Способы производства цемента

Способы производства цемента

Процесс производства цемента состоит из следующих основных технологических операций: добычи сырьевых материалов; приготовления сырьевой смеси, обжига сырьевой смеси и получения цементного клинкера; помола клинкера в тонкий порошок с небольшим количеством некоторых добавок.

В зависимости от способа подготовки сырья к обжигу различают мокрый, сухой и комбинированный способы производства цементного клинкера.

При мокром способе производства измельчение сырьевых материалов, их перемешивание, усреднение и корректирование сырьевой смеси осуществляется в присутствии определенного количества воды. А при сухом способе все перечисленные операции выполняются с сухими материалами. Мокрый способ приготовления сырьевой смеси применяют, когда физические свойства сырьевых компонентов (пластичной глины, известняка, мела с высокой влажностью и т.д.) не позволяют организовывать экономичный технологический процесс производства сырьевой смеси по сухому способу производства. При комбинированном способе сырьевую смесь приготовляют по мокрому способу, затем ее максимально обезвоживают (фильтруют) на специальных установках и в виде полусухой массы обжигают в печи. Каждый из перечисленных способов имеет свои достоинства и недостатки.

Способ производства цемента выбирают в зависимости от технологических и технико-экономических факторов: свойств сырья, его однородности и влажности, наличия достаточной топливной базы и др.

Мокрый способ производства цемента.
Сухой способ производства цемента.
Комбинированный способ производства цемента.

Производство цемента складывается в основном из следующий операций: добыча сырья; приготовления сырьевой смеси, состоящего из дробления и ее гомогенизации; обжига сырьевой смеси; помола обожженного продукта (клинкера) в тонкий порошок.
Существуют два основных способа производства — мокрый и сухой. При мокром способе производства сырьевую смесь измельчают и смешивают сырьевые материалы с водой. Получаемая сметанообразная жидкость — шлам — содержит 32-45% воды. По сухому способу сырьевые материалы предварительно высушивают, а затем измельчают и смешивают. Полученный тонкий порошок называют сырьевой мукой.

В зависимости от физических свойств исходных материалов и ряда других факторов при получении цемента по мокрому способу применяют разные схемы производства. Схемы эти отличаются одна от другой только способом приготовления сырьевой смеси. Приводим схему производства цемента по мокрому способу из твердого материала — известняка — и мягкого — глины.

При трехкомпонентной сырьевой смеси корректирующую добавку дробят, после чего она попадает в бункер, откуда вместе с известняком поступает в мельницу. Глину до болтушки пропускают через валковую дробилку. Сырьевые материалы дозируют перед мельницей специальными питателями.

Если при производстве по мокрому способу сырьевую смесь составляют из одних твердых материалов — известняка, мергелей и глинистых сланцев, то их дробят в дробилках без добавки воды и размалывают совместно в мельнице, куда добавляют воду. В том случае в схеме отсутствует болтушка. При изготовлении цемента из одних мягких материалов (мела, глины, мягких мергелей) сырье измельчают в болтушках, после чего размалывают в более коротких шаровых мельницах. В этом случае воду добавляют в первой стадии процесса и материалы дозируют перед ,поступлением в болтушки.

При сухом способе производства выбор схемы зависит от рода поставляемого топлива, физических свойств сырья, мощности завода и ряда других факторов. При использовании для обжига клинкера угля с большим содержанием летучих обжиг ведут во вращающихся печах, — если же применяют топливо с малым содержанием летучих — то в шахтных.

Так как при соприкосновении мелкого порошка, образующегося при помоле, с влагой материала образуется пластичная масса, которая налипает на внутреннюю поверхность агрегата и препятствует дальнейшему помолу, то дробленые сырьевые материалы с естественной влажностью размалывать нельзя. Поэтому после выхода из дробилки сырьевые материалы высушивают и затем направляют в мельницу, где перемалывают в тонкий порошок. Однородные по физическим свойствам материалы можно дробить и сушить в одних и тех же аппаратах. В случае применения гранулированного шлака его подсушивают без предварительного дробления. Помол и сушку сырьевой смеси целесообразно вести одновременно в одном аппарате-мельнице — в том случае, если влажность сырьевых материалов не превышает 8-12%, например, при использовании известняков и глинистых сланцев. Если в качестве сырья используется непластичный глинистый компонент, то при сухом способе производства обжиг ведут только во вращающихся печах. При пластичном глинистом компоненте можно вести обжиг, как во вращающихся печах, так и в шахтных печах. В последнем случае сырьевую смесь вначале увлажняют в смесительных шнеках водой до 8-10%-ной влажности. Затем массу подают в грануляторы, где она вместе с дополнительно подводимой водой превращается в гранулы с влажностью 12-14%. Эти гранулы и поступают в печь.

При обжиге клинкера на газообразном или жидком топливе схема производства упрощается, так как отпадает необходимость в приготовлении угольного порошка.
В ряде случаев может оказаться целесообразным комбинированный способ производства, при котором сырьевая смесь в виде шлама, полученного при обычном мокром способе производства, подвергается обезвоживанию и грануляции, а затем обжигается в печах, работающих по сухому способу.

Выбор сухого или мокрого способа производства зависит от многих причин. Как тот, так и другой способ имеют ряд преимуществ и недостатков. При мокром способе легче получить однородную (гомогенизированную) сырьевую смесь, обуславливающую высокие качества клинкера. Поэтому при значительных колебаниях в химическом составе известнякового и глинистого компонента он целесообразнее. Этот способ используется и тогда, когда сырьевые материалы имеют высокую влажность, мягкую структуру и легко диспергируются водой. Наличие в глине посторонних примесей, для удаления которых необходимо отмучивание, также предопределяет выбор мокрого способа. Размол сырья в присутствии воды облегчается, и на измельчение расходуется меньше энергии. Недостаток мокрого способа — больший расход топлива. Если используют сырьевые материалы с большой влажностью, то расход тепла, затрачиваемого на сушку и обжиг, при сухом способе будет мало отличаться от расхода тепла на обжиг шлама при мокром способе. Поэтому сухой способ производства целесообразнее при сырье со сравнительно небольшой влажностью и однородным составом. Он же практикуется в случае, если в сырьевую смесь вместо глины вводят гранулированный доменный шлак. Его же применяют при использовании натуральных мергелей и тощих сортов каменного угля ,с малым содержанием летучих, сжигаемых в шахтных печах.

При изготовлении сырьевой смеси по любому способу необходимо стремиться к наиболее тонкому помолу, теснейшему смешению сырьевых материалов и к возможно большей однородности сырьевой смеси. Все это гарантирует однородность выпускаемого продукта и является одним из необходимых условий нормальной эксплуатации завода. Резкие колебания химического состава сырьевой смеси нарушают ход производственного процесса. Высокая тонкость помола и совершенное смешение необходимы для того, чтобы химическое взаимодействие между отдельными составными частями сырьевой смеси прошло до конца в возможно более короткий срок.

При выборе той или другой схемы производства особое внимание следует обращать на рентабельность работы предприятия и возможность снижения себестоимости продукции. Основными мероприятиями, ведущими к снижению себестоимости являются: интенсификация производственных процессов, повышение коэффициента использования оборудования, рост выпуска цемента, повышение его качества (марки), снижение расхода топлива и электроэнергии, механизация производственных процессов и всех вспомогательных работ, автоматизация управления производственными процессами и некоторые другие.

Мощность цементных заводов устанавливают в зависимости от сырьевой базы и потребности района в цементе. На новых заводах она равна обычно 1-2 млн. т цемента в год.

Характерным показателем производительности труда на цементных заводах является выпуск цемента на одного рабочего в год, который в 1963 г. составил 915 т. Выработка на одного работающего была 7-62 т. На заводах, оснащенных высокопроизводительным оборудованием, выработка цемента достигла соответственно 2000 и 1600 т.

На цементных заводах, а также на заводах по производству других вяжущих материалов приходится перемещать от одного аппарата к другому большие массы кускового порошкообразного и жидкого материала. Для транспортирования их применяют ковшовые элеваторы, шнеки, ленточные, пластинчатые и скребковые транспортеры, транспортные желоба, насосы, краны с грейферами. Для транспортирования порошкообразных материалов широко используют пневмовантовые и камерные насосы, а также пневмотранспортные желоба.

Транспортирование шлама имеет ряд особенностей, так как он представляет собой сметанообразную текучую массу, содержащую 32-45% воды. Чтобы уменьшить расход топлива на обжиг, стремятся снизить влажность шлама, а чтобы улучшить его транспортабельность, необходимо увеличить содержание воды. По условиям транспортабельности шлам должен течь по желобу, имеющему уклон в 2-4 %. Чем пластичнее сырьевые материалы, тем больше приходится добавлять воды для получения шлама нужной текучести. Обычно шлам транспортируется центробежными насосами.

На заводы сырьевые материалы доставляют из карьера в виде кусков размерами до 1000-1200 мм. Иногда сырьевые отделения расположены непосредственно на карьерах, откуда шлам поступает на заводы. Так, на Балаклейском цементном заводе отделение болтушек размещено на карьере. Сырьевые материалы в виде мела и глины поступают в дробилки, а затем в болтушки. Полученный глиняно-меловой шлам нормальной влажности перекачивается по шламопроводам на завод.

При выпуске цемента обычных марок сырьевые материалы и клинкер размалываются до остатка на сите №008 порядка 8-10%. Для получения цемента более высоких марок материалы размалываю тоньше — до остатка на том же сите около 5% и даже меньше. Измельчать сырьевые материалы до получения тонкого порошка в одном аппарате невозможно. Поэтому сначала материал подвергают в дробилках двyx — тpex стадийному дроблению до величины кусков, не превышающей 8-20 мм, а затем измельчают в мельницах в гонкий порошок с размерами зерен не более 0,06-0,10 мм, глину поступающую из карьера в кусках размером до 500 ММ, измельчают в валковых дробилках до кусков не больше 100 мм, а затем отмучивают в болтушках до получения глиняного шлама с влажностью 60-70%. Этот шлам и подают в сырьевую мельницу.

Удельный расход сырья зависит от его химического состава и зольности топлива и составляет 1,5-2,4 т на 1 т клинкера. Расход электроэнергии на 1 т выпускаемого цемента составляет 80-100 квт/ч

Технология изготовления цемента

Сложно найти человека, который не знаком с таким востребованным строительным материалом, как цемент. Ни одна стадия возведения объекта, начиная с закладки фундамента и заканчивая отделочными работами, не обходится без применения этого вяжущего вещества. При промышленном и гражданском строительстве используются кирпич, фундаментные блоки, стеновые панели. Но как добиться того, чтобы эти составляющие образовали единую конструкцию, прочную, долговечную. Вот тут на помощь приходит цемент. На сегодняшний день – это единственное вещество, способное создать из любого набора материалов монолитное изделие, которое на протяжении десятков и сотен лет только увеличивает прочностные характеристики.

Но какой процент людей задавался вопросом, из чего получают цемент, какие компоненты делают этот материал незаменимым? Наверно, немногие. Попробуем вкратце разобраться с этим вопросом, опишем, как происходит изготовление цемента.

Общие сведения

Цемент относится к неорганическим веществам. Вяжущие свойства он приобретает при взаимодействии с водой или водными растворами солей. Отметим, что это единственный вяжущий материал, который повышает прочностные характеристики при влажных условиях. В этом его отличие от гипса, который твердеет на воздухе.

Сегодня большая часть многоэтажных зданий выстроена именно благодаря бетонным конструкциям и заливке цемента

Так, что же такое – цемент? Это измельченное минеральное сырье со специальными модифицирующими добавками. В зависимости от наполнителя, выделим следующие виды:

• Портландцемент. Наиболее широко распространенный вид, включающий до 80% силиката кальция. Сфера применения не ограничена. Используется как при основных работах, так и при отделочных, поскольку возможно добавление красителей, повышающих декоративные свойства.
• Глиноземистый. Отличительная черта – ускоренное твердение, что дает возможность применять на объектах, требующих срочной реставрации (ликвидация разрушений после аварий, пожаров, затоплений).
• Магнезиальный. Главный элемент – оксид магния, добавляющий прочность, повышающий адгезионные свойства по отношению к древесине. К недостаткам относится повышенная вероятность коррозии, сужающая сферу применения.
• Кислотоупорный. В качестве наполнителя выступает гидросиликат натрия, который затворяется жидким стеклом. Служит основой для кислотостойких бетонов, растворов. Актуален при обустройстве объектов химической отрасли.

Структура

Изготовление цемента осуществляется на базе следующих компонентов:

• клинкера, основа которого – глина и известняк. Клинкер определяет прочность материала, производится при обжиге глиносодержащего и известнякового сырья. При нагреве плавится, образуя гранулированный состав с повышенной концентрацией кремнезёма, измельчается, повторно подвергается обжигу;

Цемент изготавливают на заводах, в промышленных масштабах

• гипса, влияющего на продолжительность процесса твердения цементного состава. Вводится, согласно рецептуре, как камни или готовый порошок, концентрация которого не превышает 5%;
• модифицирующих добавок, расширяющих область использования материала за счет приобретения специальных эксплуатационных свойств.

Используемое сырье

Массовое производство материала осуществляется на специализированных предприятиях. Можно попытаться изготовить цемент самостоятельно, так сказать, для личных нужд. Но работа эта неблагодарная, требующая специальных знаний технологии производства, точного соблюдения пропорций, чего сложно добиться в домашних условиях.

Лучше воспользоваться продуктом, изготовленным под наблюдением специалистов на высокопроизводительном оборудовании. Для изготовления цементного состава необходимы следующие специальные компоненты:

• природное карбонатное сырье (известняк-ракушечник, известковый туф, мел). Доля в суммарном объеме продукта составляет 74-82%. Структура исходного материала определяет степень эффективности взаимодействия используемых ингредиентов при обжиге;
• глинистые породы (глинистый сланец, суглинки, лесс). Процентное содержание глиносодержащей породы составляет 26-18%.

Для производства цемента применяют:смесь из известняка и глины – клинкер

Специальные добавки

При изготовлении применяются и другие компоненты (соли, окислы кальция, магния, фосфора), но их концентрация незначительна. Добавки вносятся для получения каких-либо определенных свойств – жаропрочности, кислотоустойчивости и пр. Чтобы получить возможность регулировать время схватывания цементного раствора, при изготовлении добавляют гипс.

Изготавливают материал с обязательным введением специальных добавок, повышающих эксплуатационные характеристики состава. Технология производства предусматривает применение следующих корректирующих компонентов:

• Добавок на базе ископаемого сырья с высокой концентрацией глинозема.
• Улучшителей, содержащих кремнезем.
• Ингредиентов, полученных из глинистых пород.
• Компонентов, полученных из апатитов и плавикового шпата.

Введение пластификаторов, предусмотренных спецификой технологического процесса, позволяет обеспечить следующие эксплуатационные характеристики состава:

• способность оказывать сопротивление проникновению воды в массив;
• сокращение продолжительности затвердевания состава;
• повышенную прочность монолитного массива;
• устойчивость к длительным, многократным стадиям замораживания с последующим оттаиванием;
• стойкость к влиянию жидких, газообразных агрессивных сред;

При замешивании раствора своими руками необходимо строго соблюдать пропорции компонентов и позаботиться об их качестве

• улучшенную адгезию с арматурой, надежно защищенной бетонным массивом от отрицательного воздействия коррозии;
• вязкость и подвижность бетонного раствора, облегчающие выполнение кладки, заливку монолитных конструкций за счет эластичности смеси.

Особенности состава

Независимо от того, по какой технологии изготавливают цемент, клинкер включает следующие ингредиенты:

• Силикаты кальция, играющие ключевую роль для обеспечения прочностных характеристик при изготовлении цементных составов. Согласно рецептуре, применяют в составе клинкера алит, доля которого составляет 50-70%, или белит с уменьшенной до 30% концентрацией.
• Кальциевые алюминаты, быстро реагирующие с водой, влияющие на процесс твердения цементного состава. Их количество составляет от 5 до 10% общего объема клинкера.
• Ферритные компоненты, в виде кальциевого алюмоферрита, вводимого в объеме 10-15% от общей массы.
• Различные соединения кальциевых оксидов, сульфатов щелочного типа, концентрация которых незначительна.

Концентрация компонентов зависит от специфики технологического процесса, вида производимого материала. Основными составляющими при изготовлении цемента являются известняковые, глинистые материалы, определяющие качество клинкера, применяемого в процессе производства.

Наиболее сложно сделать цемент для кладки камня и штукатурных работ

Специфика производства

Изготовление цемента предусматривает выполнение следующих производственных стадий:

• добычу сырья, содержащего гипс, глину, известняк;
• дробление добытого известняка, обеспечение требуемой влажности полученного продукта;
• измельчение известняковой массы, смешивание с глиной. Соотношение известняка и глины изменяется в зависимости от особенностей используемого сырья, ориентировочно соответствует пропорции 3:1. Результат – получение комбинированного, сухого или мокрого шлама;
• обжиг сырьевой массы при температуре до 1,5 тысячи градусов Цельсия, при котором происходит спекание шлама. Состав при этом превращается в гранулированную фракцию, называемую клинкером;
• измельчение до порошкообразной фракции клинкера с использованием специальных мельниц;
• дозирование и смешивание ингредиентов согласно марке будущего цемента. Процесс смешивания предусматривает введение до 5% гипса и специальных минеральных добавок.

Нюансы технологии

В зависимости от особенностей используемого сырья, изготавливают цементный состав по проверенным технологиям, которые предусматривают различные способы подготовки исходных компонентов.

Применяемый шлам может быть получен следующим образом:

• Сухим способом, значительно снижающим затраты на изготовление цемента. Особенностью сухого метода является сокращенный цикл производства, объединяющий ряд технологических стадий. Процесс измельчения и сушки ингредиентов осуществляется одновременно в специальной мельнице, куда подаются нагретые до высокой температуры газы. Полученная шихтовая фракция представляет порошкообразный состав необходимой влажности.
• По мокрой технологии, согласно которой мел применяется вместо извести. Мел смешивается с предусмотренными рецептурой компонентами, измельчается во влажной среде. Результат – получение шихты, влажность которой составляет до 50%. Шихтовая масса подвергается обжигу с последующим измельчением полученного клинкера.
• По комбинированной технологии, объединяющей элементы сухого и мокрого метода. Процесс предусматривает как увлажнение сухого состава, последующее гранулирование, отжиг, так и высушивание полусухого шихтового состава, произведенного мокрым способом.

Производственные предприятия осуществляют изготовление цемента с учетом особенностей имеющегося оборудования, близости к месту добычи сырья. При этом учитываются потребности на конкретные марки продукции.

Итоги

Материал статьи дает специальную информацию, как и из чего, осуществляется изготовление цемента, какие сырьевые материалы, технологические решения используют при изготовлении. Все тонкости знают профессионалы, работающие на предприятиях, производящих цемент.

Готовая курсовая работа

«Основные технологические решения цеха обжига цементного завода.»

Предмет: Детали машин

Отзывы

Поделиться

Цемент – это минеральный вяжущий материал, обладающий способностью при смешивании с водой образовывать пластичную удобообрабатываемую массу, затвердевающую в воздушной и водной средах в прочное камневидное тело с повышением или сохранением прочности. Полуфабрикатом цемента является цементный клинкер, который получают обжигом или сплавлением смеси карбонатных и глинистых минералов.

Цемент – это важнейший строительный материал, используемый для изготовления бетонов и строительных растворов, скрепления отдельных элементов строительных конструкций и др. Низкая теплопроводность и высокая морозостойкость сделали цемент незаменимым строительным материалом.

Промышленное производство цемента началось уже в 19 веке. Наибольшее распространение получило производство портландцемента. В России первые заводы по производству портландцемента были построены по проекту Шуляченко А.Р. профессора Военно-инженерной академии. Портландцемент является до сих пор весьма распространенным строительным материалом, его выпускают нескольких марок в зависимости от получаемой после твердения прочности цементного камня.

Основные виды цемента имеют ряд разновидностей. Портландцемент в зависимости от назначения выпускают следующих разновидностей: обыкновенный, пластифицированный, гидрофобный, быстротвердеющий, белый, сульфатостойкий, жаростойкий, дорожный и т.д [1-3]. На основе портландцемента и доменных шлаков или активных минеральных добавок разработаны специальные составы цементов – пуццолановый, шлакопортландцемент. Разновидности цементов различаются конечными технологическими свойствами, которые достигаются введением различных видов добавок, а также технологическими условиями их производства.

Цементы могут применяться совместно или без добавки заполнителями в виде цементного теста (смесь цемента и воды), в виде растворной смеси (смесь цемента, воды, мелкого или крупного заполнителя) и бетоны. Огромный вклад в развитие производства бетонов внесли профессор Военно-инженерной академии И.Г. Малюга (конец 19 века) и профессор Н.М.Беляев (первая треть 20 века).

Затвердевшее цементное тесто принято в строительстве называть цементным камнем, затвердевшую цементную смесь называют цементным раствором. Цементное тесто применяют редко из-за значительных усадок при твердении, приводящих к трещинообразованию.

Наиболее широко применяемым цементом является портландцемент. Марку портландцемента определяют при испытаниях на прочность пр и сжатии образцов установленного размера.

Для строительной промышленности выпускают портландцемент марок 400 ДО и 420Д20, 500 ДО и 600 ДО. Последняя марка является наиболее прочной и цемент этой марки применяют при строительстве мостов, туннелей, высокопрочных объектов.

2. Технологическая часть

Принципиальная схема технологического процесса производства цемента приведена таблице 1.

Схема производства цемента

Добыча сырьевых материалов

Дробление сырьевых материалов

Тонкое измельчение сырья и размучивание пластичных материалов

Контроль сырьевых материалов, расчеты шихты

Обжиг сырьевых материалов

Контроль и фасовка готовой продукции

Цемент производят двумя способами – мокрым и сухим [4,5]. При мокром способе сырьевые материалы дробят, тонко измельчают в присутствии воды до получения текучей (сметанообразной) массы, содержащей 35 – 40 % воды. При сухом способе производства сырьевые материалы высушивают и после этого измельчают.

Сухой способ производства клинкера является менее энергозатратным. Расход топлива на обжиг клинкера при сухом способе почти на 40 % меньше, чем при мокром. Сухой способ производства позволяет значительно повысить производительность процесса обжига клинкера за счет увеличения удельного съема клинкера с объема печи.

При мокром способе производства цемента используют длинные вращающиеся печи с встроенными теплообменными устройствами. Соотношение длины к диаметру печи составляет 30-40. Сухой способ производства клинкера позволяет строить печи обжига клинкера с соотношением длины печи к ее диаметру равному 15 – 20. Печи обжига клинкера при сухом способе производства оснащают дополнительно теплообменными запечными устройствами.

Сырьевые материалы. Требования к сырьевым материалам

Сырьем для производства цемента служат природные материалы и промышленные отходы. Получение цементного клинкера происходит при обжиге сырьевой смеси. В процессе обжига сырьевой смеси из природных сырьевых материалов образуются силикаты кальция (трех и двухкальциевый силикат), алюминаты кальция, алюмоферриты, ферриты кальция переменного состава. Карбонатным компонентом является оксид кальция. Глинистый компонент содержит оксиды кремния, алюминия, железа.

В состав цемента кроме перечисленных выше соединений входят различные добавки, придающие материалу особые свойства.

В качестве минерального сырья часто используют в производстве цемента мергели – горную породу, содержащую 75 – 78 % карбонатов и 25 – 22 % глинистых пород. Кроме мергелей для производства цемента можно использовать известняк, нефелиновый шлам, глину разных месторождений. Для корректировки состава к природным компонентам добавляют такие минеральные породы как глиноземсодержащие глины, кремнеземистые породы – трепел, кварцевые пески, отсевы железной руды. Кроме того для корректировки состава или получения цементов с определенным набором свойств можно вводить в состав шихты пиритные огарки, конверторный шлам, железистый продукт. Возможны также технологические схемы добычи сырья для производства цемента непосредственно в карьере. Для чего устанавливается оборудование для приготовления сырьевого шлама из глины и глинистого шлама.

Если карьер предназначен только для добычи глины для производства цемента, то тогда целесообразно использовать роторный экскаватор типа ЭР-1250 17/1,5 производительностью 1250 кубометров, вместимостью ковшей 400 л. Масса экскаватора 690 т.

Кроме того на ряде карьеров применяют бестранспортную систему разработки мела и глины, включающую выемку и перемещение породы в отвал.

Если глина добывается отдельно от мела или другой кальцийсодержащей породы, то ее грузят в автосамосвалы и доставляют к устройствам для приготовления глиняного шлама – глиноболтушкам.

Сырьевые минеральные материалы для производства цемента добывают открытым способом одноковшовыми экскаваторами. В случае совместного залегания проводят раздельную выемку, используя роторные экскаваторы.

Дробление и тонкое измельчение сырьевых материалов

Процесс измельчения характеризуется степенью измельчения материала. Степень измельчения материала определяют отношением поперечного размера частиц материала, поступающего в дробилку к максимальному поперечному размеру раздробленных в дробилке кусков. Крупность измельчения оценивают по количественному составу фракций – гранулометрическому составу.

Гранулометрический состав материала до помола определяют путем рассева пробы материала на металлических ситах с размерами ячеек 10, 7, 5, 3, 2, 1 и 0,5 мм. Контроль тонкости помола проводят с помощь наборов сит с размером ячеек 0,2 и 0,08 мм.

Дробление сырьевых материалов, содержащих неразмучивающиеся породы – известняк, опока, трепел, проводят до получения кусков размером не крупнее 50 мм. Мягкие пластичные материалы – мел глина дробят до кусков большего размера (около 200 мм) [3-5].

Дробление сырьевых материалов и тонкое измельчение

Основными факторами, определяющими выбор схемы измельчения сырья, являются физические свойства сырья и размеры кусков сырья, поступающего из карьера. Сам процесс измельчения характеризуется степенью измельчения [5, 7].

Известняковые материалы дробят в специальных дробильных установках. Причем схема дробления определяется твердостью сырья. При наличии в сырье порядка 20% твердых трудноразмалываемых включений первую стадию измельчения сырья проводят в стержневых трубных мельницах. В стержневых мельницах в качестве мелющих тел используют стержни, а не шары.

Кальциевое сырье и мел относятся обычно к мягкому сырью и его дробят в одну стадию, затем и мел и глину измельчают в болтушках или в мельницах типа «Гидрофол» и в трубных мельницах. В последнее время для измельчения сырья для производства цемента довольно широко используют роликовые и валковые мельницы. Это оборудование позволяет производить одновременно процесс помола и сушки. Кроме того валковые мельницы потребляют значительно меньше мощности, чем шаровые мельницы. Еще одним преимуществом валковых мельниц является отсутствие специально изготавливаемых мелющих тел, а степень износа роликов и футеровки составляет всего лишь 60% от стоимости мелющих тел.

Валковые дробилки можно рекомендовать для помола прочных пород и пород средней прочности, а также мягких и вязких материалов типа глины и мела. Измельчение происходит за счет раздавливания и истирания материала между двумя цилиндрическими валками, вращающимися навстречу друг другу. Степень измельчения невелика.

Принципиальные схемы разного рода дробилок приведены на рис.1.

На рис. 2 и 3 приведены некоторые дробилки, выпускаемые российскими предприятиями и рекомендованные для дробления и тонкого измельчения сырьевых материалов. На рис.4 приведена принципиальная схема новой разработки зубчато-валкового измельчителя.

Рис. 1 а – барабанные; б – роликовые; в – кольцевые; г – бегуны; д – молотковые; е – пальцевые; ж – вибрационные; з – струйные.

2. Технологическая часть 3

Сырьевые материалы. Требования к сырьевым материалам 4

Дробление сырьевых материалов и тонкое измельчение 6

Расчет состава шихты для получения цемента 10

Обжиг клинкера 11

Тепловой баланс процесса производства цемента 17

Технологическая схема производства цемента. Описание типового технологического процесса . 20

Основное технологическое оборудование. 21

Оборудование для добычи сырья 21

Оборудование для дробления и тонкого измельчения компонентов шихты 21

Оборудования процесса обжига 22

Оборудование операции помола клинкера 22

Расчет производственной программы цехов завода по производству цемента сухим способом. 23

Охрана труда и мероприятия по охране окружающей среды. 25

1. Воробьев В.А. Строительные материалы. М.: Высшая школа.- 2003.- с.465.

2. Справочник по химии цемента. Под ред. Волконского Б.В., Судакса Л.Г. – Л. Стройиздат. 1980.- 220 с.

3. Сычев М.М. Твердение цемента. – Л.: Стройиздат, 1981.- 88 с.

4. Бут Ю.М., Сычев М.М., Тимашов В.В. Химическая технология вяжущих материалов.- М.: Стройиздат. 1983.- 246 с.

5. Строительные материалы. Справочник. Под ред. А.С. Болдырев, П.П. Золотова. – М.: Стройиздат, 1989.- 567 с.

6. Ходоров Е. И. Печи цементной промышленности.- Л., 1968.- 230 c.

7. Краткий справочник технолога цементного завода. М.: Стройиздат. 1974. – 303 с.

8. Банит Ф.Г., Мальгин А.Д. Пылеулавливание и очистка газов в промышленности строительных материалов.- М.: Стройиздат, 1979.- 164 с.

9. Ужов В.Н. и др. Очистка промышленных газов от пыли.- М.: Химия, 1981.- 130 с.

Курсовая работа производство цемента сухим способом

Курсовая работа: Производство цемента

Глава 1. Технологические операции по подготовке сырья

1.1 Сырьевые материалы для производства цемента

1.1.1 Карбонатные породы

1.1.2 Глинистые породы

1.1.3 Корректирующие добавки

1.1.4 Активные минеральные добавки

1.1.5 Техногенные продукты других отраслей промышленности

1.2 Основные технологические операции получения сырья

1.2.1 Добыча и транспортировка сырья

1.2.3 Тонкое измельчение материалов (помол)

1.2.4 Мельницы самоизмельчения

1.2.5 Переработка, транспортирование и хранение порошков

1.2.6 Тепловая обработка сырья

Глава 2. Технология производства портландцемента

2.1 Вещественный состав портландцемента

2.2 Технологическая схема производства портландцемента сухим способом

2.3 Особые виды портландцемента

Слово «цемент» относится к собирательным понятиям — он объединяет различные виды вяжущих материалов, полученных путем обжига некоторых горных пород и подвергнутых измельчению. Вяжущими их назвали за способность соединять (связывать) в единое целое как отдельные частицы мелких наполнителей, так и более крупные фрагменты.

В распоряжении древних прорабов пирамид, мавзолеев и прочих циклопических построек были только строительный гипс да воздушная известь, получаемые в результате обжигания гипсового камня и известняка. На протяжении нескольких тысячелетий бетоны и растворы на их основе были единственно известными вяжущими материалами (не считая глины), а кизяк да птичьи яйца — первыми модифицирующими добавками. Огромный купол «Всем-богам-храма» (древнего римского Пантеона: 43 метра в пролете); растянувшаяся на 5000 км самая большая ограда в мире — Великая Китайская стена; бетонная галерея легендарного лабиринта в древнем Египте; массивные культовые сооружения индусов — все эти строительные шедевры создавались путем использования «прабабушек» и «прадедушек» современных цементов. Шло время, и уже другие вяжущие материалы, получаемые искусственным путем и способные при затворении (замешивании) водой превращаться в пластичную массу, отвердевая при этом не только на воздухе, но и в водной стихии, были созданы пытливыми умами человечества.

Цемент не является природным материалом. Его изготовление — процесс дорогостоящий и энергоемкий, однако результат стоит того — на выходе получают один из самых популярных строительных материалов, который используется как самостоятельно, так и в качестве составляющего компонента других строительных материалов (например, бетона и железобетона). Цементные заводы, как правило, находятся сразу же на месте добычи сырьевых материалов для производства цемента.

В России же производство портландцемента было расширено лишь в конце XIX в. Над его созданием и совершенствованием много работал А. Р. Шуляченко, которого называют “отцом русского цементного производства”. Его заслуга состоит в том, что высококачественные отечественные портландцементы вытеснили цементы иностранного производства. В России первый завод по производству портландцемента был построен в 1856 г., а к началу 1-й Мировой войны уже работало 60 цементных заводов общей производительностью около 1,6 млн т цемента в год.