Проект цеха обжига клинкера производительностью 900000 тон/год быстротвердеющего портландцемента

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

 

 

Государственное образовательное  учреждение  высшего 

профессионального образования

«Хабаровский государственный  технический университет»

 

 

 

Кафедра «Строительные материалы  и изделия»

 

 

 

Проект цеха обжига клинкера производительностью 900000 тон/год быстротвердеющего портландцемента.

 

Пояснительная записка к курсовому  проектированию по дисциплине

«Вяжущие вещества»

 

КР.000000000.00.00.00.ПЗ

 

 

 

 

Выполнил

студент

гр. ПСК-21                                                                                Xxxxxxx X.X.

 

 

 

Проверил

руководитель

к.т.н., доцент                                                                             Xxxxxxx X.X.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Хабаровск-2005г.

 

 

 

 

 

Содержание.

 

 

Задание                                                                                                                       2

Содержание                                                                                                               3

Введение                                                                                                                    4

1. Выбор и обоснование технологической схемы                                              6

2. Описание технологической схемы

3. Выбор и расчёт  оборудования

4. Контроль производства

5. Охрана труда и техника безопасности

6. Технико-экономический расчет

 

Список литературы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 

 

Грандиозные планы промышленного, жилищного и других видов строительства  требуют большого количества основного вяжущего материала – “ хлеба строительства “ – цемента. Одновременное увеличение количества цемента планируется значительное повышение его качества. За последние годы выпуск цемента марок 700 – 800 и выше составила 25%, марок 500 – 600 около 65%. Таким образом, отечественная цементная промышленность достигла хороших показателей и вышла на первое место в мире.

Позитивные изменения в экономике  страны дали новый импульс строительству. Увеличиваются объёмы ввода жилья  не только в столице, но и в регионах, строятся промышленные объекты, дороги и многое другое. Особой заботой Правительства и Госстроя является строительства жилья, структура которого перетерпела существенные изменения

Наряду с массовым возведением  малоэтажного индивидуального жилья  различной степени комфортности и соответственно стоимости продолжается активное строительство многоэтажных домов. Не сдаёт своих позиций крупнопанельное домостроение, так как оно продолжает оставаться перспективным для строительства социального жилья. Активно борются за рынок приверженцы монолитного и кирпичного домостроения. Реализуются различные конструкционные схемы и архитектурно – планировочные решения.

Увеличение объемов строительства, повышение требований к качеству и безопасности зданий и сооружений выдвинуло новые требования к развитию его материальной базы – к промышленности строительных материалов и стройиндустрии. Отрасль, в свою очередь, выдвинула требования к научно – технической и коммерческой информации.

В этой связи следует обратить внимание на то, что одним из последствий социально – экономических перемен в России стало практически полное разрушение созданной в советские времена вертикали отраслевой научно – технической информации. В новых экономических условиях научно – техническая информация выходит на рынок наравне с другими товарами. Формируется информационный сегмент рынка, развивающийся по законам рыночной экономике.

Новая структура отраслевой информации существенно отличаются от структуры  существовавшей ранее. Расширились коммуникационные каналы обмена информацией (Интернет, локальные сети), появилась возможность быстрой обработки больших информационных массивов и другое. Небывалыми темпами в России развивается выставочный бизнес, в том числе и в секторе строительства и ЖКХ. Постоянно растёт число всевозможных конференций, семинаров, презентаций и других мероприятий личного обмена информацией среди специалистов узкого профиля

                                 

                1.Выбор и обоснование технологической схемы

 

 

1.  Характеристика выпускаемой продукции

 

 

В данной работе рассматривается схема  производства быстротвердеющего портландцемента.

Быстротвердеющий портландцемент (БТЦ) получают совместным тонким измельчением специального  портландцементного клинкера и гипса. При помоле допускается введение не более 10% активных минеральных добавок осадочного происхождения и не более 15% доменных и электротермофосфорных гранулированных шлаков, глиежей

Клинкер быстротвердеющего портландцемента  содержит обычно 60-65% трёхкальциевого  силиката и трёхкальциевого алюмината и ограниченное (до 0,5%) количество СаО _{свобод.}. Содержание МgO в нем не должно превышать 5%.

Гипс  в БТЦ вводят в обычной дозировке: в перерасчёте на SO₃ не более 3,5% в зависимости от минерального состава клинкера (содержание С₃А) и от тонкости помола цемента. Для получения БТЦ применяют, возможно, и однородные сырьевые материалы с пониженным содержанием Mao и R₂O.

Производство  БТЦ началось в СССР с 1955 г. Одновременно с бурным развитием промышленности сборного железобетона. Применение БТЦ в заводском производстве железобетонных конструкций позволяет снизить расход цемента в бетоне на 10-15%.

БТЦ используют так же и в монолитных немассивных железобетонных конструкциях для ускорения набора прочности, в особенности при зимнем бетонировании. Тонкомолотый БТЦ может быстро портиться под влиянием влаги и СО₂ воздуха, теряя свою активность. Поэтому его не следует долго хранить.

Повышенное тепловыделение БТЦ  исключает возможность применения его для массивных конструкций, а БТЦ с повышенным содержанием трёхкальциевого алюмината непригоден для бетона, подвергающегося сульфатоалюминатной коррозии.

По свойствам БТЦ отличается от обычного, прежде всего более  интенсивным твердением в первые 3 суток, но хранение БТЦ на складе не выгодно из–за быстрой потери активности, и использовать его надо по мере поступления на завод.

 

 

2. Характеристика сырья и требования к нему

 

 

Сырьевыми материалами для производства клинкера служат известняки е высоким  содержанием углекислого кальция (мел, плотный известняк, мергели и др.) и глинистые породы (глины, глинистые сланцы), содержащие SiO₂ , А1₂О₃ и Fe₂O₃ .В среднем на 1 т цемента расходуется около 1,5 т минерального сырья примерное соотношение между карбонатными и глинистыми составляющими сырьевой смеси 3:1 (т.е. берется около 75% известняка и 25% глины). В сырьевую смесь вводят добавки, корректирующие химический состав, регулирующие температуру спекания смеси и кристаллизацию минералов клинкера.

Для данной работы сырьем для производства клинкера принимается известняк Мурманского месторождения влажностью 10% и глина Елецкого месторождения, влажностью 4 %.

 

 

 

3. Расчет двухкомпонентной сырьевой смеси и выбор способа производства цемента

 

 

 

           Химический  состав сырьевых материалов задано  по заданию

Таблица 1   Химический состав сырьевых материалов, % по массе

 

Наименование материала.						П.П.П.	Сумма
Известняк	0,42	0,25	0,17	55,32	0,5	43,77	100,43
Глина	69,52	13,18	5,8	3,54	1,36	5,51	98,95
Перерасчёт на 100%
Известняк	0,42	0,25	0,17	55,08	0,5	43,58	100
Глина	70,286	13,325	5,864	3,579	1,375	5,571	100

 

   Принимая, что в сырьевой  смеси на одну весовую часть  глины приходится Х весовых  частей известняка, можно написать следующие равенства:

 

 

Подставляя значения и в формулу коэффициента насыщения

 

                                   

    и решая полученное  уравнение относительно Х, получим следующую расчетную формулу:               

где и - содержание оксидов кальция, алюминия, кремния и железа в известняке, глине, сырьевой смеси и в клинкере; KH- коэффициент насыщения, задаётся по заданию (КН=0,91)

 

 

                   X=

 

Таким образом, на 1 весовую часть приходится 3,727 весовых частей известняка.

Состав сырьевой смеси  в процентах по массе будет  следующим:

 

Известняк =

Глина =

Зная состав сырьевой смеси, можно  рассчитать химический состав её и  клинкера. Результаты расчета приведены  в таблице 2

Наименование материала.						П.П.П.	Сумма
Известняк 78,85%	0,33	0,2	0,13	43,43	0,4	34,36	78,85
Глина 21,15%	14,866	2,818	1,24	0,758	0,29	1,178	21,15
Сумма – состав сырьевой смеси %	15,196	3,018	1,37	44,188	0,69	35,538	100
Состав клинкера %	23,574	4,682	2,125	68,549	1,07	-	100

 

 

 

 

 

Проверку расчета выполняю по коэффициенту насыщения 

 

 

Совпадение расчетной величины коэффициента  насыщения (КН) с заданной, подтверждает правильность расчета.

Влажность сырьевой смеси определяю из выражения

              где * - естественная влажность известняка и глины

         < 10%

Для влажности  выбираю сухой способ производства вяжущего.

 

 

 

1.4 Способы производства портландцемента

 

 

Существуют два основных способа  производства портландцемента - мокрый и сухой; они различаются по характеру  переработки сырьевых материалов, а  также по физическим свойствам сырьевой смеси, поступающей на обжиг.

 

При производстве портландцемента  мокрым способом применяют следующую  технологическую схему (рисунке 1.1).

Поступающий из карьера твердых  известняк с размерами кусков до 1м подвергается двух - или трехстадийному дроблению в дробилках с доведением кусков до 8-10мм.

Поступающую из карьер; глину с  размерами кусков до 500мм измельчают в вальцовых дробилках до кусков размером 0-100мм, а затем отмучивают в болтушках.

Получаемый глиняный шлак с влажностью 60-70% подают в сырьевую мельницу, где он размалывает совместно с раздробленным известняком. При использовании мягкого известнякового компонента (мел, известняковый туф и др.) технологическая схема меняется. Мел, раздробленный в вальцовых дробилках вместе с глиной отмучивается в болтушках, а затем подвергается размолу в мельнице.

Полученный шлам, влажность которого находится в пределах 32-40% ,центробежными насосами транспортируется в вертикальные шламовые бассейны, где он корректируется.

 Это необходимо для того, чтобы обеспечить постоянство заданного заводской лабораторией химического состава шлама Откорректированный шлам поступает из вертикальных бассейнов в горизонтальные, где и хранятся до подачи в печь для обжига.

В вертикальных бассейнах шлам перемешивается сжатым воздухом, а в горизонтальных - механическим путем и сжатым воздухом.

Перемешивание предотвращает  возможность осаждения шлама  и позволяет достичь полной его гомогенизации.

При использовании сырьевых компонентов, имеющих постоянный химический состав, корректирование шлама производят не в вертикальных, а непосредственно в горизонтальных бассейнах большой емкости.

Обжиг шлама на клинкер  осуществляется во вращающихся печах. Полученный клинкер охлаждается  в холодильниках, дробится и подается транспортерами в бункеры цементных  мельниц для помола или же направляется на хранение в механизированный шихтовальный двор.

Здесь складируется также  гидравлические добавки и гипс, которые  по мере надобности подаются в бункеры  цементных мельниц для совместного  помола с клинкером.

Твердое топливо для  обжига шлама поступает с шихтовального двора в дробилку, затем в сепараторные мельницы для одновременной сушки и помола. Приготовленный угольный порошок поступает для сжигания в печь.