Технологическая линия по производству белого портландцемента

Восстановление оксидов железа и марганца в соединениях с более низкой валентностью может быть произведено также действием СО при Т=900-1100. Этот способ, разработанный С.С. Череповским и О.К. Алешиной, предусматривает отбеливание в газовой среде, которую получают, сжигая генераторный газ в камере, откуда он подаётся в герметически закрытой с выгрузочного конца барабанный холодильник. Газ содержит менее 0.2% и О₂ и более 5% СО.

Экспериментально проверен двухступенчатый способ отбеливания, предложенный А.Н. Гречьяном и А.П. Калашниковым. По этому способу клинкер с Т=1400 в течение 1-2 мин. охлаждается сначала в конвертированном газе, а затем окончательно в воде. Водород и оксид углерода (II),выделяющиеся в процессе конверсии газа с водяным паром, в момент образования обладают высокой активностью и обусловливают переход железа из четверной в шестерную координацию. При этом белизна клинкера получается на 5% выше, чем при водяном отбеливании.

А.П. Зубехиным установлено, что эффективность того или иного способа отбеливания зависит от соотношения красящих оксидов в клинкере. При наличии только оксида железа (III) восстановительная среда обжига и охлаждения (СО:СО₂ = 1:1 ) повышает коэффициент отражения (КО) клинкера на 3-5%. Отбеливание в воде повышает КО на 12% при окислительном и на 14% при восстановительном обжиге.

Решающим фактором повышения белизны является резкое охлаждения водой. Восстановительная среда может играть не только положительную (при содержании Fe₂O₃ до 1%) , но и отрицательную роль (при содержании Fe₂O₃ =>1.5). В присутствии оксидов железа и марганца эффективным является обжиг в восстановительной среде и резкое охлаждение в воде. При обжиге в окислительной среде и последующем отбеливании в воде белизна резко снижается.

Помол клинкера осуществляют уралитовыми шарами или шарами из хромоникелевой стали. Для интенсификации помола вводят ПАВ. В процессе помола добавляют гипс и белый диатомит для предотвращения выцветообразования.

Обжиг сырьевой смеси: Сырьевую смесь обжигают во вращающихся печах на беззолыюм топливе (газе или мазуте). Вследствие почти полного отсутствия оксида железа в сырьевой смеси жидкая фаза при обжиге, состоящая преимущественно из С3А, образуется при более высокой температуре (1425--1450 °С), чем при обжиге обычного клинкера, и характеризуется большой вязкостью и коротким интервалом температур между ее плавлением и застыванием. Поэтому маложелезистый клинкер обжигают при повышенных температурах (1600--1650°С). Это приводит к снижению производительности печей, увеличивает расход топлива и снижает стойкость футеровки. Для облегчения обжига в сырьевую смесь целесообразно вводить минерализаторы -- плавиковый шпат или кремнефтористый натрий (до 1 % по массе смеси).

При выходе из печи маложелезистый клинкер в какой-то мере сохраняет присущую обычному клинкеру зеленоватую окраску. Чтобы повысить белизну маложелезистого клинкера, его подвергают специальной обработке -- отбеливанию, сущность которого заключается в восстановлении присутствующего в клинкере Fe₂O₃ до закиси -оксида Fe₃O₄ . Это соединение обладает малой красящей способностью, и его образование способствует устранению зеленоватой окраски и повышению белизны цемента.

1.6 Правила приемки, маркировки, транспортирования и хранения продукта. Гарантии производителя

Правила приемки[16]

1. Приемку цемента осуществляет служба технического контроля изготовителя. Поставка цемента, не прошедшего приемку, не допускается.

2. Приемку цемента производят партиями. Объем партии, за исключением отгрузки в судах, не должен превышать вместимости одного силоса. При отгрузке цемента в судах объем партии может превышать вместимость одного силоса. В этом случае объем партии устанавливают по согласованию изготовителя с потребителем.

3. Служба технического контроля проводит приемку цемента на основании данных производственного контроля и приемосдаточных испытаний.

4. Результаты испытаний фиксируют в журнале. Журнал приемосдаточных испытаний должен быть пронумерован, прошнурован и опечатан печатью изготовителя. Журнал является официальным документом изготовителя, удостоверяющим качество продукции.

5. Партия цемента может быть принята и поставлена, если результаты испытаний по всем показателям соответствуют требованиям нормативного документа, если иное в части рекомендуемых показателей не предусмотрено договором (контрактом) на поставку цемента.

6. Приемку и поставку партии цемента проводят до окончания испытаний на прочность. Если после завершения испытаний на прочность будет установлен значительный дефект, данная партия цемента считается не соответствующей требованиям нормативного документа по классу прочности (марке).

7. Каждая партия цемента или ее часть, поставляемая в один адрес, должна сопровождаться документом о качестве.

8. Документ о качестве должен быть отмечен знаком контроля изготовителя, подписан руководителем службы технического контроля или его заместителем и выслан потребителю одновременно с цементом или не позднее трех суток, не считая даты отгрузки цемента.

9. По требованию потребителя изготовитель обязан сообщать ему результаты всех приемосдаточных испытаний данной партии цемента.

Маркировка [16]

1. Маркировку цемента в мешках производят на каждом мешке в любой его части. При упаковке цемента в мягкие контейнеры маркировку наносят на этикетку, вкладываемую в специальный карман, имеющийся на мягком контейнере. Допускается наносить маркировку несмываемой краской на боковую поверхность мягкого контейнера в любой ее части.

2. При мелкой расфасовке цемента маркировку наносят на этикетку, которую наклеивают на банку или пакет, либо вкладывают между внешними и внутренними слоями пакета, либо маркировку наносят непосредственно на банку или пакет. Вкладывать этикетку в пакет разрешается только в том случае, если наружный слой пакета изготовлен из прозрачного материала.

3. Маркировка должна быть отчетливой и содержать:

- наименование изготовителя и его товарный знак;

- условное обозначение цемента и (или) его полное наименование в соответствии с нормативным документом;

- класс прочности (марку) цемента, если нормативным документом предусмотрено деление по классам прочности (маркам);

- обозначение нормативного документа, по которому поставляют цемент;

- среднюю массу нетто цемента в упаковке или массу нетто цемента в транспортном средстве;

- знак соответствия при поставке сертифицированного цемента (если это предусмотрено системой сертификации).

4. При поставке цемента в мелкой расфасовке каждая упаковка должна иметь краткую инструкцию по его применению, которая может быть воспроизведена на упаковке или прилагаться к ней.

При поставке цветного цемента на упаковку должна быть нанесена полоса соответствующего цвета.

5. При формировании транспортных пакетов из мешков с цементом верхний ряд мешков должен быть уложен так, чтобы была отчетливо видна маркировка на мешках. На мешки верхнего ряда дополнительно наносят транспортную маркировку по ГОСТ 14192.

6. При поставке цемента в мелкой расфасовке, помещенной в укрупненную тару, этикетку наклеивают также и на тару. При этом на этикетке дополнительно указывают число упаковок в таре.

7. Каждое транспортное средство (в том числе при поставке цемента без упаковки) снабжают ярлыком, в котором указывают все сведения и дополнительно номер партии цемента и дату отгрузки. Ярлык прикрепляют к транспортному средству в доступном месте любым способом, обеспечивающим его сохранность при транспортировании.

Упаковка [16]

1. Цемент отгружают в упаковке или без нее. При поставке без упаковки цемент должен быть отгружен в специализированном транспорте.

2. Для упаковки цемента применяют:

- бумажные пяти- или шестислойные мешки по ГОСТ 2226, сшитые или склеенные с закрытой горловиной с клапаном марок НМ, БМ или БМП. Могут быть использованы бумажные мешки зарубежного производства, показатели качества которых не ниже требований ГОСТ 2226;

- мягкие контейнеры с водонепроницаемым вкладышем или другая упаковка, надежно защищающая цемент от увлажнения и загрязнения, по соответствующим нормативным документам.

Для мелкой расфасовки применяют полиэтиленовые банки, пакеты, а также другую упаковку, обеспечивающую сохранность цемента, по соответствующим нормативным документам.

3. Предельная масса брутто мешка с цементом не должна быть более 51 кг.

4. Среднюю массу брутто мешка с цементом определяют взвешиванием 20 мешков, выбранных методом случайного отбора из партии, и делением результата на 20.

Среднюю массу мешка определяют взвешиванием 20 мешков, выбранных методом случайного отбора из партии полученных мешков, и делением результата на 20.

Среднюю массу нетто цемента в мешке определяют, вычитая из средней массы брутто мешка с цементом среднюю массу мешка.

Отклонение средней массы нетто цемента в мешках данной партии от массы нетто, указанной на упаковке, не должно быть более кг.

Отклонение массы нетто цемента в отдельном мешке от указанной на упаковке не должно быть более 1 кг.

5. Массу брутто мягкого контейнера с цементом определяют непосредственно после его заполнения.

Среднюю массу нетто цемента в мягком контейнере определяют, вычитая из массы брутто мягкого контейнера с цементом среднюю массу мягкого контейнера, определенную аналогично средней массе бумажного мешка.

Отклонение средней массы нетто цемента в мягком контейнере от указанной на упаковке не должно быть более (+ ;- ) 3% .

1. Масса нетто цемента в отдельной упаковке при мелкой расфасовке должна быть (3; 5) ±0,05 кг, (10; 20) ±0,3 кг.

Транспортирование и хранение [16]

1. Транспортирование.

1.1 Цемент транспортируют всеми видами транспорта с соблюдением правил перевозок грузов, установленных для транспорта данного вида, и требований другой документации, утвержденной в установленном порядке.

1.2 Цемент без упаковки транспортируют в специализированных вагонах-цементовозах, автоцементовозах и судах.

1.3 Цемент в упаковке транспортируют в универсальных транспортных средствах (крытых вагонах, автомобилях и судах) транспортными пакетами, в контейнерах или поштучно (мешками).

1.4 Цемент в мелкой расфасовке транспортируют в крытых вагонах или автомобильным транспортом в специальных емкостях.

1.5 Транспортирование цемента пакетами в термоусадочной пленке железнодорожным транспортом осуществляют в соответствии с Техническими условиями на размещение и крепление пакетов, сформированных из мешков цемента с использованием термоусадочной пленки, в четырехосных полувагонах.

1.6 Транспортные пакеты формируют с применением плоских поддонов по ГОСТ 9078, термоусадочной полиэтиленовой пленки по ГОСТ 25951 или других средств пакетирования по соответствующим нормативным документам.

1.7 Пакеты в термоусадочной пленке должны быть герметичны и плотно обжаты пленкой со всех сторон. Габариты пакета должны быть следующими: длина -- 1260--1290 мм, ширина -- 1030--1060 мм, высота -- 880 -- 950 мм. Ширина проема на уступе цокольной части должна быть не менее 100 мм с каждой стороны пакета, высота -- не менее 90 мм. Масса пакета нетто -- не более 2000 кг.

1.8 Цемент в мягких контейнерах транспортируют железнодорожным транспортом в полувагонах или на платформах; в судах в трюме или на открытой палубе; в бортовых автомобилях.

1.9 Контейнеры, применяемые для транспортирования цемента, должны соответствовать требованиям нормативных документов на них.

1.10 Изготовитель обязан поставлять цемент в исправном и очищенном транспортном средстве.

1.11. При транспортировании цемента без упаковки или в мешках он должен быть защищен от воздействия влаги и загрязнения.

2. Хранение.

2.1. Цемент должен храниться раздельно по типам (видам) и классам прочности (маркам): в неупакованном виде -- в силосах или других закрытых емкостях, а цемент в упаковке -- в сухих помещениях.

Смешивание цементов различных типов (видов) и классов прочности (марок), а также загрязнение его посторонними примесями и увлажнение не допускаются.

Не допускается хранить цемент без упаковки в складах амбарного типа.

2.2. При хранении мешки с цементом укладывают вплотную на поддоны в штабели по высоте не более 1,8 м с обеспечением свободного подхода к ним.

2.3. Допускается хранение цемента в мягких контейнерах и пакетах, изготовленных с применением водонепроницаемых материалов, под навесом или на открытых площадках при условии целостности водонепроницаемой упаковки.

Для предотвращения примерзания мягких контейнеров и пакетов их следует укладывать на поддоны в штабели высотой не более трех ярусов.

Гарантии изготовителя[16]

Изготовитель гарантирует соответствие цемента всем требованиям настоящего стандарта при соблюдении правил его транспортирования и хранения при поставке в таре в течение 45 сут. После отгрузки для быстротвердеющих и 60 сут., для остальных цементов, а при поставке навалом - на момент получения цемента потребителем, но не более чем 45 сут после отгрузки для быстротвердеющих и 60 сут. для остальных цементов.

Главное преимущество белого портландцемента перед обычными портландцементами - белый цвет, что позволяет использовать его для отделочных работ. Потребность в белых портландцементах быстро растёт.

Белый портландцемент получил широкое использование в качестве отделочного материала. Активно применяется для декоративного оформления сборных железобетонных конструкций. В виде растворов и бетонов на белых заполнителях они применяются для облицовки панелей и блоков, для наружной и внутренней отделки зданий и сооружений различного назначения.

2. Расчетно-проектный раздел

2.1 Расчет производственных шихт

Исходя из выбранной технологической схемы, производим расчет производственной программы, то есть, определяем потери материалов при производстве, рассчитываем годовой фонд времени, находим производительность оборудования.

Материальный баланс на помольную установку:

Вещественный состав продукта:

Компоненты	Кол-во %
Гран.доменной шлак, %	70 - 90
Комовая известь, %	10 - 30
	?100
Гипсовый камень III сорта, %	1,5 - 3,5

MM₁=172 MM₃=80

СаSO_4*2H₂O + примеси >CaO + SO₃ + 2H₂O+примеси

80% 20% 2,0%

X = ?

X = (MM_1* SO₃)/MM₃ = (172_*2,0)/80 = 4,3 %; SO₃% = 4,3/0,8 = 5,3%

Определим процентное содержание каждого из компонентов в готовом продукте

Компонент	Вход	Выход
	%	%	т/ч	%	т/ч
1. Гр.доменной шлак	80	80,3	6,13	80,3	6,07
2. Комовая известь	20	14,6		14,6
3. Гипсовый камень III сорта	5,3	5,1		5,1
?	105,3	100		100
4. Физическая влага		0,055		0,055

W = 80,3_*(25/100)+5,1_*(3,5/100)= 20,26> 2% => гран.шлак нужно сушить.

W =5,1_*(3,5/100)= 0,18 < 2% => другие компоненты сушить не надо

Расчет производственной программы технологической линии

Наименование оборудован. операций	G т/год	Потери, %	Расчет годового фонда времени	Часовая производительность
		мех.	физ.	хим.	Кисп	n дней в году	n смен/сутки	n часов/смену	фонд раб. времени	т/ч	с	м3/ч
Вагон фр. < 0,08 мм	50000				0,95	365	3	8	8322	6,01	1,2	4,62
Силос фр. < 0,08 мм	50500	+1			0,95	365	3	8	8322	6,07	1,2	5,06
Помол фр. < 0,08 мм	51032,78	+1	+0,55		0,95	365	3	8	8322	6,13	1,1	5,57
Гр.доменной шлак W=15%, m=80,3% фр. < 10 мм	40979,32				0,95	365	3	8	8322	4,92	1,5	3,28
Бункер + Дозатор фр. < 10 мм	40979,32				0,95	365	3	8	8322	4,92	1,5	3,28
Дробление фр. < 10 мм	40979,32				0,95	365	3	8	8322	4,92	1,5	3,28
Сушка фр. < 80 мм	47536,01	+1	+15		0,95	365	3	8	8322	5,71	1,3	4,39
Склад сырья фр. < 80 мм	48011,37	+1			0,95	365	3	8	8322	5,77	1,3	4,39
Комовая известь W=0%, m=14,6% фр. < 10 мм	7450,79				0,95	365	3	8	8322	0,89	1,5	0,59
Бункер + Дозатор фр. < 10 мм	7450,79				0,95	365	3	8	8322	0,89	1,5	0,59
Дробление фр. < 10 мм	7450,79				0,95	365	3	8	8322	0,89	1,5	0,59
Склад сырья фр. < 100 мм	7525,29	+1			0,95	365	3	8	8322	0,90	1,3	0,69
Мод. Добавка Гипсовый камень W=3,5%, m=5,1% фр. < 10 мм	2602,67				0,95	365	3	8	8322	0,31	1,5	0,21
Бункер + Дозатор фр. < 10 мм	2602,67				0,95	365	3	8	8322	0,31	1,5	0,21
Дробление фр. < 10 мм	2602,67				0,95	365	3	8	8322	0,31	1,5	0,21
Склад сырья фр. < 60 мм	2628,69	+1			0,95	365	3	8	8322	0,32	1,35	0,24

m₁ = 0,803*51032,78=40979,32

m₂ = 0,146*51032,78=7450,79

m₃ = 0,051*51032,78=2602,67

2.2 Подбор основного механического оборудования

На основании производственной программы с помощью справочников по оборудованию подберём технологическое оборудование:

1. Подберем дробилку для доменного шлака (фр. < 80 мм , W < 15%)

По производственным расчетам производительность дробилки для доменного шлака должна составлять 4,92 т/ч или 3,28 м³/ч.

Таким образом, наиболее оптимальной дробилкой, будет являться следующая дробилка: Конусная дробилка (КСД - 900 Б)

Производительность, т/ч - 48-86

Диаметр основания внутреннего конуса, м - 0,9

Ширина загрузочного отверстия, м-0,115

Пределы регулирования ширины разгрузочной щели в мм-15-50

Наибольший размер загружаемых кусков материала,м-0,1

Частота вращения эксцентрической втулки, об/сек - 5,42

Мощность эл. двигателя, кВт - 55

Габаритные размеры, м:

длина - 2,68

ширина - 1,82

высота - 2,25

Масса (без электрооборудования), т - 3,79.

2. Подберем дробилку для комовой извести II сорта (фр. < 80 мм , W=0%)

По производственным расчетам производительность дробилки для извести должна составлять 0,89 т/ч или 0,59 м³/ч.

Таким образом, наиболее оптимальной дробилкой, будет являться следующая дробилка: Щековая дробилка (С-182Б)

Размеры загрузочного отверстия (длина х ширина), м - 0,25x0,4

Наибольший размер загр. куска, м - 0,21

Ширина загрузочной. щели, м - 0,02-0,08

Эксцентриситет вала, мм - 12,5

Число качаний щели в сек. - 4,58

Производительность при дроблении пород твердости, м³/ч - 3,5-14

Диаметр шкива-маховика, м - 0,92

Мощность электродвигателя, кВт - 22

Габаритные размеры, м:

длина - 1,33

ширина - 1,202

высота - 1,412

3. Подберём дробилку для гипсового камня (фр. =40- 60 мм, W < 3,5 %)

По производственным расчётам производительность должна составлять 0,31 т/ч или 0,21 м³/ч:

Таким образом, наиболее оптимальной дробилкой, будет являться следующая дробилка: Щековая дробилка (С-182Б)

Размеры загрузочного отверстия (длина х ширина), м - 0,25x0,4

Наибольший размер загр. куска, м - 0,21

Ширина загрузочной. щели, м - 0,02-0,08

Эксцентриситет вала, мм - 12,5

Число качаний щели в сек. - 4,58

Производительность при дроблении пород твердости, м³/ч - 3,5-14

Диаметр шкива-маховика, м - 0,92

Мощность электродвигателя, кВт - 22

Габаритные размеры, м:

длина - 1,33

ширина - 1,202

высота - 1,412

Масса без двигателя, т - 2,5.

4. Подбор сушильной установки для доменного шлака:

По производственным расчётам производительность сушилки для доменного шлака должна составлять 5,71 т/ч или 4,39 м³/ч

Самым оптимальным варианте будет являться следующая сушильная установка: Сушильный барабан

Наружный диаметр барабана, мм - 3500

Длина барабана, мм - 22000

Частота вращения барабана, об/мин - 2,0-6,0

Потребляемая мощность привода, кВт не более - 200,0

Габаритные размеры, мм не более:

длина - 22000

ширина - 6550

высота - 5900

Производительность по испаренной влаге, кг/ч не менее - 9075

Масса, кг не более - 194120

5. Подбор мельниц для помола компонентов:

Подбор мельниц будем вести исходя из необходимой производительности мельницы. По расчётным характеристикам производительность мельницы должна быть 6,13 т/ч или 5,57 м³/ч.

Оптимальным оборудованием будет следующая мельница:

Шаровая мельница с центральной разгрузкой (СЦ-5) (МСЦ 21-36)

Размеры барабана, мм

внутренний диаметр - 2700

рабочая длина - 3600

Число оборотов барабана в сек - 0,25

Производительность, т/ч - 70-160

Мощность эл. двигателя в кВт - 380

Габаритные размеры, м:

длина - 10

ширина -6,27

высота - 5,05

Масса, т - 81,2.

2.3 Оценка энергетической эффективности процесса

Наименование оборудования	Марка типа оборудования	Кол-во оборудования (n)	Производительность G, т/ч	Ким	Мощность N, кВт
			Gпасп.	Gфак.		Nпасп.	Nфак.
			ед.	n	ед.	n		ед.	n	ед.	n
Конусная дробилка	КСД-600 Б	1	48	48	4,92	4,92	0,10	40	40	4	4
Щековая дробилка	С-182Б	1	8,75	8,75	0,89	0,89	0,10	22	22	2,2	2,2
Щековая дробилка	С-182Б	1	8,75	8,75	0,31	0,31	0,04	22	22	0,88	0,88
Сушильный барабан	СМ 147	1	9,075	9,075	5,71	5,71	0,63	200	200	126	126
Шаровая мельница	СЦ-5 (МСЦ 21-36)	1	70	70	6,13	6,13	0,09	380	380	34,2	34,2

%;

Список литературы

1. Волженский А.В. Минеральные вяжущие вещества: Учеб. для вузов. М.: Стройиздат, 1986.-464с.

2. Рояк С.Н, Рояк Г.С. Специальные цементы.-М.:Стройиздат,1993.-410с

3. Пащенко А.А., Сербин В.П., Старчевская Е.А. Вяжущие материалы. Киев. Головное издательство издательского объединения «Вица школа», 1985.

4. Справочник по оборудованию заводов строительных материалов, Сапожников М.Я., Дроздов Н.Е., М.: Стройиздат, 1970. - 487с.

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

6. ГОСТ 10178-85 Портландцемент и шлакопортландцемент. Технические условия. М.: Госстрой РФ, 1989. - 6с.

7. ГОСТ 3476-74 Шлаки доменные и электротермофосфорные гранулированные для производства цементов. М.: Госстрой РФ, 1975. - 4с.

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

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

10. ГОСТ 27134-86 Аппараты сушильные с вращающимися барабанами М.: Издательство стандартов, 1998.- 2с.

11. ГОСТ 9179-77 Известь строительная. Технические условия. М.: Госстрой СССР,1977.-5с,

12. Бауман В.А., Клушанцев Б.В., Мартынов В.Д. Механическое оборудование предприятий строительных материалов, изделий и конструкций М.: Машиностроение, 1981. - 324с.

13. www.dromash.ru

14. www.asiaprom.ru

Размещено на Allbest.ru

...