Цех по производству шлакопортландцемента

           Положительной особенностью ШПЦ, в отличие от пуццолановых, является сравнительная воздухоспособность, обеспечивающая нормальное твердение бетона наземных сооружений. ШПЦ не оказывает коррозирующего действия на заложенную в бетон стальную арматуру и достаточно прочно сцепляется с ней.

           Морозостойкость уменьшается с  увеличением содержания шлака.  Этой объясняется несколько меньшей плотностью и повышенной водопроницаемостью бетонов на ШПЦ. Бетоны на ШПЦ обычно выдерживают 50-100 циклов замораживания и оттаивания. Поэтому его не рекомендуют для изделий и конструкций, работающих в особо суровых условиях, например в плитах-оболочках гидротехнических сооружений, размещаемых в зоне меняющегося уровня воды и систематически замерзающих и оттаивающих в водо-насыщенном состоянии.

          Основные назначения ШПЦ: для бетонных и железобетонных сборных изделий, подвергаемых пропарке, монолитных «массивных» бетонных и железобетонных надземных, подземных и подводных конструкций при  действии пресных и минеральных вод. Он особенно эффективен в крупных гидротехнических сооружениях.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                

                                  

 

2. Технология производства

2.1Выбор способа и технологической схемы производства

          Технологический процесс получения шлакопортландцемента на заводах  полным производственным циклом (включая получения клинкера) состоит из следующих основных операций:

   1. Изготовление  портландцементного клинкера;

   2. Подготовка гранулированного  шлака;

   3. Получение шлакопортландцемента совместным помолом этих двух материа-        

       лов  и гипса. 

          Помол клинкера может проектироваться  как по открытому, так и по  замкнутому циклу в сравнении  с помолом по открытому циклу  эффективнее в тех случаях,  когда необходимо получить цемент с высокой удельной поверхностью или цементы различной тонкости помола, а также когда измельченные компоненты сильно отличаются по размолоспособности. Цементы с удельной поверхностью выше 3500 см/г получать помолом по открытому циклу неэффективно. Расстояние между соседними мельницами принимается 12, 18, 24 и 30 м в зависимости от размеров мельниц и общего компоновочного решения.

          Достоинством помола в замкнутом  цикле является возможность увеличивать  загрузку мельницы мелющими телами до 30%, что повышает ее производительность при одновременном увеличении удельной поверхности готового продукта. Кроме того, уменьшается износ мелющих тел и броне футеровки, повышается активность цемента и потребителю отгружают продукт с несколько пониженной температурой. А это означает, что могут ни понадобиться специальные холодильники для охлаждения готового цемента.

          Технология производства шлакопортландцемента  отличается тем, что гранулированный доменный шлак подвергается сушке при температурах, исключающих возможность его рекристаллизации, и в высушенном виде подается в цементные мельницы. При помоле ШПЦ-та производительность многокамерных трубных мельниц понижается, что объясняется, по-видимому низкой средней плотностью шлака, ограничивающей возможность    достаточного заполнения по массе объема мельниц.

           Для получения каждого компонента  с наиболее приемлемой для  него тонкостью помола следует  размалывать клинкер и шлак  раздельно. В зависимости от  сравнительной сопротивляемости клинкера и шлака измельчению принимают две схемы помола. По первой клинкер предварительно измельчают в первой мельнице, а затем уже во второй совместно со шлаком. Такая схема рекомендована Южшпроцементом для получения быстро-отвердевающего ШГЦ. Она рациональна при более низкой размалываемости шлака, чем клинкера. В этом случае достигается особо тонкий помол клинкера, что

 

 ускоряет твердение  ШПЦ. Вторая схема предусматривает обычный совместный помол шлака и клинкера при примерно одинаковой их размалываемости. В этом случае измельченные компоненты еще дополнительно истирают друг друга. Высокая тонкость помола - развитая удельная поверхность - особенно важна для клинкерной части цемента.

          Технология быстро-твердеющего ШПЦ  была разработана Южшпроцементом  для основных шлаков и НИИцементом - для кислых. По схеме Южшпроцемента помол ШПЦ осуществляется по двустадийной схеме; в начале на одной мельнице измельчается только клинкер, который затем направляется во вторую мельницу для совместного тонкого измельчения со шлаком и гипсом. В результате получается клинкерный компонент с большой удельной поверхностью, обеспечивающей высокую интенсивность твердения ШПЦ-та.

           Степень гидравлической активности  шлаков по аналогии с ПЦ. клинкером может быть в некоторой мере охарактеризована модулем основности и модулем активности. Модуль основности Мо доменного шлака представляет собой отношение содержащихся в нем основных оксидов (%) к сумме кислотных оксидов:

Мо= (СаО+ MgO) / (SО₂+ Аl₂Оз). В зависимости от численного значения этого модуля различают шлаки основные, модуль основности которых равен или больше единицы, и кислые с модулем основности меньше единицы.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                    

 

 

 

 

 

 

 

                           2.2 Описание технологического процесса

 

          Гранулированный шлак предварительно  сушат в сушильных барабанах  до влажности, не превышающей 1-2%. Шлак не следует нагревать не выше 600-700°С, т. к. при более высокой температуре он может расстекловываться, что вызывает уменьшение его гидравлической активности.

          Высушенный  шлак, портландцементный клинкер  и гипс дозируют и направляют  на помол в трубную мельницу.

          Основными  факторами, определяющими выбор  схемы дробления сырьевых материалов, являются их физические свойства, а также размеры кусков, поступающих на измельчение. Оптимальная степень предварительного измельчения сырьевых материалов зависит от их размолоспособности.

          Дробление  материалов может производиться  в одну, две или три стадии. Крупность кусков материалов, поступающих в мельницу, должна быть не выше 10-15 мм для клинкера, 30 мм для гипса. Влажность клинкера не должна

превышать 0, 5%, гипса (как добавки к клинкеру) -10%, гранулированного шлака 2%.

          Трубные  мельницы с открытым циклом  измельчения применяют для помола сырьевых материалов, а также клинкера. Для получения цемента с удельной поверхностью 3000-3500 см/г и выше применяют обычно более экономичные мельницы, работающие в замкнутом цикле с воздушными сепараторами, одно- и двухкамерные. Чаще используют помольные установки в двухкамерными мельницами.

           Измельченный  в мельнице материал поступает  в сепаратор, где из него  выделяются фракции тех размеров, какие требуются для готового продукта, а более крупные частицы направляются снова в мельницу на дополнительное измельчение. Таким образом, из материала непрерывно извлекаются наиболее дисперсные частички, которым особенно присуще свойство агрегироваться и прилипать к мелющим телам и стенкам мельницы. Благодаря этому производительность помольных установок возрастает на 10-20%.

            На помольных установках с  сепараторами создается возможность  получать высоко-прочные быстро-твердеющие цементы с удельной поверхностью до 3500-4000 см /г и более при пониженном содержании в них тончайших частиц, быстро теряющих активность. Кроме того, в мельничных установках с сепараторами создаются предпосылки к лучшему охлаждению материала (на 25-35°С), что положительно сказывается на его измельчении. Эти установки характеризуются большой маневренностью в работе и позволяют выпускать цементы с различной тонкостью помола при постоянных загрузках и размерах мелющих тел.

 

 

 

 

 

 

           2.3 Технологическая схема производства шлакопортландцемента

 

 

 

Клинкер                                                     Гипс                                                Шлак

                                                                                  

   

Транспортёр                                        Транспортёр                                 Транспортёр

  

 

 

Элеватор                                          Дробилка                               Бункер

 

 

 

Бункер                                                   Элеватор                                          Дозатор                    

 

Дозатор                                                     Бункер                    ПОС       Сушильный барабан

 

                                                                Дозатор                                          Элеватор

 

 

   Бункер

 

 

Дозатор

 

                                                  ПОС        Мельница

 

 

                                                                    Шнек

 

 

                                                            Камерный насос

 

 

 

                                                      Силосная банка (силос )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                3. Фонды рабочего времени

 

          Расчетный годовой фонд времени работы технологического оборудования в часах, на основании которого рассчитывается производительная мощность предприятия в целом и отдельных линий установок, определяют по формуле:

 

                                                   Вр = Ср * Ч * Ки

 

где Вр - расчетный годовой фонд времени работы технологического оборудования, ч.;

Ср - расчетное количество рабочих  суток в году;

Ч -  количество рабочих часов  в году;

Ки - среднегодовой коэффициент  использования технологического оборудования: Ки = 0,943

Вр = 262 да. * 16 ч * 0,943 = 3953 ч (в две смены)

 

 

 

                                     4. Материальный баланс

     

1. Состав шлакопортландцемента: клинкер- 65%, гранулированный доменный  шлак- 30%, двуводный гипс- 5%. Влажность  шлака-18%. Помол всех компонентов  совместный. Работа цеха в две смены по прерывной неделе. Производительность цеха 250000т цемента в год.

1.1. При транспортировке  цемента на склад готовой продукции  теряется 1%, следовательно, из мельницы должно выходить следующее количество Пг:

-в год             Пг= 250000*1,01 =252500 т;

-в час            Пг=Пг/Вр = 252500/3953 =63,9 т.,

 

1.2. При помоле теряется 1% материалов, следовательно, на  помол должно поступить:

                       Пг= 252500*1,01 =255025

                      Пч= 63,9*1,01 =64,54

 

1.3. В мельницу поступают 3 дозированных  и раздельно подготовленных компонента в заданном соотношении. Количество каждого материала, поступающего в мельницу, должно составлять:

-клинкер (65%)                  Кг= 255025*65/100 = 165776

                                            Kг= 64,54* 0,65 =41,95 т

-шлака (30%)                     Шг = 255025 * 0,3 = 76507,5 т

                                            Шг= 64,54* 0,3 ==19,36 т

-двуводного гипса (5%)   Гг = 255025 * 0,05 =12751 т

                                             Гг= 64,54* 0,05 =3,2 т

 

 

 

1.4. При транспортировке дробленого  материала теряется 0,5%, поэтому в расходные бункера перед мельницей должно поступать:

-клиннера:                        Кг=165766,25*1,005=166595,08т; 

                                         Кг=42,159т

-шлака:                             Шг = 76890,037 * 1,005 = 76890,037 т;

                                         Шг = 19,456 т,

а с учетом того, что шлак после  сушки имеет остаточную влажность 1% шлака:

                                          Шг = 76890,037 * 1,01 = 77658,937 т;

                                         Шг = 19,456 * 1,01 = 19,65 т;

-гипса двуводного с учетом влажности W=2% (всего потери 2,5%):

                                          Гг=12751,25* 1,025 = 13070 т;

                                          Гг= 3,2* 1,025 =3,3 т

1.5. При транспортировании и дроблении  клинкера и гипса теряется 0,5%, следовательно, со склада должно поступать:

                                          Кг =166595,08* 1,005 =167428,05 т;

                                          Кг = 42,159 * 1,005 = 42,369т

                                         Гг= 13070* 1,005 =13135,4 т;

                                          Гг = 3,3 * 1,005 =3,31 т

1.6. При сушке шлака  (имеющего W=18% и остаточную влажность после

сушке 1%) теряется 17% и 0,5%- за счет уноса с дымовыми газами, всего потери составляют 17,5%. Поэтому в сушильный барабан должно поступать влажного шлака:

                                          Шг = 194146 * 1,175 = 91249,25 т;

                                          Шг= 19,65* 1,175 =23,088 т.

1.7. При транспортировке со склада  и дроблении теста теряется 0,5%, .

следовательно, со склада должно поступать:   

                                          Шг = 91249,25  * 1.005 = 91705,49 т;

                                          Шг= 23,088 * 1.005 = 23,2 т.