Omskvorota.ru

Строим дом
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Виробництво цементу за сухим способом виробництва

ВИРОБНИЦТВО ЦЕМЕНТУ

Цемент — гідравлічний (що твердне у вологій середі) терпкий мінеральний матеріал, при з’єднанні з водою перехідний в камневидное стан. Різні види цементу виготовляються з сировини, відмінної по хімічному складу: портландцемент, пуццолановий, шлаковий, глиноземний і інш.

Сировиною служать вапняні, мергелистие, глинисті породи і коректуючі добавки (шлак, трепел, гіпс, боксит і інш.). Сировина на цементному заводі зазнає дроблення, помелу размолвка і змішування. Суміш для цементу готують мокрим або сухим способом. При мокрому способі тонке подрібнення сировинної суміші виготовляють у воді з отриманням шихти у вигляді водної суспензії — шлама. При сухому способі сировинну шихту готують у вигляді подрібненого сухого порошку. Далі шихта (або шлам) подається в піч, де при температурі 1300 — 1400 °З зазнає випалення і, пройшовши зони випаровування, кальцинування і спікання, формується в тверду комья.

Отриманий клінкер прямує на склад, звідки після охолодження і введення мінеральних добавок подається в цементні млини для помелу, внаслідок чого виходить готовий продукт — цемент.

Умови труда. Основними несприятливими чинниками виробничої середи на цементному виробництві є пил сировини і готового продукту, інтенсивний шум, що нагріває мікроклімат.

Концентрація пилу в повітрі основних виробничих приміщень при недотриманні гігієнічних вимог може коливатися від десятків до сотень міліграмів в 1 м3воздуха, досягаючи максимума в цехах помелу і упаковки. У осадковому пилі основних цехів цементного виробництва міститься від 20 до 80% диоксида кремнію. Зміст вільного диоксида кремнію залежить від складу, кількості добавок, що переробляються на заводі і основної сировини і може складати від 3,2% у виробництві пуццоланового до 67% у виробництві кислототривкого цементу.

До складу пилу входить шестивалентний водорозчинний хром, вміст якого в перерахунку на СгОз коливається від 0,004 до 0,008 мг/м3. Хромові з’єднання можуть попасти в цемент з сировини, а також футеровок обжигательних печей, облицованних вогнетривкою цеглою, вмісною до 28% хрому у вигляді Cr2O3FeO. Останній під дією високої температури переходить в шестивалентние з’єднання, які при стиранні цегли разом з напівфабрикатами цементу — клинкером попадають в готовий цемент.

Мікроклімат виробничих цехів що нагріває з переважанням променистого тепла, джерелами якого служать нагріті зовнішні поверхні обладнання: печей сушильних барабанів, рекуператорів.

При роботі обладнання генерується високочастотний і среднечастотний шум. У сировинних цехах при роботі машин, млинів, дробилок і грохотов генеруються середньо- і високочастотний шум з рівнем звуку, що доходить до 90 — 110 дБА. У цехах випалення основним джерелом шуму є газовий потік, який під тиском подається у печі, що обертаються. На робочих майданчиках у головок печей випалення, що обертаються рівень звуку може досягати 110 — 120 дБА. У мельничних цехах при роботі цементних млинів і редукторів створюється шум з рівнем звуку до 100 дБА з максимумом звукової енергії в області частот від 800 до 1200 Гц.

У робочих цементних заводів поширені випадки професійних захворювань шкіри, крім того, можуть мати місце випадки професійних захворювань в формі пневмокониозов і невритів слухового нерва. Причиною захворювань шкіри є хром і кобальт, рідше — нікель, вхідні у вигляді микропримесей до складу цементу. Реєструються випадки професійних захворювань органів дихання в формі хронічних бронхітів і бронхіальної астми.

Основи виробництва портландцементу

Способи виробництва портландцементу

Процес виробництва портландцементу складається в основному з наступних основних операцій: видобутку сировинних матеріалів; приготування сировинної суміші, що складається з дроблення, помелу і усереднення її складу; випалу сировинної суміші (отримання клінкеру); помелу клінкеру в тонкий порошок.

Залежно від виду підготовки сировини до випалу розрізняють мокрий, сухий і комбінований способи виробництв портландцементного клінкеру. При мокрому способі виробництва подрібнення сировинних матеріалів, їх перемішування, усереднення і коригування сировинному суміші здійснюються в присутності певної кількості води, а при сухому способі всі перераховані операції виконуються з сухими матеріалами.

При комбінованому способі сировинну суміш готують по мокрому способу, потім її максимально зневоднюють (фільтрують) на спеціальних установках і в вигляді напівсухий маси ліплять в печі. Кожен з перерахованих способів має свої переваги і недоліки.

Спосіб виробництва портландцементу вибирають в залежності від технологічних і техніко-економічних факторів: властивостей сировини, його однорідності і вологості, наявності достатньої паливної бази і ін.

Мокрий спосіб виробництва. При мокрому способі виробництва сировинні матеріали подрібнюють і сировинну суміш змішують з водою. Отримана сметанообразная маса — сировинної шлам — містить 32-45% води.

Залежно від фізичних властивостей вихідних сировинних матеріалів та інших факторів при отриманні портландцементу по мокрому способу застосовують різні схеми виробництва (рис. 1) відрізняються одна від одної способом приготування сировинної суміші.

На цементних заводах, що працюють по мокрому способу, як сировинних матеріалів для виробництва портландцементного-го клінкеру часто використовують м’який глинистий і твердий вапняковий компоненти. В цьому випадку технологічна схема виробництва цементу, в якій наведено основні технологічні переділи без вказівки дозувальних і транспортних пристроїв та іншого допоміжного обладнання, виглядає наступним чином.

Початкова технологічна операція отримання клінкеру — подрібнення сировинних матеріалів. При використанні в якості вапняного компонента крейди його подрібнюють в бовтанку або в млині самоздрібнювання. Якщо застосовують твердий вапняк, то його подрібнюють в одну-дві стадії в щокові Дробарки. Глиняний шлам, отриманий в бовтанку або інших агрегатах, направляють в сировинну млин, куди подається для подрібнення і вапняк. У млин вапняк і глиняний шлам подають в певному співвідношенні, відповідному необхідному хімічним складом клінкеру. Щоб отримати сировинної шлам заданого хімічного складу, його коригують басейнах або в потоці.

1-екскаватор, 2 — автосамосвал, 3 — приймальня воронка, 4 -пластінчатий живильник. 5-щокові дробарка, 6 молоткова дробарка 7 — стрічковий конвеєр, 8-стрічковий магістральний конвеєр, 9-роторний екскаватор, 10 — млин 11

шламотний насос, 12- вертикальний шламбассейн. 13 — магістральний шламопроводів, 14 -бункер, 15 — ваговий дозатор, 16-стрижнева млин 17-кульова млин 18 — горізонталише шламбассейнм, 19- компресорна, 21 — обертова піч, 22-колосниковий холоділбнік 23 вентилятор гострого дуття. 24-вентілтор загального дуття, 25 — скрубер. 26 — електрофільтр 27-димосос 28-труба для викиду газів »29-гвинтовий конвеєр для транспортування пилу. 30-пнеамовінтовой насос. 31-ковшовий конвеєр 32- бункерное приймальний пристрій для розвантаження добавок, 33 -дробілка, 34-сушарка киплячого шару. 35 — топка, 36 — Циклон, 37 -сілоси 38- стрічковий конвеєр, 39- трубна млин. 40 -елеватор. 41 -сепаратор з виносними циклонами, 42 -рукавний фільтр, 43 — вентилятор. 44-пнев-мокамерний насос, 45 — силос для цементу, 46 — Вагов-цементовш. 47 — автоцемемтовоз

Читайте так же:
Устройство цементной стяжки с армированием

Виходить з млинів сировинної шлам у вигляді сметаноподібної маси насосами подають в видатковий бачок в пічної цех на випал. З бачка шлам рівномірно зливається в обертову піч. При мокрому способі виробництва для випалу клінкеру використовують довгі обертові печі з вбудованими теплообмінними пристроями.

З печі клінкер надходить в холодильник, де охолоджується холодним повітрям. Охолоджений клінкер відправляють на склад. У ряді випадків клінкер з холодильників направляють безпосередньо на помел в цементні млини. Перед помелом клінкер подрібнюють. Дроблення клінкеру виробляється спільно з гіпсом, гідравлічними та іншими добавками.

З млина цемент транспортують на склад силосного типу (цементні силоси). Відвантажують цемент споживачеві або в тарі (паперових мішках по 50 кг), або навалом в автоцементовозах або в спеціальних залізничних вагонах.

Сухий спосіб виробництва. При сухому способі виробництва портландцементу вибір схеми залежить від фізичних і хімічних властивостей сировини.

Схема виробництва портландцементу за сухим способом в обертових печах при використанні в якості сировини вапняку і глини приведена на рис. 2. Виробництво Портландцементний-го клінкеру в цьому випадку складається з наступних операцій.

Після виходу з дробарки вапняк і глину висушують до вологості приблизно 1%, після чого подрібнюють в сировинну борошно. Помел і сушіння сировинної суміші доцільно вести одночасно в одному апараті — сепараторной млині. Цей спосіб більш ефективний і застосовується на більшості нових заводів, що працюють по сухому способу.

Сировинну борошно заданого хімічного складу отримують шляхом дозування сировинних компонентів в млин з подальшим усередненням і коригуванням сировинної шихти в спеціальних змішувальних силосах, куди додатково подається сировинна борошно зі свідомо низьким або високим титром (вмістом СаСОз).

Потім підготовлена сировинна суміш надходить в систему циклонних теплообмінників, що складається з декількох ступенів циклонів. Час перебування суміші в циклонних теплообмінниках не перевищує 25-30 с. З циклонів матеріал подається в піч, звідки клінкер пересипається в холодильник. Після охолодження клінкер направляється на склад. Інші технологічні операції при сухому способі виробництва — підготовка гідравлічних добавок і гіпсу, помел цементу, його зберігання та відправка споживачеві — такі ж, як і при мокрому способі.

Мал. 2. Технологічна схема виробництва цементу сухим способом: 1 екскаватор. 2 — самохідки дробарка, 3 — штабелеукладальник, 4 — роторна машина, 5 — кран-перевантажувач, 6 — вагоноперекидача, 7-приймальні бункера сировини, 8 -дозірующее і транспортує пристрій. 9 — млин попереднього подрібнення «Аерофол». 10 — сепаратор, 11 — трубна млин. 12

топка. 13 — циклон, 14 — млиновий вентилятор, 15 — кондиціонер, 16 — електрофільтр. 17 — аспніраціонний вентилятор, 1В — димова труба, 19- механізм збирання Пшш. 20 — Пневмокамерние насоси, 11- коригувальні снлоси, 22-видаткові силоси, 23 -видатковий бункер постійного рівня, 24 -ваговий дозатор (витратомір). 25 — пневмопідйомника. 26 -рукавний фільтр, г / — циклонні теплообмінники, 28 — обертова піч. 23 — колосниковий холодильник, 30 — вентилятор гострого дуття, 31 — вентилятор двоякого прососа, 32 — вентилятор загального дуття, 33 — дробарка клінкері, 34- конвеєр клінкері, 35 — силоси, 36 — регулювальний шиб «р. 57 — приймальний бункер, Зе

живильник-дозатор, 39 — дробарка, 40 -сушільная установка, 41 — димосос, 42 — вентилятор, 43 — ваговий дозатор. 44 -коі-веяер. 45 трубна мелишца, 46 — елеватор, 47 -сепаратор. 48 — рукавний фільтр, 49-вагон-цемеітовоз, 50 — автодемстговсз, 51 -ваги, 52-цементний силос.

Комбінований спосіб виробництва. При комбінованому способі виробництва сировинна суміш у вигляді шламу, отриманого по мокрому способу виробництва, піддається зневоднення і грануляції, а потім обпалюється в печах, що працюють по сухому способу.

Основні технологічні операції і послідовність їх виконання при комбінованому способі виробництва портландцементу наступні.

Виходить з сировинного млина шлам вологістю 35-40% після його коригування надходить в вакуум-фільтр або прес-фільтр, де він зневоднюється до вологості 16-20%. Утворений при цьому «на нуль» змішується потім з пилом, уловленной електрофільтрами з димових газів печі; добавка пилу запобігає злипання шматків «сухаря» і призводить до зменшення вологості суміші до 12-14%. Приготована таким чином суміш надходить на випал, який здійснюється в обертових печах.

Всі інші операції виробництва портландцементу з комбінованого способу не відрізняються від відповідних операцій при мокрому способі виробництва.

Технологічна схема виробництва цементу

Виробництво цементу можна поділити на дві групи техно­логічних операцій. У першу групу входять видобування і транс­портування сировини, її подрібнення і приготування шихти, ви­палювання шихти з добуванням напівфабрикату — цементного клінкеру; у другу — сушіння добавок і розмел клінкеру з гіпсом і добавками. Друга група операцій може проводитись і на іншому підприємстві.

Основним завданням, що постає перед технологом цементно­го виробництва, є підготовка шихти певного складу. Припустимі коливання у вмісті окремих компонентів становлять (0,1. 0,2)%. При використанні природної, часто неоднорідної сировини такої точності можна добитись лише при дуже ретельному змішуванні високодисперсних компонентів.

Таке змішування донедавна було можливим тільки в тому ви­падку, якщо сировина перебувала у вигляді водної суспензії. То­му в цементній промисловості історично склалися два основних способи виробництва — мокрий і сухий.

При мокрому способі виробництва сировину подрібнюють, добавляючи (36. 42)% води, добутий сировинний шлам випалю­ють у довгих обертових печах. При сухому способі сировину спо­чатку піддають попередньому висушуванню, потім подрібню­ють. Сировинне борошно можна випалювати у коротких печах з циклонними теплообмінниками або після попередньої грануляції у коротких печах з конвейєрними кальцинаторами.

З технологічної точки зору доцільність застосування того або іншого способу зумовлюється складом і властивостями сировини (вологістю, однорідністю, твердістю, здатністю диспергуватись у воді). Для вологої сировини, що легко диспергується у воді і має низький ступінь однорідності, краще застосовувати мокрий спосіб виробництва, для однорідної сировини, що не диспер­гується у воді і має низьку вологість, — сухий спосіб.

Найдоцільніше при високовологій сировині застосовувати напівсухий спосіб виробництва, тобто підготовку сировини про­водити за мокрим способом, а потім перед випалюванням шлам зневоднити.

Якщо в 50-х роках цементна промисловість розвивалась в ос­новному по шляху вдосконалення мокрого способу виробництва, а сухий спосіб із випалюванням гранульованої сировини в автома­тичних шахтних печах застосовувався лише на деяких заводах, то в останні роки все більшого поширення набуває сухий спосіб. Основ­ними передумовами для використання сухого способу є: докорінне поліпшення процесів гомогенізації сировинного борошна, створен­ня високо потужних агрегатів для одночасного підсушування і по­мелу сировини, створення потужних пічних агрегатів (печей з цик­лонними та шахтно-циклонними теплообмінниками), витрата теп­лоти в яких становить (3100. 4000) кДж/кг клінкеру (в довгих пе­чах, що працюють за мокрим способом, — (5300. 6500) кДж/кг.

Читайте так же:
Легкий цемент для горшков

При сухому способі виробництва зменшується загальна вит­рата теплоти на сушіння і випалювання; при вологості сировини 3,5% — на 1680, при вологості 17% — на 840 кДж/кг. Лише в тих випадках, коли вологість вихідної сировини перевищує 20%, кількості теплоти, що витрачається при сухому і мокрому спосо­бах виробництва, приблизно однакові. Відхідні пічні гази при су­хому способі виробництва мають знижену вологість і можуть ви­користовуватись для підсушування сировини.

Хоча помел за мокрим способом ефективніший, ніж за сухим, однак у зв’язку з тим, що для печей з циклонними теплообмінни­ками використовують більш низькодисперсну сировинну суміш, загальна витрата електроенергії на помел при мокрому способі не перевищує витрати електроенергії при сухому способі тільки при застосуванні сировини, що легко диспергується у воді.

При випалюванні за сухим способом різко скорочується витра­та прісної води, що в останні роки набуває важливого значення.

Запиленість газів при сухому способі виробництва значно ви­ща, ніж при мокрому, але загальний об’єм відхідних пічних газів на (35. 40)% менший, а отже, витрати на знепилювання приблиз­но однакові.

Зараз час і в найближчі роки намічається всебічний розвиток су­хого способу виробництва цементу в печах, обладнаних циклонни­ми теплообмінниками і реакторами-декарбонізаторами. Це знижує витрату палива на (30.. .40)% порівняно з мокрим способом, а мета­ломісткість пічних агрегатів — у (2,5.. .3) рази. Застосування сухого способу дасть можливість збільшити одиничну потужність агре­гатів, що, в свою чергу, зменшить витрати на одиницю продукції.

Приготування портландцементної суміші. Приготування сиро­винної суміші заданого хімічного складу і з певними фізичними властивостями (вологість, тонкість подрібнення, текучість) є одним з основних процесів цементної технології. Висока якість сировин­ної суміші, мінімальні відхилення від заданих параметрів забезпечу­ють нормальний перебіг наступних технологічних процесів.

Процес приготування сировинної суміші включає: подрібнен­ня (крупне і тонке), дозування, змішування сировинних компо­нентів і коригування, хімічного складу сировинної суміші, гомо­генізацію відкоригованої суміші і подавання її на випалювання.

Залежно від методу коригування сировинної суміші схема приготування її може бути переривчастою (порційне коригуван­ня), напівпотоковою і потоковою (коригування в потоці).

Раніше у вітчизняній і закордонній практиці виробництва це­менту найпоширенішим був спосіб приготування сировинної суміші, що грунтувався на порційному коригуванні його окремих порцій у спеціальних місткостях (вертикальних шламбасейнах або коригувальних силосах). Цим способом перероблялись неод­норідні за хімічним складом матеріали, що надходили безпосе­редньо з кар’єру без попереднього усереднення їхнього хімічного складу і без дотримування точного дозування їх перед помелом.

Після бурхливого розвитку цементної промисловості збіль­шилась концентрація цементного виробництва, зросли і труд­нощі, пов’язані з порційним коригуванням. Збільшилась три­валість порційного коригування, виникла потреба у значно більшій кількості коригувальних басейнів (силосів), зросли вит­рати стиснутого повітря та електроенергії на перемішування і ба­гатократне перекачування коригувальних матеріалів. Крім цьо­го, порційне коригування було важко автоматизувати. Тому з’явились заводи, де сировинну суміш почали виготовляти в по­тоці. За цим способом точне дозування сировинних компонентів за масою здійснюється перед їх сумісним помелом, і розмелена суміш інтенсивно перемішується у великих змішувальних містко­стях, що забезпечують високу ефективність усереднення її хімічного складу.

Зараз потокове коригування сировинних сумішей вико­нується із застосуванням ЕОМ, вагових дозаторів та використан­ням експрес-методів аналізу сировини. Це дає змогу виготовляти багатокомпонентні шихти з достатньою мірою точності, чого не можна було досягти іншими методами.

Мокрий спосіб виробництва. Вапняк після крупного двос-тадійного подрібнення на заводі або безпосередньо в кар’єрі над­ходить на об’єднувальний склад, обладнаний грейферними кра­нами, або прямо в бункери сировинних млинів, обминаючи склад. Глину після подрібнення у валкових дробарках і диспергу­вання в глинобовтанках або роторних млинах-мішалках пода­ють у сировинні млини. Частину глиняного шламу подають в один із вертикальних шламбасейнів як коригуючий. Недогарки надходять безпосередньо на об’єднувальний склад, а звідти у бункери сировинних млинів. Вапняк і недогарки дозують тарілчастими, а глиняний шлам — ковшовими живильниками. Похибка дозування компонентів перед помелом не перевищує (4. 5)%. Оскільки кількість недогарків, що надходять у млин, не-

велика порівняно з кількістю решти компонентів, їх дозування досить ненадійне. У зв’язку з ним на багатьох заводах із недо­гарків і глини виготовляють глино-недогарковий шлам, який зберігають у вертикальних шламбасейнах і подасть у ковшовий живильник сировинних млинів самопливом.

Для розмелювання сировини замість трикамерних млинів діаметром (2,2. 2,6) м, що застосовувались раніше, використову­ють двокамерні більшого діаметра (3. 4) м, обладнані спеціаль­ною сортувальною бронефутеровкою. Принцип дії сортувальної бронефутеровки полягає в розподілі розмельних тіл за розміра­ми, шо зменшуються вздовж млина. Таке сортування дає змогу дотримуватись принципу: чим тонше подрібнено продукт, тим дрібніші розмельні тіла. Це підвищує потужність млина. Перева­гою млинів великого діаметра є їх потужність, що дає змогу в (2. 3) рази зменшити кількість млинів і скоротити обсяг будівельних робіт. Крім того, крупність часточок для живлення млинів великого діаметра становить (15. 20) мм порівняно з (8. 10) мм для млинів малого діаметра, що усуває третю стадію подрібнення і здешевлює його.

Як правило, млини працюють за відкритим циклом, однак є схеми помелу за замкнутим циклом із застосуванням як кла­сифікаторів шламу дугових грохотів, віброгрохотів або гідро­циклонів. За цими схемами найраціональніше застосовувати два короткі млини, перший з яких працює в замкнутому циклі з кла­сифікатором, а другий доподрібнює тонку фракцію, що надхо­дить із класифікатора. Робота за замкнутим циклом підвищує по­тужність млинів, знижує витрату електроенергії на розмелюван­ня і забезпечує рівномірніший гранулометричний склад сировин­ного шламу, що дуже важливо для якісного спікання клінкеру.

Зараз почали застосовувати двостадійний помел, при якому на першій стадії використовують стрижньові млини. Стрижньові млини підготовлюють матеріал до наступного помелу в коротко­му трубному млині, тут він подрібнюється до розмірів (0,8. 1,4) мм. Встановлювати класифікатор не потрібно, оскільки небезпе­ка потрапляння крупних часточок вапняку або кварцу в піч усу­вається. Стрижньові млини мають велику потужність. Один та­кий млин може обслуговувати кілька трубних. Можна також за­вантажувати стрижні у першу камеру багатокамерного трубного млина (у другу і третю камери завантажують кулі і цильпебс). Як­що завод працює на м’якій сировині (крейда, м’який мергель), то

Читайте так же:
Может ли цемент разъедать кожу

для попереднього помелу встановлюють млини самоподрібнення «Пдрофол», процес помелу в яких відбувається дуже ефективно.

Сухий спосіб виробництва. Вапняк і глина після попереднього подрібнення надходять на усереднювальний склад, куди подають також і недогарки. Подальша підготовка сировинних матеріалів при сухому способі виробництва передбачає процес їх сушіння.

Тепер як у нас, так і за кордоном простежується тенденція до суміщення процесів тонкого подрібнення і помелу з сушінням. Якщо вологість сировини не перевищує 8%, вона може подава­тись на помел без попереднього висушування. Якщо ж вологість сировини більша, іі потрібно підсушувати в дробарках, ударно-відбивних млинах або сушильних барабанах. Остаточне висушу­вання суміщують з помелом у млинах 3,2 х 8,5 м з відцентровими сепараторами або в млинах 5 х 10 м із прохідними сепараторами димовими газами, що мають температуру (300. 325) °С.

Однак при сухому помелі найдоцільніше застосовувати мли­ни безкульового подрібнення. При безкульовому подрібненні у млині системи «Аерофол» куски подрібнюваного матеріалу вико­нують роль розмельних тіл. У такому млині суміщені процеси тонкого подрібнення, сушіння і помелу в замкнутому циклі з відцентровим або прохідним сепаратором.

Для інтенсифікації помелу сировинних матеріалів у млини доцільно вводити поверхнево-активні добавки. Найефек­тивнішими інтенсифікаторами є катіонактивні сполуки; триета-ноламін і суміш триетаноламіну з СДБ.

Розмелене сировинне борошно подається в гомогенізаційні силоси, над якими розміщені бункери коригуючих добавок, по­дрібнених до потрібних розмірів. Гомогенізаційні силоси — це циліндричні місткості з плоскими або конусними днищами. У силосах місткістю 200. 400 здійснюються усереднення і кори­гування сировинного борошна, а в силосах місткістю (1500. 2500) воно зберігається перед подачею на випалюван­ня.

Перемішують сировинне борошно в гомогенізаційних сило­сах стисненим повітрям. При цьому насичена повітрям (аерова-на) маса порошкоподібного матеріалу набуває текучості і пово­дить себе аналогічно рідині. Днища силосів вкривають металеви­ми повітророзподільними коробками з мікропористими ке­рамічними плитками або спеціальними тканинами. Залежно від способу аерування ці коробки об’єднують у різні групи. В одну з

груп подають 75% загальної кількості стисненого повітря, при­значеного для перемішування, аероване сировинне борошно над цією групою коробок стає менш густим і ніби «спливає», а на йо­го місце надходить щільніше борошно з сусідніх секцій, куди по­дано менше повітря. Через деякий час «активною» стає друга гру­па. Так досягають належного усереднення борошна.

Реферат Виробництво цементу

Глава 1. Технологічні операції попідготовці сировини

1.1 Сировинніматеріали для виробництва цементу

1.1.4 Активнімінеральні добавки

1.1.5 Техногенніпродукти інших галузей промисловості

1.2 Основнітехнологічні операції отримання сировини

1.2.1 Видобутокі транспортування сировини

1.2.3 Тонкеподрібнення матеріалів (помел)

1.2.5 Переробка,транспортування і зберігання порошків

1.2.6 Тепловаобробка сировини

Глава 2. Технологія виробництвапортландцементу

2.1 Речовий склад портландцементу

2.2 Технологічна схема виробництвапортландцементу сухим способом

2.3 Особливі види портландцементу

Слово»Цемент» відноситься до збірним поняттям — він об’єднує різнівиди в’яжучих матеріалів, отриманих шляхом випалення деяких гірських порід іпідданих подрібненню. В’яжучими їх назвали за здатність сполучати(Зв’язувати) в єдине ціле як окремі частинки дрібних наповнювачів, так ібільші фрагменти.

У розпорядженні стародавніхвиконробів пірамід, мавзолеїв та інших циклопічних споруд були тількибудівельний гіпс да повітряне вапно, одержувані в результаті обпалюваннягіпсового каменю та вапняку. Протягом кількох тисячоліть бетони ірозчини на їх основі були єдино відомими в’яжучими матеріалами (невважаючи глини), а кізяк да пташині яйця — першими модифікуючими добавками.Величезний купол В«Всім-богам-храмуВ» (стародавнього римського Пантеону: 43 метри впрольоті); розтягнулася на 5000 км найбільша огорожа в світі — ВеликаКитайська стіна; бетонна галерея легендарного лабіринту в давньому Єгипті;масивні культові споруди індусів — всі ці будівельні шедевристворювалися шляхом використання В«прабабусьВ» і В«прадідусів» сучаснихцементів. Йшов час, і вже інші в’яжучі матеріали, одержувані штучнимшляхом і здатні при замішуванні (замішуванні) водою перетворюватися на пластичнумасу, отвердева при цьому не тільки на повітрі, але й у водній стихії, булистворені допитливими умами людства.

Цемент не єприродним матеріалом. Його виготовлення — процес дорогий і енергоємний,проте результат вартий того — на виході отримують один з найпопулярнішихбудівельних матеріалів, який використовується як самостійно, так і вяк складовий компонент інших будівельних матеріалів (наприклад,бетону та залізобетону). Цементні заводи, як правило, знаходяться відразу ж намісці видобутку сировинних матеріалів для виробництва цементу.

У Росії жвиробництво портландцементу було розширено лише в кінці XIXв. Над його створенням і вдосконаленням багато працював А. Р. Шуляченко,якого називають «батьком російського цементного виробництва». Його заслуга полягаєв тому, що високоякісні вітчизняні портландцементи витіснили цементиіноземного виробництва. У Росії перший завод по виробництвупортландцементу був побудований в 1856 р., а до початку 1-ї Світової війни вжепрацювало 60 цементних заводів загальною продуктивністю близько 1,6 млн т цементув рік.

Глава 1. Технологічніоперації по підготовці сировини

1.1 Сировинні матеріалидля виробництва цементу

1.1.1 Карбонатніпороди . Вони широко поширені в природі, що сприяє розвитку наїх основі виробництва цементу. З карбонатних порід використовують вапняк, крейда,вапняк-черепашник, мармур, вапняний туф, мергелі та ін Всі ці породимістять в основному вуглекислий кальцит CaCO 3.Вапняки складаються з кристалів кальциту різних розмірів. Мел являєсобою пухку, слабо зцементовану породу з землистим мулом. Якістькарбонатної сировини залежить від його структури, кількості домішок, рівномірностіїх розподілу в масі сировини. Для виробництва цементу придатні карбонатніпороди при вмісті 40-43,5% CaОі 3,2-3,7% MgO. Бажано, щобзміст Na 2 Oі К 2 Про в сумі не перевищувало 1%, а SO 3 -1,5-1,7%. Більш сприятливі породи з постійним хімічнимскладом і однорідної дрібнокристалічної структурою. корисні домішкитонкодисперсних глин і аморфного кремнезему при рівномірному їх розподілі вкарбонатної породі. Особливим видом карбонатної сировини є мергель -перехідна гірська порода від вапняків до глин. Мергель представляє собоюприродну тонкодисперсну суміш осадового походження глинисто-піщанихпорід (20-50%) і вуглекислий кальцію (50-80%). Залежно від змісту CaCO 3 мергеліпідрозділяються на піщані, глинисті і вапняні. Найбільш цінна сировина -вапняний мергель, що містить 75-80% CaCO 3 і20-25% глини. За хімічним складом він близький до портландцементного сировинноїсуміші. Такий склад сировини істотно спрощує технологію виробництва.Мергелі, в яких вміст CaCO 3 відповідаєскладом портландцементного сировинної суміші, називають натуральною. Від якостісировини залежать температура випалу, продуктивність печей і властивості кінцевогопродукту. Чим вище щільність вапняків, тим важче йде процес випалу.Властивості сировини впливають на вибір обпалювальне агрегату.

Читайте так же:
Как укладывать цементную стяжку

Глиниста сировина (глини,глинистий мергель, глинистий сланець, лес та ін) необхідно для виробництвапортландцементу. Глини мають різний мінералогічний і гранулометричнийсклад навіть у межах одного родовища. Мінералогічний склад глинпредставлений переважно водними алюмосиликатами і кварцом, хімічнийсклад глин характеризується наявністю трьох оксидів,%: SiO 2 -60-80, Al 2 O 3 -5-20, Fe 2 O 3 -3-15.

При особливо сприятливомухімічному складі сировинних матеріалів портландцементного суміш необхідногоскладу може бути приготована тільки з двох компонентів — карбонатного іглинистого. Але в більшості слуае6в отримати задану сировинну суміш з двохкомпонентів майже не вдається, тому застосовують третій і навіть четвертийкомпоненти — коригувальні добавки, що містять значну кількість одногоз оксидів, відсутніх в сировинній суміші. В якості железосодержащей добавкизазвичай використовують піритні огарки з сірчанокислотних заводів, рідше — колошниковогопил доменних печей. В якості глиноземистий добавки застосовують багаті глиноземоммалозалізисті глини, боксити. Кремнеземистого добавкою служать кварцові піски,опоки, трепел. Вміст оксидів в коригувальних добавках повинно бути,%:для залізистих Fe 2 O 3 — Не менше 40; для кремнеземистих SiO 2 -не менше 70; для глиноземистих Al 2 O 3 — Не менше 30. Найбільш широко використовуються залізисті добавки. Боксити такожє коректує добавкою при отриманні портландцементного клінкеру.Боксит являє собою гідроксид алюмінію з домішками Fe 2 O 3, SiO 2, CaО,MgO і TiO 2 .

1.1.4 Активнімінеральні добавки

До них відносятьсяприродні або штучні мінеральні речовини, які самі по собі в’яжучимивластивостями не володіють, але, будучи змішаними в тонкомолоті вигляді з вапном,утворюють при замішуванні водою тісто, здатне після твердіння на повітріпродовжувати тверднути і під водою, а при змішуванні з портландцементом підвищуютьйого водостійкість і антикорозійні властивості. Введення активних мінеральнихдобавок трохи знижує собівартість цементу.

1.1.5 Техногенніпродукти інших галузей промисловості

Найбільш широкезастосування цементної промисловості знайшли доменні і електротермофосфорнішлаки, паливні шлаки й золи, сієніт (белітовий) шлам, Гіпсовмістківідходи. Використання шлаків на цементних заводах сприяє вирішенню проблемизабезпечення їх сировиною на амортизаційний термін. Сієніт (белітовий) шлам -відхід комплексної переробки апатито — нефелінових порід в глинозем, соду,по.

Технологічний процес виробництва термолітового щебеню і піску сухим способом , страница 2

1 ЗАГАЛЬНА ЧАСТИНА

1.1 Номенклатура й основні властивості продукції, яка виробляється

Термолітовий щебінь або гравій, згідно з вимогами до їх фізико-механічних властивостей , за крупністю зерен поділяють на фракції: менше 5 мм (пісок); від 5 до 10 мм; від 10 до 20 мм. Залежно від насипної густини (кг/м 3 ) термоліт, що отримують спіканням, класифікують за марками від 600 до 1200. Міцність термоліту при стискуванні у циліндрі повинна змінюватися від 1,5 до 7 МПа залежно від категорії (вища або перша) та виду матеріалу (щебінь або гравій). Для гравію міцність становить 2.. .7 МПа, для щебеню відповідно — 1,4.. .4 МПа. Густина зерен заповнювача — 1,0. 1,9 г/см 3 , а пористість становить 20.. .60% і обумовлена пористістю вихідної сировини, а також дегідратацією мінералів, що містять воду.

На відміну від відомих пористих заповнювачів, що одержані спучуванням або подрібненням та характеризуються значним підвищенням насипної густини і щільності зерен дрібних фракцій в порівнянні з більш крупними, показники насипної густини термоліту різної крупності подібні.

Втрати маси термоліту після 15 циклів навперемінного заморожування та відтавання не повинні перевищувати: 10% — для бетонів за маркою морозостійкості F 150 і 5% — для бетонів за маркою морозостійкості більше F 150.

Коефіцієнт розм’якшення термоліту не повинен бути менше 0,7.

Термолітові гравій та щебінь не повинні містити вапнякових та інших включень, що обумовлюють втрати маси при кип’ятінні заповнювача більше 5%.

Для отриманого заповнювача при визначенні стійкості проти силікатного розпаду втрата маси не повинна перевищувати 8%, а проти залізистого — відповідно 5%.

Водопоглинання для гравію обмежено 25%, для щебеню-35%.

Вологість готового продукту не повинна перевищувати 5 мас. %.

Вміст у складі термоліту водорозчинних сірчаних та сірчанокислих сполук (в розрахунку на SО3), якщо останній використовують для виготовлення армованих бетонів, не повинен перевищувати 1 мас. %.

Більшість термолітових заповнювачів, що отримані із діатомітів, трепелів, опок та їх перехідних різновидів, відноситься до «полегшених». Такі заповнювачі рекомендовані до застосування в основному як заповнювачі для конструкційних (В10. В40) та конструкційно-теплоізоляційних бетонів.

Із «чистих» легких, високопористих діатомітів і трепелів, а також карбонатних трепелів, що мають «сухе» спікання, можна отримувати особливо легкі тепло- та термоізоляційні щебінь та пісок.

Теплоізоляційний щебінь і пісок, що одержані при температурі 1000. 1050°С із «чистих» порід, також рекомендовано для виготовлення фільтрів. Щільний термолітовий щебінь та пісок можуть бути використані для оздоблення фасадів, внутрішнього облицювання приміщень, для мозаїчних, кольорових та конструкційних бетонів.

Термолітові гравій та щебінь, що одержані при спучуванні сировини за рахунок використання лужних добавок, характеризуються марками за насипною густиною від 250 до 600 кг/м 3 , відповідно їх міцність при стискуванні у циліндрі становить від 0,5 до 2 МПа. Такі заповнювачі доцільно використовувати для виробництва теплоізоляційних матеріалів.

Економічна ефективність використання термоліту різного ступеня поризації пов’язана зі зменшенням середньої густини легкого бетону при підвищенні його міцності, а також із зниженням витрат при транспортуванні заповнювачів за рахунок можливості організації виробництва на базі місцевої сировини. Зазначене актуальне саме для України, оскільки вона має в наявності великі запаси кремнеземистих порід (Луганська, Донецька, Запорізька та Дніпропетровська області).

1.2 Характеристика сировини

Кремнеземисті породи включають діатоміти, трепели, опоки, спонголіти, радіолярити та Їхні перехідні різновиди. Осадові і вулканогенно-осадові кремнеземисті породи складаються переважно з опалу різного ступеня кристалізації і об’єднуються у дві групи:

— ті, що складені взагалі з кремнеземистих скелетів мікроорганізмів (діатоміти, спонголіти, радіолярити, силікофлаге- літи);

— ті, що складені з найдрібніших неправильних або глобулярних частинок кремнезему (опоки, трепели).

Залежно від вмісту глинистої та уламкової складових в ряду піщано-глинисто-опалових порід виділяють проміжні різновиди (глинисті діатоміти і трепели, кремнеземисті глини, опокоподібні пісковики). Серед ранніх відкладень є карбонатно-кремнеземисті та карбонатно-глинисто-кремнеземисті (мергельні) породи. Серед виділених типів промислове значення мають діатоміти, трепели, спонголіти та їхні різновиди.

Кремнеземисті породи є типовим прикладом трикомпонентних систем. В типових породах (діатомітах, опоках, трепелах) вміст кремнезему (опал-кристобаліту) може коливатися від 60 до 80%, а глинистий компонент становить від 10 до 40%. У глинистих різновидах вміст глини досягає 30. 60%. Як постійні домішки в різній кількості присутні також піщано-алевролітові компоненти (кварц, глауконіт та ін.).

Читайте так же:
Как удалить цемент с камнями

Кремнеземисті породи складені в основному з аморфного кремнезему у вигляді опалу різної форми і домішок різних мінералів. Залежно від віку та умов знаходження опал підлягає метаморфізації. В діатомітах він зазвичай представлений рентгеноамофним різновидом. В опоках і трепелах він частково перетворюється в низькотемпературний кристобаліт, який становить до 50% від маси.

Діатоміти можуть бути віднесені до безкарбонатних порід, а в опоках і трепелах вміст карбонату кальцію СаСО3 може зростати, що сприяє перетворенню їх в кремнеземисту крейду або мергель. Діатоміти — легкі високопористі, тонкозернисті породи органогенної структури. Основна маса представлена залишками діатомій, що складені рентгеноаморфним опалом та крупними уламками, кількість яких в 1 см 3 сягає 1,2…7,2 млн. шт. Глинисті мінерали складають 15…30% породи і представлені монтморилонітом, гідрослюдами, каолінітом.

Опоки — кремнеземисті породи гелеподібної структури, які представлені переважно мікрозернистим опал-кристобалітом із вмістом глинистої речовини до 30%. Існує також мергельна опока, яка містить значну кількість глинистих і карбонатних мінералів. Хімічний склад опок включає ( мас. %): SiО2 — 74.. .90; А12О3 -6,0. 11; Fe2О3 — 1,44.. .4,80; СаО — 0,93.. .5,00; MgO — 0,67. 1,9. Істинна густина становить 2,3. 2,4 г/см 3 . Середня густина звичайно вища, ніж у трепелу і змінюється від 1040 до 1840 кг/м 3 .

Трепели — це легкі пористі породи, що представлені кремнеземом та глиноземом. Кремнезем (який становить 40.. .60% породи) має глобулярну будову (діаметр глобул 0,006.. .0,002 мм). Кількість глинистої складової, представленої монтморилонітом, коливається в широких межах (від 5 до 30%). Поряд з легкими безкарбонатними трепелами існують вапнякові та піщано-алевролітові їх різновиди. Піщано-алевролітові різновиди мають у своєму складі до 30% кварцу, а карбонатні — 20.. .30% кальциту. Серед трепелів розрізняють такі види: глинисті, глобулярні і карбонатні. До глинистих трепелів віднесені породи, які містять не менше 25% глинистої речовини, переважно каолініт-монтморилонітового складу; кремнеземиста речовина породи представлена частинками, що мають форму глобул, або органогенними частинками. До глобулярних трепелів відносять найбільш чисті різновиди трепелів, які складені переважно опаловими глобулами. До карбонатних трепелів відносять породи, які містять карбонати кальцію в кількості 20.. .25%: кремнеземиста речовина представлена частинками глобулярно- та лускоподібної форм.

Результати хімічного аналізу кремнеземистих порід свідчать, що вміст SiО2 коливається від 51,2 до 96,8% і найчастіше знаходиться у межах 70. 90%, але в деяких породах вміст SiО2 зменшується до 31,6%. Кількість А12О3 становить близько 3. 7%, а у глинистих різновидів — 9. 20%. Вміст Fe2О3 становить звичайно 2.. .4%, у карбонатних різновидів – менше 2%, у глинистих — до 8%. Кількість СаО дорівнює зазвичай 0,5. 1,5% у карбонатних і до 10. 15% у мергельних різновидів. Наявність MgO у більшості порід становить менше 1% і лише в деяких випадках досягає 8. 9 %. Вміст SО3, ТіО2, Na2О, К2О, Р2О5 не перевищує 2%. Втрати маси при прожарюванні залежать в основному від наявності Карбонатів кальцію і магнію і для кремнеземисто-карбонатних і кремне- земисто-мергельних різновидів не перевищують 25%, а для некарбонатних — коливаються в межах 3. 5%.

Аналіз процесів спікання кремнеземистих порід, які мають місце при виробництві термоліту передбачає розгляд останніх як силікатної системи із вмістом оксиду кремнію переважно у вигляді тугоплавкого опалу з температурою плавлення 1660°С із домішками невеликої кількості легкоплавких оксидів (А12О3, Fe2О3, CaO, MgO, Na2О та ін.). Процеси спікання порід залежно від їх складу мають наступні особливості:

Кремнеземисті породи, які містять переважно опал, кристобаліт та халцедон, характеризуються твердофазним «сухим» спіканням. При температурі 1300°С породи не спікаються, тому що вони більш тугоплавкі, але поліморфні об’ємні зміни, що відбуваються, призводять до руйнування структури порід.

Кремнеземисті породи з незначною кількістю домішок відрізняються більш складним процесом спікання: поряд з твердофазним «сухим» спіканням при випалюванні відбувається утворення мікроскопічних легкоплавких евтектик, які пом’якшують жорсткість структури. Зростання кількості останніх сприяє руйнуванню структури вихідної породи.

Змішані (кремнеземисто-глинисті) породи містять поряд з опалом значні домішки глинистих мінерйлів. Під час випалювання відбувається спікання порід завдяки утворенню рідкої фази. Ці породи мають невисоку температуру плавлення і часто великий інтервал випалення.

У глинисто-кремнеземистих порід з переважаючою кількістю глинистих мінералів при спіканні утворюється значна кількість рідкої фази. Температурний інтервал випалювання короткий, при підвищенні температури до температури плавлення, породи спучуються і поризуються.

Кремнеземисто-карбонатні породи внаслідок вмісту підвищеної кількості кремнезему SО2 є тугоплавкими і тому процес їх спікання проходить переважно в «сухому» вигляді. Можливість виникнення рідкої фази під час спікання підвищується при зростанні температури до 1250°С і вище.

Таким чином, існує загальна закономірність протікання процесів спікання кремнеземистих порід, яка обумовлена присутністю домішок різних мінералів поряд з опалом. З підвищенням вмісту останніх знижується температура плавлення, підвищується рівень спікання порід, частка «сухого» спікання зменшується, а «рідкофазного» зростає. Причому у порід, що відносяться до 3, 4, 5 груп з підвищенням температури випалювання спочатку виникає «сухе» спікання, а потім «рідкофазне». З підвищенням кількості рідкої фази в породах, що спікаються, зменшується ступінь руйнування структури, пов’язаний з поліморфними об’ємними перетвореннями. Керування процесом спікання кремнеземистих порід дозволяє отримати широку гаму матеріалів: термолітові заповнювачі для бетонів, склокерам, кремнеситали . Слід зауважити, що процеси, що відбуваються при випалюванні кремнеземистих порід, відрізняються від аналогічних процесів при випалюванні глинистих і перлітових порід. Опал, халцедон та кварц, які складають основну масу кремнеземистих порід, не здатні до спучування, і тому використання цих порід для виробництва легких заповнювачів вимагає застосування добавок для регулювання процесів утворення пористих матеріалів при випалюванні.

Для виробництва термоліту доцільно використовувати кремнеземисті породи з домішками глнистої речовини, яка сприяє утворенню легкоплавких евтектик під час спікання.

Вимоги до сировини для виробництва тремоліту наведені в таблиці 1.

Таблиця 1 — Вимоги до сировини для виробництва тремоліту

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector