Производство ячеистого бетона

Более современное  решение для размола цемента  – горизонтальные вальцевые мельницы и планетарные мельницы. Вальцевые мельницы состоят из вращающейся горизонтальной поверхности и горизонтальных вальцов, которые гидравлически прижимаются к вращающейся поверхности. Измельчаемый материал несколько раз проходит между вальцами и вращающейся поверхностью благодаря воздействию центробежных сил. Пока существует всего лишь несколько таких установок. Было установлено, что удельная производительность планетарных мельниц на порядок выше, чем у традиционных шаровых, а прочностные показатели изделий, изготовленных из цемента, полученного в планетарной мельнице, в 1,5-2 раза лучше, чем из цемента после обычной шаровой мельницы. Подобные эффекты, вызывающие новые положительные свойства у измельченного продукта, не раз подтверждались. К настоящему времени получены достоверные данные об активации лежалых цементов (полное восстановление вяжущих свойств, потерянных после длительного хранения).

 

 

 

Список использованных источников

 

1. Технологический  регламент цеха «Помол сырья».

2. Технологический  регламент цеха «Обжиг».

3. Технологический  регламент цеха «Помол цемента».

4. Технологическая  инструкция по эксплуатации основного  оборудования цеха «Помол цемента».

5. СТП 4.9.03-01.

 

 

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

 

Учреждение образования «Белорусский государственный технологический 
университет» 
 
 
 
Кафедра химической технологии вяжущих материалов 
 
 
Индивидуальное задание

 по теме «Пути интенсификации  процесса помола цемента» 
по технологической практике на ПРУП «БЦЗ» 
с 26.07.2010 по 11.09.2010

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Студентки 4 курса 7 группы ф-та ХТиТ  
Дриневской Ирины Петровны 
 
Руководитель практики от предприятия 
начальник цеха помола цемента ПРУП «БЦЗ» 
Колосов Игорь Николаевич 
 
Руководители практики от университета 
ассистент кафедры ХТВМ  
Новик Марина Витальевна

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Минск 2010

Пути  интенсификации помола цементного клинкера

 

На предприятии  ПРУП «Белорусский цементный завод» реализовываются проекты и мероприятия  с использованием технологий для  поддержки деятельности по усовершенствованию технологических процессов.

Одним из таких  мероприятий является внедрение  в технологический процесс помола цемента предварительного измельчения  цементного клинкера перед окончательным  помолом в трубной цементной  мельнице. Первичное дробление цементного клинкера осуществляется с помощью  пресс-дробилки валковой. Это мероприятие  направлено на повышение интенсификации процесса помола цементного клинкера с целью снижения удельных норм расхода  электроэнергии при помоле цемента.

Рассмотрим  подробнее схему и краткое  описание валковой пресс-дробилки.

 

Пресс-дробилка валковая

 

Назначение  пресса

Пресс с гладкими валками используется для дробления  клинкера при производстве цемента. Загружаемый материал – клинкер. Измельчение породы происходит за счет уплотнения частиц и высокого удельного  давления между двумя вращающимися навстречу друг другу и непрерывно затягивающими материал валками  пресса.

Процесс разрушения в соответствии с рисунком 1 можно  представить в виде двух отдельных  стадий. На первой стадии материал поступает  в пространство между валками  и ускоряется до окружной скорости валков. В результате, по мере уменьшения зазора между валками, материал постепенно уплотняется, а крупные куски  и частицы предварительно размалываются. Таким образом, происходит перекомпоновка частиц путем заполнения межчастичного  пространства.

На следующей  стадии предварительно размельченный  материал поступает в зону уплотнения. В этой зоне зазор между валками  определяется сектором с углом приблизительно 7˚. В данной зоне уплотнения сжатие достигает своего наивысшего значения. Усилие сжатия распространяется практически  на все проходящие через зону уплотнения частицы, посредством множественных  контактов между ними в слое материала. При этом наблюдается межчастичное разрушения породы. Большая часть  продукта пресса выходит в виде пластин  спрессованного материала очень  хрупкого состава. При определенном содержании влаги и довольно низкой липкости материала, полученные пластины легко разрушаются в шаровой  мельнице и измельчаются до пылеобразного  состояния.

 

 

Рисунок 1 –  Схема процесса разрушения косков цементного клинкера

 

Состав  и устройство пресса

Пресс состоит  из сварной рамы с направляющими  полосами, на которые опираются корпуса  подшипников с роликоподшипниками с цилиндрическими роликами и  упорными роликоподшипниками подвижного и неподвижного прессующих валков. Валки в нерабочем состоянии  постоянно находятся в разведенном  состоянии за счет пружин, установленных  между корпусами подшипников  валов. Для установки необходимого зазора между валками, в процессе прессования в раме пресса со стороны подвижного валка установлены два гидроцилиндра с рабочим диаметром 450 мм и два аккумулятора гидравлических объемом 32 литра каждый для поддержания стабильности давления в гидросистеме. Давление в гидросистеме создается индивидуальным гидравлическим агрегатом производительностью 8,4 л/мин и максимальным давлением 220 бар. Для смазки подшипниковых узлов валков предусмотрен индивидуальный смазочный агрегат производительностью 106 л/мин и максимальным давлением 6 бар.

Каждый из двух валков имеет отдельный привод, состоящий из защищенного асинхронного электродвигателя мощностью 160 кВт, скоростью  вращения 1500 оборотов в минуту, напряжением  питания 380-420 В, соединенного с редуктором или лепестковой муфтой.

Редуктор  и электродвигатель каждого из валков смонтированы на общей раме, сваренной из стальных листов.

На верхней  площадке рамы пресса установлена загрузочная  течка. Длина рабочей зоны валков ограничена боковыми станами загрузочной  течки. Материал в зону дробления  подается с ленточного конвейера.

Чтобы подаваемый материал не распирал края боковых  стенок и не было просыпа предусмотрены  кронштейны, установленные на неподвижном  валке. Винты кронштейнов упираются  с двух сторон снаружи в боковые  стенки загрузочной течки и фиксируются  в корпусах кронштейнов специальными гайками.

Все вращающиеся  части пресса закрыты ограждениями, валки – кожухом.

 

Использование по назначению

Пресс-дробилка валковая с гладкими валками используется для дробления клинкера при производстве цемента.

Перед пуском в эксплуатацию необходимо провести пробные испытания пресса с целью  определения проектных, технических  и технологических параметров.

Пробные испытания  включают: пуск на рабочем режиме, работа пресса и его составных частей под нагрузкой, работа всех частей на режимах частичной нагрузки, испытание  работы всех узлов пресса, проверка правильности подключения всех электрических  и технологических схем для предусмотренных  рабочих режимов.

Во время  эксплуатации необходимо постоянно: контролировать температуру, заполнения шахты и  грансостав подаваемого материала, предотвращать возникновение налипания  материала в течке загрузочной, валках пресса, регулярно проверять  все крепежные и соединительные элементы на прочную посадку, регулярно  проверять состояние подшипников, при этом обратить внимание на недопустимый нагрев и необычные шумы.

 

 

 

Новые пути интенсификации процесса помола цемента

 

1 Установки для помола цемента

Конструкция установки для перемалывания  цемента в значительной степени  зависит от типа цемента и физических характеристик (влажность, абразивность и т.д.) его составляющих компонентов. Точность пропорций основных и дополнительных компонентов существенно влияет на качество готового продукта и на энергетическую эффективность системы. Потребление электрической энергии  зависит от измельчаемости элементов  цемента и типа размалывающей  системы.

Для размалывания обычно применяются следующие системы:

а) Трубчатая  мельница (с открытым или закрытым циклом);

б) Вертикальная вальцовая мельница;

в) Горизонтальна вальцовая мельница;

г) Вальцовый пресс.

д) Планетарная  мельница

Рассмотрим  некоторые принципы работы таких  установок.

Цементная мельница на основе конвекционной трубы с разомкнутой цепью (без сепаратора) главным образом используется при производстве только одного типа цемента. Трубчатые мельницы с замкнутой цепью (с сепаратором) более гибки, но – так же как и мельницы с разомкнутой цепью ограничены зависимостью от влажности загружаемого в мельницу материала. Потребление электрической энергии в трубчатых мельницах является вообще высоким по сравнению с другими типами мельниц.

Рабочий принцип вертикальных вальцевых мельниц основывается на вращении вальцов на горизонтальном размалывающем столе. Вертикальные вальцевые мельницы могут работать с более высокими влажностями поступающего на вход сырья, поэтому хорошо подходят для цементов, в состав которых входят минеральные добавки с высоким содержанием влаги. Вертикальные мельницы могут также использоваться для предварительного размалывания в комбинации с трубчатой мельницей.

Вальцевые прессы высокого давления показывают самое низкое потребление энергии для перемалывающего процесса, однако они нуждаются в относительно сложном обслуживании. Вальцевые прессы высокого давления главным образом используются в комбинации с трубчатыми мельницами, а так же для предварительного размалывания или в двухступенчатом перемалывающем процессе.

Более современное  решение для размола цемента  – горизонтальные вальцевые мельницы. Такие мельницы состоят из вращающейся горизонтальной поверхности и горизонтальных вальцов, которые гидравлически прижимаются к вращающейся поверхности. Измельчаемый материал несколько раз проходит между вальцами и вращающейся поверхностью благодаря воздействию центробежных сил. Пока существует всего лишь несколько таких установок.

Планетарная мельница. Институт "ГИПРОЦЕМЕНТ" с 60-х годов занимался разработкой мельницы самоизмельчения для измельчения клинкера производительностью 100 т/час. Было установлено, что наиболее перспективными для этих целей являются планетарные мельницы. В целом работы по их созданию в институте продолжались до середины 70-х годов, однако так и не удалось изготовить работающую модель из-за отсутствия технического решения по разработке надежной системы непрерывной загрузки барабанов. Тем не менее были получены весьма убедительные данные о перспективности применения планетарных мельниц. Так, например, было установлено, что их удельная производительность на порядок выше, чем у традиционных шаровых, а прочностные показатели изделий, изготовленных из цемента, полученного в планетарной мельнице, в 1,5-2 раза лучше, чем из цемента после обычной шаровой мельницы. Подобные эффекты, вызывающие новые положительные свойства у измельченного продукта, не раз подтверждались. К настоящему времени получены достоверные данные об активации лежалых цементов (полное восстановление вяжущих свойств, потерянных после длительного хранения).

 

2 Интенсифицирующие добавки

 

Чтобы уменьшить  налипание и улучшить процесс  тонкого измельчения раньше применялась добавка 0,5-1% молотого каменного угля, но затем от этого отказались из-за возможной коррозии арматуры в железобетоне. Сейчас на предприятии используют ЩСПК (отход предприятия «Азот» г. Гродно) и добавляют воду, которая снижает температуру цемента. Следует отметить, что при мокром помоле стабилизаторы, добавляемые к водной среде перед помолом в шаровых мельницах выполняют двоякую роль: с одной стороны, понижая твердость, облегчают диспергирование, вызывая образование более мелких частиц, т. е. содействуют более высокой дисперсности продукта. С другой стороны, они выполняют свое прямое назначение, стабилизируют образовавшуюся суспензию, т. е. предохраняют ее первичные частицы, полученные при помоле, от агрегирования, также снимают статическое напряжение шаров в трубной мельнице.

Было установлено, что эффективной добавкой поверхностно-активного вещества является триэтаноламин (СН₂—CH^OН^N), а также его смесь с сульфитно-дрожжевой бражкой, действие которой проявляется на первых двух указанных выше стадиях процесса измельчения в адсорбционном эффекте понижения сопротивляемости измельчению и на третьей стадии − в существенном уменьшении налипания и агрегирования цемента. Предложено в водный раствор этой добавки в количестве 0,015-0,025% каждая вводить в распыленном под давлением состоянии в первую камеру мельницы, При этом в полости мельницы создается адсорбционно-активная среда, в которой образующаяся при измельчении новая поверхность частиц клинкера мгновенно адсорбирует поверхностно-активное вещество.

Наряду  с интенсификацией процессов  помола добавка триэтаноламин способствует повышению прочности цемента в начальные сроки твердения и, что особенно интересно, позволяет удлинить сроки хранения, особенно тампонажных портландцементов, без заметного понижения их активности. Эта добавка применяется на ряде цементных заводов при помоле портландцемента и шлакопортландцемента, производительность мельниц при этом повышается на 20-25%.

В случае ПАВ органического происхождения полярные группы спиртов (ОН), кислот (СООН), солей (СООМе) и их производных адсорбируются на поверхности частиц, обращая неполярный углеводородный радикал в межзерновое пространство. Перечисленные выше вещества − интенсификаторы помола − при благоприятных условиях их применения позволяют на 10-40% снизить удельный расход электроэнергии при измельчении клинкера до 3000 см²/г или достичь больших значений удельной поверхности порошка при том же расходе энергии.

В качестве эффективных ПАВ в различных странах применяют высшие линейные метилсилоксаны, синтетическую добавку «хироцим-1» (Болгария), которая вводится при помоле в количестве 0,03-0,1% от массы цемента и представляет собой смесь кислородных соединений, получаемых при окислении газогелевой фракции высокопарафиновой нефти. В США предложен новый интенсификатор помола − 0,005-0,5% водной суспензии, содержащей 5-70% твердой фазы. Суспензия содержит омыленные пинакоидные тяжелые фракции талловых масел. Помол осуществляется при температуре, превышающей точку кипения воды при атмосферном давлении. Применены также интенсификаторы помола, относящиеся к классу фуранов и тиофенов, вводимые в количестве 0,04−1%.