Разработать материальный баланс и основные проектные технологические решения цеха помола

Министерство образования Республики Беларусь.

БЕЛОРУССКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

 

 

 

 

 

 

                      Кафедра строительных материалов

 

 

 

 

 

 

 

                       КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

 

           на  тему: Разработать материальный баланс и основные      

                         проектные технологические решения цеха помола                           

                          цементного завода.

 

 

 

 

 

  

 

 

Выполнил: студент 3-го курса

                                                                       гр.112215 Павлюкевич Д.Н.

                                                                    Руководитель: доцент

                                             Дзабиева Л.Б.

 

 

 

 

 

 

                                      Минск-2007 г.

                                   

 

 

                                    СОДЕРЖАНИЕ

 

 

 

1. Введение______________________________________________  3

 

2. Характеристика продукции (ГОСТ, ТУ)____________________  4

 

3. Технологическая часть__________________________________   6

 

4. Мероприятия по охране труда  и окружающей среды_________ 26

 

5. Список использованной литературы_______________________ 28

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. ВВЕДЕНИЕ

 

 

В связи с большим промышленным, военным и гражданским строительством в начале 19в. велись работы над решением проблемы получения гидравлического вяжущего вещества из искусственной сырьевой смеси, состоящей из известняка и глины. Созданное новое вяжущее вещество было названо портландцементом, так как оно в затвердевшем виде по цвету и прочности сильно походило на портландский камень, добываемый вблизи города Портланд.

В 1825 г. В Москве была опубликована книга Егора Челиева под названием «Полное наставление, как изготавливать дешевый и лучший мергель или цемент, весьма прочный для подводных  строений, как-то: каналов, мостов, плотин, подвалов, погребов и штукатурки каменных и деревянных строений». Егор Челиев описывает способ производства вяжущего из смеси извести или известковой штукатурки с глиной.

Изобретателем современного портландцемента часто считают      англичанина  Джозефа Аспдина . В 1824 г. Он получил патент на изготовление вяжущего вещества из смеси извести с глиной обжигом   до ее полного удаления углекислоты. Егор Челиев уже описал применявшийся метод изготовления гидравлического вяжущего, который был более совершенным, чем способ Джозефа Аспдина. Поэтому основоположником производства портландцемента в нашей стране считают Челиева . Мощность первых заводов была не велика и составляла десятки тонн цемента в год.

Современная строительная техника базируется преимущественно на применении цементного бетона и растворов. Большое разнообразие строительных конструкций, особенности их сооружения и существенные различия условий службы при различных видах агрессивных воздействий вызвали необходимость создания цементов со специальными техническими свойствами, которые могли бы использоваться при строительстве гидроэлектростанций, в транспортных сооружениях, при промышленном производстве сборных, обычных и преднапряженных железобетонных конструкций, в строительстве морских и океанических  сооружений,   для автомобильных дорог и аэродромов, при бурении нефтяных и газовых скважин, для производства асбестоцементных изделий, огнеупорных бетонов и т.д. В 1962 г. по выпуску цемента СССР вышел на первое место в мире, опередив США.

Технический прогресс  в строительной индустрии, расширение фундаментальных знаний в области химии цемента, возросшая актуальность проблемы экономии топливно-энергетических ресурсов – все это вызвало необходимость усиления научных работ по специальным цементам, различающимся по химическому составу.

В настоящее время выпускаются разнообразные цементы, в том числе портландцемент, шлакопортландцемент, пуццолановый портландцемент и др. Выпускается большое количество портландцемента марок 500-600 и выше, а также специальные цементы – сульфатостойкий, гидрофобный, пластифицированный, дорожный и др. Организованно производство шлакопортландцемента марок 500 и выше. 

Возведение бетонных и железобетонных сооружений при отрицательных температурах значительно облегчается при использовании портландцементов , быстро твердеющих в начальные сроки схватывания и обладающих повышенным тепловыделением . Быстротвердеющие цементы предпочтительны и при заводском производстве бетонных и железобетонных изделий , так как  их применение способствует ускорению оборачиваемости форм и сокращению производственного цикла .На основании перечисленного быстротвердеющий портландцемент получил широкое применение в современном строительстве.

 

 

 

 

 

2. ХАРАКТЕРИСТИКА ПРОДУКЦИИ

 

 

Технические требования:

Цемент должен изготовляться в соответствии с требованиями настоящего стандарта по технологическим регламентам, утвержденным в порядке, установленном министерством изготовителем.

По вещественному составу в соответствии с ГОСТ 23464-79 цемент подразделяют на следующие виды:

- портландцемент, в том  числе портландцемент бездобавочный;

- портландцемент с минеральными  добавками;

- шлакопортландцемент.

По механической прочности цемент подразделяют на марки:

- портландцемент – 400, 500, 550 и 600;

- шлакопортландцемент – 300, 400 и 500;

- портландцемент быстротвердеющий  – 400 и 500;

- шлакопортландцемент быстротвердеющий – 400.

При производстве цементов применяют:

- клинкер, по химическому  составу соответствующий технологическому регламенту. массовая доля оксида магния (MgO) в клинкере не должна быть более 5%. В связи с особенностью химического состава используемого сырья допускается содержание MgO в клинкере свыше 5%, но не более 6% при условии обеспечения равномерности изменения объема цемента при испытаниях в автоклаве;

- гипсовый камень по  ГОСТ 4013-82. допускается применение  фосфогипса, борогипса, фторогипса  по соответствующей нормативно-технической  документации;

- гранулированные доменные  или электротермофосфорные шлаки по ГОСТ 3476-74и другие активные минеральные добавки по соответствующей нормативно-технической документации;

Массовая доля в цементах активных минеральных добавок должна соответствовать значениям, указанным в табл. 1.

Таблица 1

Обозначение цемента	Активные минеральные добавки, % по массе
	Всего	В том числе
		доменные гранулированные и электрофосфорные шлаки	осадочного происхождения, кроме глиежа	прочие активные, включая глиеж
ПЦ-Д0	Не допускаются
ПЦ-Д5	До 5	До 5	До 5	До 5
ПЦ-Д20,ПЦ-Д20-Б	Св. 5 до 20	До 20	До 10	До 20

 

Допускается замена части минеральных добавок во всех видах цемента специальными добавками, ускоряющими твердение или повышающими прочность цемента  не ухудшающими его строительно-технические свойства (кренты, сульфоалюминатные и сульфоферритные продукты, обожженные алуниты и каолины). Суммарная массовая доля этих не должна быть более 5% массы цемента.

Предел прочности цемента при изгибе и сжатии должен быть не менее значений, указанных в табл. 2.

 

 

 

Таблица 2

Обозначение цемента	Гарантированная марка	Предел прочности, Мпа (кгс/см2)
		при изгибе в возрасте, сут		при сжатии в возрасте, сут
		3	28	3	28
ПЦ-Д0, ПЦ-Д5 ПЦ-Д20, ШПЦ	300 400 500 550 600	- - - - -	4,4 (45) 5,4 (55) 5,9 (60) 6,1 (62) 6,4 (65)	- - - - -	29,4 (300) 39,3 (400) 49,0 (500) 53,9 (550) 58,8 (600)
ПЦ-Д20-Б	400 500	3,9 (40) 4,4 (45)	5,4 (55) 5,9 (60)	24,5 (250) 27,5 (280)	39,2 (400) 49,0 (500)

 

Цемент должен показывать равномерность изменения объема при испытании образцов кипячением  в воде, а  при содержании MgO в клинкере более 5% - в автоклаве.

Начало схватывания цемента должно наступать не ранее 45 мин, а конец – не позднее 10 ч от начала затворения.

Тонкость помола цемента должна быть такой, чтобы при просеивании пробы цемента сквозь сито с сеткой № 008 по ГОСТ 3584-73 проходило не менее 85% массы просеиваемой пробы.

Массовая доля ангидрита серной кислота (SO3) в цементе должна соответствовать требованиям табл. 3.

Таблица 3

Обозначение цемента	SO3, % по массе
	Не менее	Не более
ПЦ 400-Д0, ПЦ 500-Д0, ПЦ 300-Д5, ПЦ-400-Д5, ПЦ 500-Д5, ПЦ 300-Д20, ПЦ 400-Д20, ПЦ 500-Д20	1,0	3,5
ПЦ 550-Д0, ПЦ 600-Д0, ПЦ 550-Д5, ПЦ 600-Д5, ПЦ 550-Д20, ПЦ 600-Д20, ПЦ 400-Д20-Б,            ПЦ 500-Д20-Б	1,5	4,0

 

Допускается введение в цемент при его помоле специальных пластифицирующих и гидрофобизирующих ПАВ в количестве не более 0,3% массы цемента в пересчете на сухое вещество добавки.

Массовая доля щелочных оксидов (Na2O и K2O) в пересчете на Na2O (Na2O+ 0,658K2O) в цементах, предназначенных для изготовления массивных бетонных и железобетонных сооружений с использованием реакционноспособного заполнителя, устанавливается по согласованию с потребителем.

Цемент, которому в установленном порядке присвоена высшая категория качества, должен удовлетворять следующим дополнительным требованиям:

- марка цемента должна  быть не менее 400;

- цемент должен обладать  стабильными показателями прочности  при сжатии. Коэффициент вариации предела прочности при сжатии в возрасте 28 сут для цемента марки 400 должен быть не более 4%, а для цемента марок 500, 550 и 600 – не более 3%;

- цемент не должен  проявлять признаков ложного схватывания;

- цемент должен иметь  температуру при отгрузке не  выше 95оС;

 

 

 

 

 

3. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

 

 

3.1 ТРЕБОВАНИЯ К СЫРЬЕВЫМ МАТЕРИАЛАМ

 

Быстротвердеющий портландцемент (БТЦ) получают совместным тонким измельчением специального портландцементного клинкера и гипса; при помоле допускается введение не более 10% активных минеральных добавок осадочного происхождения и не более 15% доменных и электротермофосфорных гранулированных гранулированных шлаков, глиежей.

Клинкер быстротвердеющего портландцемента содержит обычно 60-65% трехкальциевого силиката и трехкальциевого алюмината и ограниченное (до 0,5%) количество свободной окиси кальция. Содержание окиси магния в нем не должно превышать 5%.

Гипс в быстротвердеющий цемент вводят в обычной дозировке: в пересчете на SO3 не более 3,5% в зависимости от минералогического состава клинкера (содержание С3А) и тонкости помола цемента. Для получения быстротвердеющего портландцемента применяют однородные сырьевые материалы с пониженным содержанием MgO, SO3 и R2O.

Немаловажным компонентом портландцементной сырьевой смеси являются глинистые породы. Основой глин являются водные алюмосиликатные минералы. Характерный признак кристаллических решеток всех глинистых материалов – слоистое строение. Это обуславливает способность глин расщепляться на тонкие частицы, самопроизвольно деспергироваться в воде, набухать.

Глины – тонкодисперсные осадочные горные породы, образующие с водой пластичное тесто и сохраняющие после высыхания приданную им форму, состоящие из различных минералов: каолинита, гидрослюд и других гидроалюмосиликатов,

Глинистое сырье имеет разнообразный минералогический и гранулометрический состав даже в пределах одного месторождения. Химический состав глин характеризуется наличием трех оксидов - 60…80%, - 5…20%, - 3…15%. В небольших количествах в глинах могут содержаться и в виде углекислых солей. Присутствуют и растворимые соли содержащие . Эти примеси, а также нежелательны. Их содержание в глинах по возможности должно быть минимальным.

К химическому составу глинистых пород, используемых при производстве цемента, предъявляются следующие требования.

• количество неограниченно;
• допустимое содержание зависит от содержания его в известковом компоненте и ограничивается условием получения клинкера с содержанием не более 5%;
• содержание в сумме не должно превышать 3-4%, а не более 1%;

Глина должна иметь равномерную структуру, не содержать включений крупных зерен кварца других крупнообломочных пород,  вызывающих затруднения при помоле и трудно осваиваемые при обжиге. При обжиге труднее всего вступают во взаимодействие крупнокристаллический кварцевый песок, крупные частицы полевого шпата и слюд. В связи с этим количество крупных фракций более 0,2мм не должно превышать 10%.

Влажность глин колеблется в пределах 15 - 25 %. Объемная масса комовой глины 1800 - 2000 . Плотность глин составляет 1,7-2,1 . Глина содержит не менее 50% частиц размером 0,01мм, в том числе не менее 25-30% частиц размером 0,001мм.

В производстве быстротвердеющего портландцемента широко используются известняки и мел, а также мергели. Объемная масса меловых пород достигает 1500-2000 кг/м3. влажность меловых пород колеблется в пределах 15-30%. Известняки и мел содержат до 90% и более углекислого кальция и небольшого количества кварцевого песка, глинистых материалов и др. по химическому составу эти материалы характеризуются содержанием окиси кальция ( до 50% и более) и СО2 (до 40% и более). Содержание окиси магния более3-3,5% и серного ангидрида более1-1,3% недопустимо.