Автор: Пользователь скрыл имя, 14 Марта 2014 в 22:09, курсовая работа
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.
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
3.2
ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ СХЕМА
Гипс двуводный Мел Глина Вода Газ Трепел
Добыча
Добыча
Добыча
Дробление Первичное дробление Первичное
дробление
(молотковая
(щековая дробилка
(валковая дробилка)
дробилка d<25мм)
d<100 мм)
Дозирование
(5%)
(весовой дозатор)
Дозирование
Совместное тонкое измельчение
Перемешивание, корректирование по
влажности W=40%, по химическому
составу Т ( ), усреднение и
хранение в шламбассейнах (не менее
трех с разным титром)
Обжиг шлама до спекания
с получением клинкера
Охлаждение клинкера
Магазинирование клинкера (2-3 дня)
Получение шлакопортландцемента
путем совместного помола клинкера, гипса и шлака
(шаровые многокамерные мельницы Sуд.=3500-4000 )
Охлаждение цемента
Складирование цемента
Упаковка
Отправка цемента в мешках
Описание технологического процесса.
Производство портландцемента может быть разделено на два комплекса мероприятий. Первый из них включает изготовление клинкера, а второй – получение портландцемента измельчением клинкера совместно с гипсом.
Производство портландцемента состоит из следующих основных операций:
- добычи известняка и глины;
- подготовки сырьевых материалов и приготовления из них однородной смеси заданного состава;
- обжига сырьевой смеси
до спекания с получения
- помола клинкера в
порошок с небольшим
В качестве известняка при производстве портландцемента используется известняк Брянского месторождения, а в качестве глинистого сырья – глина того же месторождения. В качестве добавки, вводимой при помоле клинкера, применяется двуводный гипс и доменный граншлак.
Твердые породы известняка дробятся в две стадии. На первой стадии дробления известняк подается в щековую дробилку, где он измельчается до кусков размером 100 мм. На второй стадии дробления известняк подвергаются более тонкому измельчению в молотковой дробилке до кусков размером 10 мм. После дробления известняк дозируется весовыми дозаторами и подается в шаровую для совместного помола с глинистым материалом.
Глина, в свою очередь, дробится в валковой дробилке и после перерабатывается в водную суспензию (шлам) в глиноболтушках. При этом получается суспензия с размером частиц до 3-5мм. После предварительной подготовки глина дозируется и подается в шаровую мельницу.
Так как в шлакопортландцементе с минеральными добавками ограничено содержание оксида железа (до 5%), то в такой мельнице рекомендуется вместо стальных шаров применять кварцевые, а внутри мельницу футеровать кварцевыми бронеплитами. Поток сырьевых материалов в шаровой мельнице можно осуществлять по открытому и закрытому циклам.
В настоящее время для мокрого измельчения известняка совместно с глиной получили широкое распространение мельницы самоизмельчения гидрофол.
При смешивании известняка с глиной не всегда удается получить шлам требуемого химического состава из-за 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 отклонения от принятых величин, в корректировании состава шлама. Для этого в него вводят недостающий компонент в соответствующем количестве.
В зависимости от состава и однородности сырья, а также от качества выпускаемого цемента, сырьевую смесь корректируют по заданному содержанию в ней и по требуемому коэффициенту насыщения и одному из модулей. Корректирование и усреднение шламов осуществляется в шлам-бассейнах.
После корректирования шлам подается на обжиг. Обжиг тонкоизмельченной сырьевой смеси – важнейшая стадия технологии производства цемента. Для обжига сырьевой смеси применяются вращающиеся печи. Температура обжига смеси во вращающихся печах достигает 1500°С.
После печи клинкер поступает в холодильник, где охлаждается до температуры 150-200°С.
До помола клинкер подвергается маганизированию, которое заключается в том, что после обжига клинкер до трех и более суток хранится на складе, в результате чего клинкер остывает до температуры окружающей среды (ниже 30°С). Кроме того имеющаяся в клинкере негашеная известь частично гасится парами воды при контакте с влажным воздухом; в клинкере заканчивается переход недостаточно стабилизированного минерала белита из β- в γ- модификацию с увеличением объема, что растрескивание, а иногда и частичное рассыпание клинкерных зерен; может происходить частичная кристаллизация стекловидной фазы с ослаблением межкристаллических связей в зерне клинкера, вплоть до распада. Отмеченные эти превращения делают клинкер более рыхлым, что облегчает его помол в мельнице, увеличивая ее производительность и уменьшая удельный расход электроэнергии на производство цемента.
Многие свойства портландцемента определяются не только химическим и минералогическим составом клинкера, формой и размерами кристаллов алита, белита и др., но и в большей степени тонкостью помола продукта, его гранулометрическим составом и формой частичек порошка.
С увеличением тонкости помола цемента повышается его прочность и скорость твердения, но лишь до показателей удельной поверхности 7000-8000 . С этого предела обычно наблюдается ухудшение прочностных показателей.
Помол клинкера осуществляется в многокамерных шаровых мельницах, куда одновременно подается гипс и активная минеральная добавка. При помоле материалов наблюдается значительное выделение тепла, вызывающее нагрев мелющих тел и материала до температуры 120-150°С и более, что отрицательно сказывается на производительности помольных установок. По данным С.М. Рояка и В.З. Пироцкого, на измельчение клинкера до удельной поверхности 2500 при температуре 40°С затрачивается около 24 , при температуре 120°С – 34 и при 150°С - 39 . При тонкости помола до 3300 с увеличением температуры материала расход еще более повышается (до 130 при 150°С). Это объясняется значительной агрегацией мелких частиц при повышенных температурах, вследствие испарения воды, адсорбированной частицами и препятствовавшей их слипанию. В связи с этим следует размалывать только холодный клинкер. Чтобы снизить температуру цемента и предотвратить слипание частиц в камеры мельницы впрыскивают распыленную воду в количестве 0,5-1% от массы цемента, при достижении цементом температуры выше 100-110°С.
Снизить температуру цемента можно также интенсивной аспирацией. При аспирации из мельницы удаляются наиболее тонкие фракции цемента. Большие объемы холодного воздуха (до 300 на 1т цемента), пропускаемые через мельницу, охлаждают футеровку корпуса, мелющие тела и цемент.
После помола цемент поступает в силоса. Хранение горячего цемента в силосах может вызвать следующие нежелательные явления:
- цемент может слежаться;
- в силосах могут начаться реакции гидратации;
- такой цемент при затворении водой дает ложное схватывание;
- при затаривании горячего цемента мешки часто рвутся;
Чтобы не допустить такого явления устанавливают холодильники.
После охлаждения цемент идет на склад в цементные силосы и со склада отгружается потребителю.
Процессы, протекающие при помоле клинкера
Необходимо чтобы через сито 0,08 (80 мкм) должно проходить не меньше 85% от массы цемента, а остаток не более 15%. Реально цементные заводы производят на сите от 6 до 13%.
Преимущества:
облегчается транспортирование пневмотранспорта (насосами);
такой цемент лучше усредняется при хранении в силосах.
Если производятся высокопрочные и быстротвердеющие цементы надо увеличить удельную поверхность до 4000 и выше и остатке 4-7%.
Увеличение тонкости помола имеет свой рациональный предел.
Если удельная поверхность превышает оптимальную величину существенно возрастает водопотребность. Возрастает нормальная густота. Это наблюдается при величине Sуд>6000 см2/г.
Скорость твердения зависит от частиц разного размера в возрасте 1 сутки имеют размер 5 мкм. В возрасте 3-7 дней носители 5-10 мкм. В возрасте 28 суток, 10-20 мкм.
Частицы < 3 мкм нежелательны, они настолько быстро гидратируются, а при затворении водой растворяются. И вообще частицы < 10 мкм технологически неудобны, трудно осаждаются из воздуха. Даже если удается осадить такие частицы актива с поверхности покрывается пленкой гидратов и карбонатов.
Назначая тонкость помола нужно помнить, что с повышением помола больше энергии. Материал должен находиться в мельнице, а значит производительность тоже падает.
В заводских условиях применяют трубные мельницы длиной 3-6 d. А шаровые >2d. Эти мельницы могут работать по открытому или замкнутому циклу.
Если по открытому, то материал проходит цикл однократно, по этой схеме материал содержит как недоизмельченные так и переизмельченные, неоднородность состава, по этому такой вид помола предусматривается для рядовых цементов.
Если предъявляются высокие требования к зерновому составу, то применяется замкнутый цикл. Предусматривается пластификация в сепараторах и возврат выделенной крупы в мельницу на домол. Частицы имеющие размер менее заданного выносятся из сепаратора и осаждаются в пылеосадительных установках, а после подаются в силоса.
После такого помола цемент имеет стабильные свойства при хранении и транспортировании. В мельницах замкнутого цикла меньше изнашиваются мелящие тела, развиваются меньше температуры и мельница меньше перегревается. При работе мельниц повышается температура (до 150оС иногда больше).
В следствии перегревания мельниц могут происходить нежелательные последствия:
из материала испаряется гигроскопическая влага;
частично или полностью дегидратируется гипс;
измельченный цемент начинает гидратироваться, налипает на шары и корпус мельницы и замазывает щели в межкамерных перегородках (мельница запаривается) и перестает измельчать материал;
горячий цемент имеет свойство быстро схватываться, получается цемент быстряк. Он может схватываться в трубопроводах, зависать в силосе при хранении, а при изготовлении растворов и бетонов они быстро схватываются. Такой горячий цемент отпускать с заводов не разрешается.