Технологические линии производства цветного портландцемента

23) Потери сухой извести, с учётом потерь при дроблении, транспортировке и складировании и сушке

24) Количество сухой извести, с учётом естественной влажности

25) Количество сухой золы-ТЭС, с учётом потерь при дроблении, транспортировке и складировании и сушке

26) Потери сухой золы-ТЭС, с учётом потерь при дроблении, транспортировке и складировании и сушке

27) Количество сухого алюмосиликатного компонента, с учётом естественной влажности

28) Количество сухих отходов обогащения железных руд, с учётом потерь при дроблении, транспортировке и складировании и сушке

29) Потери сухих отходов обогащения железных руд, с учётом потерь при дроблении, транспортировке и складировании и сушке

30) Количество сухих отходов обогащения железных руд, с учётом естественной влажности

31) Естественная влажность сырьевой смеси

32) Расход сырьевой смеси, с учётом естественной влажность

33) Количество естественной влаги, испаряемой при обжиге сырьевой смеси

 
Таблица 8 – Материальный баланс производства портландцемента

Статьи прихода		Статьи расхода
Наименование материалов	Количество материалов для выпуска 1т цемента, кг	Наименование материалов	Количество материалов, образую-щихся при выпуске 1т цемента, кг
Карбонатный компонент   Алюмосиликатный компонент   Железистый компонент     ПАВ   Гипс	И3 -     A3 -     Ж3 -       Д3 -       Г1 -	Цемент потребителю Потери цемента при: -отгрузке и хранении; -помоле. Потери клинкера при охлаждении и транспортировке Потери пигмента Потери гипса Потери известняка при: -помоле, складировании и транспортировке  сырьевой смеси; -дроблении, транспортировке, складировании. Потери алюмосиликатного компонента при: -Помоле, складировании и транспортировке  сырьевой смеси; -дроблении, транспортировке, складировании  и др. Потери железистого компонента при: -Помоле, складировании и транспортировке  сырьевой смеси; -дроблении, транспортировке, складировании  и др. Потери при прокаливании сырьевой смеси Потери при безвозвратном уносе сырьевой смеси Количество естественной влаги, испаряемой при обжиге смеси	Ц – 1000   P1 – 15 P2 – 20,3 P3 – 11,448     P4 – 10,025 P5 – 0,788   P7И – 10,604       P8 – 32,133           P7А –3,049       P9 – 9,240   P7Ж – 0,73     P10 – 1,476     PППП-434,274   P6 – 14,243   PВ – 87,954
Итого: 1683,688		Итого: 1683,688

 

 

Для расчёта потребностей предприятия используются следующие формулы:

(6)

(7)

(8)

(9)

 

 

 

 

 

 

где МУД – удельный расход материалов, кг/т

       ПГ – годовая производительность предприятия, т/год

       СР – количество рабочих суток в году

       m – количество смен в сутки

       ВР – годовой фонд рабочего времени, ч

Результаты расчётов приведены в таблице 9.

 

Таблица 9 – Потребность в материалах для получения портландцемента

Наименование материалов	Удельный расход, кг/т цемента	Расход материалов, кг(т)
		в год	в сутки	в смену	в час
Карбонатный компонент	И3 -1126,413	844809,7	23145,5	7715	120,6
Алюмосиликатный компонент	A3 -376,908	282681	7744,4	2581,	40,3
Железистый компонент	Ж3 -79,048	59286	1624,2	541,1	8,46
Сырьевая смесь(сухая)	C1 – 1438,561	107892,7	2955,9	985,3	15,41
Клинкер	К1 – 774,671	581003,2	1591,7	530,5	8,3
Гипс	Г1 -53,381	40035,7	1096,8	365,6	5,71
ПАВ	Д-222,775	167081,2	4577,5	1525,8	23,8

 

Из таблицы 9 можно увидеть расходы на технологический процесс производства цемента по сухому способу, производительностью 750тыс. т/год.

 

5 МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ СВОЙСТВ СЫРЬЯ, ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА И  КАЧЕСТВА ВЯЖУЩЕГО ВЕЩЕСТВА

 

Получать цемент высокого качества на современных заводах можно, только строго соблюдая все технологические требования и правила и осуществляя производственный цикл при установленных оптимальных режимах работы всех механизмов и установок. Большое значение при этом имеют контроль производства, в процессе которого определяют качество исходных материалов и соответствие их свойств требованиям норм и технических условий; выявляют свойства материалов и полуфабрикатов на всех стадиях производства и устанавливают их соответствие тем показателям, которые обеспечивают получение продукции требуемогб качества; наблюдают за работой приборов, механизмов и установок в заданных оптимальных режимах, обеспечивающих качественную переработку материалов при наилучших технико-экономических показателях; 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 [10]. Действенность производственного контроля зависит от правильного выбора мест отбора проб и определения технологических параметров (температура, влажность); соответствия свойств пробы свойствам материала, а также от периодичности отбора проб и их величины. В настоящее время созданы способы автоматического отбора проб материалов в процессе их переработки. Частота операций отбора проб и величина последних зависят от степени однородности материалов, размера потока, гранулометрии (при кусковых материалах) и других условий. Отбор и подготовка проб проводятся по стандартной методике. Исходные материалы контролируют по химическому составу, содержанию СаСОз (титр) в известняке и влажности сырья. В сырьевом отделении проверяют состав смесей, тонкость их измельчения и однородность титра. При производстве цементов становится обычным также контроль содержания в сырьевых смесях СаО, Si02, A1203, Fe203. Химический анализ клинкера и цемента производится по ГОСТ 5382—73. В таблице 10 представлены параметры и основные материалы (технологические стадии).

 

Таблица 10 – Технологический контроль производства вяжущего вещества

Объект контроля	Контролируемые параметры	Периодичность контроля	Название методики контроля, основных приборов
Известняк	Влажность   Химический состав   Титр	1 раз в смену	анализатор влажности качественные реакции Титрование
Глинистый сланец   Бокситовый шлам	Влажность Химический состав	1 раз в смену	анализатор влажности качественные реакции
Мазут	Влажность Зольность Химический состав	1-2 раза в смену	анализатор влажности качественные реакции
Сырьевая смесь	Влажность Тонкость помола Химический состав	1 раз в месяц 1 раз в смену 1 раз в час	анализатор влажности ситовый анализ
Клинкер	Концентрация свободного CaO (не более 1%) Химический состав Фазовый состав Масса 1л(1550-1650г)	1 раз в 2часа     1 раз в сутки 1 раз в сутки 1 раз в час	Титрование     качественные реакции Взвешивание
Цемент	Тонкость помола   Нормальная густота   Сроки схватывания Химический состав Марка	1 раз в 2часа   каждая партия   каждая партия каждая партия каждая партия	Ситовый анализ (сито №008) Прибор Вика с пестиком Прибор Вика с иглой Титрование ГОСТ 310.4-81

 

 

Для оценки качества портландцемента определяют следующие характеристики: тонкость помола, нормальную густоту, сроки схватывания, равномерность изменения объема и марку.

1. Тонкость помола цемента

Для оценки тонкости помола портландцемента используют следующие показатели:

- остаток на сите № 008 (размер  отверстий 80 мкм) – для большинства  цементов – не более 15%; обычные цементы измельчают до 5-8% остатка;

- удельная поверхность частиц (суммарная  поверхность всех частиц содержащихся  в единице массы цемента) –  для обычных цементов 280-320 м²/кг;

- зерновой состав – содержание  отдельных фракций частиц, %.

В соответствии с действующим стандартом тонкость помола портландцемента оценивают ситовым анализом. Отвешивают 50 г цемента и высыпают его на сито № 008. Закрыв сито крышкой, устанавливают в прибор для механического просеивания. Через 5-7 минут просеивания прибор останавливают, осторожно снимают донышко и высыпают на него прошедший через сито цемент, прочищая сетку с нижней стороны мягкой кистью; затем вставляют донышко и продолжают просеивание. Допускается и ручное просеивание, что и использовалось в данной лабораторной работе. При контрольном просеивании сквозь сито не должно проходить более 0,05 г цемента. Контрольное просеивание выполняют вручную при снятом донышке над бумагой в течении 1 минуты.

Тонкость помола цемента определяют как остаток на сите с сеткой № 008 в процентах от первоначальной массы пробы с точностью до 0,1 % [1].

2. Нормальная густота цементного теста

Нормальная густота цементного теста – стандартная консистенция, при которой пестик прибора Вика, погруженный в кольцо, заполненное тестом, не доходит на 5-7 мм до пластинки, установленной под кольцом. Нормальную густоту цементного теста характеризуют количеством воды затворения, выраженном в процентах от массы цемента.

Отвешивают 400 г цемента с точностью до 1 г, высыпают в чашу, предварительно протертую влажной тканью. Делают в цементе углубление, в которое вливают в один прием воду с точностью до 0,5 мл, необходимую (ориентировочно) для получения цементного теста нормальной густоты. Для затворения используют количество воды из известного интервала изменения НГ.(Таблица № 2) Углубление засыпают цементом и через 30 с после приливания воды сначала осторожно, а затем энергично перемешивают лопаткой в течении 5 минут. Полученным тестом наполняют кольцо в один прием, встряхивают его 5-6 раз, постукивая пластинку о твердое основание. Поверхность теста выравнивают с краями кольца, срезая избыток теста увлажненным ножом [1].

 

Немедленно приводят пестик в соприкосновение с поверхностью теста в центре кольца и закрепляют стержень. Затем быстро освобождают его и предоставляют пестику свободно погружаться в тесто. Через 30 с с момента освобождения стержня отсчитываю погружение пестика по шкале. При несоответствии консистенции теста требования изменяют количество воды и вновь затворяют цемент [1].

 

3. . Сроки схватывания цементного теста.

Скорость схватывания – важнейшее свойство портландцемента, определяющее жизнеспособность бетонной смеси. Сроки схватывания цементного теста определяют на приборе Вика с иглой. Для испытания необходимо подготовить цементное тесто нормальной густоты. Фиксирую время затворения цемента водой. Иглу доводят до соприкосновения с поверхностью цементного теста нормальной густоты, приготовленного и уложенного в кольцо. Иглу погружают в тесто через каждые 10 минут, передвигая кольцо после каждого погружения для того, чтобы игла не попала в прежнее место [1].

 

4. Прочностные свойства портландцемента, определение марки.

Марку цемента определяют по значениям пределов прочности при изгибе и сжатии стандартных образцов размером 40*40*160 мм, изготовленных из цементно-песчанного раствора состава 1/3 нормальной консистенции после необходимого срока твердения в стандартных условиях. Для приготовления образцов готовят цементно-песчанную смесь. Отвешивают 1500 г песка и 500 г цемента, высыпают их в предварительно протертую влажной тканью сферическую чашу, перемешивают в течении 1 минуты. В центре сухой смеси делают лунку, вливают в нее воду в количестве 200 мл (В/Ц=0,40), дают воде впитаться в течении 30 си перемешивают смесь 1 минуту.

Хранение образцов. Образцы в формах хранят 24 + 2 ч в ванне с гидравлическим затвором или в шкафу, обеспечивающем относительную влажность не менее 90%. Воду меняют через каждые 14 сут.

Испытание образцов. По истечении срока хранения образцы вынимают из воды и не позднее чем через 30 мин подвергают испытаниям  [1].

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

 

Разработана технологическая схема по производству  портландцемента. Основные строительно-технические характеристики: остаток на сите №008 – 8%; удельная поверхность – 300м2/кг; нормальная густота – 23,5%; сроки схватывания: начало – не ранее 1ч. 10мин., конец – не ранее 3ч. 20мин.; предел прочности в возрасте 28сут.: при изгибе – 5,7МПа, при сжатии – 41,4МПа.

Основное назначение портландцемента заключается в том, чтобы придать цвет различным конструкциям, в которых применение других декоративных отделочных материалов невозможно или не желательно.  Так как данная разновидность портландцемента имеет достаточно прочные марочные характеристики, то она может заменить портландцемент в некоторых изделиях и конструкциях.