Разработать материальный баланс и основные проектные технологические решения цеха помола цементного завода

 

Содержание

 

Введение……………………………………………………………..................….4

Характеристика продукции………………………………………................…....6

Технологическая часть………………………………………………..................10

Требования к сырьевым материалам и расчёт состава сырьевой смеси…………………………………………………………………….....................….10

Принципиальная технологическая схема производства и описание технологического процесса, включая график тепловой обработки………………………………………………………………..........................13

Расчет материального баланса цеха…………………………..….......................21

Подбор и описание работы основного технологического оборудования........26

Мероприятия по охране труда и окружающей среды……………................…28

Список использованной литературы……..............................………………….30

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 Введение

 

Вяжущие вещества научились получать и начали применять в строительстве еще в глубокой древности. Первым вяжущим веществом была необожженная глина, которую использовали при возведении простейших сооружений. В Древнем Египте и Древнем Риме научились получать искусственным путем и использовать в строительстве гипсовые и известковые вяжущие вещества, в том числе гидравлические растворы. В дальнейшем производство и использование вяжущих веществ развивалось по мере развития человеческой цивилизации. Увеличение объема промышленного и гражданского строительства в 18-20 веках предопределило освоение производства и применения гидравлических вяжущих веществ – романцементов и портландцементов. Выдающийся вклад в развитие науки о цементах внесли ряд отечественных и зарубежных ученых и производственников: Ж.Н.Фукс, Л.Ж.Вика, В.М.Севергин, Е.Г.Челиев, Д.Аспдин, А.Р.Шуляченко, А.А.Байков, В.А.Кинд, Н.А.Белелюбский, Н.Н.Лямин, С.А.Дружинин и многие другие.

Цемент – один из важнейших строительных материалов, предназначенных для бетонов и строительных растворов, скрепление отдельных элементов (деталей) строительных конструкций, гидроизоляций и др. Цемент представляет собой гидравлический вяжущий материал, который после смешения с водой и предварительного затвердевания на воздухе продолжает сохранять и наращивать прочность в воде.

Производство цемента обусловлено необходимостью его производства для применения в главным образом в строительстве. Строительство жилья на основе цемента позволяет получить объекты с низкой теплопроводностью и высокой морозостойкостью.

Технология цементного производства позволяет использовать в нём отходы добывающей, металлургической отраслей, а также побочные продукты этих производств. Гибкая технология позволяет осуществлять комбинирование производства цемента с производством металлов.

Существует много подвидов цемента. Они отличаются друг от друга конечными свойствами, условиями производства и наличием в них различных видов добавок:

• портландцемент бездобавочный и с активными минеральными добавками;
• разновидности портландцемента: дорожный, сульфатостойкий, пластифицированный, гидрофобный, белый, цветной, быстротвердеющий, высокопрочный, шиферный, песчанистый и др.;
• тампонажные цементы;
• пуццолановые портландцементы;
• шлакопортландцементы нормально- и быстротвердеющие, сульфатостойкие;
• расширяющиеся и напрягающие цементы.

В Беларуси три крупных предприятия по производству цемента - ОАО "Кричевцементошифер", ОАО "Красносельскстройматериалы" и ОАО "Белорусский цементный завод".

На ОАО"Кричевцементошифер" сдана в июне этого года линия с печью для сухого способа изготовления цемента. Строительная отрасль Беларуси получила предприятие мощностью 1,8 млн. тонн цемента в год.

Однако,  отрасль производства цемента терпит убытки на таких предпритиях, как  ОАО "Красносельскстройматериалы" и ОАО "Белорусский цементный завод", но это не пугает иранскую компанию Azarab Ind. Co, которая намерена реализовать инвестиционный проект по строительству и эксплуатации цементного завода в Ветковском районе Гомельской области. Цементный завод мощностью 1,2 млн.т цемента в год планируется построить в течение 28 месяцев. 

Цементная отрасль Беларуси, в которой пока нет достаточно сильных производителей (наши цементные заводы давно морально устарели), остается довольно привлекательной для иностранных инвесторов.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Характеристика продукции

 

К группе сульфатостойких цементов относятся:

• сульфатостойкий портландцемент;
• сульфатостойкий портландцемент с минеральными добавками;
• сульфатостойкий шлакопортландцемент;
• пуццолановый портландцемент.

Все эти цементы получают измельчением портландцементного клинкера нормированного минералогического состава без добавок или с добавками.

Сульфатостойким портландцементом (ССПЦ) называют портландцемент (ПЦ), изготовленный из клинкера, химический и минеральный состав которого нормирован по содержанию трехкальциевого силиката C3S и трехкальциевого алюмината C3A. Он отличается пониженной экзотермией при твердении и высокой стойкостью при службе в минерализованных и пресных водах.

По ГОСТ 22266-94 клинкер, применяемый для получения ССПЦ, должен удовлетворять требованиям, указанным в таблице 1.

 

Содержание добавок в цементе в зависимости от их вида должно соответствовать указанному в таблице 2.

Содержание ангидрида серной кислоты (SO3) в цементе не должно превышать значений, приведенных в таблице 3.

Допускается вводить в цемент при помоле пластифицирующие и гидрофобизирующие поверхностно-активные добавки в количестве не более 0,3% от массы цемента в пересчете на сухое вещество добавки.

Подвижность цементно-песчаного раствора состава 1:3 из пластифицированных цементов всех видов должна быть такой, чтобы при водоцементном отношении, равном 0,4, расплыв стандартного конуса был не менее 135 мм.

Гидрофобный цемент не должен впитывать в себя воду в течение 5 мин от момента нанесения капли воды на поверхность цемента.

При производстве цемента для интенсификации процесса помола допускается вводить технологические добавки, не ухудшающие качество цемента, в количестве не более 1% от массы цемента.

 Предел прочности цементов  при сжатии должен быть не  менее величин, указанных в таблице 4.                                                                                       Таблица 4       

 

Цемент должен показывать равномерность изменения объема при испытании образцов кипячением в воде.

Начало схватывания цемента должно наступать не ранее 45 мин, конец - не позднее 10 ч от начала затворения.

Тонкость помола цемента, определяемая по удельной поверхности, должна быть не менее 250 м2/кг. Для цементов, содержащих добавки осадочного происхождения, тонкость помола определяют по остатку на сите с сеткой N 008 по ГОСТ 6613. Остаток на сите не должен быть более 15% от массы просеиваемой пробы.

Содержание щелочей в цементе устанавливают договором на поставку.

Для изготовления сульфатостойких цементов применяют:

• портландцементный клинкер нормированного состава в соответствии с таблицей 1;
• гипсовый камень по ГОСТ 4013. Допускается применять другие материалы, содержащие сульфат кальция, по соответствующей нормативной документации;
• активные минеральные добавки по соответствующей нормативной документации;
• гранулированные доменные или электротермофосфорные шлаки по   ГОСТ 3476. Содержание оксида алюминия (Al2O3) в шлаках для изготовления сульфатостойкого портландцемента с минеральными добавками не должно быть более 8%, а в шлаках, предназначенных для изготовления сульфатостойкого шлакопортландцемента, - не более 12%.

Удельная эффективная активность естественных радионуклидов в сырьевых материалах и добавках, применяемых для производства сульфатостойких цементов, не должна быть более 740 Бк/кг.

Высокая стойкость сульфатостойких портландцементов в сульфатных водах обусловлена тем, что в затвердевшем состоянии они содержат пониженное количество высокоосновных гидроалюминатов кальция. Этим устраняется возможность образования значительного количества гидросульфоальмината кальция трехсульфатной формы, вызывающего коррозию портландцементного камня. Развитие коррозионных процессов замедляется также вследствие ограниченного содержания в клинкере С3S.

Такой портландцемент значительно превосходит по стойкости рядовые портландцементы, но уступает в этом отношении пуццолановым и шлаковым цементам, изготовляемых на основе клинкера того же цементного состава. Однако эти цементы менее морозостойки. Поэтому сульфатостойкий портландцемент целесообразнее всего применять в тех случаях, когда одновременно требуется высокая стойкость против воздействия сульфатных вод и попеременного замораживания и оттаивания, высыхания и увлажнения.

Сульфатостойкие портландцементы без добавок или с ограниченным их содержанием следует применять в бетонных и железобетонных конструкциях, в том числе и преднапряженных, для тех зон гидротехнических сооружений, где они подвергаются действию сульфатных вод в условиях попеременного замораживания и оттаивания или высыхания и увлажнения.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

 

Требования к сырьевым материалам и расчет состава сырьевой смеси

 

В качестве исходного сырья для производства сульфатостойкого портландцемента – портландцементный клинкер и природный двуводный гипс.

Глины представляют собой тонкодисперсные осадочные горные породы и легко дают суспензии, когда их разбалтывают с водой. Глины сильно различаются по минералогическому и гранулометрическому составу часто в пределах даже одного месторождения. Нередко они содержат значительное количество включений в виде песка и гравия, что вызывает необходимость их предварительного обогащения. По минералогическому составу глины характеризуются преимущественным содержанием водных алюмосиликатов и кварцевого песка. Легкоплавкие глины состоят в основном из кремнезема (70-80%), глинозема (3-10%), окиси железа (3-6%) и небольшого количества карбонатов кальция и магния. В отдельных случаях содержание окиси кальция может достигать 10-25%, а окиси магния – 3-5%. Иногда в глинах присутствуют соединения, содержащие SO3, Na2O и K2O. Включения веществ, содержащих эти окислы, а также MgO нежелательны и их количество должно быть минимальным. Влажность глин колеблется в пределах 15-25%. Плотность комовой глины составляет 1800-2000 кг/м3 (1,8-2,0 г/см3). Для производства сульфатостойких цементов используют низкоалюминатные глины.

Известняки и мел представляют собой карбонатные породы осадочного происхождения. Плотность плотных известняков составляет 2400-2700 кг/м3 (2,4-2,7 г/см3), а меловых пород – 1500-2000 кг/м3 (1,5-2,0 г/см3). Влажность этих материалов колеблется соответственно в пределах 2-6 и 15-30%. Известняки и мел содержат до 90% и более углекислого кальция и небольшие количества кварцевого песка, глинистых минералов и др. По химическому составу эти материалы характеризуются преимущественным содержанием окиси кальция (до 50% и более) и СО2 (до 40% и более). Они содержат также небольшие количества кремнезема, глинозема и др. Содержание окиси магния более 3-3,5% и серного ангидрида более 1-1,3% недопустимо. Свойства карбонатных пород для производства цемента регламентируются ТУ 21-13-6.

Природный двуводный гипс – горная порода осадочного происхождения, сложенная в основном из крупных или мелких кристаллов двуводного сернистого кальция CaSO4 ·2H2O. Плотные образования гипса называют гипсовым камнем. По внешнему виду и строению горной породы различают кристаллический прозрачный гипс, гипсовый шпат, тонковолокнистый гипс с шелковистым отливом (селенит) и зернистый гипс. Наиболее чистую разновидность зернистого гипса, напоминающую по внешнему виду мрамор, называют алебастром. Гипсовые породы содержат обычно некоторое количество примесей глины, песка, известняка и др. Чистый гипс – белого цвета, примеси придают ему различные оттенки: окислы железа окрашивают его в желто-бурые цвета, органические примеси – в серые и т.д. Небольшое количество примесей, равномерно распределенных в гипсе, заметно не ухудшает его качество. Вредное влияние оказывают крупные включения. В гипсовых породах лучших месторождений обычно содержится до 2-5% примесей, но часто их количество достигает 10-15% и более. Плотность гипсового камня зависит от количества и вида примесей и составляет 2,2-2,4 г/см3. Насыпная плотность гипсовой щебенки составляет 1200-1400 кг/м3, влажность колеблется в значительных пределах (3-5% и более).

Природный двуводный гипс добавляют в клинкер на стадии помола с целью регуляции сроков схватывания портландцемента. Качество природного двуводного гипса должно соответствовать требованиям ГОСТ 4013-82.

Для получения клинкера сульфатостойкого портландцемента необходимо рассчитать состав двухкомпонентной шихты, состоящей из мела и глины Брянского месторождения, химический состав которых приведен в таблице 5.

Таблица 5

Химический состав компонентов шихты

Материал	SiO2	Al2O3	Fe2O3	CaO	MgO	SО3	n.n.n.	∑
Мел	4,74	0,52	4,76	52,28	0,23	0,26	41,30	104,09
Глина	61,42	14,64	6,42	3,91	1,80	1,81	8,95	98,95