Правилами по технике безопасности и производственной санитарии на предприятиях цементной промышленности".

Со всеми поступающими на работу рабочими, ИТР и служащими проводят вводный инструктаж. Один раз в год проводят обучение безопасным методам работы на рабочем месте. Перед производством работ по наряду-допуску проводят текущий инструктаж. Внеплановый инструктаж может быть произведен на рабочем месте в объеме первичного инструктажа. Все виды инструктажей должны регистрироваться в специальных журналах. Инженерно-техническиеработники должны проходить проверку знаний по охране труда.

Выполнение работ, связанных с повышенной опасностью должно проводиться по специальному наряду-допуску. Он обязан: ознакомить каждого непосредственного исполнителя с содержанием и объемом работ и проинструктировать их о мерах безопасности; совместно с непосредственными исполнителями работ проверить состояние техники безопасности на участках выполнения работ; осуществлять постоянный контроль за ходом выполнения работ и соблюдением работающими мер безопасности, указанных в наряде-допуске.

Неблагоприятные условия труда могут быть в основном обусловлены повышенной концентрацией пыли и влаги в помещении; недостаточной тепловой изоляцией обжиговых аппаратов; ненадежным ограждением вращающихся частей механизмов и т.п.

Для борьбы с пылью пылевыделяющее технологическое и транспортное оборудование заключает в герметические кожухи с плотно закрываемыми отверстиями. На участках образования пыли и газов помимо общей вентиляции устраивают местную аспирацию. Очистку запыленных газов и воздуха необходимо производить в эффективных пылеосадительных устройствах со степенью очистки не менее 98%. Степень допустимой запыленности воздуха регламентирована СН 245-71. Она составляет для пыли, содержащей более 70% свободного оксида кремния, не более 1 мг/м3, для пыли содержащей 10-70% SiO2 - не более 2 мг/м3, для пыли цемента, глиняных минералов, не содержащих свободной SiO2 - 6мг/м3.

Для обеспыливания технологических газов применяют пылеосадительные камеры (грубая очистка), сухие и мокрые циклонные аппараты (первая ступень), тканевые фильтры и электрофильтры (окончательная очистка). Обслуживание дробилок, мельниц, печей, силосов, транспортирующих и погрузочно-разгрузочных механизмов необходимо осуществлять в соответствии с правилами безопасной работы у каждого механизма или установки. Все вращающиеся части приводов и других механизмов должны быть надежно ограждены, токоподводящие части изолированы, а металлические части механизмов заземлены на случай повреждения изоляции. Из-за взрывоопасности установок по сушке и помолу угля трубопроводы, сепараторы, бункера для хранения пыли следует оборудовать предохранительными клапанами. Установки по приготовлению угольной пыли должны работать под разряжением.

Основное оборудование в производственных цехах в обязательном порядке оборудуют звуковой и световой сигнализацией, предупреждающей персонал о пуске оборудования, его остановке и возникновении аварийных ситуаций.

Создание здоровых и безопасных условий труда обеспечивается также постоянным совершенствованием технологии, полной механизацией и автоматизацией производственных процессов.

С целью уменьшения пылеобразования сокращают число перевалок на транспортных коммуникациях; при перевозке пылящих материалов транспортные устройства устанавливают в плотных кожухах; с этой же целью отказываются от открытых складов для хранения клинкеров, гипса и добавок и переходят на силосные.

Для повышения эффективности очистки печных газов переходят от вертикальных на четырехпольные горизонтальные электрофильтры с установкой также инерционных пылеуловителей.

Требования экологии и производственной санитарии допускают концентрацию пыли в воздухе производственных помещений в зависимости от состава пыли 5-10 мг/м3 (в ФРГ допускается концентрация до 75 мг/м3). Для обеспечения защиты окружающей среды и санитарных норм в производственных помещениях предусматривают отсос воздуха из бункеров, течек, от мест перегрузки транспортного и дробильного оборудования. Кроме того, в дробильных отделениях применяют перед дроблением обрызгивание породы водой, содержащей ПАВ, которое увеличивают смачиваемость измельченного материала водой. Аспирационный воздух из мельниц, сушилок, сепараторов, колосниковых холодильников, воздух, используемый для пневмотранспорта цемента, очищают в циклонах, зернистых, рукавных или электрофильтрах. Для повышения степени и надёжности очистки часто используют двухстадийную очистку (циклон-электрофильтр, жалюзийный сепаратор - рукавный фильтр). Газы после печей или после их использования в сушильно-размольных установках подвергают очистке в электрофильтрах наиболее приспособленных аппаратах для очистки больших объёмов газов. Для повышения степени и надежности очистки применяют установку перед фильтрами испарительных холодильников - кондиционеров, отказываются от вертикальных фильтров, используют трех - и четырехпольные фильтры. С позиций экологии, охраны природы и экономики становится необходимостью ориентация на безотходную технологию - комплексное использование сырья и полупродуктов.

Цементная промышленность использует значительное количество различного вида отходов: отходы камнепиления и отсев производства щебня карбонатных пород; доменные и электротермофосфорные шлаки, золы ТЭС, шлак бездоменного процесса получения железа, шлаки цветной металлургии, отходы углеобогащения, представляющие собой высокоалюминатные глины; минерализаторы - медеплавильный шлак, фосфогипс и др. Топливо содержащие отходы необходимо подавать либо непосредственно в печь, либо сжигают в специальных установках.

Использование техногенных продуктов в любом количестве позволяет экономить природные сырьевые ресурсы, повысить производительность печей, снизить расход технологического топлива, получать цементы со специальными свойствами, улучшать экологическую обстановку в регионе.

Литература

портландцемент вяжущее шихта

1. Минеральные вяжущие вещества: (технология и свойства). Учебник для ВУЗов. А.В. Волженский, Ю.С. Буров, В.С. Колокольников - 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Стройиздат, 1979. - 467 с., ил.

2. Технология производства цемента: Учебник для сред. проф-техн. училищ. Алексеев Б.В. - М.: Высш. школа, 1980 - 266 с., ил. - (Профтехобразование. Строит. материалы).

3. Химия вяжущих материалов и бетонов. Справочник [Электронный ресурс] : Учебное пособие: Учебное пособие / Плотников В.В. - М. : Издательство АСВ, 2015.

4. Строительные машины. Справочник. В 2-х томах под ред. д.т.н. В.А.Баумана и инж. Ф.А.Лапира. Т.2 Оборудование для производства строительных материалов и изделий. Изд.2-е, перераб. и доп. М.: «Машиностроение» 1977. - 465 с., ил.

5. ГОСТ 10178-85 Портландцементы и Шлакопортландцементы. Технические условия. М.: Госстрой СССР,1990. -7с,

6. ГОСТ 25094-94 Межгосударственный стандарт. Добавки активные минеральные. Методы испытаний. М.: Госстрой РФ, 1996. - 17с.

7. ГОСТ 31108-2003 Межгосударственный стандарт. Цементы общестроительные. Технические условия. М.: Госстрой РФ, 2003. - 14с.

8. ГОСТ 4013-82 (89) Камень гипсовый и гипсоангидритовый для производства вяжущих материалов. Технические условия. М.: Издательство стандартов, 1987. - 9с.

Размещено на Allbest.ru

...