Цех шлакопортландцемента

  В связи с этим для частей  сооружений, постоянно находящихся  в воде, в частности речной, предпочтительней  шлаковые портландцементы, а не  обычный портландцемент.

  Морозостойкость ШПЦ несколько  ниже морозостойкости портландцемента,  она уменьшается с увеличением  содержания шлака. Это объясняется  несколько меньшей плотностью  и повышенной водонепроницаемостью  бетонов на шлакопортландцементе. Бетоны на ШПЦ обычно выдерживают  50-100 циклов замораживания и оттаивания. Поэтому ШПЦ не рекомендуется  для изделий и конструкций,  работающих в особенно суровых  условиях.

                                                    

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        3. Технологическая часть

            1. Выбор способа и технологической схемы производства

  Технологический процесс получения  шлакопортландцемента на заводах  с полным производственным циклом (включая получение клинкера) состоит  из следующих основных операций:

1.Изготовление портландцементного  клинкера,

2.Подготовка гранулированного  шлака,

3.Получение шлакопортландцемента  совместным помолом этих двух  материалов и гипса.

Помол клинкера может проектировать  как по открытому, так и по замкнутому циклу с применением центробежных сепараторов. Помол по замкнутому циклу  в сравнении с помолом по открытому  циклу эффективнее в тех случаях, когда необходимо получить цемент с  высокой удельной поверхностью или  цементы различной тонкости помола, а также когда измельчаемые компоненты сильно отличаются по размолоспособности. Цементы с удельной поверхностью выше 3500 см²\г получать помолом по открытому циклу неэффективно. Расстояние между соседними мельницами принимается 12,18, 24 и 30 метров в зависимости от размеров мельниц и общего компоновочного решения.

Достоинством помола в замкнутом  цикле является возможность увеличить  загрузку мельницы мелющими телами до 30%, что повышает её производительность при одновременном увеличении удельной поверхности готового продукта. Кроме  того, уменьшается износ мелющих  тел и бронефутеровки, повышается активность цемента и потребителю  отгружают продукт с несколько  пониженной температурой. А это означает, что могут не понадобиться специальные  холодильники для охлаждения готового цемента.

Технология производства шлакопортландцемента отличается тем, что гранулированные  доменный шлак подвергается сушке при  температурах, исключающих возможность  его рекристаллизации, и в высушенном виде подаётся в цементные мельницы. При помоле  ШПЦ производительность многокамерных трубных мельниц  понижается, что объясняется, по-видимому, низкой средней плотностью шлака, ограничивающей возможность достаточного заполнения по массе объёма мельниц.

Для получения каждого компонента с наиболее приемлемой для него тонкостью  помола следует размалывать клинкер  и шлак раздельно. В зависимости  от сравнительной сопротивляемости клинкера и шлака измельчению  принимают две схемы помола. По первой клинкер предварительно измельчается сначала в первой мельнице, а затем  уже во второй совместно со шлаком. Такая схема рекомендована ЮЖГИПРОЦЕМЕНТОМ  для получения быстротвердеющего  шлакопортландцемента. Она рациональна  при более низкой размалываемости  шлака, чем клинкера. В этом случае достигается особо тонкий помол  клинкера, что ускоряет твердение  ШПЦ.

Вторая схема предусматривает  обычный совместный помол шлака  и клинкера при примерно одинаковой их размалываемости. В этом случае измалываемые компоненты едё дополнительно истирают друг друга. Высокая тонкость помола – развитая удельная поверхность  особенно важна для клинкерной части  цемента.

Технология производства быстротвердеющего  ШПЦ была разработана ЮЖГИПРОЦЕМЕНТОМ  для основных шлаков и НИИЦЕМЕНТОМ  для кислых.

По схеме ЮЖГИПРОЦЕМЕНТа помол  ШПЦ осуществляется по двухстадийной  схеме: вначале на одной мельнице измельчается только клинкер. Который  затем направляется во вторую мельницу для совместного тонкого измельчения  со шлаком и гипсом. В результате получается клинкерный компонент с  большой удельной поверхностью, обеспечивающий высокую интенсивность твердения  ШПЦ.

Степень гидравлической активности шлаков по аналогии с портландцементным  клинкером может быть в некоторой  мере охарактеризована модулем основности. Модуль основности М_о доменного шлака представляет собой отношение содержащихся в нём основных оксидов (%) к сумме кислотных оксидов.

М_о=(CaO+ MgO)\( SiO₂+ Al₂O₃)

В зависимости от численного значения этого модуля различают шлаки  основные (модуль основности которых  равен больше единицы) и кислотные  с модулем основности больше единицы.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.2.Описание  технологического процесса.

Гранулированный шлак предварительно сушат в сушильных барабанах  до влажности, не превышающей 1-2%. Шлак не следует нагревать выше 600-700°С,т.к. при более высокой температуре  он может расстекловываться, что  вызывает уменьшение его гидравлической активности.

Высушенный шлак, портландцементный  клинкер и гипс дозируют и направляют на помол в трубную мельницу.

Основными факторами, определяющими  выбор схемы дробления сырьевых материалов, являются физические свойства, а также размер кусков, поступающих  на измельчение. Оптимальная степень  предварительного измельчения сырьевых материалов зависит от их размолоспособности. Дробление материалов может производиться  в одну, две или три стадии. Крупность кусков материалов, поступающих  в мельницу, должна быть не выше10-15 мм для клинкера, 30 мм – для гипса. Влажность клинкера не должна превышать 0,5 %, гипса – 10%, гранулированного шлака  – 2%. Для получения цемента с  удельной поверхностью 3000-3500 см²\г и выше применяются мельницы, работающие в замкнутом цикле с воздушным сепаратором, одно и двухкамерные чаще используют помольные установки с двухкамерными мельницами.

Измельчённый в мельнице материал поступает в сепаратор, где из него выделяются фракции тех размеров, какие требуются для готового продукта, а более крупные частицы  направляются снова в мельницу на дополнительное измельчение. Таким  образом, из материала непрерывно извлекаются  наиболее дисперсные частички, которым  особенно присуще свойство агрегироваться и прилипать к мелющим телам  и стенкам мельницы. Благодаря  этому производительность помольных  установок возрастает на 10-20%.

На помольных установках с сепараторами создается возможность получать высокопрочные быстротвердеющие цементы  с удельной поверхностью до 3500-4000 см²\г и более при пониженном содержании в них тончайших частиц, быстро теряющих активность. Кроме того, в мельничных установках с сепараторами создаются предпосылки к лучшему охлаждению материала (на 25-35°С), что положительно сказывается на его измельчении. Эти установки характеризуются большой маневренностью и позволяют выпускать цементы с различной тонкостью помола при постоянных загрузках и размерах мелющих тел.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Технологическая схема производства шлакопортландцемента

 

 

Клинкер                                          Гипс                                          Шлак

 

Ленточный                                  Ленточный                    Ленточный

 конвейер                                       конвейер                              конвейер                     

  

 

Элеватор                                     Дробилка                  Бункер

 

 

Бункер                                           Элеватор                                   Дозатор                    

 

Дозатор                                     Бункер                    ПОС       Сушильный барабан

 

                                          Дозатор                                          Элеватор

 

 

   Бункер

 

 

Дозатор

 

                                 ПОС      Мельница

 

  Шнек

 

Пневматический транпортер

 

 

Силосная банка (силос )

 

 

 

 

 

3.3.    Режим работы цеха.

Цех работает по режиму непрерывной  недели с двумя выходными в неделю в три смены. При трехсменной работе количество рабочих дней в году принимают равным 253 рабочим дням(5 дней в неделю по 23 ч); в утреннюю и вечернюю смену по 7,5 ч с обеденным перерывом 0,5 ч; в ночную смену 7 ч без обеденного перерыва, 52 субботних дня с одной сменой по 8 ч.

Расчётный годовой фонд времени  работы технологического оборудования в часах

В_р=С_р*Ч*К_и,

Где В_р- расчётный годовой фонд времени работы технологического оборудования в часах;

С_р- расчётное количество рабочих суток в году;

Ч- количество рабочих часов в  сутки;

К_и- среднегодовой коэффициент использования технологического оборудования.

В=  253*23ч=5819 ч          годовой фонд работы оборудования.

В_р=5819*0,876=5097ч

3.4. Расчёт производительности, грузопотоков  и определение расхода сырьевых  материалов.

Состав портландцемента:

Клинкера –65%

Гранулированного доменного шлака  –30%

Двуводного гипса-5%

Влажность шлака-18%

Влажность гипсового камня-2%

Помол всех компонентов совместный. Работа цеха в 3 смены.

Производительность цеха    250 000 тонн цемента в год.

 

1.При транспортировке цемента  на склад готовой продукции  теряется 1 %, следовательно, из мельниц  должно выходить следующее количество  цемента:

в год: П_г=250000*1,01=252500 т.

в час: П _ч= П_г/ В_р3=252500/5097=49.54 т.

 

2.При помоле теряется 1 % материалов, следовательно, на помол должно  поступить:

П_г=252500*1,01=255025 т.

П _ч=49.54*1,01=50.04 т.

3.В мельницу поступают 3 отдозированных, раздельно подготовленных компонента в заданном соотношении. Количество каждого материала, поступающего в мельницу, должно составить:

Клинкера( 65  %)             К_г=255025*0,65=165766.25 т.

                               К_ч=50.04*0,65=32.53 т.

Шлака (  30 %)                Ш_г=255025*0,30=76507.5 т.

                                         Ш_ч=50.04*0,30=15.02 т.

Гипса двуводного (5%) Г_г=255025*0,05=12751.25 т.

                                                                     Г_ч=50.04*0,05=2.51 т.

 4.При транспортировке дробленого материала теряется 0,5%, поэтому в расходные бункеры перед мельницей должно поступать:

Клинкера  К_г=165766.25*1,005=166595.09 т.

                  К_ч=32.53*1,005=32.7 т.

Шлака       Ш_г=76507.5*1,005=76890.04 т.

                  Ш_ч=15.02*1,005=15.09 т.

С учётом того, что шлак после сушки имеет остаточную влажность – 1%:

Шлака      Ш_г=76890.04*1,01=77658.95 т.

                  Ш_ч=15.09*1,01=15.24 т.

Гипса двуводного с учётом влажности  W=2% (всего потери 2,5%):

Г_г=12751.25*1,025=13070.04 т.

Г_ч=2.51*1,025=2.57 т.

5.При транспортировании и дроблении клинкера и гипса теряется 0,5%, следовательно, со склада должно поступать:

К_г=166595.09*1,005=167428.07 т.

К_ч=32.70*1,005=32.85 т.

Г_г=13070.04*1,005=13135.40 т.

Г_ч=2.57*1,005=2.58 т.

 

6.При сушке шлака (имеющего  влажность   18% и остаточную влажность после сушки 1%) теряется       17% и 0,5% за счёт уноса с дымовыми газами, всего потери составляют  17,5%. Поэтому в сушильный барабан должно поступать влажного шлака:

Ш_г=77658.95*1,175=91249.27 т.

Ш_ч=15.24*1,175=17.91 т.

7.При транспортировании со склада на дробление шлака теряется 0,5%, следовательно, со склада должно поступать: