Жылына 500000 тонна цемент алу ұнтақтау бөлімі

 

Портландцементтің шикізат қоспасын есептеу әдісі.

 

   Портландцемент және  оның түрлері құрылыста негізгі  байланыстырғыш материалдар ретінде  қызмет атқарады.

   Портландцементті  әртүрлі қасиеттерімен байланысты  алу үшін оның шикізат қоспасын  есептеу қажет. Портландцемент және  оның өзге түрлерін дайындау  кезінде шикізат қоспасы екі  немесе үштен жоғары бөліктерінен  құралады. Берілген талаптарына  сәйкес сапасын қанағаттандыруға  дұрыс есептелген шикізат қоспасы, цементтің алыну жолдарының бірден  – бір қажетті жағдайы болып  саналады. Шикізат қоспасын есептеудің  маңыздылығы – берілген цемент  құраманың мағлұматы бойынша  химиялық талдау негізіндегі  шикізат жадығаттарымен бөліктерінің  арасындағы арақатынасын есептеу.

   Портландцемент клинкерінің  құрамы ең алдымен клинкер  тотықтарының мөлшерімен, қанығу  коэффициентінің мәні мен модулімен  сипатталады. Портландцемент клинкеріндегі  негізгі тотықтарының мөлшері  келесі шектерінде тұрақсызданады:

   СаО=63-66%;       SiO2=21-24%;        Al2O3=4-8%;            Fe2O3=2-4%.

    Берілген мәндердің  қанығу коэффициенті бойынша  ҚК=(0,80-0,95), гидравликалық немесе  негізгі модулі m=(1,9-2,4), силикатты  модулі n=(1,7-3,5), глиноземді модулі  бойынша р=(1,0-3,0) портландцементтің  шикізат қоспасы есептелінеді.

   Қанығу коэффициенті  және модулі шамалары келесі  формулалармен анықталады:

 

;

 

   Шикізат шихтасының  есептеу теориясынан белгілі, берілгені  бойынша шикізат бөліктерінің  саны әрқашан шихтада бір –  сан артық болу қажет.

   Бұдан, егерде қанығу  коэффициентінің тек қана шамасы  берілетін болса, онда шикізат  қоспасы екі бөліктерден құралады, егер қанығу коэффициенттерінен  бөлек бір модульден шамасы  берілетін болса, онда шикізат  қоспасы үш бөліктерден тұру  қажет, ал төрт бөлікті шикізат  қоспасында қанығу коэффициенті, силикатты модулі, глиноземді модульдері беріледі.

   Есептеудің дұрыс  екенін мүмкіндігінше бақылау  және ыңғайлы болу үшін шикізат  жадығаттарының химимялық құрамын 100% теңестіреді. Ол үшін әрбір  тотықтың мөлшерін  к коэффициентіне  көбейтіп барлық тотықтардың  қосындысын 100-ге бөлудің жолымен  анықтайды. Шикізат қоспасын есептеу  тәсілінде келесі қысқартылған  шартты белгілер қабылданған (1-кесте).

                                                                                                                    1-кесте

№ Р/с	Бөліктердің аталуы	Тотықтар
		CaO	SiO2	Al2O3	Fe2O3
1	Бірінші бөлік, әкті	C1	S1	A1	F1
2	Екінші бөлік, глиноземді	C2	S2	A2	F2
3	Үшінші бөлік, жоғарғы глиноземді	C3	S3	A3	F3
4	Төртінші бөлік, жоғарытемірлі	C4	S4	A4	F4
5	Шикізат қоспасы	C0	S0	A0	F0
6	клинкер	C	S	A	F

 

Екі бөлікті шикізат қоспасын есептеу тәсілі

   Қанығу коэффициенті  бойынша екі бөлікті шикізат  қоспасын есептеу тәсілін қарастырайық. Екі жадығаттардың химиялық құрамы  мен қанығу коэффициентінің шамасы  берілгені біздерге белгілі. Шикізат  қоспасындағы бір өлшеніп алынған  бөлік екінші бөлікке сай Х  бірінші бөлшектен бөліктерін  қабылдай отырып, келесі теңдіктерді  былай жазуға болады:     ;         ;          ;            .

    Қанығу коэффициентінің  формуласына  , ,, - белгіленген мәндерін орнына қойып.

 

Алынған теңдеуді Х арқылы шешіп, бірінші және екінші бөліктерінің арақатынасын анықтап, есептеу формуласын аламыз:

 

Екі бөлікті шикізат қоспасын есептеудің мысалы

                                                                                                             1-кесте

Бөліктер	SiO2	Al2O3	Fe2O3	CaO	MgO	SO3	ППП	Қосындысы
1-бөлік	7,84	1,66	1,05	49,09	0,92	-	40,03	100,59
2-бөлік	64,37	16,46	8,15	1,89	0,89	0,79	7,17	99,72

 

100%-ға теңестіріп, қосындыны қайтадан есептейік.

 

 

                                                                                                                    2-кесте

Бөліктер	SiO2	Al2O3	Fe2O3	CaO	MgO	SO3	ППП	Қосындысы
1-бөлік әк тас	7,8	1,65	1,04	48,8	0,91	-	39,8	100,0
2-бөлік саз (глина)	64,55	16,51	8,17	1,9	0,89	0,79	7,19	100,0

 

0,88-тең, қанығу коэффиуиенті  шамасы ретінде берілген, екі  бөлікті шикізат бөліктерінің  арасындағы байланысты анықтаймыз:

 

Сонымен қатар, бір өлшенуге алынған саздың бөлігіне 7,066 рет өлшеніп алынған әк тасы сәйкес келеді.

   Пайыздық қатынаста  шикізат қоспасы мына түрде  болады:

әк тас= =87,60%;

саз= =12,40%;

   Шикізат қоспасы  мен клинкерінің химиялық құрамын  есептейміз.

   Балқыған заттың  шикізат қоспасының құрамы бойынша  қайтадан есептеп клинкер құрамын  анықтаймыз. Әр тотықтың шамасын  барлық тотықтардың қосындысына  бөліп және 100-ге көбейтудің орнына, әр тотықтың мөлшерін к коэффициентіне  көбейту арқылы клинкер құрамын  есептеу ыңғайлы болады.

   Силикаттты және  глиноземді модульдердің қанығу  коэффициентінің шамасын анықтаймыз.

   Алынған шаманың  қанығу коэффициентін берілгенімен  сәйкестігі дқрфс есептегенін  дәлелдейді. Силикатты және глиноземді  модульдердің шамасы мүмкіншілік  шегінде.

           3-кесте

Бөліктер	SiO2	Al2O3	Fe2O3	CaO	MgO	SO3	ППП	қосындысы
Әк тас 87,6 рет өлшен	6,83	1,45	0,91	42,75	0,68	-	34,86	87,6
Саз 12,40 өлшен	8,0	2,05	1,01	0,24	0,11	0,10	0,89	12,40
Шикізат қоспасының құрамы %	14,83	3,5	1,92	42,99	0,91	0,10	35,75	100,0
құрамы	23,08	5,45	2,99	66,91	1,42	0,15	-	100,0

 

 

 

 

    Үшбөлікті  шикізат қоспасының есептеу тәсілі (әдісі).

   Есептеуді портландцемент  құрамын екі сипатталумен беру;қанығу  коэфициентімен және силикатты  немесе глиноземді модульмен.

   Шикізат қоспасындағы  үшінші бөлікке бір өлшемді  бөлім, бірінші бөлікке Х өлшемді  бөлім  және екінші бөлікке  Ү өлшемді бөлім сай келеді  деп қабылдай отырып,келесі теңдіктерді  былай жазуға болады:

    C0=                   A0=

 

S0=                   F0=

 

Қанығу коэфициентімен силикатты модулінің формуласына белгіленген мәндерін орнына қойып,

КК=

  n =.

Екі белгісізі бар 2 сызықты теңдікті жүйе аламыз:

X(C1-2,8*S1KK-1,65A1-0,35F1)+(C2-2,8*S2KK-1,65A2-0,35F2)=2,8S3KK+1,65A3-C3;

X(S1-nA1-nF1)+Y(S2-nA2-nF2)=nA 3+nF3-S 3

Есептеуге ыңғайлы болу үшін келесі қысқартылған белгілерді қолданайық.

a1= C1-2,8S1KK-1,65A1-0,35F1;              a2= S1-nA1-nF1

b1= C2-2,8S2KK-1,65A2-0,35F2;              b2= S2-nA2-nF2

c1=2,8S3KK+1,65A3+0,35F3-C3;              c2= nA 3+nF3-S 3

Осы қысқартылған белгілерді сызықты теңдеуге қойып, мынаны аламыз:

     Екі белгісізі  бар екі теңдеудің жүйесін  шығара отырып, келесі Х және  Ү мәндерін аламыз.

Үш бөлікті шикізат қоспасының есептеу мысалы

1-кесте

Бөліктер	SiO2	Al2O3	Fe2O3	CaO	MgO	SO3	ППП
Әктас	0,68	1,15	54,15	0,52	0,49	0,12	42,8
Саз	73,79	14,98	2,71	3,65	1,75	0,29	2,83
Шығыршықты күлдер	13,94	1,44	2,10	78,4	0,22	3,10	0,80

 

  Қанығу коэфициенті    ҚК=0,9 және силикатты модуль n=2,3   беріледі.

     Шикізат бөліктерінің  арасындағы арақатынасты анықтаймыз:

a1=54,15-2,8*0,69*0,90-1,65*1,15-0,35*0,52=50,33;

b1=2,71-2,8*73,79*0,90-1,65*14,98-0,35*3,65=-209,24;

c1=2,8*13,04*0,90+1,65*1,44+0,35*78,40*2,10=62,85;

a2= 0,69-2,8*1,15-2,8*0,5=-3,16;

b2= 73,79-8,3*14,98-2,8*3,65=30,94;

c2= 2,8*1,44+2,8*78,40-13,94=169,69;

               X= =41,88;

 

               Y= =9,75.

 Осылай болғанда,бір  өлшемді бөлімнің шмкізат қоспасына 41,80  өлшемді бөлім әктасының  күлдері және  9,75  өлшемді бөлім  сазы келеді.

   Пайыздық қатынаста  шикізат қоспасы:

әктасы= =79,54%;

 саз==18,55%;

күлдер==1,91%.

   Шикізат қоспасымен  клинкердің химиялық құрамын  есептейміз.

2-кесте

Бөліктер	SiO2	Al2O3	Fe2O3	CaO	MgO	SO3	ППП	Қосындысы
Әктас	0,55	0,91	0,41	43,07	0,39	0,1	34,11	79,54
Саз	13,69	2,78	0,68	0,5	0,32	0,05	0,53	18,55
Күл	0,29	0,03	1,5	0,04	0,01	0,06	0,01	0,91
Шикізат қоспасының құрамы	14,50	3,72	2,59	43,61	0,72	0,21	34,65	100,0
Клинкердің құрамы	22,21	5,59	3,96	66,74	1,09	0,31	-	100,0

 

 

 

Тексеру:

              KK==0,90;

             n =-=2,30;        p=-=1,44.

 

   Берілген қанығу  коэфициенті мен силикатты модульдің  есептеулерінің сәйкестігі бірден  бір дұрыс екендігінің куәсі  болады.

 

Технологиялық схема

 

Берілген химиялық құрамы мен белгілі физикалық қасиетіне(ылғалдылық, ұнтақталыну дәрежесі, аққыштық) сай, шикізат қоспасын даярлау процессі цементтік өндірістің маңызды бөлімі. Шикізаттың биік сапасы мен белгіленген параметрлерден ең төменгі ауытқулары, келешектегі технологиялық үдерiстердiң дұрыс өтуіне алып келеді.

   Шикізат қоспасын  даярлау процессі: ұнтақтау(қатты  және жіңішке), мөлшерлеу, шикізат  компоненттерінің араластырылуы  мен шикізат қоспасының химиялық  құрамын түзету, түзелген қоспаны  гомогендеу мен күйдіруге жіберуден  тұрады.

 

 

 

   Гипс

 

Клинкер мен гипстің диірменде ұнтақталуы(10)

 

Цементтi жинау(11)

 

Буып-түйю(12)         Цементті вагондар, автокөліктер және т.б. жіберу(13)

Цементті қаптармен жіберу

 

 

              Цементті құрғақ тәсілмен өндірудің технологиялық схемасы

 

 Шикізат қоспасын күйдіру  ең маңызды технологиялық процесс. Күйдіру температурасы 1450  оС. Күйдіруге құрғақ тәсілді өндірістің айналмалы пешін қолданамыз. Бұл жағдайда пешке құрғақ шикізат ұны беріледі. Циклондық жылуалмастырғыштарда шикізат қоспасы жылытылады және жартылай декарбонизациялады, ал қысқа айналмалы пеште әк тасының бөлшектенуі аяқталып, пісу процессі жүреді. Сулы(12 – 14 %)  шикізат компоненттерінен мықты түйіршектер алуға болатын болса, құрғақ шикізат ұнын алдын-ала суландырады және түйіршіктейді, содан соң конвейерлі кальцинатордан(тордан) және қысқа айналмалы пештен тұратын клинкер күйдіргіш агрегатқа жібереді.

   Пештерде ұяшықты  және т.б. жылуалмастырғыштардың  қолданылуы газдан шикізат ұнына  жылу беруін жақсартады, жылу  шығынын 15 – 20 %-ға азайтып, пештің  өнімділігін 10 %-ға арртырады. Циклонды  жылуалмастырғышты айналмалы пештер  қарапаым конструкциясы мен па»далану  жеңілдігімен сипатталады. Олар  жұмыста сенімді(қолдану коэффициенті 0,92—0,96) және клинкерді күйдіруге  кеткен жылу шығынын азайтады. Сонымен бірге онда түйіршіктелмеген  құрғақ(дымқылдығы 0,5—1 %) шикізат ұнын  қолдануы, шихтаның әзірлеу процессін  айтарлықтай ықшамдап, күйдіруге  кеткен жылу шығынын төмендетеді. Циклондық жылуалмастырғыштарда(сурет 4.2) циклонның(қалыңдығы 12—16 мм жапырақ болаттан балқытып біріктірілген және ішкі бетінен отқа төзімді материалмен футерленген) төрт қадамы болады. Бір қалыпты 3 қадам төменнен диаметрлері 4,5—4,8 м-ден; 4-ші қадам диамері 2,5—2,8 м болатын 2 циклоннан тұрады. Бұл циклондардың биіктігі, шаң тұтқыш циклондардың биіктігінен кіші. Циклондар бір-бірімен футерленен газ өтетін құбырлармен байланысқан. Төменгі циклон пештің соңындағы суық жүктеме камераға қосылған. Циклондардың түсіру конустарына күйдірілген материалды, төмен орналасқан циклонның кірме газ өтетін құбырына түсіру үшін құбырлар жалғанған. Газ өтетін құбырлар қалыңдығы 5 – 6 мм болатын жапырақты болаттан жасалынған.