Производство вяжущих веществ

SiO2…………………………………21-24

           Al2O3……………………..................4-8

Fe2O3…………………………..........2-4

MgO…………………………………0,5-5

            SO3………………………………......0,3-1

             Сравнивая результаты расчета состава клинкера с нормативным содержанием оксидов, можем сделать вывод, что мы получили………………..

                    Характеристика клинкера по численным значениям модулей дается на основании сведений о процентном содержании главных оксидов в составе клинкера. Значения модулей оказываются численно одинаковыми как для клинкера, так и для сырьевой смеси.

Первоначально для характеристики состава клинкера пользовались одним  гидравлическим модулем (основным). Он выражает отношение количества связанного оксида кальция к количеству кислотных оксидов, (%):

                                                      m=CaO/SiO2+Al2O3+Fe2O3

т - у современных цементных клинкеров колеблется в пределах 1,7-2,4. Однако характеристика качества клинкера только по показателю гидравлического модуля оказалась недостаточной, что потребовало введения еще двух модулей -силикатного и глиноземного.

Силикатный или кремнеземистый модуль n показывает отношение между количеством кремнезема , вступившего в реакцию с другими оксидами, и суммарным содержанием в клинкере глинозема и оксида железа, (%):

                                                                    n=SiO2/Al2O3+Fe2O3

Численное значение п для обычного цемента равно 1,7-3,5, а для сульфато-стойкого повышается до 4 и более.

Глиноземный или алюминатный модуль р представляет собой отношение 
содержания глинозема к содержанию оксида железа, (%): 
                                                                           p=Al 2O2/Fe2O3

р - определяет в клинкере соотношение между трехкальциевым алюминатом С3А и железосодержащими соединениями. Значение этого модуля для обычных цементов находится в пределах 1 -2,5. При прочих равных условиях при повышенном р сырьевая смесь трудно спекается, а цемент медленно схватывается и твердеет, но обладает высокой прочностью в отдаленные сроки. При малом значении р цементы обладают повышенной стойкостью в минерализованных водах. Цементы с высоким р быстро схватываются и твердеют, но имеют пониженную конечную прочность.

КН - коэффициент насыщения, показывает отношение количества оксида кальция в клинкере, фактически связанного с кремнеземом, к количеству его теоретически необходимому для полного связывания двуоксида кремния в трехкаль-циевый силикат.

                        КН=(СаО - 1,65А1₂O₃ - 0,35Fе₂О₃)/2,8SiО₂ 

Эта формула учитывает, что в  клинкере может оказаться в несвязанном  состоянии СаО, а также кремнезем.

У клинкеров заводского изготовления КН колеблется в приделах  3,8 - 0,95 в зависимости от состава и  свойств сырьевых материалов, вида установок для обжига клинкера, условий  обжига и других факторов. Более высокие показатели КН свидельствуют о повышенном содержании в клинкерах C3S обуславливающего  высокие показатели прочности цементов и скорости твердения. Сейчас качество клинкеров принято характеризовать коэффициентом насыщения КН, силикатным n и глиноземным p модулями .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                       Технико-экономический анализ и  выбор                                                                                                                                                                                        

                         технологической  схемы  производства.

Процесс производства портландцемента  складывается в основном из следующих основных операций: добычи сырьевых материалов; приготовления сырьевой смеси, состоящей из дробления, помола и усреднения ее состава; обжига сырьевой смеси (получение клинкера); помола клинкера в тонкий порошок.

В зависимости от вида подготовки сырья к обжигу различают мокрый, сухой и комбинированный способы  производств портландцементного клинкера.

При мокром способе производства измельчение сырьевых материалов, их перемешивание, усреднение и корректирование сырьевом смеси осуществляются в присутствии определенного количества воды, а при сухом способе все перечисленные операции выполняются с сухими материалами.  

При комбинированном способе  сырьевую смесь приготовляют по мокрому  способу, затем ее максимально обезвоживают (фильтруют) на специальных установках и в виде полусухой массы обжигают в печи. Каждый из перечисленных способов имеет свои достоинства и недостатки.

Способ производства портландцемента  выбирают в зависимости от технологических  и технико-экономических факторов: свойств сырья, его однородности и влажности, наличия достаточной  топливной базы и др.

 

Комбинированный способ производства. При комбинированном способе производства сырьевая смесь в виде шлама, полученного по мокрому способу производства, подвергается обезвоживанию и грануляции, а затем обжигается в печах, работающих по сухому способу.

Основные технологические  операции и последовательность их выполнения при комбинированном способе  производства портландцемента следующие.  

  Выходящий из сырьевой мельницы шлам влажностью 35—40% после его корректирования поступает в вакуум-фильтр или пресс-фильтр, где он обезвоживается до влажности 16—20%. Образующийся при этом «сухарь» смешивается затем с пылью, уловленной электрофильтрами из дымовых газов печи; добавка пыли предотвращает слипание кусков «сухаря» и приводит к уменьшению влажности смеси до 12—14%. Приготовленная таким образом смесь поступает на обжиг, который   осуществляется   во вращающихся печах.

Все остальные операции производства портландцемента по комбинированному способу не отличаются от соответствующих операций при мокром способе производства.

 

Такая схема позволяет  использовать преимущества подготовки сырьевой смеси по мокрому способу  и одновременно снизить расход теплоты  на обжиг. При этом почти на 30 % уменьшается  расход топлива и примерно на 10%-капитальные  затраты по сравнению с мокрым способом, но на 15-20 % повышается расход электроэнергии. Такая схема - наиболее реальный путь снижения расхода топлива  предприятиями, работающими на сырье  высокой влажности. При переводе с мокрого способа производства на комбинированный наиболее сложным является создание и внедрение надежных и высокопроизводительных аппаратов для фильтрации шлама. При базировании комбинированного способа производства на приготовлении сырьевой смеси сухим способом технологическая схема будет следующей: Принципиальное отличие этой схемы от схемы сухого способа - это появление дополнительной технологической операции - грануляции сырьевой смеси, осуществляемой с добавкой 10-14 % воды в специальных аппаратах - тарельчатых грануляторах. Гранулированную смесь с размером зерен 10-15 мм обжигают в шахтных печах или печах с конвейерными кальцина-торами. Этот способ требует несколько большего, чем сухой, расхода теплоты, необходимой на испарение введенной при грануляции воды; не всякая сырьевая смесь способна давать прочные гранулы, не разрушающиеся при обжиге; сложна конструкция используемых печных агрегатов. В то же время обжиг гранулированного сырья позволяет стабилизировать режим работы печей, улучшить теплообмен, повысить качество клинкера.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Технологическая схема производства по комбинированному способу.