Завод по производству портландцемента марки 400 в г. Ангарске, производительностью 2.0 млн.т/год. (цех помола сырья)

  Министерство образования и науки Республики Казахстан

 

Павлодарский государственный  университет им. С.Торайгырова

 

Кафедра «Инженерные системы и геотехнические сооружения»

 

 

 

 

 

 

 

КУРСОВАЯ РАБОТА

                                        КР                                        ПЗ

 

По дисциплине «Вяжущие вещества»

 

Тема  «Завод по производству портландцемента марки 400 в г. Ангарске, производительностью 2.0 млн.т/год. (цех помола сырья)»

 

 

 

 

 

______________

(оценка)

 

 

                                                                                     Проверил:

 

                                                                                    Ст.преподаватель

                                                                                    ________________

                                                                                    (подпись, дата)

                                                                                    Горелова Н.В.

 

                                                                                    Выполнил:

                                                                                   Студентка группы БПСМК-22

                                                                                   

 

 

 

 

Павлодар, 2007

 

 

 

 

СОДЕРЖАНИЕ

 

 

 

     Введение

1. Номенклатура выпускаемой продукции
2. Характеристика сырьевых материалов
3. Расчет состава сырьевой шихты
4. Технологическая часть.

4.1 Выбор и обоснование  способа производства

4.2 Технологическая схема

4.3 Расчет режима работы  цеха

4.4 Расчет потребности  в сырьевых материалах

4.5 Подбор технологического  оборудования

4.6 Расчет складов

5. Технико-экономические показатели
6. Контроль качества
7. Охрана труда и ТБ

      Список  использованных источников

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 

Изложить роль ПЦ в промышленности.

 

 

 

 

 

 

 

1. Номенклатура  выпускаемой продукции

 

На проектируемом заводе в г. Ангарске планируется выпуск портландцемента марки 400.

КН = 0,91;  n =2,3; р = 1,1.

Истинная плотность  ПЦ (портландцемента) 2,05 – 3,15 г/см³. Его насыпная плотность зависит от уплотнения и в среднем составляет 1300 кг/м³.

Тонкость помола характеризуется  остатком на сите №008 или удельной поверхностью. Согласно ГОСТ 10178-95 через сито должно проходить не менее 85 % массы пробы.

Водопотребность ПЦ характеризуется количеством воды (в % по массе цемента), которое необходимо для получения цементного теста нормальной густоты. Нормальная густота колеблется в пределах 21 – 28 % и зависит от минералогического состава цемента и тонкости помола. Чем меньше нормальная густота цементного теста, тем лучше качество цемента.

Сроки схватывания и  равномерность изменения объема ПЦ определяем на тесте нормальной густоты по ГОСТ 310.3 – 95. Начало схватывания  должно быть не ранее 45 мин, а окончание  не позднее 12 ч с момента затворения цемента водой.

На сроки схватывания  ПЦ влияют его минералогический состав, тонкость помола, температура окружающей среды.

Прочность (активность) и  марку цемента согласно ГОСТ 310.4 – 95 определяют испытанием стандартных  образцов-балочек размером 4 х 4 х 16 см, изготовленных из цементно-песчаного раствора состава 1: 3 при водоцементном отношении В/Ц = 0,4 и консистенции, характеризуемой расплывом стандартного конуса не менее 106- 115 мм через 28 суток твердения.

Активностью называют предел прочности при осевом сжатии половинок балочек. Активность выпускаемого ПЦ 400 (40,0 МПа).

ПЦ марки 400 рекомендуется  для монолитных бетонных и железобетонных деталей.

 

 

 

 

 

 

2. Характеристика  сырьевых материалов

 

Цементная промышленность располагает разведанными запасами карбонатных и глинистых пород, обеспечивающими в основном выпуск портландцемента.

Состав сырьевой смеси  должен обеспечить возможность синтеза  силикатов, алюминатов и алюмоферритов  с заданными соотношениями между  минералами.

 

2.1 Мрамор

Мрамор – горная порода, образовавшаяся в результате перекристаллизации известняков и доломитов при высоких температурах и давлении.Средняя плотность составляет – 2,7 – 2,8 г/см³; Предел прочности при сжатиим – 40-170 МПа. Окраска – белая, серая, цветная.

Естественная влажность – 1,1 %.

 

Таблица 2.1 – Химический состав мрамора Ангарского месторождения

 

Материал	П.п.п	SiO2	Al2O3	Fe2O3	СаО	Прочие
Мрамор	40,44	4,77	0,62	0,51	49,95	3,36

 

2.2 Зола

Применяется в качестве глинистого компонента. Представляет собой тонкодисперсный порошок – отход промышленности (ТЭС), образующийся при сжигании твердого топлива.

 Естественная влажность – 20,9 %.

 

Таблица 2.1 – Химический состав золы

 

Материал	П.п.п	SiO2	Al2O3	Fe2O3	СаО	Прочие
Зола	7,87	64,19	8,22	4,31	5,22	2,3

 

2.3 Огарки

Пиритные огарки образуются при сжигании серного колчедана  и являются отходом серно-кислотного производства. Применяют при производстве портландцементного клинкера как корректирующую добавку для снижения глиноземистого и силикатного модулей.

 

Таблица 2.3 – Химический состав корректирующей добавки

 

Материал	П.п.п	SiO2	Al2O3	Fe2O3	СаО	Прочие
Огарки	-	10,25	3,27	77,35	2,30	3,38

 

 

 

 

2.4 Гипс

Горная порода осадочного происхождения, состоящая в основном из минерала гипса.

Гипс добавляется в  количестве 3 – 5 % при помоле клинкера для регулирования сроков схватывания цемента.

 

2.5 Топливо 

Топливо в цементной  промышленности играет большую роль, т.к. основным технологическим процессом  в изготовлении цементного клинкера является его обжиг. Стоимость топлива  составляет до 40 % стоимости клин-кера и до 25 % стоимости цемента.

В качестве жидкого топлива применяем высокопарафинистый мазут, сжигаемый в распыленном состоянии. Используют мазут марок 20, 40, 60, 80 и 100.

Теплотворная способность  Ангарского мазута 8795 Вт/кг.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.  Расчет состава сырьевой шихты

 

Соотношение между сырьевыми  материалами при производстве портландцемента рассчитывают исходя из состава этих материалов и заданной характеристикой клинкера.

Состав клинкера определяется коэффициентом насыщения (КН), силикатным и глиноземным модулями.

При расчете трехкомпонентной сырьевой смеси для получения  клинкера с заданными значениями КН и р (или n) два из трех сырьевых компонентов корректируются третьим из расчета получения заданного значения р и n. Корректирование глиноземного модуля производится по формуле

 

 а (в.ч.корректирующего  материала) 

----------------------------------------------- =

 в (в.ч. корректируемого  материала)

 

  Al₂O₃ - рFe₂O₃ (окислы корректируемого материала)

        = --------------------------------------------------------------------.                   (2.3.1)

             рFe₂O₃ - Al₂O₃ (окислы корректирующего материала)

 

Корректирование кремнеземного модуля производится по формуле:

 

а (в.ч.корректирующего материала)

----------------------------------------------- =

 в (в.ч. корректируемого  материала)

 

 SiO₂ – n(Al₂O₃ + Fe₂O₃) (окислы корректируемого материала)

        = -------------------------------------------------------------------------------.        (2.3.2)             

           n(Al₂O₃ + Fe₂O₃) - SiO₂ (окислы корректирующего материала)

 

Сырьевые компоненты, откорректированные до заданного значения величины р или n, смешиваются друг с другом из расчета получения заданной величины КН по уже известной формуле:

 

 

       2.8КНS + 1.65А + 0.35F – С (окислы материала с более низким КН)

Х = ---------------------------------------------------------------------------------------

С – 2.8КНS – 1,65А – 0,35F(окислы материала с более высоким КН)

 

Расчет состава сырьевой шихты производим по КН и  глиноземному модулю, по методике С.Д. Окорокова.

ПЦ -400 г. Ангарск, КН = 0,91;  р = 1,1.

 

 

        Химический состав исходных сырьевых  материалов:

 

Материал	П.п.п	SiO2	Al2O3	Fe2O3	СаО	Прочие	Сумма
Мрамор (вл. 1,1 %)	40,44	4,77	0,62	0,51	49,95	3,36	99.65
Зола (вл.20,9 %	7,87	64,19	8,22	4,31	5,22	2,3	92,11
Огарки	-	10,25	3,27	77,35	2,30	3,38	96,55
после пересчета на 100 %:
Мрамор (вл. 1,1 %)	40,44	4,77	0,62	0,51	49,95	3,71	100
Зола (вл.20,9 %	7,87	64,19	8,22	4,31	5,22	10,19	100
Огарки	-	10,25	3,27	77,35	2,30	6,83	100

 

Обозначим соотношение  компонентов в шихте как Х : У : 1 и определим Х и У по КН и р:

 

a₁ = (2.8КНS₁ + 1.65А₁ + 0.35F₁) – C₁;                                                     (2.3.4)

a₁ = (2.8х0,91х4,77 + 1.65х0,62 +  0.35х0,51) – 49,95 = -36,6

 

b₁ = (2.8КНS₂ + 1.65А₂ + 0.35F₂) – C₂;                                                     (2.3.5)

b₁ = (2.8х0,91х64,19+ 1.65х 8,22 + 0.35х4,31) – 5,22 = 160,87

 

с₁ = С₃ - (2.8КНS₃ + 1.65А₃ + 0.35F₃);                                                      (2.3.6)

с₁ = 2,3 - (2.8х0,91х10,25+ 1.65х 3,27+ 0.35х 77,35) = - 40,1

 

а₂ = р(A₁  + F₁) – S₁;                                                                                   (2.3.7)

а₂ = 1,1(0,62 + 0,51) – 4,77 = - 3,53

 

b₂  = р(A₂ + F₂) – S₂;                                                                                  (2.3.8)

b₂  = 1,1(8,22 + 4,31) – 64,19 = - 50,41

 

с₂ = S₃ - р(A₃ + F₃).                                                                                   (2.3.9)

с₂ = 10,25 – 1.1(3,22 + 77,35) = - 78,38

 

       с₁b₂ - с₂b₁                      а₁с₂ - а₂с₁

х = -------------- ;           у = --------------.                                                  (2.3.10)

a₁b₂ - а₂b₁                      a₁b₂ - а₂b₁

 

 

       -40,1 х (-50,41) – (- 78,38 х 160,87)      14630,43

х = --------------------------------------------  = ------------ = 6.06

      (-36,6)х (-50,41) – (-3,53) х 160,87          2412,88

 

 

 

         (-36,6) х (-78,38) – (-3.53) х (-40,1)        2726,45

У  = ------------------------------------------------ = ----------- = 1, 13

           (-36,6)х (-50,41) – (-3,53) х 160,87         2412,88

 

 

Состав сырьевой шихты в процентах  рассчитывается по формулам

 

                                         100х           100 х 6.06             606

первого компонента - ----------- ; = --- -----------    = -------  = 73,99    (2.3.11)     

                                       х + у + 1    6.06+1,13 +1         8,19

 

                                      100у                 113

второго компонента -  ------------ =   -----------  = 13,8                        (2.3.12)               

                                       х + у + 1           8,19

 

                                            100          100