Жылына 500000 тонна цемент алу ұнтақтау бөлімі

ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫНЫҢ БІЛІМ ЖӘНЕ ҒЫЛЫМ МИНИСТРЛІГІ

 
Қ.И.Сәтбаев атындағы Қазақ ұлттық техникалық университеті

«Құрылыс инженерлер жүйесі» кафедрасы

Курстық жұмыс

 

Байланыстырғыш материалдар пәні бойынша курстық жұмыстың тақырыбы:

«Жылына 500000 тонна цемент алу ұнтақтау бөлімі».

 

 

 

 

 

Тексерген: Ақмалаев К.А 

Орындаған: Шынболатов М.Ж

Мамандығы: ПСМИК-11-2к                                                                                       

 

 

Алматы 2013

 

Курстықжұмыстыңжоспары

 

• Титул беті
• Жұмысқатапсырма
• Кіріспе
• Өнімніңаттары
• Шикізаттарғаанықтама
• Шикізаттардыңқұрамынесептеу
• Технологиялықбөлім
• Өндіріскебақылау
• Еңбек пен ортанықорғау
• Қолданылғанәдебиеттертізімі.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Кіріспе

Байланыстырғыш материалдарының өндірісі мемлекеттің материалдық-техникалық базасын жасауда үлкен роль атқарады, құрылыс бағдарламасының сәтті іске асуына алып келеді. Байланыстырғыш материалдарының шығарылым қарқынының өсуiнен құрылыстың масштабтары, оның үнемділігі мен техникалық тиімділігі тәуледі болады.

Байланыстырғыш материалдардың қолдануы тек қана құрылыспен ғана шектелмейді. Оларсыз техниканың бір де бір облысы болмайды. Ең бірінші адам қолданған байланыстырғыш материал күйдірілмеген саз. Бірақ байланыстырғыш қасиетінің аздығынан және ылғал ортада өзінің беріктілігін жоятындықтан саз құрылыс талаптарына сай келмеді. Б.з.д. 2400-3000 жылдары байланыстырғыш материалдарын таулы жыныстарды күйдіріп ұнтақтау арқылы өндіру тәсілі ойлап табылды.

Қазіргі құрылыс өндірісі байланыстырғыш материалдарын басқа жоғары талаптар қоюда. Темірбетон бұйымдары мен конструкцияларын шығаруда әртүрлі цементтер қажет: тез қатаятын, декоративті, көлемін өзгертетін және т.б.

Цемент өнеркәсбі ауыр өнеркәсіптің бір бөлігі - материалдық өндірістің ең маңызда салаларының бірі. Қазақстанның экономикалық және әлеуметтік дамуындағы негізгі бағыттары портландцемент шығарылымын үлкейту, жоғары маркалы, көп компонентті және арнайыцемент өндірісін кеңейту ескерілген. Цементті құрғақ тәсілмен алу үшін жоғарғы өнімді автоматтандырылған линияларды салу, энергия шығынын азайтатын технологияларды өндіруді үдету жоспарланған. Цемент ассортиментін кеңейту мен сапасын жоғарлату мақсатында жұмыстар жүргізілуде, сонымен қатар, басқа өндірістің қалдықтарын қолдану арқылы көпкомпонентті және арнайы цементтер шығару арқылы портландцемент өндірісін жақсартуда.

Цeмент− (нем. Zement, лат. Caementum — ұсақталған тас, қиыршық тас) гидравликалық  байланыстырғыш материалдар тобы; негізгі  құрылысматериалдарының бірі; органикалық емес материалдың майда ұнтағы; гидравликалық тұтқыр материалдардың үлкен тобының жалпы атауы. Цeмент сумен араласқанда қатаятын қасиеті бар (яғни қамыр тәрізді пластик. күйден қатты күйге ауысатын) кальций силикаты мен кальций алюминатынан құралады. Цeменттің кейбір түрі ауада қатаяды. Ал, енді бір түрлері тек тұздардың, қышқылдардың судағы ерітіндісімен араластырғанда ғана байланыстырғыштық қасиетке ие болады. Оның портландцемент, қожды және пуццолан Цeмент деп аталатын түрлері бар. Цeменттің көп тараған түрінің бірі — портландцемент. Ол негізінен жоғары негізді кальций силикатынан тұрады. Төменгі негізді кальций алюминатынан алюминатты цeмент өндіріледі. Цементтің шикізат клинкері мен домналық қождан қожпортландцемент, пуццолан Цeмент, т.б. дайындалады.

 Цeментті пайдалану  үшін, оны алдымен сумен араластырып, цементтік қамыр (ерітінді) дайындайды. Цементтік қамырды құммен, т.б. араластырып, құрылыстық ерітінділер, ал оған қиыршық және уақ тас, т.б. қосу арқылы бетон дайындалады. Кейде асбест қосып асбест цементті бұйым, ағаш жаңқаларын қосу арқылы фибролит жасалады. Арнаулы зауыттарда минералды шикізатты ұсату, араластыру, майдалау, күйдіру арқылы цементтік клинкер алынады. Цeменттің сапасы маркамен сипатталады.Оның маркалары :200,300,400,500,600 .

Цемент өнеркәсібі - халық шаруашылығының  шикізатты көп  қажет ететiн салаларының бiрi. Цементтiң шығарылымының өсуi шикiзаттың шығынының өсуімен байланысты, демек шикізатты өндіру құнының өсуіне алып келеді. Сондықтан шикiзаттың әрбiр тоннасын тиімді қолдану керек. Барлық компоненттерге жалпы талап шикiзат құрамының тұрақтылығы болып табылады және гипс, басқа да сульфаттардың, магний қосылыстарының (магнезит, доломит), сілтіліқұрамды(дала шпаттары және т.б.) қоспаларының үлесін азайту керек. Сонымен бірге Цeменттің тез бірігуі мен қатаюы, майдалығы, т.б. белгілі бір стандартқа сәйкес болуы шарт. Цeмент құрылыста біртұтас және құрама бетон мен темір-бетон дайындауда пайдаланылады. 

Өнімнің аттары

Жоспарланған зауытта жылына 500000 тонна цемент шығарылуы көзделген.

Цемент дегеніміз – цемент клинкерін гипспен бірге ұнтақтау арқылы алынған гидравликалық байланыстырғыш материал. Цемент суда да ауада да қатаятын байланыстырғыш материал. Цемент — құрылыс өндірісінде кеңінен пайдаланылатын гидравликалық байланыстырғыш зат; ұнтақталған клинкер мен табиғи гипстің қоспасы. Клинкер кальций силикаты (75 — 78%) жәнесаз топырақтың (22 — 25%) қоспасы өзара жабысқанға дейін күйдіру арқылы алынады. Әдетте портландцемент клинкерінің химиялық құрамы: СаО (63 — 76%); SіO2 (21 — 24%); Al2O3 (4 — 8%); Fe2O3 (2 — 4%); MgO (0,5 — 5%); SO3 (0,3 — 1%). Гипс портландцементке оның қатаюының басталу мерзімін реттеу үшін қосылады. Клинкерінің минералдық құрамына, қосылатын қоспалардың түрі мен мөлшеріне және ұнтақ ұсақтылығына қарай портландцементтің тез қататын, сульфатқа төзімді, пластиналандырылған, гидрофобтық, т.б. түрлерін алады. Цементтің бұл түрі алғаш рет құрылыстаҰлыбританияның Портленд қаласында пайдаланылғандықтан “портландцемент” деп аталып кеткен. Портландцемент қазіргі кезде құрылыс өндірісінде ең көп пайдаланылатын материал болып табылады. Портландцемент қолданатын негізгі құрылыс салалары — азаматтық және өндірістік, гидротехникалық және көліктік құрылыс, жол, қоғамдық және арнайы құрылыстар.

 

 

Портландцементтің шын тығыздығы 2,8—3,0 г/см3 маңында, шлактың мөлшерін арттырған сайын тығыздығын кемітеді.Қопсыған күйдегi үйiндi тығыздығы 900—1200, ал тығыз күйінде — 1400—1700 кг/м3. Шлактыпортландцементтің суды қажет етуі портландцементтікінен төмен, бірақ суды бөлуі – жоғары. Меншікті беті азайған сайын суды бөлуі азаяды. Ұсталыну уақыты МЕСТ 10178-85 бойынша: басталуы 45 минуттан кем емес, аяқталуы қатаю басталғаннан кейін 10 сағаттан артық есем. Шлактық портландцемент үшін маркалы өндіріледі: М300, 400 және 500 игендегі мықтылық шегі маркаларына сәйкес: 4,5; 5,5; 6 МПа.

ПЦ аязға төзімділігі бойынша жетерліктей жарамды. Бірақ, құрғақ климатты жерде, судың ауыспалы деңгейінде, бірде мұздап, бірде еріп және бірде суланып, бірде кеуіп тұратындай жағдайда оның шыдамдылыгы /тұрақтылығы/ портландцементтегідей емес. Қатаю мезгілінде оның көлемдік деформациясы /отыру және ісінуі/ портландцементегіден аздау. Қалған басқа қасиеттері бойынша портландцементтегіге ұқсас.

ПЦ әдетте көпір және гидротехникалық құрылыста агрессивтіортада пайдаланатын түрлі биналарға қолданады. Ал, темірбетон заводтарында бетон және темірбетон бұйымдары мен конструкцияларын жасарда портландцементтер өте кең қолданылады.

                      Тез қатаюшы портландцемент /ТПЦ/

Бұл цементтің ерекшелігі қатаюдың алғашқы мезгілінде   мықтылығын шапшаң өсіреді. МОСТ 10178-85 бойынша үш күнделігінде – 20 және 28 сөткелігінде 40 МПа мықтылық көрсетіледі. ТШЦ шлактың мөлшері 30-50%. Ал, клинкердің құрамында C2S – 55-65% және C3S – 8-10% болу керек. Бұл минералдардың қосындысы 65-75% аралғында болуы қажет. Ұнтақтау процесін меншікті бет ауданы бойынша 3500-4500 см2/г дейін жеткізеді. Оның үстіне қатаюын тездету үшін 0,5-1% аралығында кейбір тұздардың ерітінділерін /NaCl, CaCl2, feCl2, NaNO3/ қосады.

ТПЦ ыстық бу ішінде өңделетін түрлі жинақты бетон және темірбетон бұйымдары мен конструкцияларын жасауға, тұтастық тәсілімен жеделдете соғылатын құрылыста, бастапқы кезде мықтылығы жоғары темірбетон конструкцияларын жасауға қолданады.

Сульфаттық-шлактық цемент

Бұл байланыстырушыны алу үшін сульфаттық қоздырушы ретінде қоқысқа ангидритті /CaSO4/ екі сулы /CaSO4x2H2O/ немесе жарты сулы /CaSO4x0,5 H2O/ гипсті қосады, сонымен қатар сілтілікқоздырушы ретінде біраз күйдірілген доломит, портландцементтік клинкер немесе әк қосады. Міне, осыған байланысты сульфатты-шлактық цементтің екі түрі болады: гипсті-шлактық және клинкерсіз шлактық цементтері.

Гипсті-шлактық цементті 80-85 пайыз граншлакты, 10-15 пайыз гипсті және 5% дейін портландцемент клинкерін қоса ұнтақтап немесе оларды ұнтақталған қалпында араластырып алады. Ал клинкерсіз шлактық цементқұрамы 85-95 пайыз граншлактан, 6-8% ангидриттік гиптен, 4-7% күйдірілген доломиттен тұратын араласпаны ұнтақтап алады.

Бұл цементтер өнеркәсіп қалдықтары негзінде оңай технологиямен алынатын болғандықтан, портландцементке қарағанда өте тиімді. Мұнымен қатар шлактық құрылыста қолдану үлкен әлеуметтік проблеманы пайдалы түрде шешкенмен тең.

Гипсті-шлактық цементтің қатаю процесі сульфаттық және сілтілік қоздырушылардың әсерімен өтеді. Әсіресе сульфаттық қоздырушының әсері басымдау болады. Оның мәнісі: бұл цементті араластырғанда ондағы гипс және кальций алюминаттары да суда еріп, бір-бірімен химиялық әрекеттесіп, нәтижесінде кальций гидросульфоалюминатын құрайды. Ерітіндіде Ca(OH)2 аз болғандықтан, этринтиттің құрылу процесі цементтің қатаюын оздырады. Мұнымен қатар сілтілік қоздырушының әсерінен ерітіндіде кальций гидросиликатты пайда бола бастайды. Кальций гидросиликаты баяу болса да, ұзақ уақыт бойы цементтің мықтылығын ұлғайтуға тікелей әсерін тигізеді.

Гипсті-қоқыстық цементтің ұнтақтылығы №008 електен 90 пайыздан көпөтетіндей болуы керек. Ұстасу мезгілдері: басы – ең ертесі 45 мин. соңы – ең кеші 12 сағ. портландцементті көрсетілген мөлшерде қосқанда, бұл цемент қатаю кезеңде көлемін біркелкі өзгертеді.

Гипсті-шлактық байланыстырушының 28 сөтке бойы ылғалды жердеқатайғаннан кейінгі қысқандағы мықтылық шегінің ең кіші көрсеткіш бойынша төрт маркасы болады: М 400,150,200 және 250(10,15,20 және 25МПа).

Клинкерсіз қоқыстық цементтердің қасиеттері, оған қоятын талаптар, оның тиімділігі гипсті-қоқыстық цементтегідей. Бұл цементтерді қоймада көп сақтасаактивтігі төмендеп кетеді. Сондықтан оларды жасаған соң көп ұзатпай іке жұмсаған орынды.

Сульфатты-шлактық цементтерді су және жер астында пайдаланатын бетон және темірбетон конструкциялары мен құрылыс ерітінділерін алуға, әсіресе сульфаттық және суы бар жерлерде пайдаланатын үйлер мен биналар соғуға қолданады.

Шикізатқа   анықтама

Цeмент− (нем. Zement, лат. Caementum — ұсақталған тас, қиыршық тас) гидравликалық  байланыстырғыш материалдар тобы; негізгі  құрылысматериалдарының бірі; органикалық емес материалдың майда ұнтағы; гидравликалық тұтқыр материалдардың үлкен тобының жалпы атауы. Цeмент сумен араласқанда қатаятын қасиеті бар (яғни қамыр тәрізді пластик. күйден қатты күйге ауысатын) кальций силикаты мен кальций алюминатынан құралады. Цeменттің кейбір түрі ауада қатаяды. Ал, енді бір түрлері тек тұздардың, қышқылдардың судағы ерітіндісімен араластырғанда ғана байланыстырғыштық қасиетке ие болады. Оның портландцемент, қожды және пуццолан Цeмент деп аталатын түрлері бар. Цeменттің көп тараған түрінің бірі — портландцемент. Ол негізінен жоғары негізді кальций силикатынан тұрады. Төменгі негізді кальций алюминатынан алюминатты цeмент өндіріледі. Цементтің шикізат клинкері мен домналық қождан қожпортландцемент, пуццолан Цeмент, т.б. дайындалады.

Цeментті пайдалану үшін, оны алдымен сумен араластырып, цементтік қамыр (ерітінді) дайындайды. Цементтік қамырды құммен, т.б. араластырып, құрылыстық ерітінділер, ал оған қиыршық және уақ тас, т.б. қосу арқылы бетон дайындалады. Кейде асбест қосып асбест цементті бұйым, ағаш жаңқаларын қосу арқылы фибролит жасалады. Арнаулы зауыттарда минералды шикізатты ұсату, араластыру, майдалау, күйдіру арқылы цементтік клинкер алынады. Цeменттің сапасы маркамен сипатталады.Оның маркалары :200,300,400,500,600 .

Клинкер – цементтің ең басты құрам бөлігі/ компаненті/.Клинкер(нем. klіnker). 1) құрылыста – тас орнына пайдалану үшін қатты күйдірілген қатты кірпіш. Түсі қоңыр немесе күңгірт қызыл болады. Кәдімгі күйдірілген қызыл кірпіштен анағұрлым берік, күнге, суға, желге төзімді. Оны жолға, көшеге, еденге төсеуге, кейде үй іргесін қалауға да пайдаланады; 2)металлургияда – мырыш, қорғасын, қалайы кентастарын, олардың концентраттарын қорытқандағы қалдығы. Қорғасын-мырыш өндірісінде мырыш қалдықтарын немесе қатты қождарды (шлактарды) вальцтеу процесі кезіндегі алынған бағалы шала өнім де клинкер деп аталады. Қазақстан ғалымдары (С.Тәкежановтыңбасқаруымен) мырыш қождарын вальцтеу процесінен кейінгі Клинкерді қайта өңдеу (магниттік айыру) сұлбасын жасап, іске асырды. Нәтижесінде одан мырыш (70%), темір (85 – 90%), қорғасын, алтын, күміс, т.б. металдар алынды.

Клинкер-  әк тасын және сазды күйдіру арқылы алады.

Клинкер=> әк тасын + саз.

Клинкердің құрамында 80% ға дейін әр түрлі силикаттар болады. Оларға C3 S, C2S, C4AF. Сонымен бірге ұнтақтау кезінде әр түрлі активті минералды қоспалар қосылады.

Портландцемент клинкердің химиялық құрамы− әр түрлі оксидтерден тұрады.Оларға негізгілеріне  CaO, SiO2, Al2O3, Fe2O3. Осы негізгі оксидтердің қосындысы  95 −97 %, және қалғандарына MgO, SO3(күкіртті оксид), Na2O, K2O(сілтілер) және т.б.

 

Гипс минералынан тұратын тұнба тектi тау жынысы. Гипс 3-5% мөлшерінде, цементтің ұсталыну мерзімін реттеу үшін клинкерді ұнтақтау кезінде қосылады. Гипс тасы екі молекула суы бар күкірт қышқылы кальцийі тұздарынан тұрады, ал ангидридтің құрамында суы жоқ. Гипстің химиялық құрамы СаО - 32,56% (кальций тотығы); SО3 - 46,5% (күкіртті ангидрит); Н2О - 20,93%, ал ангидридтің құрамы СаО - 41,19% және SО3 - 58,8%. Екі сулы гипс шикізат минералы жұмсақ, Моос шкаласында оның қаттылығы екіге тең. Ангидридтің қаттылығы 3 - 3,5. Екі сулы гипстің тығыздылығы 2,2 - 2,4, ал ангидридтің тығыздығы 2,9 - 3,1. Екі сулы гипстің суда еруі 1 литр суға алғанда 2,05 г, ал ангидридтікі 1 литр суға 1г. Таза гипс мөлдір немесе ақ түсті болады.

Отын цемент өндірісінде үлкен роль ойнайды. Өткені, цементтік кликерді өндіру технологиясының негізі – оны күйдіру болып табылады. Отынның құны клинкердiң 40 % құнын құрайды, ал цементтің 25%-ға дейінгі құнын. Қолданылатын отын түрі – табиғи газ. Газды заводқа магистральді газ құбыры арқылы береді, ондағы тұрақты қысым 0,6 МПа. Зауыттың газ бөлетін пунктінде газдың қысымын 0,25 – 0,30 МПа дейін төмендетеді. Осы қысыммен газды тұтыну орнына тасымалдайды. Газды жағу үшінәр түрлi конструкциялы газ жанарғыларын қолданады.