Завод по производству шлакопортландцемента марки 400 в г.Днепропетровске, производительностью 1,5 млн.т/год. (цех обжига)

      

           11. Определяем коэффициент пересчета на прокаленное вещество:                           

                        100

                  КН = ------------- = 1,2285

                             100 ∙ 18,6

         12. Определяем расход сырья с естественной влажностью на 1 т сырьевой смеси :

Известняк : 44,6 ∙ 10 = 446 кг

Шлак:          53,9 ∙ 10 = 539 кг

Огарки:        1,5 ∙ 10  = 15 кг

 

         13. Определяем расход сырья с естественной влажностью на 1000 кг сырьевой смеси при естественной влажности известняка – 0,014 % ; шлака – 0,196 %

           Известняк  : 446/1 – 0,014 = 460,7

           Шлак :         539/1 – 0,196 = 670,4

 

          14.Определяем расход сырья на 1 т клинкера

а) расход сухого сырья (100/100 – 18,6) ∙ 1000 = 1,2285 ∙ 1000 = 1228,5 кг ,

из них :

           Известняка :1,2285 ∙ 0,4607 = 566 кг

           Шлака  :        1,2285 ∙ 0,6704 = 824 кг

                                --------------------------------

                                 Итого:                 1390 кг

б) расход сырья с естественной влажностью

          Известняка : 566/0,986 = 574,04 кг

          Шлака  :         824/0,804 = 1024,88 кг

                                ------------------------------

                                 Итого:         1598,92 кг

 

          15. Определение коэффициента насыщенности силикатного и глиноземистого модулей для сырьевой смеси :

 

           49,83 – 1,65 ∙ 4,02 – 0,35 ∙ 2,14       42,448

           КН = ---------------------------------------- = ---------- = 0,703                       (3.15)

                           2,8 ∙ 21,55                         60,34             

 

16. Определение силикатного и глиноземистого модулей:

                       SiO₂                   21,55

           n = ---------------- = --------------- = 3,498                                                   (3.16)

                 Al₂O₃ + Fe₂O₃     4,02 + 2,14

 

                   Al₂O₃      4,02      

           p = --------- = ------- = 1,879                                                                       (3.17)

                   Fe₂O₃      2,14

        

          17. Сопоставляем модули клинкера и сырьевой смеси:

 

Материал	Значения
	КН	n	p
Клинкер	0,70	3,5	1,8
Сырьевая шихта	0,703	3,498	1,879

 

         Расчет показал: у сырьевой шихты КН и глиноземистый модуль выше , чем у клинкера. Это свидетельствует о повышенном содержании в клинкере трехкальциевого силиката. Необходимо корректирование – введение кремне-земистой добавки.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

          4 Технологическая часть

 

 

4.1 Выбор и  обоснование способа производства

 

Производство портландцемента  – сложный технологический процесс  добычи и доставки на завод сырьевых материалов (шлака и известняка), приготовление сырьевой смеси (дробление, помол и усреднение её состава), обжига сырьевой смеси до спекания (получение клинкера), помол клинкера с гипсом (получение портландцемента).

Способ подготовки сырья  зависит от различных причин: структуры  и химического состава цементных  сырьевых материалов, от местного климата, требований, предъявляемых к качеству цемента. Правильный выбор способа производства портландцемента можно произвести в каждом отдельном случае только на базе технико-экономических обоснований.

Основными способами  производства в мировой цементной промышленности являются мокрый и сухой. Преобладает мокрый способ, которым выпускают 70 % общего производства клинкера в мире. Выбор способа приготовления сырьевой смеси при проектировании новых предприятий определяется целым рядом факторов, связанных со свойствами сырья, его однородностью и влажностью, наличием топливной базы в районе строительства и др.

Мокрый способ целесообразнее при мягких, пластичных, хорошо размучивающихся  сырьевых компонентах, имеющих, как  правило,  высокую естественную влажность (20-30 % и более). Мокрый способ целесообразен и при естественной влажности твердого сырья более 12-15 % .

При наличии твердых  сырьевых компонентов умеренной  влажности (известняка, глинистого мергеля), которые могут быть измельчены только в мельницах, производство портландцемента может быть организовано по сухому способу.

Сухой способ целесообразен  при ограниченной топливной базе и высокой стоимости топлива.  

В качестве сырья применяем  доменный шлак, кроме того, естественная влажность применяемого карбонатного сырья (известняка) составляет 1,4 %, следовательно, наиболее экономичным будет сухой 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.

 

Огарки                                      Известняк                                               Шлак

   

Дробилка (2)                            Дробилка(1)                                       Дробилка(2)  

                                                

                                                   Дробилка(2)                                                     

 

Сушильный                              Сушильный                                         Сушильный          

   барабан (4)                                барабан                                                барабан

 

 

Дозатор(5)                                    Дозатор                                              Дозатор

                                                   

                                                  Мельница(6) 

 

                                                 Смесительные

                                                     силосы(7)

                                                             

                                                    

  Газ                                    Вращающаяся печь(8)                                 

 

                                                

                                                 Холодильник(9)                                 

                                      

              

                                             Клинкерный склад(10)                               Гипс                                                                                            

                                                    

                                                            

                                                       Дозатор                                          Дробилка

                                                           

                                                   

                                                     Мельница                                          Дозатор

                                                                                                        

                                                                                                      

                                             Цементные силосы(11)               Железнодорожные    

                                                                                                           вагоны(14)                                                                                                                 

                                        Упаковочная машина (12)

                                   

                                   Склад упакованного цемента(13)

 

Рисунок 4.1 – Технологическая схема производства шлакопортландцемента по сухому способу     

 

          Процесс приготовления сырьевой смеси включает: измельчение (грубое и тонкое), дозировку, смешивание сырьевых компонентов и корректировку химического состава сырьевой смеси, гомогенизацию откорректированной смеси и подачу её на обжиг.

          Известняк   завозим на завод железнодорожным  транспортом, выгружаем на складе, откуда питателем подаем на  первичное дробление в щековую  дробилку (1) для измельчения на  куски размером 200 – 300 мм. От щековой дробилки известняк ленточным конвейером транспортируем на вторичное дробление в конусную дробилку (2) для измельчения его до размеров 20-25 мм. Затем транспортируем в сушильный барабан (4) для подсушки ,далее дозируем в дозаторах(5).

          Шлак  завозим автотранспортом. Выгружаем  на склад хранения шлака, откуда  ленточным питателем подаем на  дробление в конусную дробилку(2) , затем поступает в дозатор.

          Огарки также завозим железнодорожным транспортом. Со склада ленточным конвейером направляем на измельчение в конусную дробилку(2) для измельчения до нужных размеров. Размолотые огарки подаются в сушильные барабаны, далее подаются в дозаторы, затем вместе с измельченными известняком и шлаком направляем в мельницу(6). Измельченное сырье поступает в смесительные силосы (7), представляющие собой цилиндрические железобетонные или металлические резервуары, в которых осуществляется перемешивание и корректировка. Из силосов откорректированная сырьевая мука подается на обжиг во вращающуюся печь (8), в противоположный конец которой через форсунки поступает топливо (газ).

Температура обжига 1450 ^оС .Для обжига применяем вращающиеся печи сухого способа производства, производительность таких печей 125-200 тонн/час. В печи подают сухую сырьевую муку. В циклонных теплообменниках сырьевая смесь подогревается и частично декарбонизируется, а в короткой вращающейся печи завершается процесс разложения известняка и осуществляется процесс спекания. Если из компонентов сырьевой смеси при небольшом увлажнении (12—14 %) можно получить прочные гранулы, то сухую сырьевую муку предварительно увлажняют и гранулируют, а затем подают в клинкерообжигательный агрегат, состоящий из конвейерного кальцинатора (решетки) и короткой вращающейся печи.

Применение встроенных в печи ячейковых и других типов теплообменников улучшает теплоотдачу от газов к сырьевой муке, уменьшает расход тепла примерно на 15—20 % и повышает производительность печи на 10 %.  За рубежом и в СССР применяют ячейковые теплообменники полочного типа, состоящие из ряда сопрягаемых в центре сечения печи кронштейнов, делящих это сечение в зоне подогрева на шесть продольных ячеек длиной 20-25 м. Винтолопастной теплообменник, состоящий из нескольких крыльчаток с радиально расположенными лопастями и установленный в зоне подогрева, сильно завихряет газы и пересыпам шихту, улучшая их контакт с сырьевой смесью. Изготовляют теплообменники из специальных жаропрочных сталей, содержащих хром, никель и другие компоненты. Большим недостатком устройств является повышенный (до 20—25 %) унос сырья с отходящими газами. Расход тепла на обжиг в современных печах сухого способа со встроенными теплообменниками значительно выше, чем в печах с конвейерными кальцинаторами (около 3,3 Мдж/кг клинкера или 800 ккал/кг клинкера) и в печах с циклонными теплообменниками (3,2—3,3 Мдж/кг клинкера или 760—790 ккал/кг клинкера). Этот и другие недостатки (высокая температура отходящих газов, затрудняющая их обеспыливание, низкая удельная производительность, потребность в дефицитных жаропрочных сталях для теплообменников) сильно ограничивают применение этих печей.

Вращающиеся печи с циклонными теплообменниками характеризуются простотой конструкции и эксплуатации. Они надежны в работе (коэффициент использования 0,92—0,96) и обеспечивают низкий расход тепла на обжиг клинкера. Весьма важно также, что в них используется негранулированная сухая (влажность 0,5—1 %) сырьевая мука. Это существенно упрощает процесс подготовки шихты и снижает затраты тепла на обжиг. Нагрев пылевидной сырьевой смеси во взвешенном состоянии с высокоразвитой удельной поверхностью протекает чрезвычайно быстро (примерно 20 сек вместо 2—3 ч в обычных печах). Циклонные теплообменники (рис. 4.2) имеют четыре ступени циклонов, сваренных из листовой стали толщиной 12—16 мм, футерованных внутри огнеупорами и расположенных по вертикали. Мерные три ступени снизу диаметром по 4,5—4,8 м; 4-я ступень состоит из двух циклонов диаметром 2,5—2,8 м. Высота этих циклонов меньше, чем циклонов-пылеуловителей. Циклоны соединены между собой футерованными газоходами. Нижний циклон соединен с откатной головкой—загрузочной камерой холодного (верхнего) конца печи. К разгрузочным конусам циклонов присоединены трубы (течки) для спуска обжигаемого материала во входной газоход ниже расположенного циклона. В течках установлены затворы-мигалки. Газоходы изготовлены из листовой стали толщиной 5—6 мм. Сырьевая мука из бункера (18) (рис. 4.2)