Завод по производству сульфатостойкого портландцемента

Аннотация

 

 

В данной курсовой работе представлен материал о том, как работает завод по производству сульфатостойкого портландцемента производительностью 300000 т/г.

Приведена характеристика сырьевых материалов и выпускаемой продукции.В работе описана технологическая схема производства и технологические процессы.

Также в работе приводится расчет материального баланса производства гидратной извести.

В данной работе затрагивается тема охраны труда, окружающей среды и техника безопасности при производстве сульфатостойкого портландцемента.

Объем курсовой работы представлен на  26   страницах печатного текста.

Количество таблиц – 1

Список литературы–10

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Содержание

 

      Аннотация………………………………………………………………………..3

      Определения..........................................................................................................5

      Обозначения  и сокращения……………………………………………………..6

      Нормативные  ссылки……………………………………………………………7

Введение ………...…………………………………………………….…………8

1 Характеристика сырьевых материалов и выпускаемой продукции…..…..10

2 Обоснование способа производства ………………………………………..14

3 Расчет материального баланса. Определение мощности производственных отделений …………………………………………………………………………..17

4 Технологическая схема производства. Описание технологических процессов ………………………………....…………………………......……….....21

5 Организация технологического контроля ………………………………….22

6 Охрана труда и окружающей среды, техника безопасности ….…….…….26

Заключение……………...……………………………………………………....28

Список использованной литературы…………………………….……………29

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Определения

 

Портландцемент - гидравлическое вяжущее средство, получаемое при совместном тонком измельчении клинкера и гипса. Портландцемент может содержать различного рода добавки. Твердение портландцемента протекает только при наличии влаги и положительной температуры.

Портландцементный клинкер - продукт обжига до полного спекания сырьевой смеси, состоящей из известняка и глины.

Портландцементный клинкер состоит преимущественно из высокоосновных силикатов кальция, а также алюминатов и алюмоферритов кальция.

Шлакопортландцемент - портландцемент, в состав которого входят доменный шлак и природный гипс.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Обозначения и сокращения

 

 

В настоящей курсовой работе использованы следующие обозначения и сокращения:

CCПЦ – сульфатостойкий портландцемент;

ПЛ, ГФ – пластификация, гидрофобизация;

Д0, Д20 – максимальное содержание добавок в цементе;

АМД – активная минеральная добавка;

ПАВ – поверхностно-активные вещества;

СиДНР – спасательные и другие неотложные работы;

Q – отгрузка готовой продукции;

 – годовой фонд  времени;

Ргод– годовая производительность;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Нормативные ссылки

 

 

В настоящей курсовой работе использованы следующие нормативные ссылки:

ГОСТ 10178-83 - Цемент, ПЦ 400 Д0/Д20, технические условия;

ГОСТ 10178-76  - Портландцемент и шлакопортландцемент. Технические условия;

ГОСТ 22236-76(с изм.) - Цементы. Правила приемки;

ГОСТ 5382-73 - Цементы. Методы химического анализа;

ГОСТ 310 – 60 – Цементы. Методы испытания;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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 т.ч. 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: В.М.Севергин, Шарлевиль, Е.Челиев, Д.Аспдин, А.Р.Шуляченко, Н.А.Белелюбский, Н.Н.Лямин, С.А.Дружинин и многие другие.[1]

В настоящее время существует значительное количество разнообразных вяжущих веществ, однако в строительстве применяется лишь часть из них. Их называют строительными вяжущими веществами и делят на две основные группы: неорганические (минеральные) вяжущие вещества и органические вяжущие вещества.

Строительными минеральными вяжущими веществами называют порошкообразные материалы, которые после смешения с водой (а в отдельных случаях и с растворами некоторых солей) образуют массу, постепенно затвердевающую и переходящую в камневидное состояние. Большинство минеральных вяжущих твердеет в результате возникновения гидратных новообразований при взаимодействии вяжущего вещества с водой.

Почти все минеральные вяжущие вещества получают путем грубого и тонкого измельчения исходных материалов и полупродуктов, а также термической обработки сырья при разных температурах. В этих условиях протекают необходимые физико-химические процессы, обеспечивающие получение продукта с требуемыми свойствами. Производство вяжущих веществ представляет собой комплекс химических и физико-механических воздействий на исходные материалы, осуществляемых в требуемой последовательности.

Вяжущие вещества - основа современного строительства. Их широко применяют для изготовления штукатурных и кладочных растворов, а также разнообразных бетонов (тяжелых, легких, ячеистых и т.п.). Из бетонов изготовляют всевозможные строительные изделия и конструкции, в т.ч. и армированные сталью (железобетонные, армосиликатные и др.). Бетоны на вяжущих веществах применяют также для возведения отдельных частей зданий и целых сооружений (мосты, плотины и т.п.).

Все строительные минеральные вяжущие вещества в зависимости от их основных свойств делят на три основные группы: воздушные, гидравлические и кислотостойкие.[1]

Гидравлические вяжущие вещества отличаются тем, что после смешения с водой и предварительного твердения на воздухе способны в последующем твердеть как в воздушной, так и в водной среде. Гидравлические вяжущие вещества применяют в производстве разнообразных изделий и конструкций, а также при возведении зданий и сооружений, предназначенных к эксплуатации как в воздушной, так и в водной среде.

В группу гидравлических входят многие вяжущие вещества, которые делят на несколько подгрупп. В первую подгруппу включают гидравлические вяжущие, не содержащие или содержащие не более 5-10% активных минеральных добавок. В эту подгруппу входят: портландцемент без добавок, портландцемент с минеральными добавками, сульфатостойкий портландцемент без добавок и с добавками, белый портландцемент; глиноземистый цемент; романцемент; гидравлическая известь.

Ко второй подгруппе относят смешанные гидравлические вяжущие, получаемые смешением чистых вяжущих друг с другом, а также отдельных вяжущих или их смесей с активными или минеральными добавками, вводимыми в количестве более 10-15%. Основными представителями этой подгруппы являются: на основе портландцемента - шлаковый портландцемент, пуццолановый портландцемент, цемент для строительных растворов и др.; на основе воздушной и гидравлической извести - известково-пуццолановые цементы, известково-кварцевое вяжущее для бетонов автоклавного твердения, известково-нефелиновый цемент, известково-шлаковый цемент и др.; на основе глиноземистого и портландского цементов, а также гипса - расширяющиеся и безусадочные цементы; на основе гипса, портландцемента и активных минеральных добавок - гипсоцементнопуццолановые вяжущие и др.; на основе доменных гранулированных шлаков и гипса - сульфатно-шлаковый цемент.

К третьей группе относится кислотоупорный кварцевый кремнефтористый цемент.[1]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 Характеристика сырьевых материалов и выпускаемой продукции

 

 

В данной курсовой работе в качестве исходного сырья для производства портландцементного клинкера используется глина, известняк и огарки, а для производства сульфатостойкого портландцемента - портландцементный клинкер, природный двуводный гипс и трепел.

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.[3]

Поскольку не всегда удается получить клинкер требуемого химического и минералогического состава, изменяя только соотношение между двумя исходными компонентами - известняком и глиной, то применяют корректирующие добавки, содержащие значительное количество какого-либо из недостающих окислов клинкера. Недостаточное количество в сырьевой смеси окиси железа компенсируется добавкой колчеданных или пиритных огарков, железной руды и др.

Пиритные огарки - дисперсные отходы, образующиеся при переработке серного колчедана в серную кислоту. Состав, %: Fe2O3 - 56…77; SiO2 - 9…22; Al2O3 - 1…18; CaO - 0,8…5.

В качестве добавок, вводимых на стадии помола портландцементного клинкера при изготовлении сульфатостойкого портландцемента, используются природный двуводный гипс и трепел.[2]

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 ГОСТа.

Трепел - активная минеральная добавка осадочного происхождения. Это легкая пористая малопрочная порода светло-серого или желтовато-серого цвета, окрашенная иногда в темные тона органическими примесями. Трепелы часто перемешаны с песком, глинами, карбонатными породами и т.п. Насыпная плотность в зависимости от степени уплотнения и содержания указанных примесей обычно колеблется в пределах 400-1000 кг/м3. Плотность колеблется в пределах 1,8-2,4 г/см3. Природная влажность трепелов значительно колеблется в зависимости от различных факторов и может достигать от 15-25 до 30-40%. Более плотные разновидности характеризуются меньшей влажностью. Трепелы состоят в основном из скоплений мельчайших шариков вторичного водного кремнезема (опала) размером 2-5 мкм. Как правило, трепелы содержат 70-90% кремнезема, 3-10% глинозема, 1-3% окиси кальция, 1-3% щелочей. Потери при прокаливании составляют 2-8%