Основное оборудование – три типа обжиговых агрегатов: шахтные печи для обжига фракционированного крупнокускового известняка (40 – 80; 80 – 120 и 120 – 180 мм) на короткопламенном угле (антраците и тощем) или на природном газе и мазуте; короткие вращающиеся печи  с запечными подогревателями сырья для обжига, фракционированного мелкокускового известняка (20 – 50 мм) на газе или мазуте; длинные вращающиеся печи  без запечных теплообменников для обжига главным образом не фракционированного рыхлого высоко влажного сырья (с кусками не менее 50 мм) на газе или мазуте. Вращающиеся печи обоих типов могут работать также на пылеугольном топливе.

     Шахтные печи, работающие в основном на коксе, в настоящее время широко используются в Западной Европе, Японии; в Америке  более 80% извести получают во вращающихся печах.

     Шахтная печь конструкции Союзгипрострома  – наиболее распространённая печь, работающая на природном газе. Вертикальный металлический цилиндр отфутерован  изнутри шамотным или многошамотным  огнеупорным кирпичом. Для футеровки высокотемпературной зоны иногда применяют хромомагнезитовый кирпич. Основные элементы: загрузочные, разгрузочные, топливосжигающие и газоотсасывающие устройства. Печь работает по системе противотока. Продолжительность активного процесса подогрева и декарбонизации составляет 10 – 15 ч, общее время пребывания материала в печи около 1 сут.

     В качестве загрузочного устройства применяются  скиповый подъёмник и двухклапанный  затвор с поворотной чашей. Разгрузочное устройство – колосниковая решётка  с возвратно-поступательным движением (двухсторонняя разгрузка). В нижней части печи имеется герметизирующий механизм, предотвращающий подсосы воздуха, в виде барабанного или шлюзового затвора. Для подачи в печь газообразного топлива и его сжигания по окружности корпуса печи устанавливают два яруса по 6 – 8 горелок в каждом. На крупных печах с внутренним диаметром более 3,2 м дополнительно по оси шахты устанавливают одну центральную горелку. Газы из печи отсасывают дымососом. В отличие от факельного сжигания топлива в свободном топочном пространстве в шахтных печах топливо сгорает в затеснённом пространстве, занятом материалом. Это затрудняет образование горючей смеси и вызывает повышенный расход воздуха.

     При работе печей на угле пересыпным способом куксовое топливо и известняк  загружают в печь обычно в виде перемешанной шихты в заданных соотношениях. Очаги горения топлива рассредоточены, чтобы избежать комкованя (зашлакования) сырья и привары его к стенкам печи. Установлено, что оптимальное соотношение размеров кусков известняка и твёрдого топлива должно быть 2 – 2,5.

     За  рубежом применяют противоточно-прямоточные  регенеративные печи, построенные в Австрии и Германии. Агрегат производительностью до 5,8 кг извести за 1 с (500 т/сут) состоит из двух или трёх параллельно действующих шахт и работает на газообразном топливе или на мазуте. Для обжига применяют известняк, рассортированный на фракции с размерами кусков 20 – 60  и 60 – 180 мм (разброс 1:3). Основное преимущество этих печей – малое потребление топлива (3700 – 4200 кДж/на 1 кг извести). Улучшение теплоиспользования достигается за счёт более полной утилизации теплоты греющих газов и высокого подогрева воздуха при охлаждении извести.

     Вращающиеся печи стали применяться в стране в 1950 – 1960 гг. Их основные достоинства: более высокая агрегатная производительность, лучшее качество извести, хорошо организованное факельное сжигание всех видов топлива, более высокий уровень производительности труда, возможность использования на длинных печах мягких высоковлажных нефракционированных карбонатных пород (без отходов), а также известняковой мелочи, получаемой в виде отходов при грохочении твёрдого известняка.

     Карусельные печи в сравнительно небольшом объёме применяют в основном в металлургическом производстве. Наиболее эффективна конструкция  “Кальциматик”, разработанная шведской фирмой “Унгсбулагет Вестерос”. Печь укомплектована подогревателем сырья шахтного типа и таким же холодильником извести.

     Печи  с кипящим слоем применяют  в металлургическом производстве на агломерационных фабриках. Доля участия  их невелика – она составляет около 5% в общем выпуске металлургической извести, что характерно также и для зарубежной практики. Сырьём является мелкодробленый известняк, рассортированный на фракции, мм: 0,2 – 0,6; 0,6 – 3; 3 – 12; 12 – 25. Для его обжига применяют газообразное топливо и мазут.

               Кроме перечисленных в производстве строительной извести применяют устаревшие типы печей, доля участия которых постепенно сокращается. К ним относятся полугазовые шахтные печи с вынесенными топками, напольные и кольцевые печи, работающие на угле.

               Непосредственно сам процесс  обжига извести состоит из термохимических реакций, фазовых превращений и формирования кристаллов продукта обжига. Схематически его можно разделить на периоды с различными температурными уровнями. Весь процесс характеризуется изменением внутренней энергией, когда общий тепловой эффект определяется начальным и конечным состоянием обжигаемого материала, независимо от того, на какие промежуточные периоды он разделён.

     Особенностью  «мокрого» способа производства извести является то, что он обеспечивает надёжную гомогенизацию сырьевой смеси, равномерность подачи сырья в печь для обжига, создание аварийных (промежуточных) запасов подготовленного сырьевого шлама. При таком способе производства значительно уменьшается пылевыделение на всех стадиях переработки, упрощается схема производства, облегчается процесс улавливания пыли, появляется возможность обжига рыхлого мела, простота организации сжигания жидкого и газообразного топлива, улучшаются условия обслуживания, и уменьшается количество обслуживающего персонала. В заключение этого вопроса своей работы привожу блок-схему, представляющую собой концентрированное графическое изображение технологического процесса.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     1.4.Блок-схема  технологического  процесса производства  строительной извести 
 
 

     

     

     

     

     

       

     

       
 
 
 

     1- Подготовка сырья – дробление,  сортировка;

     2- Обжиг;

     3- Помол или гашение комовой  извести; 

                         -    технологические (предметные) связи;

                             - предмет труда и побочные  продукты на всех стадиях          переработки;

                                         - стадии переработки продукции (операции), например, 2 – обжиг

     2.Динамика  трудозатрат при  развитии технологического  процесса

 

     Различают два варианта развития технологического процесса: ограниченное и неограниченное. Исходя из поведения кривых Тж(t) и Тп(t) (затраты живого и прошлого труда), определим вариант развития технологического процесса.

     Дано: Тж(t)=1000/(31t² + 1240) и Тп(t)=0,005t² + 0,2.

     Построим  графики данных функций: 

     

      

     Итак, из вида графиков данных функций можно сделать вывод о наличии  ограниченного варианта развития технологического процесса.  
 
 

     Точку пересечения кривых Тж(t) и Тп(t) находим из уравнения:

     1000/(31t² + 1240)= 0,005t² + 0,2 => t ≈ 6,3 => Тж(6,3)=Тп(6,3)=0,4.

     Очень важно установить момент времени, до которого такое развитие целесообразно (экономический предел накопления прошлого труда). Для получения более точного результата определим искомый момент времени аналитическим путём. Для этого найдём производную функции Тс(t) и определим её критическую точку:

     (Тс(t))’=(Тж(t)+Тп(t))’= - 62000t/(31t²+1240)² + 0,01t

     Приравняем  (Тс(t))’ к нулю и решим полученное уравнение. Получили

                                t ≈ 6,35

     Найдём  значение Тс(6,35) ≈  0,8

     При развитии технологического процесса затраты живого труда всегда уменьшаются, так как всякое производство заинтересовано в снижении  именно этого вида затрат. При этом затраты прошлого труда могут либо возрастать, либо уменьшаться. В данном случае затраты прошлого труда возрастают, а затраты живого труда снижаются. Это говорит о том, что имеет место трудосберегающий  процесс развития.

     Важно установить в какой степени снижаются  затраты живого труда по мере роста  затрат прошлого, то есть определить тип  отдачи от дополнительных затрат прошлого труда. Установим тип отдачи. Для этого исследуем характер экономии живого труда от  величины прошлого, продифференцировав функцию:

     Тж(t)=f(Тп(t)). Значение данной производной покажет, как изменится отношение ∆Тж(t)/∆Тп(t):      (Тж(t))’=dТж/dТп ≈∆Тж/∆Тп .

     Выразим из функции Тп(t) t²:  

                     t² =(Тп – 0,2)/0,005.

     Подставим данное значение в функцию Тж(t):

                    Тж(t)=5/(31Тп).

     Найдём  производную:

                    (Тж(t))’= -5/31(Тп)².

     Приравняв данную производную к нулю, получим: -5.Возмем по модулю и получим 5, которое является константой. Производная равна постоянному числу, поэтому в данном случае можно говорить о постоянном типе отдачи от дополнительных затрат Тп.   
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     3.Уровень  технологического  процесса

 

     Рационалистическое развитие технологического процесса осуществляется при снижении затрат живого труда за счёт увеличения затрат прошлого труда. Причём в каждый промежуток времени прошлый труд увеличивается в меньшей степени, чем уменьшается живой.

     Между производительностью живого труда, экономическим уровнем технологии и технологической вооружённостью существует зависимость, представляющая собой законоподобное соотношение (модель)  рационалистического развития технологического процесса:

     L²=YB,

     где L – производительность Тж;

           B – технологическая вооружённость;

           Y – уровень технологии.

     Все параметры в соотношении  являются функциями затрат Тж и Тп:

                   L=1/Тж;

                   B=Тп/Тж;

                   Y= 1/(Тж · Тп).