Производство цемента

 

Содержание

Введение…………………………………………………………………………...4

1.1.Технология производства цемента………………………………….…….…5

1.2.1.Сухой способ производства цемента……………………………………...7

1.2.2.Полусухой способ производства цемента………………………………..10

1.3.Мокрый способ производства цемента ……………………………………12

1.4.Комбинированный способ производства цемента………………………...15

1.5.Хранение и упаковка цемента………………………………………………17

2.Назначение, устройство, принцип работы и техническая характеристика аппарата стержневой мельницы МСЦ 3,2 – 4,5………………………………..19

Заключение……………………………………………………………………….23

Список литературы………………………………………………………………24

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение.

На сегодняшний день существует много видов строительных материалов: пластик, во всех своих формах, новые  модифицированные продукты, такие как  специальные смеси и т.п. Но главным  материалом все еще остается –  цемент.

Цемент, как и любой  другой материал, применяемый в строительстве, различается по своим физико-техническим  характеристикам в зависимости  от того, в каких условиях предполагается его эксплуатация. Эти данные мы можем получить исходя из маркировки данного материала.

Марка цемента отображается аббревиатурой  ПЦ или М, например М500 обозначает, что  цемент пятисотой марки и выдерживает  давление в 500 кг на кубический сантиметр.

Количество добавок отображается буквой Д и процентом содержания добавок. Соответственно Д20 - это цемент содержащий 20% добавок. Добавки влияют на пластичность цемента и прочностные  характеристики.

Существуют также разновидности  цемента, обладающие специфическими свойствами. Такой цемент маркируется определенной аббревиатурой:

Б - быстротвердеющий цемент;

ПЛ - пластифицированный цемент;

СС - сульфатостойкий цемент;

Н - цемент на основе клинкера нормированного состава (нормированный цемент);

 

 

 

 

 

 

 

1.1.Технология производства цемента.

Цемент не является природным  материалом. Его изготовление - процесс  дорогостоящий и энергоемкий, однако результат стоит того - на выходе получают один из самых популярных строительных материалов, который используется как самостоятельно, так и в  качестве составляющего компонента других строительных материалов (например, бетона и железобетона). Цементные  заводы, как правило, находятся сразу  же на месте добычи сырьевых материалов для производства цемента. 

Производство цемента  включает две ступени: первая - получение  клинкера, вторая - доведение клинкера до порошкообразного состояния с  добавлением к нему гипса или  других добавок. Первый этап самый дорогостоящий, именно на него приходится 70% себестоимости  цемента. А происходит это следующим  образом: первая стадия - это добыча сырьевых материалов. Разработка известняковых  месторождений ведется обычно сносом, т. е. часть горы «сносят вниз», открывая тем самым слой желтовато-зеленого известняка, который используется для  производства цемента. Этот слой находится, как правило, на глубине до 10 м (до этой глубины он встречается четыре раза), и по толщине достигает 0,7 м. Затем этот материал отправляется по транспортеру на измельчение до кусков равных 10 см в диаметре. После этого  известняк подсушивается, и идет процесс помола и смешивания его  с другими компонентами. Далее  эта сырьевая смесь подвергается обжигу. Так получают клинкер. Вторая стадия тоже состоит из нескольких этапов. Это: дробление клинкера, сушка  минеральных добавок, дробление  гипсового камня, помол клинкера совместно с гипсом и активными  минеральными добавками. Однако надо учитывать, что сырьевой материал не бывает всегда одинаковым, да и физико-технические  характеристики (такие как прочность, влажность и т. д.) у сырья различные. Поэтому для каждого вида сырья  был разработан свой способ производства. К тому же это помогает обеспечить хороший однородный помол и полное перемешивание компонентов. В цементной  промышленности используют три способа производства, в основе которых лежат различные технологические приемы подготовки сырьевого материала: мокрый, сухой и комбинированный.

Для каждого способа используется определенный вид оборудования и  строго определенная последовательность операций. Далее цемент фасуется в бумажные мешки по 50 кг. Отправка производится на автомобилях или по железнодорожной дороге. Без цемента не обходится ни одно строительство, а это лучший показатель его высоких эксплуатационных характеристик.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.2.1.Сухой способ производства цемента.

При сухом способе производства цемента известняковое сырье  дробят в две стадии - в щековой дробилке, потом в молотковой дробилке.

Глина, входящая в состав цементного сырья, измельчается в валковой дробилке и сушится в барабане. После  этого помолотый известняк, глина и огарки совместно измельчаются в барабанной мельнице, после чего высушиваются с помощью дымовых  газов, которые поступают из запечатанных теплообменников.

Измельченный высушенный материал разделяется на грубую и тонкую фракции в проходном сепараторе. Грубая фракция подвергается дополнительному измельчению, а тонкая фракция улавливается в циклонах и подвергается гомогенизации в смесительных силосах сырьевой муки.

Сырьевая мука последовательно  проходит обработку на нескольких ступенях циклонных теплообменников, нагревается, частично декарбонизуется, после чего поступает во вращающуюся печь, где  из сырьевой муки формируется цементный  клинкер. Далее клинкер охлаждается  в холодильнике и поступает в  силосный склад клинкера.

С силосного склада цементный  клинкер через ленточный конвейер поступает в барабанную мельницу для совместного помола с гипсом и минеральными добавками, которые  одновременно поступают из бункеров.

Сжигание топлива, необходимое  для производства цемента, обеспечивается подачей горячего воздуха то клинкерного  холодильника. Дымовые газы, отходящие  то циклонных теплообменником, увлажняются  в башне, затем очищаются от пыли с помощью электрофильтров и  с помощью дымососа через трубу  выносится в атмосферу. Воздух, отходящий  от цементных мельниц, очищается  в аспирационной шахте, циклонах и рукавных фильтрах.

Измельченная смесь сепарируется – крупка поступает на дополнительное измельчение, а готовый цемент с  помощью пневмокамерных насосов  поступает в цементные силосы. Из цементных силосов цемент тарируется в контейнеры или в мешки, или отгружается в железнодорожные вагоны для транспортировки цемента или автоцементовозы.

 

 

Рис.1. Схема производства портландцемента по сухому способу в механизированных шахтных печах.

 

 

 

 

 

Рис.2. Схема производства портландцемента по сухому способу во вращающихся печах.

 

 

 

 

1.2.2.Полусухой способ производства.

   Приготовление сырьевой муки в этом случае производится как и при сухом способе производства. Полученная мука проходит стадию грануляции в барабанных или тарельчатых грануляторах, и в виде гранул размером 10-20 мм  и влажностью 11-16% поступает на обжиг. 
         Гранулированную сырьевую смесь обжигают в коротких вращающихся печах, оборудованных конвейерными кальцинаторами (эти установки для получения клинкера называют печами Леполь).  

Гранулы сначала поступают  на конвейерный кальцинатор - бесконечную, заключенную в неподвижный кожух  колосниковую решетку, движущуюся со скоростью 25-50 м/ч. Выходящие из печи газы проходят через слой гранул, лежащий на решетке, и нагревают материал до температуры  около 900 С, полностью высушивая его  и частично на 20-30% декарбонизируя. Подготовленный таким образом материал поступает  во вращающуюся печь, в которой  завершается образование цементного клинкера. 
       Гранулированную или брикетированную сырьевую смесь можно обжигать в шахтных печах, которые представляют собой вертикальную шахту, футерованную внутри огнеупорным кирпичом. В этом случае гранулирование или брикетирование сырьевой смеси производится совместно с частицами угля, которые добавляют в муку при ее помоле. 
      Гранулы или брикеты поступают в шахтную печь сверху, нагреваются горячими дымовыми газами и за счет сгорания запрессованных в них частичек угля. Образовавшийся клинкер выгружается внизу  шахты и   направляется на склад.

Остальные операции производства портландцемента не отличаются от соответствующих  стадий мокрого способа производства.

 

 

 

            Рис.3. Полусухой способ получения портландцемента.

 

 

   

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.3.Мокрый способ производства цемента. 

При мокром способе производства цемента в присутствии воды производится помол цементного сырья, посредством  чего получается влажный сырьевой шлам

Известняк подается в приемный бункер и подвергается дроблению  щековой дробилке, дробиться до кусков среднего размера, а затем направляется в молотковую дробилку на вторую стадию. На второй стадии дробления получают щебень, которой подают на сырьевой склад или в бункеры сырьевых мельниц.

Глина, входящая в состав сырья для производства цемента, загружается в бункер, измельчается в валковой дробилке, размачивается  в глиноболтушке и через шламбассейны подается в трубную сырьевую мельницу для дополнительного измельчения.

После этого осуществляется помол известняка и глины в  мельнице в присутствии воды, измельченный шлам с помощью шламнасосов подается в вертикальные бассейны, где осуществляется гомогенизация и корректировка  хим. состава шлама, после чего гомогенизированный шлам подается в горизонтальные шламовые бассейны, в которых шлам постоянно перемешивается мешалкой и воздухом для предотвращения выпадения осадка из достаточно крупных частиц.

На следующей стадии производства цемента мокрым способом шлам с помощью  насосов подается на холодную головку  печи и во вращающуюся печь. Сырьевой шлам подается в верхнюю часть  вращающейся печи, топливо поступает  с нижней части вращающейся печи через горелки и фарсунки. Дымовые газы поступают навстречу движущемуся сырьевому материалу, передает свою тепловую энергию, очищаются от пыли в пылевой камере и электрофильтрах и через трубу выбрасываются в атмосферу.

В результате химических реакций  во вращающейся печи образуется портландцементный клинкер, который затем охлаждается в холодильнике, подвергается ударному дроблению и направляется на склад цементного клинкера.

Портландцементный клинкер  маганизируется (вылеживается) на складе несколько недель, в результате этого  происходит дополнительное охлаждение цементного клинкера, улучшение последующей  размалываемости, частичное гашение  негашеной извести, частичные химические переходы карбидных и серных соединений, кристаллизация стекла.  Гранулы  портландцементного клинкера становятся менее прочными, благодаря чему он размалывается в цементных мельницах  с меньшими энерго- и ресурсозатратами.

В процессе производства цемента  активные минеральные добавки измельчают в дробилке и подают на склад добавок, затем измельченные добавки сушат  в сушильном барабане и отправляют на склад.

На последнем этапе  производства цемента мокрым способом портландцементный клинкер, гипс и  активные минеральные добавки загружают  в цементные мельницы, в которых  формуется конечный продукт –  цемент. Из цементных мельниц цемент подается в цементные силосы с  помощью пневмокамерных или пневмовинтовых насосов и храниться там несколько недель.

Из цементных силосов  цемент тарируется в мешки с помощью  упаковочной машины, или в контейнеры, или отгружается в цементовозы  или железнодорожные вагоны для  транспортировки цемента.

Влажность размалываемых  материалов не должна превышать у  клинкера - 0,3%, у минеральных добавок - 2%, у гипса - 10%. При необходимости  минеральные добавки перед помолом  высушиваются.

Тонкость помола оказывает  существенное влияние на свойства портландцемента. Чем тоньше размолот клинкер, тем  быстрее схватывается и твердеет цемент и выше его прочность в  начальные сроки твердения.

Тонкость помола должна быть такой, чтобы при просеивании  не менее 85% цемента свободно проходило через сито №008. При этом удельная поверхность цемента не должна быть меньше 250 - 300 и превышать 700 м²/кг. Из шаровых мельниц цемент пневмотранспортом загружают в силоса. Вместимость силосов 2500 - 10000 т, а иногда и более. Силоса оборудованы пневматическими устройствами для рыхления и гомогенизации цемента при хранении.

Рис.4. Схема производства портландцемента по мокрому способу во вращающихся печах.

 

 

 

      

1.4.Комбинированный способ производства цемента.

 При комбинированном  способе производства сырьевая  смесь в виде шлама, полученного  по мокрому способу производства, подвергается обезвоживанию и  грануляции, а затем обжигается  в печах, работающих по сухому  способу.

Основные технологические  операции и последовательность их выполнения при комбинированном способе  производства портландцемента следующие.    

Выходящий из сырьевой мельницы шлам влажностью 35—40% после его корректирования  поступает в вакуум-фильтр или  пресс-фильтр, где он обезвоживается до влажности 16—20%. Образующийся при этом «сухарь» смешивается затем с пылью, уловленной электрофильтрами из дымовых газов печи; добавка пыли предотвращает слипание кусков «сухаря» и приводит к уменьшению влажности смеси до 12—14%. Приготовленная таким образом смесь поступает на обжиг, который   осуществляется   во вращающихся печах.