Министерствообразования Республики Беларусь
Белорусскийнациональный технический университет
Кафедра
«Технологиябетона и строительные материалы»
Курсовойпроект
на тему:Разработка материального баланса и основныхпроектных технологических решений цеха обжига цементного завода
Выполнил: студент 3-го курса
гр.112228 Дубовик Н.С
Руководитель: доцент
Дзабиева Л.Б.
Минск-2010 г.
Содержание
Введение
1. Характеристика продукции (ГОСТ, ТУ)
2. Технологическая часть
3. Мероприятия по охране труда и окружающей среды
Список использованной литературы
Введение
Вмировой практике строительства белый и светлоокрашенные цементы широкоприменяются в бетонах с привлекательной однородной поверхностью, используютсяпри изготовлении сборных бетонных наружных панелей, сборных балок и колонн, прибетонировании на месте стен зданий и сооружений, при отделке дорог и городскихмостовых плиткой и камнем для мощения из декоративных цементов, а также принанесении дорожной разметки, при возведении бордюров и тумб, барьеровбезопасности и т.д.
Кромесоздания выразительных элементов современной архитектуры, применениедекоративных цементов обеспечивает индустриализацию отделочных работ.
Внашей стране промышленное производство белого цемента было начато в августе1936 года и первые заводские партии отечественного белого цемента былиприменены при строительстве шлюзовых башен на канале «Москва-Волга»,водного вокзала в Москве, первых станций московского метрополитена, театра им.Маяковского и Центрального театра Красной Армии, жилых домов на улице Горького,павильонов на ВДНХ, которые до сих пор радуют глаз людей.
Работыпо разработке технологии белого цемента были начаты в 1929 году С.С.Череповским во ВНИЦе под руководством профессора В.Н. Юнга. Были разработаны параметрыполучения белого и цветных цементов, изысканы месторождения маложелезистогосырья, имевшие значение для массового производства этих цементов.
С.С.Череповским была разработана технология получения белого и цветных клинкеров,отличительной особенностью которой был созданный им способ газового отбеливанияклинкера, т.е. повышения его белизны в процессе охлаждения в слабовосстановительной газовой среде, явившийся новым технологическим процессом иновым конструктивным решением в цементном производстве. Разработаны параметрыгазового отбеливания клинкера в процессе его охлаждения. Разработаный способгазового отбеливания клинкера создал предпосылки для массового производства вцементной промышленности страны дешёвых белых и цветных клинкеров и цементов набазе местного сырья ряда действующих заводов.
Вдальнейшем была разработана технология водного охлаждения. Исследованиямитехнологии белого цемента с применением водного способа отбеливания занималасьгруппа научных сотрудников кафедры вяжущих НПИ — Новочеркасскогополитехнического института (ныне Южно-Российский государственный техническийуниверситет) под руководством докт. техн. наук, профессора И.Ф. Пономарева.Коллектив Щуровского завода при участии бригады этого института во главе с канд.техн. наук А.К. Грачьяном посвятили много лет и творческих сил освоению иусовершенствованию водного способа отбеливания клинкера. Этими исследованиямибыло установлено, что повышения белизны клинкера можно достигнуть приувеличении содержания в нём алита, обладающщего меньшей способностью растворятьоксиды железа по сравненю с белитом. А для интенсификации обжигатрудноспекаемой сырьевой смеси следует вводить минерализаторы, например, Na2SiF6. В итоге, на Щуровском заводе для снижения времени контакта с водойклинкера, выходящего из зоны спекания, вода стала подаваться в специальныеполые лейки, а газ – для создания восстановительной среды – непосредственно вслой клинкера. При этом происходила интенсивная конверсия газа в присутствиипаров воды с выделением активных восстанавливающих агентов – водорода и оксидауглерода, обуславливающих, наряду с резким охлаждением, повышение белизныклинкера, что улучшило процесс отбеливаниия.
Врезультате исследований, полупромышленных и промышленных испытаний былоустановлено, что оптимальной конструкцией характеризуется комбинированныйгазоводяной отбеливатель с сушкой клинкера внутри печи. Принципиальное отличиеэтой конструкции комбинированного отбеливателя состоит в том, что послеперегрева в присутствии восстановительной среды клинкер резко охлаждается путёмраспыления воды под давлением. Доступ кислорода к клинкеру в переходный моментот перегрева к охлаждению практически сведён к нулю. Излишнее количество пара,образующегося в печи при охлаждении клинкера, удаляется посредствомпарозаборного зонта, системы паропроводов и пароотсосного вентилятора ватмосферу.
Виюне 1982 г. на Щуровском заводе вращающаяся печь № 2 размерами 3,3/3,0/3,3´97м была оборудована новым отбеливающим устройством. Активное участие вовнедрении отбеливателя принимал главный инженер Щуровского завода В.Я.Островлянчик. Опыт эксплуатации печи показал следующее:
— снизилась температура отходящих газов на 20 — 30°С;
— уменьшилась температура в зоне декарбонизации на 70- 80°С;
— переместилась на несколько метров вглубь печи зона спекания;
— улучшилось свечение факела и видимость в печи;
— производительность и удельный расход топлива остались без изменения.
Такимобразом, разработанная в нашей стране технология получения декоративныхцементов с применением газового или комбинированного способов отбеливанияклинкера ориентирована на массовое производство дешевых цветных клинкеров ицементов светлых тонов на базе местного сырья и может с успехом применяться наряде действующих заводов.
Внастоящее время это особенно важно для претворения в жизнь Национальногопроекта «Доступное и комфортное жильё», предусматривающего ускорениерешения жилищной проблемы в стране. Важно и для создания выразительныхэлементов современной архитектуры в виде ярких, белых и цветных стен зданий,окрашенных долговечными декоративными цементами и для снижения стоимости ихотделки. Стоимость лицевой отделки бетонных панелей с применением декоративныхцементов в виде покрасок, а не традиционной штукатурки, в несколько раз дешевлестоимости отделки кирпичом или ковровой керамикой. При современных масштабахстроительства в стране годовая экономия может составить сотни миллионоврублей(деньги РФ).
1. Характеристикапродукции
1.ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ
1.1.Белые портландцементы следует изготовлять в соответствии с требованияминастоящего стандарта по технологическому регламенту, утвержденному вустановленном порядке.
1.2.Основные параметры:
· портландцементбелый (без минеральных добавок и добавок-наполнителей);
· портландцементбелый с добавками (с активными минеральными добавками и добавками-наполнителямине более 20 %).
1.2.2.По белизне белые портландцементы подразделяют на три сорта: 1, 2 и 3.
Степеньбелизны, определяемая коэффицентом отражения в % абсолютной шкалы, не менее
· 1 сорт – 80 %
· 2 сорт – 75 %
· 3 сорт – 68 %
1.2.3.По прочности при сжатии в 28-суточном возрасте белые портландцементыподразделяют на марки: 400 и 500.
1.2.4.Условное обозначение белых портландцементов должно состоять из:
· наименованияцемента — портландцемент белый (допускается применять аббревиатуру наименования- ПЦБ);
· сорта цемента — по п. 1.2.2;
· марки цемента — по п. 1.2.3;
· обозначениямаксимального содержания добавок в цементе (вида цемента) — Д0, Д20;
· обозначенияпластификации или гидрофобизации цемента — ПЛ, ГФ;
· обозначениянастоящего стандарта.
Примерусловного обозначения белого портландцемента с добавками, 2-го сорта, марки400:
Портландцементбелый 2-400-Д20 — ГОСТ 965-89
1.3.Характеристики
1.3.1.При производстве белых портландцементов применяют:
· белыйпортландцементный клинкер, по химическому составу соответствующийтехнологическому регламенту;
· гипсовый каменьпо ГОСТ 4013. Допускается применение фосфогипса, борогипса, фторогипса посоответствующей нормативно-технической документации (НТД);
· добавки посоответствующей НТД.
1.3.2.В белом портландцементе не допускается содержание активных минеральных добавоки добавок-наполнителей, а в белом портландцементе с добавками допускается ихсуммарное содержание до 20 % массы цемента, в том числе активных минеральныхдобавок осадочного происхождения не более 10 % и добавок-наполнителей не более10 %.
1.3.3.Допускается введение в белые портландцементы специальных добавок не более 2 %массы цемента.
1.3.4.Допускается введение в белые портландцементы технологических добавок, неухудшающих их строительно-технические свойства, не более 1 %, в том числеорганических не более 0,15 % массы цемента.
1.3.5.Допускается по согласованию изготовителя с потребителем введение в белыепортландцементы пластифицирующих или гидрофобизирующих добавок не более 0,5 %массы цемента в пересчете на сухое вещество добавки.
1.3.6.Предел прочности белых портландцементов при сжатии в возрасте 28 сут долженбыть не менее:
39,2МПа — для гарантированной марки 400;
49,0МПа — для гарантированной марки 500.
1.3.7.Коэффициент вариации предела прочности белых портландцементов каждого вида имарки при сжатии в возрасте 28 сут, рассчитанный по результатам испытаний заквартал, не должен быть более 7 %.
1.3.8.Изготовитель должен определять активность при пропаривании каждой партии белыхпортландцементов.
1.3.9.Коэффициент отражения света в процентах абсолютной шкалы должен быть не менее:
1)белыми портландцементами сортов:
· 1-го — 80,
· 2-го — 75,
· 3-го — 70;
2)минеральными добавками:
· наполнителями — 80,
· активными — 75;
3)гипсом — 70.
1.3.10.Содержание ангидрида серной кислоты (SO3) в белых портландцементах должно бытьне более 3,5 % по массе
1.3.11.Содержание в белом портландцементном клинкере оксида магния (MgO) не должнобыть более 4 %, закиси железа (FeO) — более 0,5 %, нерастворимого остатка — более 1,5 % по массе.
1.3.12.Начало схватывания белых портландцементов должно наступать не ранее 45 мин, аконец — не позднее 10 ч от начала затворения.
1.3.13.Белые портландцементы должны показывать равномерность изменения объема прииспытании образцов кипячением в воде.
1.3.14.Тонкость помола белых портландцементов должна быть такой, чтобы остаток на ситес размером ячейки 0,008 мм по ГОСТ 6613 был не более 12 % массы просеиваемойпробы или чтобы удельная поверхность была не менее 250 м2 · кг-1.
1.3.15.Белые портландцементы не должны обладать признаками ложного схватывания.
1.4.Маркировка и упаковка
Белыепортландцементы маркируют и упаковывают по ГОСТ 22237.
2.ПРИЕМКА
Белыепортландцементы принимают по ГОСТ 22236 со следующим дополнением: содержание вбелом портландцементном клинкере закиси железа, оксида магния, нерастворимогоостатка устанавливают по данным производственного контроля.
3.МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ
3.1.Физико-механические свойства белых портландцементов определяют по ГОСТ 310.1 — ГОСТ 310.4.
3.2.Белизну белых портландцементов определяют по коэффициенту отражения в процентахабсолютной шкалы.
3.2.1.Коэффициент отражения определяют при помощи фотометра (или аналогичныхприборов), оснащенного фотоэлектрической регистрацией показателей иобеспечивающего допускаемый предел относительной погрешности определения не более1,5 %.
3.2.2.В качестве эталона для определения коэффициента отражения применяют молочноематовое стекло типа МС-20 с коэффициентом отражения не менее 95 %, на котороедолжно иметься свидетельство, выданное в установленном порядке.
3.2.3.Для определения коэффициента отражения используют пробу массой не менее 0,1 кг, отобранную из общей пробы. Пробу высушивают при температуре (105 ± 5) °С не менее 1 ч.Высушенный цемент насыпают в кювету прибора таким образом, чтобы поверхностьпробы была несколько выпуклой. Затем пробу уплотняют легким встряхиванием ивыравнивают ее поверхность вровень с верхним краем кюветы, вручную прижимаястеклянную пластину с гладкой поверхностью. Поверхность пробы должна бытьгладкой и не иметь трещин и углублений.
3.2.4.Коэффициент отражения определяют параллельно на трех пробах цемента. Зарезультат определения принимают среднее арифметическое трех определений,выраженное в процентах, с точностью до 1 %.
3.2.5.Белизну определяют согласно инструкции, прилагаемой к фотометру, не применяясветофильтры.
3.3.Химический анализ белого портландцемента клинкера и белых портландцементовосуществляют по ГОСТ 5382 или любыми физико-химическими методами, погрешностькоторых в абсолютных процентах не должна быть более:
· 0,20 — для оксидамагния;
· 0,15 — длясерного ангидрида;
· 0,03 — для закисижелеза;
· 0,06 — длянерастворимого остатка.
4.ТРАНСПОРТИРОВАНИЕ И ХРАНЕНИЕ
Транспортированиеи хранение белых портландцементов производят по ГОСТ 22237 со следующимдополнением: отгрузку белых портландцементов без упаковки в специализированномтранспорте производят по согласованию изготовителя с потребителем.
5.ГАРАНТИИ ИЗГОТОВИТЕЛЯ
Изготовительгарантирует соответствие белых портландцементов требованиям настоящего стандартапри соблюдении условий транспортирования и хранения в течение 60 сут со дняотгрузки.
2. Технологическаячасть
1. Требованияк сырьевым материалам и расчет состава сырьевой смеси.
1.1 Сырье для производства белого портландцемента
Основнымикомпонентами сырьевой смеси для получения белого портландцемента являются:
· известняковыепороды (известняк, мел, мергель, мрамор)
· глины
Всырье должно содержаться минимальное количество красящих окислов:
· железа
· марганца
· титана
· хрома и др.
Окисижелеза в клинкере для получения белого портландцемента должно быть не больше0,45%.
Всоответствии с этим были разработаны требования к карбонатному сырью для белогопортландцемента. По данным исследований, проведенных как у нас в стране, так иза рубежом, окислов железа должно быть не более 0,15—0,25%, а марганца — неболее 0,15%. В Российской Федерации имеются месторождения маложелезистогокарбонатного сырья, пригодного для производства белого портландцемента.
Всепрочие требования, предъявляемые к карбонатным породам при производстве белогопортландцемента, сводятся к следующему. В них не должно быть:
· неравномернораспределенных грубых кварцевых зерен
· вредных примесейсернокислых соединений
· магнийсодержащихвключений
· щелочей
Вкачестве глинистого компонента при получении белого портландцементаиспользуются главным образом первичные каолины, а также шликеры, получаемые врезультате обогащения каолина.
Шликерпредставляет собой смесь мельчайших кварцевых зерен с частичками слюды и некоторымколичеством каолинита.
Содержаниеокислов железа в каолинах не должно превышать 1%. Не рекомендуется применятькаолины включениями крупных зерен песка, так как они осаждаются в болтушках ивызывают неудобства как при транспортировке, так и при подготовке сырьевой смесизаданного химического состава. НИИЦементом была изучена возможность заменытаких каолинов. С этой целью были исследованы огнеупорные глины Латненского иЧаров-Ярского месторождений.
Этиглины были с успехом применены на Щуровском цементном заводе вместо каолинов иих отходов, что свидетельствует о целесообразности такой замены.
Дляповышения силикатного модуля сырьевой смеси при производстве белогопортландцемента используют кварцевые пески с малым содержанием окислов железа.Этим требованиям удовлетворяют пески Авдеевского месторождения (Донбасс), атакже Люберецкого (Московская обл.).
Нарядус природными сырьевыми материалами для получения белого портландцемента можноприменять и искусственные — отходы других производств.
Так,в качестве известнякового компонента может быть использован белый шлам,являющийся отходом алюминиевого производства и представляющий собой тонкийпорошок белого цвета с коэффициентом отражения не менее 75%.
Приводяхарактеристику сырьевых материалов, используемых для производства белогопортландцемента, следует отметить, что ряд зарубежных заводов имеет болееблагоприятные по сырьевым ресурсам условия. Так, фирма «Капнева ПортландКомпани» в США использует кальцит и каолин, почти не содержащие окисловжелеза.
1.2расчет состава сырьевой смеси
Вычислимсостав двукомпонентной шихты, состоящей из известняка и глины Щуровскогоместорождения.
Химическаяхарактеристика сырьевых компонентов для производства портландцементногоклинкераМатериал
SiO2
AL2O3
Fe2O3 CaO MgO
SO3 п.п.п ∑ Известняк 3.23 0.66 0.28 51.85 1.79 0.9 41.74 100.45 Глина 55.88 12.79 6.49 8.45 1.79 2.9 13.05 101.35
Выполнимпересчет состава, приведя сумму его составляющих равной 100%.
К1= 100 /100.45 = 0.9955
К2= 100 /101.35 = 0.9867Материал
SiO2
AL2O3
Fe2O3 CaO MgO
SO3 п.п.п ∑ Известняк 3.22 0.66 0.28 51.62 1.78 0.89 41.55 100 Глина 55.13 12.62 6.40 8.34 1.77 2.86 12.88 100
Вычислимсоотношение карбонатного и глинистого компонентов шихты, при котором будетобеспечиваться заданное значение коэффициента насыщения КН. КН=0.86
Х=(2.8*S2*KH + 1.65*A2 +0.35*F2 – C2) / (C1 – 2.8*S1*KH – 1.65*A1 –0.35*F1) = (2.8*55.13*0.86 + 1.65*12.62 +0.35*6.4 – 8.34) / (51.62 – 2.8*3.22*0.86 – 1.65*0.86 – 0.35*0.28) = 147.47 /42.68 = 3.46
Следовательно, весовуючасть глины потребуется взять 3.46 частей известняка, сто соответствуетследующему процентному составу шихты:
· известняка –77.58 %
· глины – 22.42%
Химический составкомпонентов шихты и клинкераКомпоненты
SiO2
AL2O3
Fe2O3 CaO MgO
SO3 п.п.п ∑ 77.58 в.ч. известняка 2.5 0.51 0.22 40.05 1.38 0.69 32.23 77.58 22.42 в.ч. глины 12.36 2.83 1.43 1.87 0.4 0.64 2.89 22.42 100 в.ч. сырьевой смеси 14.86 3.34 1.65 41.92 1.78 1.33 35.12 100 клинкер 22.91 5.16 2.55 64.57 2.75 2.06 — 100
Поскольку клинкерполучается спеканием сырьевых материалов, то п.п.п в нем отсутствуют. Тогда егохимический состав рассчитаем из химического состава сырьевой смеси путемумножения процентного содержания в ней каждого оксида на коэффициент:
К = 100 / (100 – п.п.п.)= 100 / (100 – 35.12) = 1.54
Рассчитанный химическийсостав клинкера показываем в последней строке предыдущей таблицы и рассчитываемдля него величину КН.
КН = (СаО – (1.65* AL2O3 +0.35* Fe2O3) / 2.8* SiO2 = (64.57 — (1.65*5.16 + 0.35*2.55)) / 2.8*22.91 = 0.86
ВеличинаКН для клинкера оказалась равной заданной, следовательно, расчет выполнен правильно.
Принципиальнаятехнологическая схема получения белого портландцемента
Известняк Белая глина ВодаГаз Гипс Белый диатомит
Дробление 1 ст. Получениеглин. шлама Дробление Сушка диатомита
( ○
Дробление 2 ст. ДозированиеДозирование Дозирование Дозирование
( ○ 20 ÷30мм, молотковая дробилка)
Дозирование Совместныйпомол ( ○ 12 ÷30мм, шаровая мельница )
Корректировка шлама по хим.составу и текучести(влажности) ( влажность ≈ 40%, по хим. составу ( титрТ ) шламбассейны (не
Обжиг сырьевой смеси сполучением клинкера ( Т = 1550 – 16000 С, вращающиеся печи )
Отбеливание клинкера охлаждением( Т
Магазинирование клинкера Совместныйпомол клинкера, гипса, АМД ( 2 – 3 суток, силосы) (трубная шаровая мельница Sуд.=3200/>)
Охлаждениепортландцемента ( цементный холодильник )
Хранение цемента ( цементные силосы )
Упаковка цемента (упаковка в 5 – 6 слойные бумажные мешки из крафт-бумаги емкостью 50 кг и полипропиленовые мешки )
Отгрузка потребителю
Описание технологическогопроцесса.
Производство белого портландцементаможет быть разделено на два комплекса мероприятий. Первый из них включаетизготовление клинкера, а второй – получение портландцемента измельчениемклинкера совместно с белым гипсом и
Производствопортландцемента состоит из следующих основных операций:
— добычи известняка иглины;
— подготовки сырьевыхматериалов и приготовления из них однородной смеси заданного состава;
— обжига сырьевой смесидо спекания с получения клинкера;
— помола клинкера впорошок с небольшим количеством гипса и активной минеральной добавки;
В качестве известняка припроизводстве портландцемента используется известняк Щуровского месторождения, ав качестве глинистого сырья – глина Латненского или Часов – Ярского месторождения.В качестве добавки, вводимой при помоле клинкера, применяется белый диатомит.
Твердые породы известнякадробятся в две стадии. На первой стадии дробления известняк подается в щековуюдробилку, где он измельчается до кусков размером 100 мм. На второй стадии дробления известняк подвергаются более тонкому измельчению в молотковойдробилке до кусков размером 30 мм. После дробления известняк дозируетсявесовыми дозаторами и подается в шаровую мельницу с уралитовыми для совместногопомола с глинистым материалом.
Следует заметить, что назаводах, выпускающих белый портландцемент, следовало бы ввести в технологическийцикл обогащение известняков, как это предусматривается на ряде зарубежныхпредприятий. Дело в том, что содержание окислов железа враз-личных фракцияхдробленого известняка сильно разнится .
Содержаниеокислов железа в различных фракциях дробленого известнякаРазмер отверстий сит в мм. Остатки на ситах в % Содержание окислов железа во фракциях известняка в %
30
20
10
7
5
3
1
10,07
12,18
24,57
10,24
6,33
7,58
8,84
20,18
0,10
0,12
0,13
0,20
0,34
0,40
0,65
0,60
Из приведенных данныхвидно, что удаление самой мелкой фракции (5 мм и менее) могло бы существенно понизить содержание Fе203в сырьевой смеси.
Глина, в свою очередь,дробится в валковой дробилке и после перерабатывается глиняный шлам вглиноболтушках. При этом получается шлам с размером частиц до 12- 30 мм. После предварительной подготовки глина дозируется и подается в шаровую мельницу. Припроизводстве белого портландцемента к сырью предъявляются специальныенормативы, которые регулируют содержание красящих веществ в сырье. В частностидля глинистых пород:
Требования к глинисто — песчанистому сырьюматериал Допустимое содержание, %, красящих оксидов, менее
Fe2O3
TiO2 MnO
SiO2
AL2O3 Каолин-сырец 1.0 0.8 — 72 — Каолин обогащенный 1.5 1.0 — — — Песчано-глинистые отходы-шликер 1.0 0.8 — 60-72 — Полукислые глины 1.2 1.0 — 65-80 25 Кварцевый песок 0.2 — Следы не менее 96 —
При смешивании известнякас глиной не всегда удается поюлучить шлам требуемого химического состава из-заразнородности сырья, несовершенства дозирующих устройств и других факторов. Всвязи с этим возникает необходимость в систематическом контроле содержаниякомпонентов в сырьевой смеси и, в случае отклонения от принятых величин, вкорректировании состава шлама. Для этого в него вводят недостающий компонент всоответствующем количестве.
После корректированияшлам подается на обжиг. Обжиг тонкоизмельченной сырьевой смеси – важнейшаястадия технологии производства цемента. Для обжига сырьевой смеси применяются вращающиесяпечи. Температура обжига смеси во вращающихся печах составляет порядка 1550 –1600 °С. Обжиг белого цемента затруднителен и происходит при более высокойтемпературе (примерно на 100 C выше температуры обжига обычногопортландцемента) вследствие отсутствия в материале окиси железа, снижающейтемпературу спекания. Поэтому в сырьевую смесь для интенсификации процессаобжига целесообразно вводить кремнефтористый натрий или другие минерализаторы,не содержащие окрашивающих примесей. Печи, применяемые для обжига белогоклинкера, футеруют талькомагнезитовым кирпичом, а обжиг ведут на беззольномтопливе — жидком или газообразном. Твердое топливо не применяется, так какобразующаяся при его сгорании зола может окрашивать цемент.
Обжиг сырьевой смеси дляполучения портландцемента осуществляется обычно в печах в окислительнойатмосфере. В зависимости от характера газовой среды в печи (окислительной иливосстановительной) протекают обратимые окислительно-восстановительные процессы,изменяющие конечный фазовый состав клинкера. Яркимпримером этого может служить белизна клинкера на выходе.
Показателибелизны клинкеров, обожженных в различных газовых средахХарактер газовой среды при обжиге Белизна в % по МС-20 Окислительная 77,9 Нейтральная 80,0 Восстановительная 82,7
Как видно из приведенныхданных (таблица), белизна клинкера при обжиге в нейтральной и восстановительнойгазовых средах соответственно на 3,1 и 5,3% выше, чем у клинкера, обожженного вобычной окислительной среде. Образцы клинкеров, обожженные в неокислительныхсредах, имеют светло-голубой оттенок, а не темно-зеленый цвет, характерный дляобжига в окислительной среде. Повышение белизныклинкера при обжиге в неокислительных газовых средах обусловлено главнымобразом изменениями фазового состава и структуры окрашенных соединений —твердых растворов алюмоферритов кальция.
Дляполучения клинкера повышенной белизны после обжига предусматриваетсяотбеливание. Было предложено несколько методов. В одних случаях они сводятся кфиксации путем охлаждения состава и структуры наиболее белого клинкера,образующегося при высоких температурах, а в других—к обработке клинкера впроцессе охлаждения различными веществами.
В цементнойпромышленности, а также на ряде зарубежных заводов наибольшее распространениеполучил способ отбеливания клинкера резким охлаждением в воде. Он прост вприменении и позволяет получать стабильные хорошие результаты, что подтверждаютследующие данные.
Влияние начальнойтемпературы охлаждения клинкера на его белизнуСпособ охлаждения Белизна в % по МС-20 Быстрый в воде при 1450° С 83 Быстрый в воде при 1350° С 81 Быстрый в воде при 1280° С 77
Быстрый в воде при 1200°С 73 Медленный в печи 63
Дляотбеливания цементного клинкера наиболее благоприятными следует считать размерызерен 5—15 мм.
Если они превышают 15 мм, отбеливание несколько ухудшается. Это объясняется тем, что действие охлаждающей водной средына массу обожженного клинкера постепенно распространяется от наружных слоевзерна к внутренним. Таким образом, зерна цементного клинкера малого размера водних и тех же условиях обжига оказывались сильнее спёкшимися, чем крупныезерна, и даже оплавленными. Плотность малых зерен большё, чем крупных, апоэтому вода хуже проникает к центральной части клинкера, что, в свою очередь,и сказывается на эффекте отбеливания.
До помола клинкерподвергается магазинированию, которое заключается в том, что после обжигаклинкер до трех и более суток хранится на складе, в результате чего клинкеростывает до температуры окружающей среды (ниже 30°С). Кроме того имеющаяся вклинкере негашеная известь частично гасится парами воды при контакте с влажнымвоздухом; в клинкере заканчивается переход недостаточно стабилизированногоминерала белита из β- в γ- модификацию с увеличением объема, чторастрескивание, а иногда и частичное рассыпание клинкерных зерен; можетпроисходить частичная кристаллизация стекловидной фазы с ослаблениеммежкристаллических связей в зерне клинкера, вплоть до распада. Отмеченные этипревращения делают клинкер более рыхлым, что облегчает его помол в мельнице,увеличивая ее производительность и уменьшая удельный расход электроэнергии напроизводство цемента.
Многие свойствапортландцемента определяются не только химическим и минералогическим составомклинкера, формой и размерами кристаллов алита, белита и др., но и в большейстепени тонкостью помола продукта, его гранулометрическим составом и формойчастичек порошка.
С увеличением тонкостипомола цемента повышается его прочность и скорость твердения, но лишь допоказателей удельной поверхности 7000-8000/>.С этого предела обычно наблюдается ухудшение прочностных показателей.
Помолклинкера осуществляется в трубных шаровых мельницах, куда одновременно подаетсябелый гипс и активная минеральная добавка. При размоле белого портландцементавводят гидравлическую добавку белого цвета ( диатомит) в количествах не более6%, которая предупреждает образование солевых выцветов на цементныхконструкциях. В противном случае под действием капиллярных сил вода, растворяявыделяющуюся при твердении цемента известь, выходит на поверхность, испаряетсяи оставляет кристаллы извести и солей в виде полос и подтеков. При помолематериалов наблюдается значительное выделение тепла, вызывающее нагрев мелющихтел и материала до температуры 120-150°С и более, что отрицательно сказываетсяна производительности помольных установок. По данным С.М. Рояка и В.З.Пироцкого, на измельчение клинкера до удельной поверхности 2500/> при температуре 40°Сзатрачивается около 24 />, при температуре120°С – 34 /> и при 150°С — 39/>. При тонкости помола до3300/> с увеличением температурыматериала расход еще более повышается (до 130/> при150°С). Это объясняется значительной агрегацией мелких частиц при повышенныхтемпературах, вследствие испарения воды, адсорбированной частицами ипрепятствовавшей их слипанию. В связи с этим следует размалывать толькохолодный клинкер. Чтобы снизить температуру цемента и предотвратить слипаниечастиц в камеры мельницы впрыскивают распыленную воду в количестве 0,5-1% отмассы цемента, при достижении цементом температуры выше 100-110°С.
Снизить температуруцемента можно также интенсивной аспирацией. При аспирации из мельницы удаляютсянаиболее тонкие фракции цемента. Большие объемы холодного воздуха (до 300/> на 1т цемента),пропускаемые через мельницу, охлаждают футеровку корпуса, мелющие тела ицемент.
После помола цементпоступает в силоса. Хранение горячего цемента в силосах может вызвать следующиенежелательные явления:
— цемент может слежаться;
— в силосах могутначаться реакции гидратации;
— такой цемент призатворении водой дает ложное схватывание;
— при затариваниигорячего цемента мешки часто рвутся;
Чтобы не допустить такогоявления устанавливают холодильники.
После охлаждения цемент идетна склад в цементные силосы. Далее идет упаковка в 5 – 6 слойные бумажные мешкииз крафт-бумаги емкостью 50 кг и полипропиленовые мешки.
График тепловой обработки
На рисунке показанораспределение температуры материала и газового потока по длине барабанавращающейся печи, работающей по мокрому способу производства.
Ломаный характер кривойтемпературы материала показывает, что при нагревании сырьевой смеси в нейпроисходят различные физико–химические процессы, в одних случаях тормозящихнагревание (пологие участки), а в других – способствующие резкому нагреванию(крутые участки). Следует отметить, что в отличии от сухого способапроизводства, мокрый способ имеет примерно равномерное нагревание клинкера повсей длине печи.
цемент клинкер обжиг сырьевой
/>
Отличительной чертойполучения белого портландцемента явл. Высокая температура обжига шихты. Высокаятемпература (выше обычной на 100 — 1500 С ) обжига клинкерасвидетельствует о малом количестве плавней в шихте. Это объясняется тем, что кплавням относят такие материалы, которые при обжиге изделий вступают вовзаимодействие с сырьевыми материалами шихты, давая легкоплавкие соединения.Таким образом, понижая температуру обжига.
Расчетматериального баланса цеха
Режим работы цеха
Режим работы цехаявляется основой для расчета производительности, потоков сырья, оборудования.Он определяет количество рабочих дней в году, количество смен работы в сутки ирабочих часов в смене.
Режим работы основныхцехов и отделений в течение года:
1. карьер и дробильное отделение – 307дней по 16 часа в сутки (4912);
2. отделение помола сырья – 307 дней по24 часа в сутки (7368);
3. отделение помола цемента – 307 днейпо 24 часа в сутки (7368);
4. цех обжига клинкера – 337 дней по 24часа в сутки (8088);
5. силосно-упаковочное отделение – 365дней по 24 часа в сутки (8760);
Расчетпроизводительности цеха и потребности в сырье для выполнения производственнойпрограммы
Составление материальногобаланса цементного завода.
Исходные данные прирасчете:
Способ производства –мокрый
Годоваяпроизводительность цеха – 1200000т. по клинкеру
Состав портландцемента:
Клинкер………………………90%
АМД………………………….6%
Гипс…………………………..4%
Состав сырьевой смеси:
Известняк……………………77,58%
Глина………………...............22,42%
Естественная влажностьсырьевых материалов:
Известняк …….………4%
Глина…………………15%
Влажность шлама……40%
Потери при прокаливаниисырьевой смеси — 35.12%
Производственные потери:
Сырьевыхматериалов...2,5%
Клинкера……………….0,5%
Цемента………………...1%
Коэффициент использованиявращающихся печей – 92%
Определяемпроизводительность по цементу:
1200000 ∙ (100/90)=1333333.33 т/год
где 90 – содержаниеклинкера в цементе, %
1200000 — годоваяпроизводительность цемента по клинкеру, т/год
При коэффициенте использованиявращающихся печей – 0,92, печи работают в течении года
365∙0,92=337сут или
337∙24=8088ч.
Отсюда часоваяпроизводительность всех печей составит:
1200000 /8088=148.37 т/ч
Следовательно, в данномрасчете к установке принимаем две вращающиеся печи производительностью по 75 т/ч.
Материальный баланс цехаобжига :
Производительность двухвращающихся печей:
75 ∙ 2=150 т/ч
150 ∙ 24=3600 т/сут
150∙8088=1213200т/год
Расчет расхода сырьевыхматериалов.
Расход сырьевыхматериалов составляет 150 т/ч
Теоретический удельныйрасход сухого сырья для производства клинкера определяют с учетом потерь припрокаливании:
100/(100-35,12)=1,54 т/т,клинкера
где 35,12 – потери припрокаливании сырьевой смеси.
Для обеспыливанияотходящих газов вращающихся печей устанавливают электрофильтры, что даетвозможность считать потери сырья с отходящими газами не более 1%.Тогда расходсухого сырья составит:
1,55∙100/(100-1)=1,566т/т,клинкера
1,566∙150 = 234.9т/ч
234.9 ∙24=5637.6т/сут
234.9 ∙8088=1899871.2т/год
Определяем расходотдельных компонентов сырьевой смеси:
Известняк :
1.566∙(77,58/100)=1,21т/т, клинкера
1.21∙150=181,5 т/ч
181,5∙24=4356 т/сут
181,5 ∙8088=1467972т/год
Глины :
1,566∙(22,42/100)=0,35т/т, клинкера
0,35∙150=52.5 т/ч
52.5 ∙24=1260 т/сут
52.5 ∙8088=424620т/год
С учетом естественнойвлажности расход сырьевых материалов соответственно составит:
Известняк :
1,21∙(100+4)∙100=1,26т/т
1,26∙150=189 т/ч
189 ∙24=4536 т/сут
189 ∙8088=1528632т/год
Глины :
0,35∙(100+15)∙100=0,4т/т, клинкера
0,4∙150=60 т/ч
60 ∙24=1440 т/сут
60 ∙8088=485280т/год
Расчет расхода шлама.
Часовой расход шламарассчитывается по формуле:
Аш= (Ас∙ 100)/( 100- ωш ) ∙γш
Где Аш – расходшлама, м3/ч
Ас – расход сухогосырья, т/ч
ωш –влажность шлама, %
γш –плотность шлама, т/м3
γш=1,600, т/м3
Тогда на обе печинеобходимо подать шлама:
Аш=244.69 м3/ч
244.69 ∙24=5872.56м3/сут
244.69 ∙8088=1979052.72м3/год
Материальный балансотделения помола сырья.
Из предыдущих расчетовследует, что отделение помола сырья, работающее с выходными днями (307 суток вгоду по три смены в сутки), должно обеспечить помол 1899871.2/> сухих сырьевых материалов.
Следовательно, должнобыть измолото сырья
в сутки: 1899871.2/> 307 = 6188,5 т.
в час: 6188,5 /> 24 = 257,85 т.
В том числе расходотдельных компонентов составит:
известняка :
в час…………………/> т.
в сутки……………/> т.
в год………………/> т.
глины :
в час…………………./> т.
в сутки……………./> т.
в год………………./> т.
Для образования шламаодновременно с исходными материалами в сырьевые мельницы подается вода.Потребность в воде определяется по формуле:
W/>
где W/>-количество воды,необходимое для приготовления шлама; />
/> - потребность в готовом шламе; />
/> - потребность в сухом сырье; />
/> — плотность шлама; />
/>-количество воды, поступающеесоответственно с натуральным известняком и глиной; />
На основании проведенныхранее расчетов:
/>=244.69 />
/>=234.9/>
/>=1,60 />
/> />
/> />
Подставляя эти данные вформулу, определяем количество воды на приготовление шлама:
W/>=244.69 ·1,60-(234,9 +7.5+7.5)=141.6/>
141.6 ·24=3398.4 />
3398.4 ·307=1043308.8 />
Материальный баланскарьера и дробильного отделения.
Согласно исходным даннымпотери сырья составляют 2,5%. Из них 1,5% — это потери на карьере и 1% — потерисырья с отходящими газами вращающихся печей.
Карьер, как и дробильноеотделение, работает с выходными днями – 307 суток в году по две смены в сутки:
307·16=4912 ч.
Для производства 1213200 /> клинкера необходимоеколичество сырьевых материалов, как было подсчитано выше, составляет:
Известняк……..…………1528632 />
Глины………………485280/>
С учетом 1,5% потерьпотребуется:
Известняк:
/>/>
1551561.48:307=5053.95 />
5053.95:16=315.87 />
глины :
/>/>
491544.2:307=1601.12 />
1601.12:16=100.07 />
Таким образом,производительность карьера должна обеспечить добычу, а дробильное отделение –следующее количество материалов:
Известняка Глины
в год……………………..1551651.48т 491544.2 т
в сутки…………………..5053.95 т1601.12 т
в час……………………..315.87 т 100.07т
Материальный балансклинкерного склада и отделения помола цемента.
Из данных материальногобаланса цеха обжига следует, что в склад поступает клинкера:
в час…………… 150 т.
в сутки………… 3600 т.
в год…………… 1213200 т.
При хранении сыпучихматериалов в складских помещениях неизбежны потери:
клинкера………….0,5%
гипса………………1,0%
Таким образом, вотделение помола цемента за год поступает клинкера
/> т.
При работе отделенияпомола цемента 307 суток в году по три смены в сутки (7368 ч. в год) необходимоклинкера:
в сутки……………1213806.6:307=3953,77т.
в час………………1213806.6:7368=164,74т.
Введение при помолецемента гипса (4%) определяет потребность отделения помола клинкера в этихматериалах:
Гипса……………../> />
53946.96:307=175.72 />
53946.96:7368=7.32 />
Введение при помолецемента диатомита (6%) определяет потребность отделения помола клинкера в этихматериалах:
Диатомит…………/>
80920.44: 307 = 263.58 />
80920.44: 7368 = 10.98 />
Из приведенных вышерасчетов следует, что производительность отделения помола составляет:
1213806.6+53946.96+80920.44=1348674/>
3953,77+175.72+263.58 =4393.07/>
164,74+7.32 +10.98 =183.04/>
Аспирация цементныхмельниц осуществляется с помощью электрофильтров. При этом потери цемента могутбыть приняты порядка 0,5%.
Тогда действительнаяпроизводительность помольного отделения составит:
/>
Так как гипс поступает напомол без предварительной сушки, то должен быть учтен только 1% его потерь:
/> />
Если учесть, что диатомитподается на помол после предварительной сушки (Wнач =20% ) и потери его на складе составляют примерно 1 %, то количество диатомита,которое поступает на склад за год, должно быть
/>т/г
Поступающий извращающихся печей на склад клинкер поливают водой, при этом расход воды наполивку принимается равным 1% от веса клинкера, т.е.
В час …………../> т.
В сутки………… /> т.
В год …………../> т.
Материальный баланссилосно-упаковочного отделения
В соответствии спроизведенными расчетами в силосно-упаковочное отделение поступает цемента:
В год……………..1264314,033 т
В сутки…………...4118,29 т
В час……………..171,59 т
Учитывая потери цементапри упаковке и отгрузке порядка 0,5%, получим количество цемента, подлежащееотгрузке:
В год……………...1264314,033 /> т.
в сутки…………....1257992,463:365=3446,55т.
Поскольку суточнаяотгрузка зависит от количества и времени поступления транспорта под погрузкуцемента, то отгрузка в среднем цемента в час не может быть определена.
Подбор и описание работыосновного технологического оборудования
Для обжига сырьевой смесиприменяют вращающиеся печи. Они состоят из корпуса, представляющего собойбарабан длинной 150 – 185 м. и более диаметром 4 – 7 м., сваренного из стальных обечаек. Корпус устанавливается на фундаменте с уклоном по длине 3 – 4°.На нем закреплены бандажи, опирающиеся на роликовые опоры, а также венцоваяшестерня, через которую печь приводится во вращение электродвигателем. Обычноскорость вращения находится в пределах 0,5 – 1,2 />,причем она может изменятся. Приподнятая часть печи является холодным концом,входящим в пылеосадительную камеру через уплотняющее устройство, котороепрепятствует подсосу наружного воздуха. Для защиты от воздействия горячих и дляуменьшения теплопотерь корпус печи изнутри футеруется. Огнеупорные материалыдля этой цели выбирают с учетом температур газов в разных зонах печи, а такжеосновности обжигаемого материала. Широко применяется шамотный и многошамотныйкирпич, а также высокоглиноземистые и талькомагнезитовые огнеупоры. Для зоныспекания преимущественно используют хромомагнезитовый, периклазошпинелидный имагнезитохромитовый кирпич.
В печной агрегат входяттакже шламовый питатель, пылеосадительная камера, электрофильтры для очисткидымовых газов от пыли, дымосос, горячая головка печи, колосниковый холодильник,предназначаемый для охлаждения клинкера.
Одним из элементов печиявляются встроенные в них теплообменники, предназначаемые для интенсификациипроцессов теплоотдачи от печных газов обжигаемому материалу.
Вращающаяся печь работаетпо следующей схеме. Шлам из шламбассейна перекачивается насосом враспределительный бак, установленный над печью. Отсюда он через ковшовыйпитатель или специальный расходомер по трубе поступает в печь.
С противоположной стороныв печь подается газ. Попадая в раскаленное пространство, газ воспламеняется иначинает гореть. Образующиеся дымовые газы проходят через всю печь, отдавая своетепло обжигаемому материалу. По выходе из печи газы с температурой 150 – 200 °Снаправляются через пылеосадительную камеру в электрофильтр, где очищаются отпыли.
Шлам, проходя через печьи подвергаясь воздействию газов все более высокой температуры, претерпевает рядфизических и физико-химических превращений.
Процессы, протекающие приобжиге клинкера во вращающихся печах.
Обжиг сырьевой смеси, иполучение клинкера сопровождается сложными физическими и физико-химическимипроцессами, в результате которых из исходных компонентов спекшиеся зернаразмером до 2-3см, состоящие в основном из минералов />, />, />, /> и стекловидной фазы.
Характер процессов,протекающих в сырьевой смеси определяется температурой обжига. Условновращающуюся печь можно разделить на следующие зоны:
— зона сушки: шлам,попадая в печь, подвергается действию отходящих газов нагретых до высокойтемпературы (t=300-600°C). При этом происходит испарение воды, шлам загустевает.Когда значительная часть воды испарилась, образуются крупные комья,распадающиеся затем на мелкие частицы, вследствие ухудшения связующих свойствглиняного компонента. Процесс испарения из шлама воды длится примерно дотемпературы 200°C, так как влага, содержащаяся втонких порах и капиллярах материала, испаряется медленно.
— зона подогрева: в этойзоне материал нагревается до температуры t=500-600°C, при этом происходитвыгорание органических веществ и теряется вода, содержащаяся в минералахглинистого компонента. Потеря химически связанной воды (дегидратация) приводитк тому, что глинистый компонент теряет связующие свойства. При этом происходитчастичное или полное разложение глинистых минералов на свободные оксиды /> и />, а также декарбонизацияуглекислого магния />. Удаление водыприводит к потере пластичности глинистым материалом, рассыпается в порошок ипоступает в зону декорбанизации.
В смеси начинаютсяреакции в твердом состоянии между его составляющими. При этом наблюдаетсясцепление отдельных частиц порошка и образование гранул различного размера.
— зона декорбанизации: Вэтой зоне протекает процесс разложения углекислого кальция />. Здесь потребление тепланаибольшее, так как происходит эндотермическая реакция разложения /> с образованием /> и />. В этой зоне возникаютреакции между основным оксидом /> икислотными оксидами глинистого компонента />,/> и /> с образованием />, />, />. Температура обжигаемогоматериала в зоне декарбонизации колеблется в пределах 900 — 1200° C.
— зона экзотермическихреакций: В этой зоне взаимодействие между основными и кислотными оксидамипротекает с большей скоростью вследствие более высокой температуры. Этитвердофазовые реакции осуществляются с выделением теплоты. При температуре 1200° C и более происходит насыщение образовавшихся ранее низкоосновныхсоединений до соответствующих клинкерных минералов: />,/>, />, />. Реакция образованияалюминатов, силикатов и алюмоферритов кальция является экзотермической, чтоприводит к повышению температуры материала на 200 — 250°С на коротком участкепечи. При температуре 1300°C твердофазовые процессыобразования минералов заканчиваются, и материал к этому времени состоит изобразовавшихся соединений />, />, />, />, />,/>, />.
-зона спекания: В этойзоне температура подымается до 1300-1600°C, происходит спекание материала, вследствие образования внем расплава в количестве 30%. Оптимальная температура спекания зависит отсвойств исходных материалов, наличия в них примесей, тонкости измельчения,однородности смеси.
После расплавления в зонеспекания части материала, и образования жидкой фазы в твердом состоянииостается главным образом только двухкальцевый силикат />, который частично такжерастворяется в жидкой фазе. Соединяясь в расплавленном состоянии с оксидомкальция, /> образует />. /> менее растворим врасплаве, чем /> и поэтомувыкристаллизовывается из жидкой фазы. При этом количество /> и /> в расплаве уменьшается, ив нем растворяются новые порции этих соединений, которые опять вступают вреакцию и т.д.
Образование /> в условиях обжигазавершается за 25…30 мин. Увеличение продолжительность выдержки материала взоне спекания с одной стороны способствует более полному усвоению />, а с другой стороны можетвызвать чрезмерное укрупнение кристаллов алита, что скажется на качестве.
Для ускоренияклинкерообразования, особенно при изготовлении клинкеров с высоким содержанием />, используют специальныедобавки – минерализаторы: />,кремнефтористый натрий или />, />, гипс. Минерализаторыкаталитически влияют на образование /> и />, понижают температуруспекания на 150°С, что приводит к экономии. Количество вводимых минерализаторовсоставляет 1% от массы.
— зона охлаждения: В этойзоне температура клинкера понижается с 1300 до 1000° C, в результате чего расплав кристаллизуется и из него выделяютсяминералы />, />, />, />, />, а часть жидкой фазызатвердевает в виде стекла.
Для хранения клинкерапосле обжига используют силосный склад, который представляет собой шесть –девять железобетонных цилиндров – силосов (на каждую печь) диаметром 12 – 18 м. и высотой 30 м. и более, сооруженных на общем основании и поднятых над цехом на колоннах так,что под их коническими днищами смонтированы дозаторы, при помощи которыхклинкер и гипс, хранящиеся в разных силосах, дозируются в определенномсоотношении. Отдозированые клинкер, доменный граншлак и гипс подаются наленточный конвейер, который транспортирует их в шаровую многокамерную мельницуна помол.
3. Мероприятияпо охране труда и окружающей среды
При большой насыщенностипредприятий цементной промышленности сложными механизмами и установками придобыче и переработке сырья, по обжигу сырьевой смеси и измельчению клинкера, поперемещению, складированию и отгрузке огромных масс материалов, при наличиибольшого количества электродвигателей особое внимание должно уделяться припроектировании заводов и при их эксплуатации созданию благоприятных и безопасныхусловий для работы трудящихся. Охрана труда должна осуществляться в полномсоответствии с «Правилами по технике безопасности и производственнойсанитарии на предприятиях цементной промышленности».
Совсеми поступающими на работу рабочими, ИТР и служащими проводят вводныйинструктаж. Один раз в год проводят обучение безопасным методам работы нарабочем месте. Перед производством работ по наряду – допуску проводят текущийинструктаж. Внеплановый инструктаж может быть произведен на рабочем месте вобъеме первичного инструктажа. Все виды инструктажей должны регистрироваться вспециальных журналах. Инженерно – техническиеработники должны проходитьпроверку знаний по охране труда.
Выполнениеработ, связанных с повышенной опасностью должно проводиться по специальномунаряду – допуску. Он обязан: ознакомить каждого непосредственного исполнителя ссодержанием и объемом работ и проинструктировать их о мерах безопасности;совместно с непосредственными исполнителями работ проверить состояние техникибезопасности на участках выполнения работ; осуществлять постоянный контроль заходом выполнения работ и соблюдением работающими мер безопасности, указанных внаряде – допуске.
Неблагоприятныеусловия труда могут быть в основном обусловлены повышенной концентрацией пыли ивлаги в помещении; недостаточной тепловой изоляцией обжиговых аппаратов;ненадежным ограждением вращающихся частей механизмов и т.п.
Дляборьбы с пылью пылевыделяющее технологическое и транспортное оборудованиезаключает в герметические кожухи с плотно закрываемыми отверстиями. На участкахобразования пыли и газов помимо общей вентиляции устраивают местную аспирацию. Очисткузапыленных газов и воздуха необходимо производить в эффективныхпылеосадительных устройствах со степенью очистки не менее 98%. Степеньдопустимой запыленности воздуха регламентирована СН 245-71. Она составляет дляпыли, содержащей более 70% свободного оксида кремния, не более 1 мг/м3, для пыли содержащей 10-70% SiO2 – не более 2 мг/м3, дляпыли цемента, глиняных минералов, не содержащих свободной SiO2 – 6мг/м3.
Дляобеспыливания технологических газов применяют пылеосадительные камеры (грубаяочистка), сухие и мокрые циклонные аппараты (первая ступень), тканевые фильтрыи электрофильтры (окончательная очистка). Обслуживание дробилок, мельниц,печей, силосов, транспортирующих и погрузочно – разгрузочных механизмовнеобходимо осуществлять в соответствии с правилами безопасной работы у каждогомеханизма или установки. Все вращающиеся части приводов и других механизмов должныбыть надежно ограждены, токоподводящие части изолированы, а металлические частимеханизмов заземлены на случай повреждения изоляции. Из-за взрывоопасностиустановок по сушке и помолу угля трубопроводы, сепараторы, бункера для храненияпыли следует оборудовать предохранительными клапанами. Установки по приготовлениюугольной пыли должны работать под разряжением.
Основноеоборудование в производственных цехах в обязательном порядке оборудуют звуковойи световой сигнализацией, предупреждающей персонал о пуске оборудования, егоостановке и возникновении аварийных ситуаций.
Созданиездоровых и безопасных условий труда обеспечивается также постояннымсовершенствованием технологии, полной механизацией и автоматизациейпроизводственных процессов.
Сцелью уменьшения пылеобразования сокращают число перевалок на транспортныхкоммуникациях; при перевозке пылящих материалов транспортные устройстваустанавливают в плотных кожухах; с этой же целью отказываются от открытыхскладов для хранения клинкеров, гипса и добавок и переходят на силосные.
Дляповышения эффективности очистки печных газов переходят от вертикальных начетырехпольные горизонтальные электрофильтры с установкой также инерционныхпылеуловителей.
Требованияэкологии и производственной санитарии допускают концентрацию пыли в воздухепроизводственных помещений в зависимости от состава пыли 5-10 мг/м3 (в ФРГ допускается концентрация до 75 мг/м3). Для обеспечения защиты окружающей среды и санитарных нормв производственных помещениях предусматривают отсос воздуха из бункеров, течек,от мест перегрузки транспортного и дробильного оборудования. Кроме того, вдробильных отделениях применяют перед дроблением обрызгивание породы водой,содержащей ПАВ, которое увеличивают смачиваемость измельченного материалаводой. Аспирационный воздух из мельниц, сушилок, сепараторов, колосниковыххолодильников, воздух, используемый для пневмотранспорта цемента, очищают вциклонах, зернистых, рукавных или электрофильтрах. Для повышения степени инадёжности очистки часто используют двухстадийную очистку (циклон — электрофильтр, жалюзийный сепаратор – рукавный фильтр). Газы после печей илипосле их использования в сушильно — размольных установках подвергают очистке вэлектрофильтрах наиболее приспособленных аппаратах для очистки больших объёмовгазов. Для повышения степени и надежности очистки применяют установку передфильтрами испарительных холодильников – кондиционеров, отказываются отвертикальных фильтров, используют трех — и четырехпольные фильтры. С позицийэкологии, охраны природы и экономики становится необходимостью ориентация набезотходную технологию – комплексное использование сырья и полупродуктов. Еще в50-е годы было осуществлено комплексное использование сырья при получении глиноземаиз нефелиновых пород. На Волховском алюминиевом и Пикалевском глиноземномкомбинатах были построены цементные заводы, использовавшие в качестве сырьябелито – нефелиновый шлам – побочный продукт глиноземного производства. На 1 ттехногенных материалов в составе сырьевой смеси в качестве основного сырьевогокомпонента целесообразно если такой материал как минимум на 50 % заменяетприродный компонент, а радиус перевозок не превышает 200 км.
Цементнаяпромышленность использует значительное количество различного вида отходов:отходы камнепиления и отсев производства щебня карбонатных пород; доменные иэлектротермофосфорные шлаки, золы ТЭС, шлак бездоменного процесса полученияжелеза, шлаки цветной металлургии, отходы углеобогащения, представляющие собойвысокоалюминатные глины; минерализаторы – медеплавильный шлак, фосфогипс и др.Топливо содержащие отходы необходимо подавать либо непосредственно в печь, либосжигают в специальных установках.
Использованиетехногенных продуктов в любом количестве позволяет экономить природные сырьевыересурсы, повысить производительность печей, снизить расход технологическоготоплива, получать цементы со специальными свойствами, улучшать экологическуюобстановку в регионе.
Литература
Используемая литература:
1. Рояк С.М.Специальные цементы / С.М. Рояк, Г.С. Рояк. – М.: Стройиздат, 1983. – 279 с.
2. http://www.nii-cement.ru
3. Таймасов Б.Т.Технология производства портландцемента: Учеб. пособие. – Шымкент, Изд-во ЮКГУ,2003. — 297 с.
4. Грачьян А.Н. идр. Технология белого портландцемента. М. – 1970.
5. Дзабиева Л.Б.Вяжущие вещества. – Минск 2010 – 53 с.
6. Классен В.К.Обжиг цементного клинкера – Красноярск: Стройиздат, Красноярск, отд., 1994. –323 с.