Завод по производству портландцемента марки 400

                          2,8 SiO₂                                 2,8 ∙ 20,71

        Определяем силикатный и глиноземистый модули.

             SiO₂                  20,71

n = ------------------ = ----------------- = 2                                                                  (3.3)

       Al₂O₃ + Fe₂O₃      6,34 + 3,99

          

       Al₂O₃      6,34

p =--------- = -------- = 1,6                                                                                        (3.4)

       Fe₂O₃      3,99

      

         8. Сопоставляем модули клинкера и сырьевой смеси 

Материал	Значения
	КН	n	p
Клинкер	0,94	2	1,6
Сырьевая  шихта	0,94	2	1,5

 

         9. Определяем минералогический состав клинкера 

      С₃S= 3,8 ∙ 20,71∙ (3∙ 0,94-2) = 64,54%

      C₂S= 8,6 ∙ 20,71∙ (1- 0,94) = 10,69%

      C₃A= 2,65∙ (6,34- 0,64∙ 3,99) = 10,04%

           C₄AF= 3,04 ∙ 3,99 = 12,13% 

      

                 
 
 
 

          4 Технологическая часть 
 

     4.1 Выбор и обоснование  способа производства 

     Производство  портландцемента можно разделить на две группы: в первую группу входят добыча и транспортировка сырья, его измельчение, обжиг шихты с получением цементного клинкера; во вторую - сушка и размол клинкера с гипсом.

     Правильный  выбор способа производства портландцемента  можно произвести в каждом отдельном  случае только на базе технико-экономических обоснований.

          Существует два основных способа производства: мокрый и сухой. Преобладает мокрый способ, которым выпускают 70 % общего производства клинкера в мире.

     Мокрый  способ состоит в том, что сырьевая смесь приготавливается путем измельчения  и смешивания её с водой. Такой способ целесообразнее при мягких, пластичных, хорошо размучивающихся сырьевых компонентах, имеющих высокую естественную влажность (20-30 % и более), а также при естественной влажности твердого сырья более 12-15 % .

     При сухом способе сырьевые материалы  предварительно высушивают, а затем  измельчают и смешивают.

     Приготовление сырьевой смеси и транспортирование ее по мокрому способу отличается более гигиеническими условиями, так как не происходит выделение пыли,  как это имеет место при сухом способе.

     В качестве сырья применяем глину, и т.к., естественная влажность применяемого сырья (глины) составляет 20,6 %, следовательно, наиболее экономичным будет мокрый способ производства. 

         

         4.2 Технологическая схема 

          Приготовление сырьевой смеси  заданного химического состава  и с определенными физическими свойствами (влажность, тонкость измельчения, текучесть) является одним из основных процессов цементной технологии. Высокое качество сырьевой смеси, минимальные отклонения от заданных параметров обеспечивают нормальное протекание последующих технологических процессов.

     Различные схемы приготовления сырьевой смеси  по мокрому способу зависят от физических свойств сырьевых материалов и других производственных факторов. 
 
 
 

Известняк                  Глина              Вода                 Колошниковая пыль

     

 

Дробилка (1)            Дробилка (3)         Дозатор             Дозатор

(щековая)                (валковая)                             

             

Дозатор                       Дозатор

    

Дробилка(2)            Болтушка (4)                         

(молотковая)                                                             

                                

                              Двухкамерная мельница (5)                                                        

     

                         Шламовые бассейны (6)

                   

                                                    

Газ                           Вращающаяся печь (7) 

                               Холодильник (8)                                                        

                                                                                        

                      Клинкерный склад (9)                    Гипс                                       

              

                            Дозатор                                    Дробилка

       

                   Двухкамерная мельница (5)             Дозатор                                          

       

                    Цементные силосы (10) 

       

Склад                  Упаковочная                            Железнодорожные

упакованного     Машина (11)                             вагоны (12)

цемента (13) 

                      
 

       Рисунок 4.1 – Технологическая схема производства портландцемента по мокрому способу     

     Известняк завозим на завод автотранспортом, выгружаем на складе, откуда питателем подаем на первичное дробление в щековую дробилку (1) типа ЩД 600х900, которые по своей конструкции делятся на дробилки с простым качанием подвижной щеки и дробилки со сложным качанием подвижной щеки. Степень измельчения щековых дробилок составляет 4-6. Преимуществом щековых дробилок является их незначительный износ и возможность загрузки в них крупных кусков. Недостатком является то, что у таких дробилок высокий расход электроэнергии, низкая степень измельчения и неоднородный размер кусков выдаваемого материала.

     Затем от щековой дробилки известняк ленточным конвейером транспортируем на вторичное дробление в молотковую дробилку (2) типа ДМЭ 17х 14,5. Молотковые дробилки в цементном производстве применяются для второй стадии дробления крупных кусков известняка, они выпускаются двух видов – однороторные (максимальная крупность кусков 200-300 мм.) и двухроторные (400-600 мм.). Молотковые дробилки отличаются простотой конструкции, высокой производительностью и надежностью в работе. Недостатком таких дробилок является быстрый износ молотков при дроблении твердых пород.После этого ленточным конвейером известняк подаем на склад сырья.

     Глину завозим автотранспортом. Со склада ленточным конвейером направляем на измельчение в валковую дробилку (3) типа 2PG- 750х500. Валковые дробилки применяются для дробления мягких и мелкокусковых материалов, они также делятся на одновалковые и двухвалковые дробилки. Измельченную глину перемешиваем с водой в болтушке (4). Болтушка служит для измельчения и отмучивания сырьевых материалов для прозводства цемента.

     После дробления известняка в дробилках  и превращения глин в болтушках  в глиняный шлам сырьевые материалы  транспортными устройствами передаются для помола в  шаровые мельницы. Трубная шаровая мельница представляет собой горизонтально расположенный вращающийся барабан, частично заполненный мелющими телами (стальными шарами и  стальными или чугунными цилиндриками).

     Колошниковая  пыль поступает непосредственно  на объединительный склад, а оттуда вместе с глинистой суспензией, дробленым известняком через дозаторы направляем в бункер сырьевой мельницы (5).

     Полученный  таким образом сырьевой шлам влажностью 35-45 % поступает в вертикальные шламовые бассейны (6), где его доводим (корректируем) до заданного химического состава и непрерывно перемешивают с целью гомогенизации (однородности) и во избежание оседания. После этого,  через дозирующие устройства шлам подаем во вращающуюся печь (7), где производится обжиг.

     Для обжига клинкера во вращающихся печах используем газ месторождение Ставропольское, теплопроводная способность 8899.

     Обжиг сырьевой смеси – самый важный технологический процесс. Во время  обжига происходят физические и физико-химические превращения шихты и образуются спекшиеся зерна размером 2-3 см, минералогический состав которых резко отличается от состава исходного сырья.

     Вращающуюся печь,  работающему по мокрому  способу, можно условно разделить  на 6 зон. Первая зона – зона подсушки занимает до 1/3 длины печи. Здесь  из шлама удаляется вода и шлам гранулируется. За зоной подсушки следует зона подогрева такой же протяженности. В зоне подогрева в основном происходят химические превращения компонентов, потеря кристаллизационной воды, выгорание органических добавок. Материал к концу зоны подогревается до 800 – 850 ^оС.

     В зоне кальцинирования, занимающей около 20 % длины печи, температура поднимается  до 1100 ^оС. Здесь практически завершается процесс разложения карбонатов. Зона кальцинирования является термически наиболее напряженной. Зона спекания занимает до 10 – 15 % длины печи. В этой зоне температура поднимается от 1300 до 1450 ^оС и затем снижается до 1300 ^оС.

          Последней зоной в печи является зона охлаждения, занимающая 2-4 % длины печи. В ней температура падает до 1100 – 1000 ^оС. Происходит кристаллизация расплава. Часть расплава, не успевая закристаллизоваться, застывает в виде стекла. При медленном охлаждении клинкера может наблюдаться распад клинкерных минералов. Дальнейшее резкое охлаждение протекает в специальных холодильниках (8).

     Выходящий из печи клинкер совместно с 3 -  5 % природного гипса поступает на клинкерный склад (9), оттуда направляем на измельчение в 2-х камерную мельницу (5).

     Помол клинкера может производиться в  открытом и замкнутом цикле. Мельницы 4х13,5 работают в замкнутом цикле с сепараторами по первой схеме. Для достижения более высокой удельной поверхности необходимо в процессе помола отделять мелкие частички, т.е применять замкнутый цикл помола. При этом измельчаемый материал проходит через сепаратор, где отделяется мелкая фракция, являющаяся готовым продуктом, а крупная фракция возвращается в мельницу. Измельченный в трубной мельнице клинкер подают ковшовым элеватором и аэрожелобами в сепараторы, откуда крупка возвращается на домол в первую камеру мельницы, а готовый продукт поступает в силосы. Недостаток установки – повышенный расход электроэнергии из-за некоторого переизмельчения.

     Измельченный  портландцемент поступает в цементные  силосы (10), представляющие собой железобетонные резервуары цилиндрической формы, где  цемент хранится до отправки потребителю.

     Выгруженный из силосов портландцемент упаковываем  в 4-5 – слойные бумажные мешки из крепкой, не пропускающей влаги бумаги. Упаковку в мешки производим в упаковочной машине (11), автоматически насыпающей одновременно несколько мешков. Нетарированный цемент транспортируют навалом в специальных саморазгружающихся железнодорожных вагонах-цементовозах (12).

     Упакованный в мешки цемент (по 50 кг) хранят на складе цемента (13) до отправки потребителю.

         4.3 Расчет режима работы цеха

      

     Режим работы цеха определяется в зависимости  от характера производства, мощности и других факторов.