Технология производства цемента

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Портландцементом называется гидравлическое вяжущее вещество, твердеющее в воде и на воздухе и представляющее собой продукт тонкого помола клинкера с гипсом, а иногда и со специальными добавками.

Клинкер-главный компонент цемента, получают обжигом до спекания тонкодисперсной однородной сырьевой смеси, состоящей из природных горных пород известняка и глины или некоторых других материалов и обеспечивающий в клинкере преобладание высокоосновных силикатов кальция (70-80 %).

Портландцемент является универсальным вяжущим и основным материалом в современном строительстве. Он позволяет возводить бетонные и железобетонные конструкции самых разнообразных зданий сооружений. Жилищно-гражданское, промышленное, сельскохозяйственное, дорожное - это неполный перечень видов строительства, где применяется бетон и железобетон на портландцементе.

При производстве портландцемента различают следующие основные операции: -добыча известняка и глины; -подготовка сырьевых материалов и приготовление из них однородной смеси заданного состава; -обжиг сырьевой смеси материалов до спекания с получением клинкера; -помол клинкера в порошок с небольшим количеством гипса.

Большое значение при производстве многокомпонентных цементов отводится операции помола. Помол цементного клинкера - завершающая стадия в процессе производства цемента, от которой зависит качество цемента. Цемент следует измельчать до достижения высокой удельной поверхности. Готовый продукт должен быть определённого зернистого состава, что позволяет улучшить процесс твердения.

В группу цемента входят все виды портландцемента, пуццоланового портландцемента, шлако-портландцемента, глиноземистый цемент, расширяющиеся цементы и некоторые другие.

Цемент каждого вида может при твердении развивать различную прочность, характеризуемую маркой. Марки цемента регламентированы строительными нормами и правилами (СНиП) и ГОСТом. Выпускают цементы преимущественно марок 200, 300, 400, 500 и 600 (по показателям испытания в пластичных растворах). С повышением марки цемента эффективность его применения в бетонах часто возрастает за счет уменьшения удельного расхода вяжущего. Из числа цементов разных видов особенное значение имеет портландцемент. Сегодня цементная промышленность выпускает некоторые разновидности портландцемента: сульфатостойкий, с умеренной экзотермией, быстротвердеющий, гидрофобный, пластифицированный и некоторые другие цементы. [6]



1. Номенклатура выпускаемой продукции и требования ГОСТ

При проектировании технологии производства и выборе сырьевых материалов для получения заданного вида вяжущего материала необходимо знать его свойства и требования, предъявляемые к нему.

Массовая доля в цементах активных минеральных добавок должна соответствовать ГОСТ, значения приведены в табл. 1.1.

Таблица 1.1

Массовая доля АМД в цементах

Допускается замена части минеральных добавок во всех видах цемента добавками, ускоряющими твердение или повышающими прочность цемента и не ухудшающими его строительно-технические свойства. Суммарная массовая доля этих добавок не должна быть более 5% массы цемента.

Предел прочности цементно-песчаного раствора при изгибе и сжатии должен быть не менее значений, указанных в табл. 1.2.

Таблица 1.2

Предел прочности цементно-песчаного раствора при изгибе и сжатии

Процесс схватывания цемента должен начинаться не ранее 45 минут, а заканчиваться - не позднее 10 часов от начала затворения. Тонкость помола цемента должна быть такой, чтобы при просеивании пробы цемента сквозь сито с сеткой № 008 проходило не менее 85% массы просеиваемой пробы.

Массовая доля ангидрида серной кислоты (SO₃) в цементе должна соответствовать требованиям приведенным в табл. 1.3.

Таблица 1.3

Массовая доля ангидрида серной кислоты в цементе

Допускается введение в цемент при его помоле специальных пластифицирующих или гидрофобизирующих поверхностно-активных добавок (ПАВ) в количестве 0,3% массы цемента в пересчете на сухое вещество добавки.



2. Характеристика сырьевых материалов

Для производства цементного клинкера в качестве сырьевых компонентов используются: глинистый компонент, карбонатный компонент, корректирующие добавки. Для производства портландцемента используются: гипсовый камень, АМД. Для ППЦ используются добавки пуццоланы.

2.1 Карбонатный компонент

Характеристики известняка приведены в табл. 2.1.

Таблица 2.1

Характеристики известняков

2.2 Глинистый компонент

Характеристики глины приведены в табл. 2.2.

Таблица 2.2

Характеристики глины



2.3 Активные минеральные добавки

Химический состав минеральной добавки приведен в табл. 2.3.

Таблица 2.3

Характеристики минеральной добавки

2.4Гипсовый камень

Химический состав гипсового камня приведен в табл. 2.4.

Таблица 2.4

Характеристики гипсового камня

2.5 Корректирующая добавка

Химический состав корректирующей добавки приведен в табл. 2.5.

Таблица 2.5

Характеристики корректирующей добавки

3. Выбор способа производства цемента

3.1 Мокрый способ производства

На цементных предприятиях при подготовке сырьевой смеси по мокрому способу в большинстве случаев используют твердый карбонатный (известняк) и мягкий глинистый (глина) компоненты.

Рис. 1 Технологическая схема производства цемента по мокрому способу

Принципиальная технологическая схема получения портландцемента. Известняк как более твердый материал предварительно подвергается дроблению, а пластичная глина измельчается в присутствии воды в специальных аппаратах (болтушках или мельницах-мешалках). Окончательное тонкое измельчение с получением однородной смеси известняка, глиняного шлама и корректирующих добавок происходит в шаровых трубных мельницах. Хотя компоненты дозируют в мельницы в заданном соотношении, из-за колебаний их химико-минералогических характеристик не удается получить в мельнице шлам состава, отвечающего установленным параметрам. Поэтому необходима специальная технологическая операция по корректировке его состава. После проверки соответствия состава шлама заданным показателям его подают на обжиг во вращающуюся печь, где завершаются химические реакции, приводящие к получению клинкера. Затем клинкер охлаждается в холодильнике и поступает на склад, где также хранятся гипс и активные минеральные добавки. Эти компоненты предварительно должны быть подготовлены к помолу. Активные минеральные добавки высушивают до влажности не более 1 %, гипс подвергают дроблению. Совместный тонкий размол клинкера, гипса и активных минеральных добавок в шаровых трубных мельницах обеспечивает получение цемента высокого качества. Из мельниц цемент поступает в склады силосного типа. Отгружают его либо навалом (в автомобильных и железнодорожных цементовозах), либо упакованным в многослойные бумажные мешки.

При приготовлении шлама из двух мягких (мела и глины) и двух твердых компонентов (известняка и глинистого мергеля) последовательность основных технологических операций не меняется. Однако особенности свойств измельченного сырья и стремление к выбору наименее энергоемких технических решений обусловливают существенные отличия способов измельчения компонентов.

В водной среде облегчается измельчение материалов и улучшается их перемешивание. В результате снижается расход электроэнергии (при мягком сырье экономия может достигать 36 МДж/т сырья) и получается более однородная шихта, что в конечном счете приводит к росту марки цемента. Кроме того, при мокром способе упрощается транспортировка шлама и улучшаются санитарно-гигиенические условия труда. Сравнительная простота мокрого способа и возможность получения высокомарочной продукции на сырье пониженного качества обусловили его широкое распространение в цементной промышленности нашей страны. В настоящее время этим способом выпускается около 85 % клинкера. В то же время введение в шлам значительного количества воды (30-50 % массы шлама) обусловливает резкое повышение расхода теплоты на ее испарение. В результате расход теплоты при мокром способе (5,8-6,7 МДж/кг) на 30-40 % выше, чем при сухом способе. Кроме того, при мокром способе возрастают габариты и соответственно металлоемкость печей.

3.2 Сухой способ производства

Рис. 2 Технологическая схема производства цемента по сухому способу

Известняк и глину предварительно дробят, затем высушивают до влажности примерно 1% и измельчают в сырьевую муку. Сушат известняк и глину либо раздельно, используя для этой цели сушильные барабаны или другие тепловые аппараты, либо совместно в сырьевых сепараторных мельницах, в которых одновременно осуществляются помол и сушка материалов. Последний способ более эффективен и применяется на большинстве новых заводов, работающих по сухому способу.

Для получения сырьевой муки определенного химического состава мельниц ее направляют сначала в смесительные, а затем в корректирующие силосы, куда дополнительно подается сырьевая мука с заведомо низким или высоким титром (содержанием CаCO₃). В силосах мука перемешивается сжатым воздухом.

Подготовленная сырьевая смесь поступает в систему циклонных теплообменников, состоящую из нескольких (обычно четырех) степеней циклонов, соединенных между собой и с короткой (40 - 70 м) вращающейся печью 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 С, 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 холодильник, и после охлаждения направляется на клинкерный склад. Другие технологические операции при сухом способе производства - подготовка гидравлических добавок и гипса, помол цемента, его хранение и отправка потребителю - такие же, как и при мокром способе.



3.3 Комбинированный способ производства цемента

Рис. 3 Технологическая схема производства цемента по комбинированному способу

Комбинированный способ производства портландцемента заключается в подготовке сырьевых материалов по мокрому способу, а обжиге смеси - по схеме сухого.

Приготовленный в сырьевой мельнице шлам влажностью 35 - 45% после его корректировки поступает в дисковый или барабанный вакуумфильтр, где он обезвоживается до влажности 16 - 20%. Образующийся при этом «сухарь» смешивается затем с пылью, уловленной электрофильтрами из дымовых газов печи; добавка пыли предотвращает слипание "сухаря" и снижает остаточную влажность в нем до 12 - 14%.

Приготовленная таким образом сырьевая смесь поступает на обжиг, который может осуществляться в печах сухого способа производства.

Остальные операции производства портландцемента по комбинированному способу не отличаются от соответствующих стадий мокрого способа производства.

3.4 Выбор способа производства

На основе анализа вышеизложенных способов производства портландцемента и характеристик исходного сырья выбирается сухой способ производства сырьевой муки. Выбор данного способа основывается на следующих факторах:

- низкая влажность исходного сырья (W = 8%);

- низкая прочность на сжатие известняка (R_сж = 100 МПа);

- колебание химического состава карбонатного и глинистого компонентов незначительное.



4. Расчет состава сырьевой смеси

4.1 Расчет двухкомпонентной шихты

Исходные данные: коэффициент насыщения КН = 0,94; химический состав исходных сырьевых материалов приведен в табл. 4.1.

производство цемент раствор сырьевой

Таблица 4.1

Химический состав исходных материалов

K₁ - коэффициент пересчета к 100%; K₁ = 100/?.

Химический состав исходных материалов, приведенный к 100%, приведен в табл. 4.2.

Таблица 4.2

Химический состав исходных материалов приведенный к 100%

X - содержание известняка в заданной смеси; 1 - содержание суглинка в заданной смеси;

КН = (C₀ - 1.65*A₀ - 0.35*F₀)/(2,8*S₀); C₀ = (X* C₁ + C₂)/(X +1); S₀ = (X*S₁ + S₂)/(X+1); A₀ = (X* A ₁ + A ₂)/(X+1); F₀ = (X* F ₁ + F ₂)/(X+1); C₀, S₀, A ₀, F ₀ - содержание данного оксида в сырьевой смеси;

X = (2.8* S₂* КН + 1.65* A ₂ + 0.35* F ₂ - C₂)/( C₁ - 2.8* S₁* КН - 1.65* A ₁ - 0.35* F ₁); X = (2.8*66,44*0,94 + 1,65*15,81 + 0,35*5,34 - 2,13)/(53,13 - 2,8*0,25*0,94 - 1,65*0,30 - 0,35*0,02 ) = 3,862;

Процентное соотношение компонентов в смеси:

X = (100*3,862)/(3,862 + 1) = 79,43%; Y = 100 - X = 100 - 79,43 = 20,57%;

Для перехода от состава сырьевой смеси к составу клинкера вычисляется коэффициент

K₂ = 100/(100 - п.п.п) = 100/(100 - 35,25) = 1,54.

Химический состав сырьевой смеси и клинкера приведен в таблице 4.3.

Таблица 4.3

Химический состав сырьевой смеси и клинкера

Компонент	SiO2	Al2O3	Fe2O3	CaO	MgO	SO3	п.п.п.	?
известняк (79,43)	0,199	0,24	0,016	42,201	2,396	0,04	34,342	79,43
глина (20,57)	13,665	3,25	1,099	0,438	0,797	0,414	0,904	20,57
сырьевая смесь	13,864	3,49	1,115	42,639	3,193	0,454	35,246	100
клинкер	21,41	5,39	1,722	65,848	4,931	0,701	-	100

КН = (42,64 - 1,65*3,49 - 0,35*1,12)/(2,8*13,86) = 0,94; n = SiO₂/(Al₂O₃ + Fe₂O₃); p = Al₂O₃/Fe₂O₃; n = 13,86/(3,49+1,12)=3,011; p = 3,49/1,12=3,13.



4.2 Расчет трехкомпонентной шихты

Исходные данные: Коэффициент насыщения КН = 0,94; Силикатный модуль n = 2,8 Состав сырья, %:

Карбонатное сырье: SiO₂: 0,251; Al₂O₃: 0,302; Fe₂O₃: 0,020; CaO: 53,128; MgO: 3,016; SO₃: 0,050; п.п.п.: 43,233; Глинистое сырье: SiO₂: 66,443; Al₂O₃: 15,805; Fe₂O₃: 5,343; CaO: 2,129; MgO: 3,874; SO₃: 2,011; п.п.п.: 4,395; Добавка: SiO₂: 11,008; Al₂O₃: 1,501; Fe₂O₃: 84,259; CaO: 0,761; MgO: 0,550; SO₃: 1,251; п.п.п.: 0,670;

Результаты расчета: Расход сырья: Карбонатное сырье: 79,202% Глинистое сырье: 20,380% Добавка: 0,419% Состав шихты, %: SiO₂: 13,786; Al₂O₃: 3,466; Fe₂O₃: 1,457; CaO: 42,515; MgO: 3,181; SO₃: 0,455; п.п.п.: 35,140; Состав клинкера, %: SiO₂: 21,255; Al₂O₃: 5,344; Fe₂O₃: 2,247; CaO: 65,549; MgO: 4,904; SO₃: 0,701; Коэффициент насыщения КН = 0,94; Силикатный модуль n = 2,80; Глиноземистый модуль p = 2,38.



5. Расчет минералогического состава портландцементного клинкера

Расчет минералогического состава клинкера производится на основе химического состава клинкера.

Минералогический состав определяется в процентах по его химическому составу:

С₃S = 3,8*SiO₂*(3*КН - 2); С₂S = 8,6*SiO₂*(1 - КН); С₃S = 3,8*21,255*(3*0,94 - 2) = 66,23%; С₂S = 8,6*21,255*(1 - 0,94) = 10,97%.

Содержание минералов-плавней вычисляется в зависимости от глиноземного модуля р:

При р > 0,64 ( р=2,38): С₄AF = 3,04*Fe₂O₃; С₃A = 2,65*( Al₂O₃ - 0,64* Fe₂O₃); С₄AF = 3,04*2,247 = 6,83%; С₃A = 2,65*( 5,344 - 0,64* 2,247) = 10,35%.

Содержание сульфата кальция (%) определяется по формуле:

CaSO₄ = 1,7* SO₃; CaSO₄ = 1,7* 0,701 = 1,19%.

Зная минералогический состав клинкера, определяется его тип, пользуясь классификацией, предложенной С.Д. Окороковым.

Клинкер - алитовый. Подбирался по содержанию основных минералов.



6. Состав цементов и потребность в материалах на годовую программу

В состав портландцемента и его разновидностей входит портландцементный клинкер, гипсовый камень CaSO₄·2H₂O и активные минеральные добавки.

Для получения цемента с лучшими показателями прочности в его состав при помоле необходимо добавлять около трех четвертей (0,75) того количества гипса, которого достаточно для превращения содержащегося в клинкере C₃A в гидромоносульфоалюминат кальция 3CaO·Al₂O₃·CaSO₄·12H₂O в соответствии с уравнением реакции:

3CaO·Al₂O₃ + CaSO₄·2H₂O + 10H₂O = 3CaO·Al₂O₃·CaSO₄·12H₂O.

Необходимое количество CaSO₄·2H₂O : CaSO₄·2H₂O = 0,478* C₃A(%) = 0,478*10,35 = 4,95%; процентное содержание в гипсовом камне CaSO₄·2H₂O = 95%; количество добавляемого при помоле гипсового камня: Г = (4,95*100)/95 = 5,21%.

Для регулирования сроков схватывания цемента допускается содержание в его составе гипса (природного) в пределах 1,5 - 3,5% в расчете на SO₃.

Проверка на соответствие ГОСТ 10178 - 85 содержания SO₃.

SO₃^ц = SO₃^г + SO₃^к; SO₃^г = 42,5%; SO₃^к = 0,701%; Содержание SO₃ в цементе определяется по формуле: SO₃^ц = (SO₃^г *(Г/100))/(М(СaSO₄·2H₂O)/M(SO₃)) + (SO₃^к *(100 - Г)/100; SO₃^ц = (42,5*(5,21/100))/2,15 + (0,701*(100 - 5,21))/100 = 1,69%;

Условие выполнено (1,00 ? SO₃^ц ? 3,5).

Удельный расход клинкера (т) на 1т цемента: К_у = а_к/100, где а_к - содержание клинкера в составе цемента, %; К_у = 94,79/100 = 0,948.

Удельный расход гипсового камня (т) в сухом состоянии на 1т цемента: Г_у = 0,478* Al₂O₃* К_у/ а_т, где Al₂O₃ - содержание в клинкере Al₂O₃, %; а_т - содержание CaSO₄·2H₂O в гипсовом камне;

Г_у = 0,478*5,344*0,948/95 = 0,025.

Удельный расход (т) минеральной добавки на 1т цемента:

Д_у = 1 - (К_у - Г_у) = 1 - (0,948 - 0,025) = 0,077.

Потребность в материалах для производства цементов приведена в табл. 6.

Таблица 6

Потребность в материалах для производства цементов



7. Расчет материального потока

7.1 Работа предприятия

Режим работы предприятия и отдельных цехов - это распорядок их работы в течении года и суток. Он зависит от особенностей технологического процесса и устанавливается в соответствии с трудовым законодательством по нормам технологического проектирования предприятий вяжущих веществ.

Расчетный годовой фонд времени работы технологического оборудования предприятия в целом и отдельных линий определяется по формуле:

В_вр = С_р * t * n * К_и,

где С_р - количество рабочих дней; t - продолжительность смены; n - количество смен; К_и - ежегодный коэффициент технического использования технического оборудования.

Режим работы цементного завода представлен в табл. 5.



Таблица 5

Режим работы цементного завода

7.2 Расчет материального потока

Теоретический удельный расход сухой сырьевой смеси (т) на 1т клинкера: А_с = 100/(100 - п.п.п); А_с = 100/(100 - 35,14) = 1,54т, где п.п.п - потери при прокаливании сухой сырьевой смеси, %;

Расход сухой сырьевой смеси на 1т клинкера с учетом производственных потерь: А = А_с*100/(100 - П); принимаем потери с пылеуносом для коротких вращающихся печей: П =15%; А =1,54*100/(100 -15) =1,812т;

Удельный расход составляющих сырьевую смесь компонентов (т) с учетом производственных потерь на 1т клинкера: А₁ = (А* а₁)/100; А₁ = (1,812*79,202)/100 = 1,435т; А₂ = (А* а₂)/100; А₂ = (1,812*20,38)/100 = 0,369т; А₃ = (А* а₃)/100; А₃ = (1,812*0,419)/100 = 0,008т, где а₁, а₂, а₃ - содержание в сырьевой смеси карбонатного компонента, глинистого компонента и добавки, %;

Удельный расход сырьевых материалов в состоянии естественной влажности: Aw₁ = (А₁*100)/(100 - W₁); Aw₁ = (1,435*100)/(100 - 8) = 1,56т; Aw₂ = (А₂*100)/(100 - W₂); Aw₂ = (0,369*100)/(100 - 8) = 0,40т; Aw₃ = (А₃*100)/(100 - W₃); Aw₃ = (0,008*100)/(100 - 20) = 0,01т, где W₁, W₂, W₃ - естественная влажность соответственно карбонатного компонента, глинистого компонента и добавки, %;

Удельный расход сырьевой смеси (т) с естественной влажностью на 1т клинкера: Aw = Aw₁ + Aw₂ + Aw₃; Aw = 1,56 + 0,40 + 0,01 = 1,97т;

Процентное соотношение компонентов сырьевой смеси в состоянии естественной влажности: A'w₁ = (Aw₁*100)/ Aw; A'w₁ = (1,56*100)/1,97 = 79,19%; A'w₂ = (Aw₂*100)/ Aw; A'w₂ = (0,40*100)/1,97 = 20,30%; A'w₃ = (Aw₃*100)/ Aw; A'w₃ = (0,01*100)/1,97 = 0,51%;

Норма выхода клинкера (т) с учетом потерь из 1т сырьевой смеси в сухом состоянии: А_к = 100/A; А_к = 100/1,812 = 55,19т;

Норма расхода сырьевой муки на 1т клинкера: А_с.м. = (А*100)/((100 - W_с.м.)*с_с.м.), где W_с.м. - влажность сырьевой муки, %; с_с.м. - плотность сырьевой муки, т/мі; А_с.м. = (1,812*100)/((100 - 10)*0,8) = 2,52м³;

Выход клинкера: К_с.м. = 1/ А_с.м.; К_с.м. = 1/2,52 = 0,397.

Основные расчеты сведены в таблицу 7.



8. Выбор и расчет технологического оборудования

Приготовление сырьевой смеси включает: дробление известняка, глины и добавок, дозирование, совместный тонкий помол и смешение компонентов, корректирование состава смеси и ее хранение. В соответствии с этим можно подобрать технологическое оборудование, которое необходимо будет установить в цеху.

Для подачи материалов к дробилкам применяются пластинчатые питатели. Основные показатели выбранной дробилки приведены в табл. 8.1.

Таблица 8.1

Технические характеристики питателей

Для дробления известняка (д_сж = 100МПа, с = 2200кг/м³) необходимо трехстадийное дробление: 1) щековая дробилка

Основные показатели выбранной дробилки приведены в таблице 8.2.



Таблица 8.2

Технические характеристики дробилки СМД-111А

Количество дробилок n = 254/(180*2,2) = 1; рабочая загрузка - 63%.

2) молотковая дробилка

Основные показатели выбранной дробилки приведены в таблице 8.3.

Таблица 8.3

Технические характеристики дробилки СМ-170Б

Количество дробилок n = 254/(150*2,2) = 1; рабочая загрузка - 76%.

3) конусная дробилка

Основные показатели выбранной дробилки приведены в таблице 8.4.

Таблица 8.4

Технические характеристики дробилки

Количество дробилок n = 254/(140*2,2) = 1; рабочая загрузка - 81%.

Для дробления глины (д_сж = 20МПа, с = 1700кг/м³) используются валковые дробилки.

Основные показатели выбранной дробилки приведены в таблице 8.5.

Таблица 8.5

Технические характеристики дробилки

Количество дробилок n = 65/(15*1,7) = 3; рабочая загрузка - 84%.

Для дозирования раздробленных материалов перед подачей его в мельницы применяется весовой дозатор типа СБ. Основные показатели выбранного дозатора приведены в таблице 8.6.

Таблица 8.6

Технические характеристики дозатора

Совместный помол сырьевых материалов происходит в помольно - сушильной установке, работающей по замкнутому циклу. Для сушки и транспортирования сырьевой смеси используются отходящие газы печного агрегата. В установке используются трубные мельницы размером 4,2 х 10м. Количество мельниц n = 321/130 = 3; рабочая загрузка - 81%.

Основные показатели выбранной установки приведены в таблице 8.7.



Таблица 8.7

Технические характеристики помольно - сушильной установки



9. Расчёт складов, бункеров, силосов

Для хранения сырьевых материалов и корректирующих добавок используются закрытые усреднительные склады.

Потребная ёмкость склада, м³:

V_п = (А_к*Р_у*С_н)/(365*К_и*с_н);

Ориентировочная площадь склада, м²:

S = (V_п*К₁)/( К₂*Н);

К₁ - коэффициент, учитывающий разрывы на проезды; К₁ - коэффициент использования теоретического объема; А_к - производительность завода по клинкеру, т/год; Р_у - удельный расход материала на 1т клинкера; С_н - нормативный запас данного материала, сут; К_и - коэффициент использования агрегатов; с_н - насыпная плотность материала, т/м³;

Склад известняка:

V_п = (953810*1,56*4)/(365*0,86*1,7) = 11154 м³; S = (11154*1,4)/(0,9*6) = 2892 м²;

Склад глины:

V_п = (953810*0,4*4)/(365*0,86*1,5) = 3241м³; S = (3241*1,4)/(0,9*6) = 840 м²;

Склад добавки:

V_п = (953810*0,01*4)/(365*0,86*1,4) = 87 м³; S = (87*1,4)/(0,9*6) = 23 м²;

Геометрический объем силосного склада цемента, м³:

V_ц = (А_ц*С_н)/(365*К_з*с_ц);

А_ц - производительность завода по цементу, т/сут; С_н - число суток нормативного запаса; К_з - коэффициент заполнения силосов; с_ц - насыпная плотность цемента, т/ м³;

V_ц = (5243*10)/(365*0,9*1,4) = 114 м³;

Для хранения цемента используется железобетонный силос с унифицированными размерами: d = 6,0м, h = 21,6м; полезная емкость - 550 м³.

Число коррекционных силосов:

n = (V_с*t)/( с_н*0,8*V) + 0,8;

V_с - суммарная производительность сырьевых мельниц, т/ч; t - время, необходимое для обработки сырьевой муки, ч; с_н - насыпная плотность сырьевой муки, т/м³; V - полезный объем одного силоса, м³;

n = (390*1,5)/(0,85*0,8*250) + 0,8 = 6;

Число запасных силосов:

n₁ = (((А_к* Р_у* С_н)/(365* К_и)) - 0,8* n* V* с_н)/( V_з* с_н);

n₁ = (((953810*1,812*4)/(365*0,86)) - 0,8*6*250*1,5)/(200*1,5) = 4.

10. Описание технологического процесса

Приготовление сырьевой смеси включает: дробление известняка, глины и добавок, дозирование, совместный тонкий помол и смешение компонентов, корректирование состава полученной смеси и ее хранение.

Добытое сырье доставляется на закрытые усреднительные склады. Со складов сырьевые материалы (известняк и глина) доставляются к приемным бункерам соответствующих дробильных линий, а далее при помощи пластинчатых питателей (2) к дробилкам. Дробление известняка идет по трехстадийной схеме: щековая дробилка (3), молотковая (5) и конусная(6). Дробление идет по замкнутому циклу (фракции разделяются с помощью грохотов). Дробление глины происходит в одну стадию на валковой дробилке (7). Далее дробленая масса и добавка конвейером доставляется в бункера (8) помольно - сушильной установки. Сырьевые материалы из бункеров поступают на весовые дозаторы (9), затем на ленточный конвейер (10) и через герметический шлюзовой затвор и горловину подаются винтовыми лопостями цапф в полость трубной мельницы (11) для измельчения и сушки. Газы от печи в мельницу подаются дымососом (12), а через мельницу просасываются другим дымососом. Размолотый и высушенный материал транспортируется из мельницы газами в воздушно - проходной сепаратор (13), где происходит отделение крупных фракций материала - крупки. Крупка из сепаратора возвращается аэрожелобами в мельницу на домол. Готовая сырьевая мука осаждается циклонах - осадителях (14). Воздух, выходящий из циклонов - осадителей и газы, выходящие из трубной мельницы очищаются электрофильтром (16). Из циклонов - осадителей сырьевая мука ячейковыми питателями и аэрожелобами транспортируется в корректирующие силосы (17). В смесительных силосах происходит корректировка (гомогенизация) и хранение сырьевой муки. В них мука перемешивается с помощью сжатого воздуха. Далее сырьевая мука перекачивается в расходные силосы (18). Из расходных силосов сырьевая мука поступает в расходный бункер постоянного уровня, откуда смесь поступает в печи, где происходит обжиг. Полученный клинкер охлаждают и складируют. Затем клинкер, гипс и АМД подвергают совместному помолу. Полученный цемент складируют в цементные силосы.



11. Контроль производства и охрана труда

Качество выпускаемой продукции в значительной степени зависит от правильной организации процесса производства и строгого соблюдения установленной технологической дисциплины. Только систематический контроль качества сырья, полуфабриката и готового продукта на всех стадиях производственного процесса может обеспечить соблюдение такой дисциплины.

Технологический контроль производства возлагается на заводскую лабораторию. На цементных заводах имеются такие цеховые лаборатории, ведущие текущий(оперативный) контроль производства в основных цехах завода.

Заводская лаборатория отвечает наряду с руководством завода за качество выпускаемой продукции. Она определяет физико-механические и физико-химические характеристики сырьевых материалов и готовой продукции, разрабатывает нормативы технологической карты завода: устанавливает состав сырьевой смеси и её влажность, режим обжига, дозировку гипса и добавок, тонкость помола цемента и др.

Оперативный контроль заключается соблюдении установленных технологических нормативов, контроле качества полуфабрикатов и готовых продуктов на отдельных участках производства и поддержании оптимальных режимов работы агрегатов.

При организации контроля производства большое значение имеют следующие факторы: 1) правильный выбор мест для отбора проб; 2) строгое соответствие качества взятой пробы среднему количеству материала; 3) характер взятой пробы - усредненная или периодическая моментальная; 4) точное время отбора каждой пробы.

Контроль производства состоит в ежечасном определении химического состава сырьевой смеси (содержание CaCo₃, CaO, SiO₂, Al₂O₃, Fe₂O₃), проверке однородности титра, определении влажности сырья, а также в определении тонкости помола сырьевых материалов. По результатам анализов, проведенных в лаборатории вычислительная машина рассчитывает новые соотношения между сырьевыми компонентами, а также показатели дозирующих устройств для правильного питания сырьевых мельниц и получения сырьевой муки заданного состава.

При проектировании заводов цементной промышленности и при их эксплуатации особое влияние должно уделяться созданию благоприятных и безопасных условий работы для трудящихся. Охрана труда должна осуществляться в полном соответствии с «Правилами по технике безопасности и производственной санитарии на предприятиях цементной промышленности». Рабочие, поступающие на предприятие должны допускаться к работе только после обучения их безопасным приёмам работы и инструктажа по технике безопасности. Ежеквартально должен производиться дополнительный инструктаж и ежегодно-повторное обучение технике безопасности непосредственно на рабочем месте. На действующих предприятиях необходимо оградить движущиеся части всех механизмов двигателей, а также электроустановки, люки, площадки и др.

Необходимо предусматривать соответствующие устройства и установки подъёмно-транспортных механизмов для безопасного ведения ремонтных работ.

Большое внимание следует уделять на мероприятия по обеспыливанию воздуха и отходящих газов печей и сушильных установок с целью создания нормальных санитарно-гигиенических условий труда. В воздухе помещений цементной и остальных видов пыли не должна превышать 0,04 мг/м³. Содержание в воздухе оксида углерода не более 0,06мг/м³.

Для создания нормальных условий труда в помещении цементных заводов должны обеспечиваться системы искусственной или естественной вентиляцией тех мест, где происходит пылевыделение и т. п.

Очистка воздуха, отбираемого из цементных мельниц, производится с помощью электрофильтров. При значительной концентрации пыли в аспирируемом воздухе, необходимо устанавливать перед ними циклоны. При этом важно не допускать просасывание через 1м2 ткани фильтров более 60-70м³ воздуха в 1 час.

Отходящие газы печей подвергаются очистке для предотвращения загрязнения воздушного бассейна и территории, окружающей завод. Для этого так же устанавливают электрофильтры.



Литература

Козлова В.К., Завадский В.Ф., Тимофеева Л.Г., Каткова Т.Ф. «Проектирование предприятий минеральных вяжущих веществ в условиях Сибири». Учебное пособие,-Новосибирск: 1990. 80 с.

Алексеев Б.В., Барбашев Т.К. «Производство цемента». М.: Высшая школа, 1985. 264 с.

Волженский А.В., Буров Ю.С., Колокольников В.С. «Производство цемента». Л.:Стройиздат. 1973. 479 с.

Машкин Н.А., Себелев И.М., Каткова Т.Ф., Ильина Л.В. «Проектирование предприятий по производству гидравлических вяжущих веществ». Учебное пособие,-Новосибирск: 2005. 104 с.

Машкин Н.А., Каткова Т.Ф., Ильина Л.В. «Производство цемента». Учебное пособие, Новосибирск: 2007. 112 с.

www.rucem.ru.

Размещено на Allbest.ru

...