Вяжущие вещества. Завод по производству портландцемента ПЦ – 2 / БШ

  В цементном производстве  применяют болтушки диаметром 12м, производительностью  до 30-50-м /ч. На новых цементных предприятиях предпочтение отдается переработке мягких  пород в шлам непосредственно на карьерах с применением глиноболтушек или значительно более эффективных роторных мельниц. И особенно мельниц, работающих по принципу самоизмельчения  материала с каскадным пересыпанием его кусков в водной среде во вращающемся барабане. Эта мельница более эффективна по сравнению с роторными мельницами и глиноболтушками и успешно заменяет валковые дробилки и болтушки. Известняк после этой мельницы домалывают в шаровой мельнице. 

    Полученный  на карьерах глиняный шлам  гидротранспортом перекачивают  на завод.

    Особенно эффективно использование для добычи  мягких пород (глин, меловых и мергелистых пород) роторных экскаваторов в сочетании с роторными мельницами или мельницами « Гидрофол ».

   Обычно на территории  завода создаются запасы известняков  и глинистого сырья, что требует сооружения соответствующих хранилищ. 

    Приготовление  сырьевой смеси включает: дробление известняка, глины и добавок, дозирование, совместный тонкий помол и смешение компонентов, корректирование состава полученной смеси (шлама) и её хранение.

   При изготовлении 1т портландцемента приходится измельчать  до 2,5-3т сырья, угля и клинкера. На это расходуется 60-80% общего количества энергии, затрачиваемой на производство цемента.

    По конечному  размеру частиц продукта, получаемого  при измельчении, условно можно различать:

   -  грубое дробление, когда получают главным образом куски размером в поперечнике более 100мм,

  -   среднее дробление- продукт состоит преимущественно из кусков размером  от 100 до 10мм;

   -  тонкое дробление, при котором материал характеризуется зёрнами главным образом  от 10 до 0.5мм;

  -   тонкое измельчение (помол), когда получают продукт с зёрнами меньше 0,5мм.

    Дробление  осуществляется в дробилках, помол - в мельницах. 

  В производстве  портландцемента по мокрому способу сырьё размалывают в

мельницах со значительным количеством воды - мокрый помол (обычно при 

содержании  воды  до 36-42% массы  сухого вещества).

  Измельчение подаваемого в  мельницу материала в один  рабочий цикл до требуемой  дисперсности  называется  одноступенчатым. При измельчении  «на проход» получают материал в готовом виде  (измельчение  «по открытому  циклу». Применяют также  измельчение  «по замкнутому циклу», когда материал, выходящий из мельницы, подвергается разделению ( классификации )   на готовый продукт и  «возврат», идущий в ту  же мельницу на дальнейшее измельчение до требуемой дисперсности.   

   Материалы, подвергаемые  измельчению, часто различают  по влажности, прочности, твёрдости,  вязкости и т.п. Эти свойства  предопределяют выбор механизмов  для их грубого и тонкого  измельчения.

    Сырьё  измельчают до степени, характеризуемой обычно остатком на сите  №008 не более 5-10%. Для этого материалы в виде крупных кусков и глыб вначале дробят в соответствующих дробилках, а затем подвергают тонкому помолу в мельницах (шаровых, молотковых и т.п.). Для дробильно-помольной установки той или иной производительности  существует оптимальная  степень дробления, при которой стоимость дробления  и помола минимальна.   

   Совместное измельчение   известняка и глины в присутствии  воды обеспечивает  тщательное перемешивание  исходных материалов. С этой же целью вместе с ними измельчают  и корректирующие добавки, если заведомо известно, что химический  состав двух  исходных  компонентов  не позволяет получить  клинкер заданного минералогического состава.

  Помол сырьевых  материалов в шаровых мельницах  можно осуществлять  по открытому и замкнутому циклам.

   Корректирование  состава шлама. При смешивании  известняка с глиной  не всегда  удаётся  сразу  получить  шлам  требуемого  химического состава вследствие разнородности сырья, несовершенства дозирующих устройств  и других факторов. В связи с этим  возникает необходимость  в систематическом  контроле  содержания  компонентов  в сырьевой  смеси и в случае состава шлама. Для этого  в него вводят  недостающий  компонент  в соответствующем  количестве.

   В зависимости  от состава  и однородности сырья, а также от состава и качества выпускаемого цемента сырьевую смесь корректируют по заданному  содержанию  в ней  углекислого кальция , а также по требуемому коэффициенту насыщения и одному из модулей.

   Корректируют  и усредняют шламы в вертикальных  или горизонтальных резервуарах  (шламбассейнах). Наиболее простой способ корректирования по содержанию углекислого кальция  в смеси карбонатного и глинистого компонентов.

   Необходимость   в корректировании шлама  может  возникать также  и при недостаточном  или избыточном  содержании  других компонентов  (SiO , Fe O ).

    Бесперебойную  работу обжигательной печи при  нарушении подачи  сырья

или при поломке  механизмов  можно обеспечить  лишь в том случае, если  есть запас шлама. Для этого предусматривается сооружение  бассейнов, вместимость которых должна  обеспечивать запас шлама на несколько дней работы завода.

   На некоторых  заводах контролируют  состав шлама с ежечасным определением  в нём  содержания  СаО, SiO , Al O , Fe O с помощью автоматического   рентгеноспектрометра. По результатам  анализа  вычислительная  машина  рассчитывает  новые соотношения между  сырьевыми  компонентами, а также показатели дозирующих устройств для правильного питания сырьевых  мельниц и получения  шлама заданного состава.

   Для контроля  уровня  шлама в бассейнах используют различные сигнализаторы уровня, а также  следящие уровнемеры – электроконтактные, мембранные, радиоактивные. Принцип действия последних основан на изменении интенсивности потока  -лучей в зависимости от плотности преграды.

   Обжиг сырьевой смеси. Для обжига сырьевой смеси при мокром способе  производства почти исключительно применяются  вращающиеся печи. Длина современных  вращающихся  печей достигает 150-185м  и более, а диаметр- 4-7м.

   Вращающаяся печь  работает по следующей схеме. Шлам из шламбассейна перекачивается насосом  в распределительный бак, установленный  над печью. Отсюда  он через  ковшовый питатель или автоматический  шламопитатель  поступает в печь.

   С противоположной  стороны  в печь  вентилятором  нагнетается уголь в виде пылевоздушной смеси, которая поступает из углепомольного  отделения, размещаемого обычно вблизи печного агрегата. Попадая в раскалённое пространство, уголь воспламеняется и начинает гореть. Образующиеся дымовые газы проходят через  всю печь, отдавая  своё тепло  обжигаемому  материалу. По выходе из печи  газы с температурой  150-200 С направляются  через соединительную камеру в электрофильтры, где очищаются от пыли. К этим печам обычно устанавливают горизонтальные  электрофильтры  со степенью  очистки 96 – 98%. Содержание пыли в очищенных газах по санитарным нормам не должно превышать  0,09г/м .  

    Очищенные  газы дымососом через трубу  выбрасываются  в атмосферу.  Уловленная пыль  в зависимости  от её свойств используется  по-разному. Если по химическому составу  она мало отличается  от шлама, то тем или иным способом её возвращают  в печь. При  повышенном   количестве  в пыли щелочных  соединений  её можно использовать  в качестве местного вяжущего. При значительном содержании калийных соединений  пыль применяют  иногда в качестве удобрения в сельском хозяйстве.

    Шлам, проходя  через печь и подвергаясь   воздействию газов всё более  высокой температуры, претерпевает  ряд физических и физико-химических  превращений. При температурах же 1300-1500 С материал спекается, причём  

Образуются  клинкерные зёрна  размером до 15-30мм и больше. Пройдя зону

Высших температур, клинкер  начинает  охлаждаться  потоками более

холодного воздуха, поступающего  из холодильника. Из печи  он выходит  с температурой  1000-1100С и направляется  в колосниковый холодильник. Здесь он охлаждается  до температуры 30-50С воздухом, протягиваемым через слой  материала  толщиной 20-25см. Нагретый воздух из первого отделения  холодильника  направляется в зону горения топлива, а частично  выбрасывается в атмосферу непосредственно или обеспыленный.

    Охлаждённый  клинкер при периодических возвратно-поступательных  движениях  подвижных колосников  перемещается  вдоль холодильника  и 

Попадает  на колосниковый  грохот и далее  в дробилку и бункер. Сюда же

Направляются  и мелкие  фракции клинкера, провалившиеся между колосниками, а также прошедшие  через ячейки грохота.

   Измельчённый  клинкер металлическими ячейковыми, вибрационными и конвейерами  других типов передаётся на склад. Хранят  клинкер в закрытых

или  открытых складах  с учётом  климатических условий в районе размещения завода. В последнее  время начинают  использовать  для хранения  силосные склады. Обычно  их вместимость  рассчитана на трёх- пятисуточную выработку предприятия. Во время его хранения  свободная окись кальция, иногда  содержащаяся в материале, гасится  влагой воздуха. Эти процессы обычно благоприятно  отражаются  на   размалываемости  клинкера. Клинкеры вращающихся  печей, будучи хорошо обожженными и охлажденными, может  и не нуждаться в магазинировании, клинкер же шахтных печей приходится подвергать вылёживанию.    

   Со складов  с помощью тех или иных транспортных  механизмов клинкер и добавки   подают в бункера цементных мельниц для помола.

 

 

3.2. Режим работы  цеха

   Режим работы цеха принимается для обеспечения беспрерывной работы  предприятия, а также  для расчётов потребности сырья, топливно-энергетических   и трудовых ресурсов. Режим работы цеха характеризуется числом рабочих дней в году (Дг)  и количеством смен в сутки  (Сс). Расчётный годовой фонд времени технологического оборудования  в часах  определяют по формуле : 

                                    Рг=Дг Г Кт, час,

Где   Рг - расчётный  годовой фонд времени и работы оборудования, час;

        Дг – количество рабочих дней  в году, сут.;  

        Г – количество рабочих часов в сутки, час;

        Кт – коэффициент использования технологического оборудования.

Таблица 1

№	Наименование цехов, отделений	Кол-во рабоч. дней в году, сут	Кол-во смен в сутки, шт.	Дли-тель-ность сме-ны, час.	Годо-вой фонд экспл. вре-мени час.	Коэф.исп. экспл. вре-мени	Годовй фонд работы обору-дова-ния, час.
1.	Заготовка сырьевых материалов	262	2	8	4192	0.9	3772,8
2.	Склад сырьевых материалов	262	2	8	4192	0.9	3772,8
3.	Обжиговое отделение	365	3	8	8760	0.92	8059,2
4.	Помольное отделение	262	2	8	4192	0.9	3772,8
5.	Склад готовой продукции	262	2	8	4192	0.9	3772,8

 

 

 

3.3   Расчёт производительности предприятия

      Расчёт  производительности  цеха по готовой  продукции и потребности   в сырье  выполняется  в час, в смену, в сутки, в год. При этом необходимо учитывать возможный брак и другие производственные потери, принимаемые обычно  равными 1 – 3%.

   Производительность  цеха  по готовой продукции определяется по формулам:

                     =    т/сут,

 

  , т/см.

Где n – количество смен.   

  =   т/час. ,  

Где Рг – расчётный  годовой фонд времени работы оборудования, час.

  Часовая  производительность  каждого  технологического передела 

определяется по формуле:

=   т/час. ,

Где N - производительность цеха в час по готовой продукции;

- удельный расход сырья на  определённой технологической   операции на единицу готовой  продукции.

П – потери сырья на данной операции.

 

 1. Готовая продукция

= 200000 т/год.

= = 763,36 т/сут.

 

= = 381,7  т/см.

 

= = 47,7  т/час.

2. Отгрузка вяжущего  потребителю