Производство известково-зольного вяжущего цемента

1. Введение

2. Номенклатура продукции

3. Технологическая часть

3.1 Описание производства и его схема

3.2 Описание технологического процесса

3.3 Режим работы цеха

3.4 Расчет грузопотоков цеха

3.5 Подбор основного технологического и транспортного оборудования

4. Контроль сырья и производства продукции

5. Охрана труда и окружающей среды

6. Список используемой литературы

1.

Введение

Грандиозная программа капитального строительства, осуществляемая в нашей стране, должна быть обеспечена эффективными строительными материалами, для выпуска которых создана соответствующая индустриальная база. Промышленность строительных материалов играет важную роль в создании материально-технической базы, обеспечении дальнейшего роста материального и культурного уровня жизни народа, успешной и своевременной реализации программы строительных работ. Объем выпуска строительных материалов и изделий в значительной мере определяет экономический потенциал страны, а от темпов роста их выпуска зависят масштабы капитального строительства, его экономичность и технический уровень.

Строительными вяжущими веществами называются порошкообразные материалы, образующие при смешивании с водой пластичную удобообрабатываемую массу, со временем затвердевающую в прочное камневидное тело.

Почти все минеральные вяжущие вещества получают путем грубого и тонкого измельчения исходных материалов и полупродуктов с последующей термической обработкой. В этих условиях протекают разнообразные физико-химические процессы, обеспечивающие получение продукта с требуемыми свойствами.

Минеральные вяжущие используются в подавляющем большинстве случаев в смеси с водой и с так называемыми заполнителями, которые представляют собой минеральные (а иногда и органические) материалы, состоящие из отдельных зерен, кусков, волокон разных размеров.

Строительные изделия на основе вяжущих бывают различной формы и размеров, начиная от набольших плиток и кончая крупными элементами сборных железобетонных конструкций.

2. Номенклатура продукции Известково-зольным цементом называется гидравлическое вяжущее вещество, получаемое либо совместным помолом сухой топливной золы или шлака с известью (негашеной, гашеной или гидравлической), либо тщательным смешением в сухом виде тех же раздельно измельченных материалов.

Весовое содержание извести в известково-зольном цементе колеблется примерно в таких же пределах, что и в известково-пуццолановых цементах. Для улучшения свойств известково-зольного цемента допускается добавка до 5% гипса.

Каменные угли ряда месторождений представляют собой тесную смесь горючих веществ, глины и некоторых примесей. Топливные шлаки и золы значительно отличаются друг от друга по составу и структуре в зависимости от вида сжигаемого топлива, степени его дисперсности, конструкции сжигающих устройств, скорости охлаждения и ряда других факторов. Главнейшими составными частями топливных шлаков и зол являются обожженное глинистое вещество, стекловидная составляющая, кварц, оплавленные шарики, содержащие кристаллы магнетита, несгоревший уголь и органическое вещество, пропитывающие пористые зерна. Качество золы как активной минеральной добавки снижает примесь несгоревшего угля.

Известково-зольный цемент выгодно отличается от известково-глинитного тем, что зола не требует специального обжига и нуждается лишь в помоле.

Зола-унос, получаемая при сжигании угля в пылееугольных топках в условиях высоких температур, почти не обладает свойствами активной минеральной добавки. Поэтому вяжущее на ее основе при обычных температурах, твердения отличается малой активностью. Однако зола-унос — эффективный материал для изготовления изделий, подвергающихся тепловлажностной обработке, в особенности автоклавной.

Известково-зольный цемент — медленно схватывающееся и медленно твердеющее вяжущее вещество. Он содержит больше глинозема, чем известково-пуццолановые цементы, а потому сравнительно более стоек при хранении на воздухе. Однако и его прочность при этом постепенно уменьшается. Для достижения воздухостойкости извести в известково-зольном вяжущем должно быть не менее 30%.

В зависимости от механической прочности известково-зольный цемент делится по стандарту на две марки: 25 и 50. Цементы этих марок через 7 суток должны иметь прочность при сжатии не ниже 10 и 20 кг/см2, а при растяжении -2 и 4 кг/см2 соответственно для марок 25 и 50. Остальные требования стандарта на известково-зольный цемент аналогичны требованиям на известково-пуццолановый цемент. Полученные при испытании известково-зольного цемента в трамбованных образцах из растворов жесткой консистенции марки 25 и 50 соответствуют примерно маркам 15 и 25 при испытании образцов из растворов пластичной консистенции.

Удельный вес известково-зольного цемента колеблется в пределах 2,4−2,8. цвет этого цемента из-за наличия остатков несгоревшего угля темно-серый.

Известково-зольный цемент применяют в тех же случаях, что и другие цементы, получаемые на основе извести и гидравлических добавок.

Более эффективно вяжущее, получаемое на основе топливных зол и шлаков, содержащих не менее 15% СаО, например сланцевая зола. Такая зола, измельченная в порошок, обладает способностью самостоятельно затвердевать.

На основе золы эстонского сланца-кукерсита в зависимости от условий сжигания можно получить различные вяжущие вещества-кукермиты. В состав неорганической части сланца (кукерсита) входят 50−70% углекислого кальция; 25−35% глинистых включений и мелкозернистого кварца примерно 3% углекислого магния; 3−4% пирита, гипса и других материалов. При сгорании сланцев их неорганическая часть обжигается, образуя двухкальциевый силикат и однокальциевый алюминат. К сланцевым золам добавляют 20−30% активных минеральных добавок, положительное действие которых вызвано тем, что кукермиты содержат свободную известь, которая вступает во взаимодействие с гидравлическими добавками, в результате чего образуются гидросиликаты и гидроалюминаты кальция. Для ускорения твердения и повышения морозостойкости к гидравлическим кукермитам добавляют 25 или 50% цемента.

Вяжущие свойства могут приобрести и золы других видов топлив, если их смешивают до сжигания с известняком, причем оба материала должны быть тонко измельчены. Сжигая уголь с добавкой известняка, можно таким образом получать на теплоэлектроцентралях вяжущее вещество, называемое ТЕЦ-цементом. Способ изготовления последнего был разработан Э. З. Юдовичем и П. Д. Кевешем. В состав этого вяжущего входят частицы золы, свободная СаО, силикаты, алюминаты и ферриты кальция, образовавшиеся при сжигании пылевидной смеси угля и. известняка в результате взаимодействия между известью и составными частями золы. Этот цемент отличается неравномерностью изменения объема при обычных условиях твердения из-за значительного содержания свободной окиси кальция.

Вяжущий материал, аналогичный известково-зольному цементу, можно получить, используя очажные остатки кирпичеобжигательных кольцевых печей, представляющие собой золу, полученную от сжигания топлива, с некоторым количеством боя кирпича. Как показали работы ВНИИ Строма, после измельчения очажных остатков совместно с известью получается известково-очажный цемент с более высокой прочностью, чем обычный известково-зольный цемент, особенно при тонком помоле. Из очажных остатков известеобжигательных кольцевых печей можно путем измельчения без добавки извести получить цемент удовлетворительного качества.

Исследовать процесс твердения известково-зольных вяжущих затруднительно. Это объясняется их принадлежностью к сложной системе: СаО-Аl2О3-Fе2О3-SiO2-SО3 — H2O, в которой образуются различные стабильные и метастабильные соединения.

В начальном периоде твердения известково-зольных вяжущих при обычных температурах (20 С) в случае добавки или наличия гипса образуется гидросульфоалюминат кальция (3СаО*Аl2О3*3CaSO4*31H2O), а при отсутствии гипса — гидроалюминат кальция (4СаО*Аl2О3*13H2O). В процессе дальнейшего твердения возникают гидросиликаты кальция и карбонат кальция.

Пропаривание (при 95 С) приводит к образованию гидроалюмината кальция 3СаО*Аl2О3*6Н2О или (при наличии гипса) твердого раствора 4СаО*АI2О3*13Н2О и 3СаО*АI2О3*CaS04*12Н2О. Наряду с этими соединениями образуются также гидросиликаты кальция.

При автоклавной обработке (175 С и выше) образуются гидроалюмосиликаты кальция-гидрогранаты типа 3СаО*Аl2О3*nSi02 (6−2 n) Н2О и гидросиликаты тоберморитовой группы с частичным замещением Si02 на АI2О3. Количество связанного в гидрогранатах кремнезема увеличивается с повышением температуры и увеличением времени автоклавной обработки.

Воздухостойкость изделий, полученных на основе известково-зольных вяжущих, определяется стойкостью возникающих при их твердении гидратных новообразований по отношению к воздействию углекислого газа. Гидросульфоалюминаты и гидроалюминаты кальция сравнительно быстро разлагаются влажным углекислым газом. Гидрогранаты же являются соединениями, устойчивыми против воздействия влажного углекислого газа, причем стойкость, гидрогранатов возрастает с увеличением содержания в них кремнезема. Автоклавные изделия, в которых образуются гидрогранаты и гидросиликаты типа тоберморита с частичным замещением Si02 на Аl2О3, являются полностью воздухостойкими.

Сырьем для производства известково-зольного цемента является воздушная известь, зола, двуводный гипс. Ниже изложены краткие характеристики составляющих известково-зольного вяжущего.

Воздушная известь. Строительной воздушной известью называется продукт, получаемый из известковых и известково-магнезиальных карбонатных пород обжигом их до возможно полного удаления углекислоты и состоящий преимущественно из оксида кальция. Содержание примесей глины, кварцевого песка и т. д. в карбонатных породах не должно превышать 6 — 8%. При большем количестве этих примесей в результате обжига получают гидравлическую известь.

Воздушная известь относится к классу воздушных вяжущих: при обычных температурах и без добавок пуццолановых веществ она твердеет лишь в воздушной среде.

Различают следующие виды воздушной извести: известь негашеную комовую; известь негашеную молотую; известь гидратную (пушонку); известковое тесто.

Известь негашеная комовая представляет собой смесь кусков различной величины. По химическому составу она почти полностью состоит из свободных оксидов кальция и магния с преимущественным содержанием СаО. В небольшом количестве в ней могут присутствовать неразложившийся карбонат кальция, а также силикаты, алюминаты и ферриты кальция и магния, образовавшиеся во время обжига при взаимодействии глины и кварцевого песка с оксидами кальция и магния.

Известь негашеная молотая — порошковидный продукт тонкого измельчения комовой извести. По химическому составу она подобна комовой извести.

Гидратная известь — высокодисперсный сухой порошок, получаемый гашением комовой или молотой негашеной извести соответствующим количеством жидкой или парообразной воды, обеспечивающим переход оксидов кальция и магния в их гидраты. Гидратная известь состоит преимущественно из гидроксида кальция Са (ОН)2, а также гидроксида магния Mg (OH)2 и небольшого количества примесей (как правило карбоната кальция).

Качество воздушной извести оценивается по разным показателям, основным из которых является содержание в ней свободных оксидов кальция и магния (активность извести). Чем выше их содержание, тем выше качество извести.

Исходными материалами для производства воздушной извести являются многие разновидности известково-магнезиальных карбонатных пород (известняки, мел, доломитизированные известняки, доломиты и др.), Все они относятся к осадочным породам и широко распространены на территории нашей страны. В состав известняков входят углекислый кальций СаСО3, и небольшое количество различных примесей (глина, кварцевый песок, доломит, пирит, гипс и др.).

Теоретически карбонат кальция состоит из 56% СаО и 44% СО2. Он встречается в виде двух минералов — кальцита и арагонита.

Чистые известково-магнезиальные породы — белого цвета, однако они часто бывают окрашены примесями оксидов железа в желтоватые, красноватые, бурые и тому подобные тона, а углистыми примесями — в серые и даже черные цвета. Количество и вид примесей к карбонатным породам, размеры частиц примесей, а также равномерность распределения их в основной массе в большой степени отражаются на технологии производства извести, выборе печей для обжига, оптимальной температуре и продолжительности обжига, а также на свойствах получаемого продукта.

Обычно чистые и плотные известняки обжигают при 1100 — 1250? С. Чем больше карбонатная порода содержит примесей доломита, глины, песка и т. п., тем ниже должна быть оптимальная температура обжига (900 — 1150? С) для получения мягкообожженной извести. Такая известь хорошо гасится водой и дает тесто с высокими пластичными свойствами.

Примеси гипса нежелательны. При содержании в извести даже около 0,5 — 1% гипс сильно снижает пластичность известкового теста. Значительно влияют на свойства извести железистые примеси (особенно пирит), которые уже при 1200? С и более вызывают образование в, процессе обжига легкоплавких эвтектик, способствующих интенсивному росту крупных кристаллов оксида кальция, медленно реагирующих с водой при гашении извести и вызывающих явления, связанные с понятием «пережог».

Физико-механические свойства пород также отражаются на технологии извести. Для обжига в высоких шахтных печах пригодны лишь те породы, которые характеризуются значительной механической прочностью (прочность на сжатие не менее 20 — 30 МПа). Куски породы должны быть однородными, неслоистыми; они не должны рассыпаться и распадаться на более мелкие части во время нагревания, обжига и охлаждения.

Рассыпаться во время обжига склонны крупнокристаллические известняки, состоящие из кристаллов кальцита размером 1 — 3 мм. Мягкие разновидности известково-магнезиальных пород (мел и т. п.) надо обжигать в печах, в которых материал не подвергается сильному измельчению (вращающиеся и др.).

Строительную воздушную негашеную известь делят на три сорта: 1, 2 и 3-й. негашеная комовая известь должна соответствовать требованиям указанным в Таблица 3.

*В скобках указано содержание MgO для доломитовой извести.

Двуводный гипс. Для производства гипсовых вяжущих веществ в качестве основного сырья применяют природные двуводный гипс, ангидрит, глиногипс, а также некоторые отходы промышленности, состоящие в основном из двуводного или безводного (а иногда и полуводного) сернокислого кальция, или их смеси (фосфогипс, борогипс и др.).

Природный двуводный гипс — горная порода осадочного происхождения, сложенная в основном из крупных или мелких кристаллов двуводного сернокислого кальция CaSO4 * 2Н4О.

Кристаллы двуводного гипса — природного или полученного искусственным путем — призмы моноклинической системы, обладающие весьма совершенной спайностью. Показатели светопреломления: Ng = 1,5305; NP = 1,5207. Твердость по десятибалльной шкале равна 2.

Химически чистый двуводный гипс содержит СаО 32,56%, SO3 46,51%, Н2О 20,93%. Плотность его колеблется от 2,2 до 2,4 г/см3.

В воде при разных температурах растворяются следующие количества гипса (в пересчете на CaSO4: при 0° С — 0,17; 18° С-0,2; 40° С — 0,21; 100 °C — 0,17%.

Удельная теплоемкость при 22° С равна 1,07 кДж/кг* °С.

Реакции дегидратации гипса с образованием различных модификаций (при условной температуре 25° С) протекают с поглощением тепла:

CaSO4*2H2O = CaSO4*0,5H2O (б) +1,5*2Н2О (вода);

— 17,2 или (пар) 83,37 кДж/моль;

CaSO4−2H2O = CaSO4*0,5H2O (в)+l, 5 Н2О (вода);

— 19,4 или (пар) 85,47 кДж/моль;

CaSO4−2H2O = CaSO4 (нерастворимый ангидрит) + 2Н2О (вода)-;

— 16,9 или (пар) 105 кДж/моль.

Зола. Золы — искусственные кислые активные минеральные добавки.

Топливные шлаки и золы представляют собой минеральные отходы от сжигания различных видов каменного угля, сланцев и торфа. Шлаками обычно считают топливные отходы в виде спекшихся плотных и ноздреватых кусков и зерен размерами более 0,3—0,5 мм. Рыхлые дисперсные материалы с частицами менее 0,3 мм называют золами. Если при пылевидном сжигании топлива минеральная часть в расплавленном состоянии резко охлаждается, то получается топливный гранулированный шлак стекловидной структуры в виде зерен размером до 7—10 мм.

Химический и фазовый состав топливных шлаков и зол очень разнообразен и зависит от вида сжигаемых углей, сланца или торфа, характера угленосной породы и условий сжигания топлива. В золах и шлаках содержится обычно несгоревшее топливо, часто отрицательно влияющее на свойства этих материалов как активных добавок.

Г. Н. Сиверцев разделяет все топливные шлаки и золы в зависимости от их состава на четыре группы:

глинистые или сланцевато-глинистые шлаки и золы со значительным (но не преобладающим) содержанием каолинитовых минералов и повышенным содержанием окиси железа; такие шлаки получаются преимущественно от сжигания каменных углей и антрацитов;

глинистые шлаки и золы с преобладающим количеством каолинитовых минералов и малым содержанием железа; это главным образом шлаки от сжигания бурых углей, реже — каменноугольные и антрацитовые;

карбонатные (мергелистые) шлаки и золы, главным образом торфяные и сланцевые (эстонские);сульфатные — золы сланцев (особенно приволжских) и некоторые торфяные.

К активным кислым минеральным добавкам с небольшим содержанием окиси кальция (2—5%) относятся, за некоторыми исключениями, шлаки и золы первых двух групп, минеральная часть которых представляет собой обожженные глинистые вещества. Содержание кремнезема, глинозема и окиси железа в таких шлаках и золах достигает 60—90%.Их активность, как будет показано ниже, зависит от температуры сжигания топлива, длительности пребывания в зоне горения и условий удаления из топки.

Шлаки и золы последних двух групп отличаются обычно повышенным содержанием окиси кальция (до 10 — 20% и выше) и в ряде случаев представляют собой медленнотвердеющие вяжущие вещества.

Плотность топливных шлаков и зол колеблется в пределах 2,2 — 2,8 г/см3. Насыпная объемная масса шлаков 700 — 1000 и зол 500 — 1000 кг/м3 .

Активность минеральных добавок, т. е. способность связывать гидрат окиси кальция в присутствии воды при обычных температурах, обусловлена содержанием в них веществ, находящихся в химически активной форме.

Естественно, что характер и интенсивность их взаимодействия с известью различны в зависимости от того, каких химически активных веществ больше в той или иной минеральной добавке. Поэтому кислые активные минеральные добавки условно по виду вещества, определяющего их химическую активность и механизм связывания СаО, можно разделить на три группы:

добавки, состоящие в основном из аморфного кремнезема (трепелы, диатомиты, опоки и т. п.);

добавки, богатые продуктами обжига глинистых веществ (глиниты, глиежи, цемянки, горелые породы, топливные шлаки и золы);

добавки, представляющие собой быстроохлажденную магму, в той или иной мере измененную вторичными процессами, со значительным содержанием силикатов и алюмосиликатов в стекловидном состоянии (вулканические пеплы, туфы, пемзы, трасы и т. п.).

3.Технологическая часть

3.1 Описание производства и его схема известковый зольный цемент технологический Производство складывается из ряда основных технологических операций: подготовка сырьевых материалов, их дробления, приготовления сырьевой смеси заданного состава путем помола и смешивания сырьевых компонентов в определенном количественном соотношении.

Известково-зольное вяжущее получают совместным помолом сухой золы с воздушной или гидравлической известью. Состав известково-зольных вяжущих зависит от состава минеральной части твердых видов топлива и условий его сжигания. При использовании золы от сжигания бурых и каменных углей берут золы 60—80%, извести 20—40%; при применении сланцевой и торфяной золы их количество достигает соответственно 70—90 и 10—30% (по массе). Обычно одновременно добавляется двуводный гипс (до 5% по массе).

Технологическая схема изготовления известково-зольного цемента может быть представлена следующим образом.

Бункер гипсового камня лотковый питатель ленточный транспортёр молотковая дробилка элеватор шнеки бункер гипсового щебня Бункер известняка ленточный

транспортёр молотковая

дробилка ленточный

транспортёр грохот ленточный

питатель ленточный

транспортёр элеватор Вращающаяся

печь пластинчатый

питатель промежуточный

бункер ленточный

конвейер бункер комовой

негашёной извести совместный помол в трубной мельнице бункер готовой продукции упаковка склад готовой продукции Склад золы ленточный

транспортёр сушка дозирование

3.2 Описание технологического процесса Операции по транспортировке сырья — важнейшие переделы производства. Доля затрат на добычу сырья составляет около 10% общих расходов.

Разработку сырьевых месторождений ведут открытым способом. Добычу мягких пород (мел, глины и др.) производят прямой экскавацией одноковшовыми или роторными экскаваторами, которые выполняют сразу две операции: отделение породы от пласта и погрузку готового сырья. Возможно, применение для добычи мела и глины специальных комбайнов, изготовляемых на базе роторного экскаватора и производящих одновременно добычу и размачивание сырья (перевод мела и глины в шлам с влажностью) 50…60%.

Доставку сырья с карьера на завод осуществляют железнодорожным и автотранспортом, воздушноканатными дорогами, ленточными транспортерами, гидротранспортом.

При расстоянии карьера от завода более 8 км и значительных объемах добываемого сырья используют железнодорожный транспорт широкой колеи. Автомобильный транспорт целесообразно применять при сложном рельефе поверхности, малых объемах перевозок, а также небольших расстояниях (до 8 км). Мягкие, рыхлые и мелкокусковые породы можно доставлять на завод при расстоянии 1…6 км в благоприятных климатических условиях ленточными транспортерами. Воздушноканатные дороги применяют для транспортирования сырья по сильно пересеченной местности. Гидротранспорт служит для перемещения материалов, добываемых и перерабатываемых мокрым способом.

При выборе способа транспортирования сырья следует учитывать, что эксплуатационные расходы минимальны при применении воздушно-канатных дорог и ленточных транспортеров. Наиболее дорога доставка материала автотранспортом. Однако капитальные вложения минимальны при автотранспорте и наиболее велики для железнодорожного и воздушно-канатного транспорта.

Дробление сырья осуществляют на заводах вяжущих материалов. Выбор конкретной схемы дробления и типа дробильного оборудования производят с учетом свойств исходного сырья, исходя из условий обеспечения максимального выхода качественного дробленого материала. Мягкие породы (мел, глина) дробят по одноступенчатой схеме в валковых дробилках.

Тонкое измельчение (помол) создает благоприятные условия для протекания физико-химических процессов на границе раздела фаз. Чем дисперснее сырьевые материалы, тем скорее вступают они во взаимодействие друг с другом. Тонкое измельчение может осуществляться сухим и мокрым способом.

Складирование известково-зольного цемента.

Измельченный цемент с помощью металлических ячейковых, вибрационных и других типов транспортеров передается на склад. Хранят цемент в закрытых или открытых складах с учетом климатических условий в районе размещения завода.

3.3 Режим работы цеха

Режим работы участков и цехов 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 устанавливаем по соответствующим нормам технологического проектирования предприятий отрасли строительной промышленности.

При назначении режима работы цеха необходимо стремиться обеспечить возможно полное использование оборудования и принимать наибольшее количество рабочих смен в сутки. При этом для обеспечения лучших условий труда желательно предусматривать третью (ночную) смену проведение профилактического ремонта оборудования.

Заводы вяжущих веществ обычно разделяются на два основных цеха производственного назначения: цех обжига и цех помола со складом готовой продукции.

Расчетный годовой фонд времени работы технологического оборудования в часах, на основании которого рассчитывается производственная мощность предприятия в целом отдельных линий установок, определяют по формуле

Вр=Ср*Ч*К

где Вр — расчетный годовой фонд времени работы оборудования, ч;

Ср — расчетное количество рабочих суток в году;

Ч — число рабочих часов в году;

К — коэффициент среднегодового использования технологического оборудования.

Годовой фонд работы оборудования составляет:

— при двусменной — 262*16ч = 4192 ч

— при трехсменной — 253*24ч +52*8ч = 6235 ч

Расчетный фонд рабочего времени при работе в две смены:

Вр = 4192ч*0,943 = 3952 ч, где К=0,943 — при прерывной рабочей неделе с 2-мя выходными днями при 2-х сменной работе;

Расчетный фонд рабочего времени при работе в три смены:

Вр3 = 6235ч*0,876 = 5402ч, где К=0,876 — при прерывной рабочей неделе с 2-мя выходными днями при 3-х сменной работе;

3.4 Расчет производительности, грузопотоков и определение сырьевых материалов

Состав цемента:

— двуводного гипса — 5%.

— воздушной извести — 25%;

— золы — 70%;

Влажность золы — 15%.

Производительность цеха 400 000 т известково-зольного вяжущего в год.

Результаты расчетов грузопотоков (расхода сырьевых материалов) сводятся в таблицу.

Принимаем две смены

При коэффициенте 0,943 печи работают в течении года

365*0,943=344 суток

344*24=8256 часов

Часовая производительность всех печей:

400 000/3952=101,22 т/час

При упаковке теряется 1%, на упаковку должно поступать:

— в час: 101,22*1,01=102,23 т.

— в год: 400 000*1,01=404 000 т.

В бункере готовой продукции теряется 1%, в бункер должно поступать:

— в час: 102,23*1,01=103,25 т.

— в год: 404 000*1,01=408 040 т.

При совместном помоле теряется 1%, на помол должно поступать:

— в час: 103,25*1,01=104,28 т.

— в год: 408 040*1,01=412 120,4 т.

В мельницу компоненты поступают отдельно и в заданном соотношении. Количество вяжущего материала должно составить:

гипса (5%):

— в час: 104,28*0,05=5,21 т.

— в год: 412 120,4*0,05=20 606,02 т.

извести (25%):

— в час: 104,28*0,25=26,07 т.

— в год: 412 120,4*0,05=103 030,1 т.

золы (70%):

— в час: 104,28*0,7=72,99 т.

— в год: 412 120,4*0,7=288 484,28 т.

Гипс:

В бункере гипсового щебня теряется 0,5%, в бункер должно поступать:

— в час: 5,21*1,01=5,26 т.

— в год: 20 606,02 *1,01=20 812,08 т.

В шнеках теряется 1%, должно поступать:

— в час: 5,26*1,01=5,31 т.

— в год: 20 812,08 *1,01=21 020,2 т.

На элеваторе теряется 0,5%, должно поступать:

— в час: 5,31*1,005=5,33 т.

— в год: 21 020,2 *1,005=21 062,2 т.

При дроблении теряется 0,5, на дробление должно поступать:

— в час: 5,33*1,01=5,38 т.

— в год: 21 062,2 *1,01=21 272,9 т.

На транспортёре теряется 0,5%, должно поступать:

— в час: 5,38*1,005=5,41 т.

— в год: 21 272,9 *1,005=21 379,26 т.

На питателе теряется 0,5%, на питатель должно поступать:

— в час: 5,41*1,005=5,43 т.

— в год: 21 379,26*1,005=21 486,16 т.

В бункере гипсового камня должно быть:

— в час: 5,43*1,005=5,45 т.

— в год: 21 486,16*1,005=21 593,59 т.

Известь:

Состав извести:

W = 3%

MgCO3 = 2%

примеси = 11,5%

Потери при обжиге

mпримесей =

m = 1000 — 115 = 885

m (MgO) =

m (CaO) = 885 -17,7 = 867,3

x 867,3

CaCO3 > CaO + CO2

100 56

x = =1548,75

y 17,7

MgCO3 > MgO + CO2

84 40

y = = 37,17

mсух.= m (CaCO3) + m (MgCO3) + mприм. = 1548,75+37,17+115 = 1700,92

кг

процент потери:

1000/1751,94*100=57,07%

В бункере готовой комовой извести теряется1%, в бункер должно поступать:

— в час: 26,07*1,01=26,33 т.

— в год: 103 030,1*1,01=104 060,4 т.

При транспортировке на конвейере теряется 0,5%:

— в час: 26,33*1,005=26,46 т.

— в год: 104 060,4*1,005=104 580,7 т.

В промежуточном бункере теряется 0,5%, в бункер должно поступать:

— в час: 26,46*1,005=26,59 т.

— в год: 104 580,7*1,005=105 103,6 т.

На питателе теряется 0,5%, на питатель должно поступать:

— в час: 26,59*1,005=26,72 т.

— в год: 105 103,6*1,005=105 629,2 т.

При обжиге во вращающейся печи теряется 57,07%, в печь должно поступать:

— в час: 26,72*1,57=41,96 т.

— в год: 105 629,2*1,57=165 837,7 т.

На элеваторе теряется 0,5%, должно поступать:

— в час: 41,96*1,005=42,17 т.

— в год: 165 837,7*1,005=166 666,9 т.

В бункере (фр. 40−60) теряется 0,5%, должно поступать:

— в час: 42,17*1,005=42,38 т.

— в год: 166 666,9*1,005=167 500,2 т.

При транспортировке на конвейере теряется 0,5%:

— в час: 42,38*1,005=42,59 т.

— в год: 167 500,2*1,005=168 537,7 т.

В бункере (фр. 20−40) теряется 0,5%, должно поступать:

— в час: 42,59*1,005=42,8 т.

— в год: 168 537,7*1,005=169 179,45 т.

На питателе теряется 0,5%, на питатель должно поступать:

— в час: 42,8*1,005=43,02 т.

— в год: 169 179,45*1,005=170 025,34 т.

В грохоте теряется 0,5%, должно поступать:

— в час: 43,02*1,005=43,23 т.

— в год: 170 025,34*1,005=170 875,46 т.

При транспортировке на конвейере теряется 0,5%:

— в час: 43,23*1,005=43,45 т.

— в год: 170 875,46*1,005=171 729,8 т.

При дроблении теряется 0,5%, на дробление должно поступать:

— в час: 43,45*1,005=43,67 т.

— в год: 171 729,8*1,005=172 588,48 т.

При транспортировке на конвейере теряется 0,5%:

— в час: 43,67*1,005=43,88 т.

— в год: 172 588,48*1,005=173 450,9 т.

В бункере известняка должно быть:

— в час: 43,88*1,005=44,1 т.

— в год: 173 450,9*1,005=174 318,45 т.

Зола:

W = 15%

При дозировании теряется 0,5%, на дозирование должно поступать:

— в час: 72,99*1,005=73,35 т.

— в год: 288 484,28*1,005=289 926,7 т.

При сушке теряется 15%, в печь должно поступать:

— в час: 73,35*1,15=84,35 т.

— в год: 289 926,7*1,15=333 415,7 т.

При транспортировке теряется 0,5%:

— в час: 84,35*1,005=84,73 т.

— в год: 289 926,7*1,005=335 082,78 т.

На склад должно поступать:

— в час: 84,73*1,005=85,15 т.

— в год: 335 082,78*1,005=336 761,21 т.

3.5 Выбор и расчет основного технологического и транспортного оборудования

где К — коэффициент использования оборудования;

Nфакт — фактическая производительность;

Nном — номинальная производительность.

Трубная мельница Ф3200Ч4500

Скорость вращения, об/мин 18

Количество шара, т 65

Производительность, т/ч 110

Мощ. двигателя, кВт 800

Вес, тон 137

для гипса:

Молотковая дробилка МПС-600М

Размер кусков до измельчения, мм 150

Размер измельченного продукта, мм 3−5

Габаритные размеры, м:

длина 1.84

ширина 0.85

высота 1.06

Масса дробилки, т 1.37

Мощность электродвигателя, кВт 30

Производительность, т/ч 8

Ленточный элеватор ЛГ-120

Наибольшая высота подъема, м 5,8

Скорость движения ковша, м/с 1,9

Диаметры барабана, мм

приводного 250

натяжного 220

Ковши:

емкость, л 0,2

ширина, мм 120

шаг, мм 200

Мощность электродвигателя, кВт 1,5

Производительность, т/ч 10

Лотковый питатель ПЭ 1.8

Производительность в т/ч 9

Мощность электродвигателя, кВт 0,75

Габаритные размеры, м:

длина 0,72

ширина 0,28

высота 0,26

Масса, т 0,03

для извести:

Молотковая дробилка СМД — 7:

Размер кусков до измельчения, мм 300

Размер измельченного продукта, мм 0 — 40

Габаритные размеры, м:

длина 2

ширина 1,8

высота 1,6

Масса дробилки, т 5,05

Мощность электродвигателя, кВт 125

Производительность, т/ч 50

Инерционный горизонтальный грохот СМД — 53:

Количество сит 2

Полезная площадь сит, м 1,02,5

Габаритные размеры, м:

длина 3,2

ширина 1,95

высота 1,5

Масса, т 1,65

Мощность электродвигателя, кВт 5

Производительность, м3/ч 33

Ленточный элеватор ЛГ-250

Наибольшая высота подъема, м 5,8

Скорость движения ковша, м/с 1,85

Диаметры барабана, мм

приводного 500

натяжного 400

Ковши:

емкость, л 2,8

ширина, мм 250

шаг, мм 400

Мощность электродвигателя, кВт 25

Производительность, м3/ч 32,2

Пластинчатый транспортер СМК — 351:

Габаритные размеры, м:

длина 8,8

ширина 3,2

высота 2,6

Масса, т 10

Мощность электродвигателя, кВт 5,5

Производительность, м3/ч 31

Ленточный конвейер УКР-01:

Длина конвейера, м 100

Ширина ленты, мм 300

Мощность электродвигателя, кВт 4

Производительность, т/ч 30

Ленточный питатель IПТ5:

Расстояние между осями барабанов, мм 1500

Ширина ленты, мм 500

Габаритные размеры, м:

длина 2,03

ширина 1,82

высота 0,53

Масса, т 0,47

Мощность электродвигателя, кВт 0,9

Производительность, м3/ч 25

Ленточный транспортер У9-УКБ:

Расстояние между осями барабанов, мм 2000

Ширина ленты, мм 400

Длина транспортирования, м 65

Скорость ленты, м/с 1,5

Мощность электродвигателя, кВт 7,5

Производительность, т/ч 50

Вращающаяся печь Ц3.2Ч50:

Уклон печи (%) 3,5

Количество опоры (шт.) 3

Скорость вращения печи

Главный привод (об/мин) 0,36−3,57

Вспомогательный привод (об/мин) 6,5

Общий вес (без учёта огнеупорного кирпича) (т) 256,5

Номинальная мощность (кВт) 160

Производительность, т/ч 50

для золы:

Дозатор непрерывного действия С-864

Производительность, т/ч 5−75 Ширина ленты, м 0,65 Скорость ленты, м/с 0,026−0,146 Расстояние между осями барабана, т 0,95 Погрешность дозирования, % +/- 2 Мощность электродвигателя, кВт 6,8 Габаритные размеры:

Длина, м 2,05

Ширина, м 0,965

Высота, м 1,065

Масса, т 0,48

Ленточный транспортёр

Длина конвейера, мм 1000−30 000

Угол подачи до 20°

Производительность, т/ч 110

Ширина ленты конвейера H, мм 650−1000

Толщина, мм 10−14

Диаметр приводного барабана, мм 325

Электродвигатель, кВт 18,5

Вращающаяся печь Ц3.2Ч50:

Уклон печи (%) 3,5

Количество опоры (шт.) 3

Скорость вращения печи

Главный привод (об/мин) 0,36−3,57

Вспомогательный привод (об/мин) 6,5

Общий вес (без учёта огнеупорного кирпича) (т) 256,5

Номинальная мощность (кВт) 160

Производительность, т/ч 50

4. Контроль сырья и производства продукции

Получать любой продукт, в том числе и известково-зольный цемент, на современных заводах можно только при строгом соблюдении всех технологических требований и правил и осуществлении производственного цикла при установленных оптимальных режимах работы всех механизмов и установок. Большое значение при этом имеет контроль производства, в процессе которого:

1) определяют качество исходных материалов и соответствие их свойств требованиям норм и технических условий;

2) выявляют свойства материалов и полуфабрикатов на всех стадиях производства и устанавливают их соответствие тем показателям, которые обеспечивают получение продукции требуемого качества;

3) наблюдают за работой приборов, механизмов и установок в заданных оптимальных режимах, обеспечивающих качественную переработку материалов при наилучших технико-экономических показателях;

4) определяют свойства получаемого цемента и их соответствие требованиям стандарта.

Контролировать производство нужно систематически на всех стадиях с помощью современных методов и приборов, обеспечивающих точность и возможность автоматизации контрольных операций. Быстрое вмешательство в ход производственных процессов позволяет устранять отклонения от заданных режимов и параметров и оптимизировать их.

Действительность производственного контроля зависит:

1) от правильного выбора мест отбора проб и определения технологических параметров (температура, влажность, подвижность смесей и т. д.);

2) от соответствия свойств пробы свойствам материала;

3) от периодичности отбора проб, их величины.

В настоящее время созданы способы автоматического отбора проб материалов в процессе их переработки. При этом частота операций отбора проб и величина последних зависят от степени однородности материалов, величины потока, гранулометрии (при кусковых материалах) и других условий.

Исходные материалы контролируют по химическому составу, содержанию CaCO3 (титр) в известняке, влажности сырья.

В сырьевом отделении проверяют состав смесей, тонкость их измельчения, влажность, текучесть и однородность титра. При производстве цемента становится обычным также контроль содержания в сырьевых смесях CaO, SiO2, Al2O3 и Fe2O3.

5. Охрана труда и окружающей среды

При большой насыщенности предприятий цементной промышленности сложными механизмами и установками по добыче и переработке сырья, по обжигу сырьевых смесей 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».

Следует подчеркнуть, что поступающие на предприятия рабочие должны допускаться к работе только после обучения их безопасным приемам работы и инструктажа по технике безопасности. Ежеквартально должен проводиться дополнительный инструктаж и ежегодно — повторное обучение по технике безопасности непосредственно на рабочем месте. На действующих предприятиях необходимо оградить движущиеся части всех механизмов и двигателей, а также электроустановки, приямки, люки, площадки и т. п.

Должны быть заземлены электродвигатели, а также разного вида электрическая аппаратура. Необходимо предусматривать соответствующие устройства и установки подъемнотранспортных механизмов для безопасного ведения ремонтных работ.

Из-за взрывоопасности установок по сушке и помолу угля трубопроводы, сепараторы, бункера для хранения пыли должны оборудоваться предохранительными клапанами.

Установки по приготовлению угольной пыли должны работать под разрежением. Температура аэроугольной смеси при выходе из мельницы не должна превышать для тощих углей 100 °C, подмосковных- 80 °C, длиннопламенных и бурых- 70 °C. Нельзя подсушивать пыль до влажности ниже гигроскопической.

Обслуживание дробилок, мельниц, печей, силосов, транспортирующих погрузочно-разгрузочных механизмов должно осуществляться в соответствии с правилами безопасной работы у каждой установки.

Большое внимание следует уделять на предприятиях обеспыливанию воздуха и отходящих газов печей и сушильных установок с целью создания нормальных санитарногигиенических условий труда. В соответствии с санитарными нормами проектирования промышленных предприятий концентрация в воздухе помещений цементной и остальных видов пыли не должна превышать 0,04мг/мі. Содержание в воздухе окиси углерода не допускается более 0,03мг/мі, а сероводорода — более 0,02мг/мі. В воздухе, выбрасываемом в атмосферу, концентрация пыли не должна быть более 0,06г/м. Практика показывает, что при правильной и внимательной эксплуатации пылеочистных систем содержание выбрасываемой пыли в воздухе составляет 0,04−0,06г/мі.

Для создания нормальных условий труда все помещения цементных заводов должны обеспечиваться системами искусственной и естественной вентиляции. Этому в большей мере способствует герметизация тех мест, где происходит пылевыделение, а также отсос воздуха из бункеров, течек, дробильно-помольных механизмов, элеваторов и т. п. В зависимости от мощности и величины различных механизмов и интенсивности пылевыделения рекомендуются следующие объемы отсасываемого воздуха:

При отборе воздуха от:

Щековы и молотковых дробилок 4000−8000мі/ч Элеваторов 1200—2700

Бункеров 500−1000

Мест перегрузки материалов 300−3500

Упаковочных машин 5000

Очистка воздуха, отбираемого из цементных мельниц, производится с помощью рукавных или электрофильтров. В том и другом случае при значительной концентрации пыли в аспирируемом воздухе необходимо устанавливать перед ними циклоны. При этом важно не допускать просасывание через 1мІ ткани фильтров более 60−70мі воздуха в 1ч.

Для очистки воздуха, отсасываемого из камер сырьевых мельниц, обычно устанавливают циклон и электрофильтр, соединенные последовательно.

Воздух из сепаратора мельниц и головок элеваторов для очистки пропускается через рукавный фильтр.

Отходящие газы цементных печей подвергаются очистке для предотвращения загрязнения воздушного бассейна и территории, окружающей завод. Для этого устанавливают электрофильтры. Если же отходящие газы содержат значительное количество пыли (более25−30г/мі), то их сначала пропускают через батарею циклонов.

6. Список используемой литературы

1. Волженский А. В., Буров Ю. С., Колокольников В. С. Минеральные вяжущие вещества. — М.: Стройиздат, 1979. 476с.

2. Комар А. Г., Баженов Ю. М., Сулименко Л. М. Технология производства строительных материалов. — Москва «Высшая школа», 1990. 446с.

3. Сапожников М. Я. Справочник по оборудованию заводов строительных материалов. — М., Стройиздат, 1970. 392с.

4. Сулименко Л. М. Технология минеральных вяжущих материалов и изделий на их основе. — М., Высшая школа, 1983.-390с.

5. Справочнтк по проектированию цементного завода/ Под ред. И. В. Кравченко. — М., Стройиздат, 1974. — 306с.

6. Бутт Ю. М. Технология цемента и других вяжущих материалов. М., Стройиздат, 1976. — 452с.