Сырьевой цех цементного завода

 Кольцевые   мельницы. 
          Работают как по сухому, так и по мокрому.  
          Конструкция мельницы представляет собой обечайку с футеровкой с венцовой шестерней закрепленной на внешней стороне обечайки вся эта конструкция стоит на двух роликах. Внутри неподвижно закреплен ротор на котором располагаются от трех до четырех роликов на подшипниковых узлах ролики прижимаются пружинами к футеровке. Обечайка с футеровкой вращается со скоростью 400-700 оборотов в минуту. Привод осуществляется двигателем через редуктор и малую шестерню. Принцип измельчения раздавливание в моно слое и частично удар. Используется в непрерывном режиме.  
          В них получают материал менее 80 микрон до80%.  
          Достоинства.  
          Относительно компактные, есть возможность регулировки.  
          Недостатки.  
           Сложная и трудоемкая система регулировки и замены изношенных деталей. Срок службы роликов на некоторых материалах менее месяца. Сложная конструкция и следовательно сложный ремонт. При сухом измельчении требуют систему аспирации. 

1.4. Приготовление  сырьевой смеси заданного состава.

1.4.1. Обзор способов  приготовления сырьевой смеси  при сухом и мокром способах  производства.

 

Сырьевая смесь для  получения портландцементного клинкера, требуемого по проекту качества, должна иметь соответствующий химический состав и быть однородной по физическим свойствам и минералогии для того, чтобы процесс спекания происходил без технологических нарушений и с минимальными затратами тепла. Способ подготовки сырьевой смеси с номинированными отклонениями от заданных значений химического состава тщательно разрабатывается, начиная с процесса добычи сырья и кончая её хранением, в соответствии с количеством сырьевых компонентов, их химическим составом, минералогией и физическими свойствами.

Компонентами сырьевых смесей служат природные карбонатные (известняки, мергели, мела) и алюмосиликатные (глины, глинистые мергели, глинистые сланцы, аргиллиты и др.) породы, а также техногенные отходы промышленности (огарки, шлаки и др.). Количественное соотношение компонентов определяется на основании расчётов состава сырьевой шихты в зависимости от химического состава исходных сырьевых материалов и требуемого качества клинкера.

В состав сырьевой шихты  могут вводиться разжижители  и минерализаторы, и необходимость введения которых и их концентрация устанавливается в процессе лабораторных и полупромышленных испытаний.

Состав сырьевой смеси  и клинкера задаётся значениями коэффициента насыщения, силикатного и глинозёмного модулей, а также среднеквадратичными отклонениями. Например, КН=0,92±0,02; n=2,2±0,1; р=1,5±0,1.

Подготовка шихты к  обжигу может производиться по мокрому  или по сухому способу. В зависимости  от способа подготовки шихты подбирается  основное оборудование, определяющее технологию производства клинкера, системы  управления гомогенизацией компонентов  и их смесей и компоновочные решения намечаемого к строительству завода.

Выбор способа подготовки сырьевой смеси устанавливается  на основании технико-экономической оценки всех факторов, влияющих на капитальные вложения и себестоимость 1т клинкера при сухом или мокром способе его производства.

Приготовление однородной сырьевой смеси заданного химического  состава по сухому способу гораздо сложнее, чем по мокрому. С целью снижения себестоимости сырьевой смеси при подготовке её по сухому способу разработаны специальные технологические приёмы, к которым относятся усреднение неоднородных по химическому составу дроблёных сырьевых материалов и гомогенизация сырьевой муки при помощи сжатого воздуха в псевдоожиженном состоянии.

При сухом способе производства возрастает значение прогнозирования  изменения состава сырьевой смеси  в процессе её подготовки, поэтому  для успешной эксплуатации цементных  предприятий необходимо проектирование и внедрение систем автоматизации процесса усреднения химического состава сырьевой шихты.

Как при мокром, так и  при сухом способе производства клинкера процесс подготовки сырьевой шихты включает добычу и транспортировку сырьевых материалов, их предварительное измельчение, создание запаса и усреднение этих материалов в буферных емкостях различного типа, окончательное измельчение материалов (помол), дозирование сырьевых компонентов и их смесей, смешение размолотых сырьевых материалов или их смесей и корректирование состава сырьевых смесей (т.е. доведение химических характеристик до заданных значений), гомогенизацию откорректированных сырьевых смесей и их хранение.

При корректировании в  качестве контрольных параметров состава  сырьевой шихты служат либо титр и  содержание Fe₂O₃, либо коэффициент насыщения (КН) и один из модулей: силикатный (n) или глинозёмистый (р); либо КН и оба модуля n и р.

Вид и количество контрольных  параметров выбирается в зависимости от числа компонентов сырьевой смеси, степени неоднородности их состава и способа корректирования.

Вид и количество контрольных  параметров выбирается в зависимости  от числа компонентов сырьевой смеси, степени неоднородности их состава  и способа корректирования.

При сухом способе усреднение и  корректирование сырьевой смеси  выполняется в смесительных силосах различной конструкции. В отечественной практике наиболее распространены смесительные силосы, конструктивно объединенные с запасными. На рис. 1-4 представлен разрез силоса со смесительной камерой с аэрируемым днищем, разделенным на квадранты. Поочередная подача сжатого воздуха в квадранты создает условия для эффективного перемешивания. В этих силосах производится порционная гомогенизация. Для ее осуществления требуется два смесительных силоса. Один из них заполняется сырьевой мукой, поступающей из помольного отделения, в то время как гомогенизированное содержимое второго подается в запасной силос.

Непрерывная гомогенизация  может осуществляться с помощью одного силоса. Этот способ основан на «перетекании» части гомогенизированной сырьевой муки через выпускное отверстие в днище или стенке смесительного силоса. Через это отверстие вытесняется столько гомогенизированной сырьевой муки, сколько может вытеснить мука, поступающая в силос.

На рис. 1.5 изображен силос непрерывного действия конструкции Гипроцемента.

При мокром способе корректирование  производится в вертикальных бассейнах емкостью до 800 м3 или в горизонтальных круглых бассейнах.

Горизонтальный бассейн  для корректирования и хранения сырьевого шлама представляет собой цилиндрический железобетонный резервуар емкостью от 800 до 20000 м3. Бассейны оборудуются крановыми мешалками с пневматическим перемешиванием, обеспечивающим эффективную гомогенизацию переменного по химическому составу шлама, поступающего в бассейн. В зависимости от необходимой интенсивности перемешивания шлама крановые мешалки выполняются двуплечевыми или одноплечевыми. Шлам может поступать в горизонтальный бассейн как сбоку, так и по всей его поверхности через распределительное устройство.

Для обеспечения непрерывной  круглосуточной работы печных агрегатов в случае прекращения подачи шихты из сырьевого цеха создается запас готового шлама или сухой муки постоянного состава. Потребный запас шихты устанавливается в зависимости от расстояния до источника сырья, его физических свойств, а также принятого объема и типа складского хозяйства для хранения запасов сырья на заводе. Минимально необходимый запас смеси должен составлять не менее 2—3 суточной потребности цеха обжига. В большинстве случаев в проектах предусматривается емкость резервуаров для хранения сырьевого шлама на 3— 4 суток, сырьевой муки не менее, чем на 2 суток. Необходимо отметить, что чем большей принята емкость резервуаров, тем больший резерв оборудования должен быть предусмотрен в сырьевом цехе для возможности быстрого заполнения освободившейся емкости. При недостаточном резерве оборудования восполнение резервной емкости будет происходить очень медленно и практически она может оказаться неиспользованной. Запас производительности помольного оборудования должен превышать производительность печных агрегатов на 10—15 %.

1.4.2. Порционное  и поточное приготовление сырьевой  смеси.

 

Наиболее распространен  порционный способ приготовления сырьевого  шлама благодаря простоте технологической схемы, возможности переработки неоднородных по составу сырьевых материалов и снижению требований к точности дозирования сырьевых компонентов.

Сущность порционного  приготовления и корректирования  химического состава сырьевой смеси заключается в том, что последняя готовится относительно небольшими порциями (порядка 300—800 м³), а затем перекачивается в большие емкости, которые служат для создания запаса готовой сырьевой смеси на заводе и обеспечения ею вращающихся печей. Сам процесс порционного корректирования состоит из ряда последовательных операций:

1. Заполнения корректировочных  емкостей сырьевой смесью, поступающей из мельниц.

2. Перемешивания и гомогенизации  сырьевой смеси.

3. Отбора проб и их  анализа (включая доставку проб  и подготовку их к анализу).

4. Расчета необходимых  количеств корректирующих смесей 1 для доведения химических характеристик сырьевой смеси до их заданных значений (по результатам анализа).

5. Перекачки необходимых  порций корректирующих смесей.

6. Перемешивания и гомогенизации  сырьевой смеси после добавления расчетных количеств корректирующих смесей.

7. Отбора проб и анализа  для проверки правильности корректирования.

8. Перепуска откорректированной  сырьевой смеси в емкость, из  которой осуществляется питание печей.

Однако, по мере увеличения мощности заводов и перерабатываемых потоков сырьевых материалов возникла поточная технология приготовления сырьевых шламов, которая позволила снизить затраты труда, эксплуатационные расходы и автоматизировать управление корректированием сырьевых смесей.

Если при порционном приготовлении  сырьевого шлама горизонтальные бассейны использовались в качестве емкостей для его хранения, то при поточном его приготовлении горизонтальные бассейны выполняют функции емкостей-гомогенизаторов, в которых производится перемешивание и усреднение шлама перед поступлением его на обжиг. Использование вертикальных бассейнов в поточной технологической схеме полностью исключается.

Основными требованиями, определяющими  возможность поточного приготовления сырьевой смеси, являются:

а) подача на помол сырьевых компонентов заданного и однородного химического состава;

б) дозирование сырьевых компонентов с помощью точных и надежных дозирующих устройств  с автоматическим регулированием, позволяющим строго соблюдать расчетное соотношение компонентов;

в) интенсивное перемешивание  размолотой сырьевой смеси в больших  смесительных емкостях, обеспечивающих высокую эффективность усреднения ее химического состава перед подачей на обжиг;

г) надежный и оперативный  контроль (включая химико-аналитический) и автоматическое регулирование процесса приготовления сырьевой смеси.

Одним из решающих элементов  поточных схем, обеспечивающим получение сырьевой смеси надлежащего состава, является точное дозирование, которое может быть достигнуто путем периодического изменения настройки дозаторов.

Впервые в отечественной  цементной промышленности на Балаклейском заводе была внедрена так называемая «двухшламовая» поточная технология приготовления смеси из влажных мажущих сырьевых компонентов (мела, глины), разработанная институтом Южгипроцемент.

Сущность этой технологии состоит в следующем: сначала  приготавливаются два промежуточных грубомолотых шлама — «высокий» и «низкий» (с более высоким и более низким содержанием СаСОз соответственно); затем эти шламы и железистая добавка (огарки) в заданном соотношении подаются при помощи системы дозаторов на домол в мельницы: размолотый шлам усредняется в горизонтальных бассейнах, а затем подается на обжиг.

В Гипроцементе разработаны различные варианты «одношламовых» поточных схем приготовления сырьевых смесей из твердых сырьевых компонентов (известняка и глины) и из влажных мажущих сырьевых материалов (мела и глины). Одношламовая технология в отличие от двухшламовой, основанной на двухстадийном дозировании (вначале сырьевых материалов, затем сырьевых компонентов — «высокого» и «низкого» шламов) предусматривает только одну стадию дозирования сырьевых компонентов перед подачей их на помол. Приготовление сырьевого шлама в условиях «одношламовой» технологии осуществлено на Себряковском цементном заводе. Технологическая схема поточного приготовления сырьевого шлама на этом заводе представлена на рис. 1-6.

К основным операциям при  поточном корректировании сырьевой смеси относятся: контроль химического состава и производительности потоков материалов, расчеты по результатам этого контроля, определяющие необходимость и величины регулирующих (управляющих) воздействий, и осуществление последних. В зависимости от способов осуществления отдельных операций различают 5 разновидностей управления химическим составом сырьевой смеси при поточном корректировании: стабилизацию, синхронное управление, управление по тенденции, интегральный и тенденционно-интегральный способы управления.