Сырьевой цех цементного завода

%i – содержание, масс.%, каждого компонента сырьевое смеси [таблица 2],

- истинная плотность i-го компонента.

т/м³

Содержание твёрдого вещества в 1 т шлама при его влажности 38% составит 100%-38%=62%, а плотность сырьевого шлама () будет равна [1,стр. 293]

 

где

ж ,т – масса жидкого и твёрдого вещества в 1 т шлама соответственно,

 – плотность  жидкой и твёрдой фазы соответственно (составляющая жидкой фазы является  вода, ).

Масса твёрдого вещества в 1 м³ шлама составит , а расход шлама на получение клинкера

l_ш=1,535:0,9734=1,613 м³/т кл.

Расход шлама.

 

 

Расход воды.

Масса воды в 1 м³ шлама составит , а расход воды на получение клинкера

l_в=1,613^.0,5966= 0,96 м3/т кл.

 

 

 

 

Расход ЛСТ.

Лигросульфанат технический  составляет 0,1% от массы сухой сырьевой смеси.

 

Удельный расход ЛСТ на 1 т клинкера составляет

 

С учётом влажности (W=50%)

 

Расход:

 

 

 

 

 

 

 Расход  воды с учётом влажности материала:

 

 

 

 

 

 

 

Все полученные данные заносим в таблицу 1.

2.3. Подбор и расчёт  количества оборудования и ёмкостей для предварительного измельчения.

2.3.1. Расчёт мельницы «Гидрофол»

 

Выбор и расчёт  оборудования для предварительного измельчения подбирают по типу сырья, способу производства и по размеру загружаемых кусков.  Для мокрого помола служат мельницы самоизмельчения «Гидрофол». Согласно техническим характеристикам (приведённых в табл. 7.21, 6) мельница принимает куски размером до 1000 мм, а по таблице 7.20(6, стр. 196) видно, что мельница измельчает «мягкие» материалы (мел, глину и т.д.). Согласно заданию в переработку поступает мел и глина с диаметром кусков 300 мм.

При измельчении мела и  глины одной массой подходит мельница МБ-70-23 с производительностью 490 т/ч.

Расчёт ведётся по расходу сухой сырьевой смеси.

Расчёт количества мельниц

n=     (7)

где

- расход сухой сырьевой смеси в час: [таблица 1]

 – производительность мельницы (6,таб. 7.20)

n=307/490=0,63=1 мельница.

Расчёт коэффициента использования  данной мельницы.

Согласно данным таблицы 8.5 мельница самоизмельчения «Гидрофол» имеет коэффициент использования  Ки=0,80. [6]

Коэффициент использования  мельницы рассчитывается по формуле (1,стр. 264):

         (8)

где

 – количество перерабатываемого материала по статье материального баланса, тонн в год;

- производительность  мельницы, т/ч,

n- количество мельниц;

8760 – номинальный годовой фонд рабочего времени.

Для мельницы МБ-70-23  будет равно сумме расхода мела и глины в год, т.к. оба компонента поступают в мельницу одной массой:

= 2701584+481449,6=3183033,6 т

Ки=

Рассчитанный коэффициент  меньше, чем табличное значение коэффициента (0,74<0,80), следовательно мельница МБ-70-23 с производительностью 490т/ч подходит для данного вида производства.

2.3.2. Расчёт склада.

 

Перед мельницей «Гидрофол» располагаются расходные склады мела, глины и огарков. Затем идут бункера и конвейеры, по которым сырьё поступает в мельницу для предварительного измельчения.

1. Расчёт базисного склада.

 

Ширина основания штабеля  треугольного сечения:

,   (9)

где α – угол естественного  откоса материала в покое,

Н – высота отвала, м. На цементных  заводах производительность около 2 млн. т/год  при хребтовых складах  обычно предусматривают отсыпку  штабеля высотой до 17 м. [1, стр.272]

Длина штабеля:

,   (10)

Погонная емкость склада (м³/м):

,   (11)

Потребная для данного  материала емкость склада ориентировочно рассчитывается по формуле:

,   (12)

где К_и – коэффициент использования агрегатов, для питания которых используется данный материал. А_К – производительность завода по клинкеру, т/год.

ρ_н - объемная масса материала, т/м³,

Р_у – удельный расход  сырьевого материала на 1 т клинкера,

С_н – нормативный запас материала в сутках. По нормам проектирования:  С_н =  3 – 4 сут для мела, Сн=2 – 3 для глины, С_н = 30 сут для огарков [1,таб. 8.6].

2. Расчёт базисного склада для мела.

 

Угол естественного откоса в покое кускового мела с влажностью 20-25% составляет 40⁰.[1,таб. 8.8]

Насыпная плотность мела ρ_нас=1,4т/м³. [1,таб. 8.8]

Высота штабеля Н=12м.

 

 Нормативный запас  материала Сн=3 суток.[1,таб. 8.6]

 Расход мела в год  Q_год=2701584т.[таблица 1]

Коэффициент использования Ки=0,74 (из расчёта мельницы).

Расчет ведём по формулам (9), (10), (11), (12).

Геометрический размер склада: 29х125х12м

3. Расчет базисного склада глины.

Угол естественного откоса в покое глины составляет 45⁰. [1,таб. 8.8]

Насыпная плотность глины ρ_нас=1,6т/м³. [1,таб. 8.8]

Высота штабеля Н=9м.

 Нормативный запас  материала Сн=3 суток. [1,таб. 8.6]

 Расход глины в год Q_год=481449,6т. [таблица 1]

Коэффициент использования  Ки=0,74 (из расчёта мельницы).

Расчет ведём по формулам (9), (10), (11), (12).

Геометрический размер склада: 18х41х9м

3. Расчёт бункера.

 

Для каждого материала  запроектирован свой бункер. Требуемый  геометрический объём бункера определяется по формуле:

     (13)

где

 – объём  бункера для расходуемого материала,  м³;

- производительность  мельницы, т/ч (из расчёта);

- процентное содержание  компонента [таблица 2];

- норма запаса  в часах;

- насыпная плотность,  т/м³; [1,таб. 8.8]

- коэффициент  заполнения. Принимается равным 0,850,90 [1,стр. 274]

- влажность материала,% . [таблица 2]

Т.к. мел и глина будут дозироваться одновременно в мельницу, следовательно, необходимо произвести перерасчёт по их процентному содержанию.

Суммарное процентное содержание мела и глины равно 98,68 (в долях). Данное значение принимаем за 100%. Тогда процент содержания мела равен у₁=8370:98,67=84,82%. А процент содержания глины у₂=1498:98,68=15,18%

Делаем проверку: 84,82+15,18=100%. Пересчёт произведён верно.

Q_м=490т/ч [1,таб. 7.20]

n_з=4 часа;

К_з=0,9

ρ_нас=1,4 т/м³ (для мела)

ρ_нас=1,6 т/м³ (для глины)

W=25% (для мела)

W=25% (для глины)

Объём бункера для мела:

V_{б., м.} =

V_{б., гл.} =

4. Расчёт дозатора.

 

Весовое дозирование осуществляется с помощью ленточных автоматических дозаторов с постоянной и переменной скоростями движения ленты. Такие дозаторы позволяют осуществлять подачу материала с высокой точностью (0,250,5%).

Весовые дозаторы вычисляются  по формуле:

     (14)

Д_м=(0,8482^.490)/0,75=554,14 т/ч

Д_гл=(0,1518^.490)/0,75=99,176 т/ч

Для рассчитанной производительности используются ленточные весовые дозаторы зарубежной фирмы «Шенк» (Германия). Дозаторы «Шенк» используются для дозирования как кусковых, так и мелкодисперсных сыпучих материалов. Ширина ленты дозаторов от 650 до 1800 мм. Производительность: от 1 до 1000 т/час. [1, стр.292]

5. Расчёт конвейера.

 

Предельная скорость движения ленты зависит как от вида транспортируемого материала, так и от ширины ленты и выбирается в соответствии с данными таблицы 8.15[1].

При горизонтальном транспортировании  ширина  желобчатой ленты определяется из уравнения:

Q= 310^.В^2.v^.ρ_нас   (15)

Где

Q – производительность мельницы, т/ч (из расчёта);

 

В – ширина ленты, мм [таб. 8.15,1];

V – скорость ленты, м/с. [таб. 8.15,1];

ρ_нас  - насыпная плотность материала, т/м³; [1,таб. 8.8].

Q= 490т/ч.

Мел и глина имеют размер куска 300 мм, следовательно, берём тип  материала абразивный крупнокусковой с d>150мм. [таб. 8.15,1]

 

Скорость ленты при  данном типе материала  в зависимости  от ширины ленты  может быть равна 1,0 – 1,16; 1,0-1,6 и 1,6-2,0 м/с. Т.к. мел и глина крупнокусковые и в мельницу поступают одновременно, то возьмём скорость v=1.6м/с.

==0,969

Для транспортирования данного  материала используют конвейер с  шириной ленты 1000 мм и скоростью 1,6м/с.

6. Расчёт промежуточного шламбассейна.

 

Промежуточный шламбассейн используется для материала, прошедшего стадию предварительного дробления.

Количество бассейнов  вычисляется по формуле:

n=     (16)

где

 – производительность завода по клинкеру, т [таблица 1];

Р_ш – удельный расход сырьевого шлама, м³/т клинкера;

- нормативный запас материала, в сутках. Сн для шлама равен 1 сутки [1,таб. 8.6].

 – коэффициент использования  (из расчёта)

Объём шламбассейна рассчитывается по формуле:

     (17)

Где

d и h_зап – диаметр и высота заполнения бассейна соответственно, м. Для горизонтальных бассейнов диаметр составляет 25-60м, а высота 6-8м.  Высота заполнения берётся на 0,5 м ниже обреза.[1,стр. 278]

Плотность твёрдой части  шлама:

 

Плотность шлама:

 

В 1 кубическом метре шлама  содержится 0,924 т твёрдого вещества. Суммарный удельный расход мела и глины равен 1,514 т/т кл.  Тогда удельный расход промежуточного шлама будет равен 1,514:0,942=1,639 т/т кл.

V_ш=

n=

Для промежуточного шлама  используется 2 шламбассейна с диаметром 40м и высотой 8м.

7. Расчёт насоса для промежуточного шламбассейна.

Материал, прошедший стадию предварительного дробления в мельнице «Гидрофол» имеет влажность W=40% и представляет собой разжиженную массу. Поэтому для транспортировки шлама используются центробежные насосы.

Q_мел=490т/ч;

W_шл=40%.

Производительность мельницы по сухой смеси составляет 60%. Тогда  производительность при 100% будет равна (100^.490)/60=816,67т/ч.

Объём перекачиваемого материала  равен

 

По характеристикам насосного  оборудования [1, таб. 8,27] для данного  объёма материала подходит насос 8ШНВ с подачей 540.

4. Подбор и расчёт количества оборудования и ёмкостей для тонкого измельчения.

 

В тех случаях, когда сырьевую шихту требуется приготовить  из нескольких компонентов, особенно, когда в неё необходимо вводить добавки в незначительных количествах, требующих особенно точного дозирования, то из соответствующих компонентов приготавливаются заранее усреднённые смеси заданного состава; при установленной дозировке эти смеси подаются совместно с основными сырьевыми компонентами.

Отделение тонкого измельчения примыкает к оборудованному грейферным краном складу сырья и добавок, на котором производится хранение и штабелирование огарков. Грейферным краном огарки со склада подаются в бункер с круто наклонными стенками (под углом 65-70⁰). Затем происходит дозирование огарков. После чего они по конвейеру подаются в мельницу.