Цех обжига портландцемента (стр. 1 из 5)
Министерство науки и образования Украины
Приднепровская государственная академия строительства и архитектуры
Кафедра технологии строительных материалов, изделий и конструкций
Пояснительная записка по курсу
«Вяжущие вещества»
На тему
«Цех обжига портландцемента»
Днепропетровск 2009г.
Введение
В цементной промышленности затраты на энергию составляют наибольшую статью расходов. Обычно 60% и более электроэнергии используются для помола цемента в шаровых мельницах.
Наиболее часто шаровые мельницы используются на цементных заводах для измельчения сырья и угля, а также для тонкого помола цемента. Эффективность шаровых мельниц достаточно низкая: только 3-6% подаваемой электроэнергии действительно идет на измельчение материала. Остальная часть в форме тепла, износа, вибрации и шума просто теряется.
В последнее время возможностям оптимизации и модернизации помольных циклов шаровых мельниц уделяется большое внимание. В результате был разработан высокопроизводительный сепаратор с интегрированной системой охлаждения, улучшенной конструкцией мельницы, а также установкой предварительного дробления.
Большинство шаровых мельниц состоят из одной, двух или трех камер и работают либо в открытом, либо в закрытом цикле. Размельчение материала достигается за счет движения мелющих шаров.
Оптимизация существующих шаровых мельниц обычно начинаются с правильного проектирования бронефутеровок, определения оптимального состава мелющих тел и степени заполнения ими мельницы. При этом необходимо так же учитывать индивидуальные особенности размалываемого материала. Бронефутеровка типовой двухкамерной мельницы состоит из подъемных бронеплит в первой камере и сортировочных бронеплит во второй. Во второй камере установлены сортировочные бронеплиты, и их профиль сделан таким образом, чтобы достичь мелкого помола материала благодаря тесному соприкосновению мелющих тел. Максимальный диаметр шаров обычно находится в пределах 80 - 90 мм, самые маленькие шары имеют диаметр 18 мм. Степень заполнения мелющими телами варьирует от 23 до 33%, в зависимости от того, что является приоритетом: минимальный удельный расход энергии или максимальная производительность мельниц.
Для эффективной эксплуатации мельниц наряду с правильной конструкцией бронефутеровки и оптимальным подбором мелющих тел большое значение придается степени наполнения мелющими телами и степени вентиляции мельниц. Наилучшие результаты помола достигаются в том случае, если размельчаемый материал постоянно окружают мелющие тела. Это является гарантией того, что энергия направляется на его измельчение.
Такой оптимальной степени наполнения можно достичь с помощью хорошо сконструированной и управляемой разделительной диафрагмы. Такая система позволяет заказчику получать оптимальную степень заполнения первой камеры материалом. Если условия помола меняются, то система легко настраивается на новые параметры.
Часть материала сразу транспортируется через диафрагму во вторую камеру, чтобы обеспечить нормальное заполнение пространства непосредственно за ней.
Диафрагмы отличаются расширенным центральным отверстием, обеспечивающим максимальную вентиляцию мельницы при минимальной потери давления. Обычно рекомендуется, чтобы скорость воздуха в открытом поперечном сечении достигала 1,3 - 1,5 м/сек при закрытом цикле работы мельницы. Диафрагма представляет собой конструкцию с плавающими креплениями на кожухе мельницы. Такая система опоры гарантирует долгий срок службы и минимальное техобслуживание.
Бронеплиты со шлицами и пластины разгрузочной диафрагмы изготовляются из специальной стали, которая имеет высокую прочность на разлом и хорошую сопротивляемость износу, и твердость благодаря тонкой мартенситной структуре. Повышение эффективности работы установки составляет 10-20%.
обжиг портландцемент цех помол
1. Характеристика выпускаемой продукции
1.1 Характеристика сырья и выпускаемой продукции
Характеристика сырья.
Портландцементом называется гидравлическое вяжущее вещество, получаемое путем совместного тонкого измельчения клинкера и необходимого количества гипса.
К л и н к е р получают в результате обжига до спекания сырьевой смеси, состоящей из известняка и глины, взятых в определенном соотношении. Клинкер является важнейшим компонентом портландцемента. От его качества зависят основные свойства портландцемента: прочность и скорость ее нарастания во времени, сопротивление действию агрессивных сред. Знание состава клинкера позволяет в значительной степени предопределить качество портландцемента как вяжущего вещества. Изменяя состав клинкера, можно получать портландцементы с определенными физическими и механическими свойствами.
Добавка г и п с а СаО4 • 2Н2О необходима для замедления сроков схватывания портландцемента, так как измельченный клинкер после затворения водой схватывается (загустевает) в течение нескольких минут. Это затрудняет изготовление изделий и конструкций на таком быстросхватывающемся цементе. Гипс вводится в портландцемент с таким расчетом, чтобы общее содержание ангидрида серной кислоты SО3 в портландцементе было не менее 1,5 и не более 3,5% по весу. Более высокое содержание SО3 может вызвать разрушение конструкций, изготовленных из такого портландцемента.
Для улучшения строительных свойств портландцемента при помоле смеси клинкера с гипсом в нее вводят активные минеральные добавки. Они повышают плотность, водостойкость и солестойкость затвердевшего портландцемента (цементного камня).
При твердении портландцемента происходит выделение гидрата окиси кальция Са (ОН)2 в свободном состоянии. Это вещество, имея относительно высокую растворимость, может вымываться из цементного камня, понижая этим его прочность и долговечность в водных условиях. В воздушно-сухих условиях в результате выщелачивания Са (ОН)2 на поверхности изделия появляются белые пятна, которые портят его внешний вид.
Гидравлические добавки взаимодействуют с гидратом окиси кальция, образуя нерастворимое в воде соединение - гидросиликат кальция, и этим предотвращают вымывание Са (ОН)2 из отвердевшего цемента.
Содержание активных минеральных добавок в обыкновенном портландцементе не должно превышать 15% по весу. Если гидравлические добавки вводятся в количестве, большем чем 15%, то портландцемент приобретает дополнительное название в зависимости от вида добавки, а именно при введении природных добавок (трепела, диатомита, опоки и др.) - пуццолановый портландцемент, при использовании доменных гранулированных шлаков - шлакопортландцемент. Эти цементы обладают очень высокой водостойкостью и поэтому особенно ценны для гидротехнических сооружений, однако они твердеют медленнее портландцемента и имеют несколько пониженную прочность в ранние сроки твердения.
Клинкер представляет собой очень твердые спекшиеся зерна. Поэтому для его измельчения требуются значительные затраты энергии. Чтобы облегчить помол клинкера, в помольный агрегат вводят добавки - интенсификаторы помола - уголь, сажу, три-этаноламин и др. Содержание этих добавок в цементе не должно превышать 1% от веса цемента.
Таким образом, портландцемент по своему составу представляет сложную тщательно перемешанную однородную смесь измельченного клинкера, гипса, активных минеральных (гидравлических) добавок и интенсификаторов помола.
Качество цементного клинкера может быть охарактеризовано:
- содержанием отдельных окислов (химическим составом);
- численными значениями модулей, выражающих соотношения между количествами главнейших окисло, взятыми в процентах;
- микроструктурой клинкера, размерами и конфигурацией кристаллов минералов;
- содержанием основных клинкерных минералов.
Характеристика клинкера по численным значениям модулей дается на основании сведений о процентном содержании главных окислов в составе клинкера.
Первоначально для характеристики состава клинкера пользовались одним гидравлическим модулем (иначе называемым основным). Он выражает отношение количества связанной окиси кальция к количеству кислотных окислов
ОМ(m)=
Значение основного модуля ОМ, обозначаемого также буквой m, у современных цементных клинкеров колеблется в пределах 1,7—2,4. Однако характеристика качества клинкера только по показателю гидравлического модуля оказалась недостаточной, что потребовало введения еще двух модулей - силикатного и глиноземного.
Силикатный или кремнеземный модуль СМ (или n) показываетотношение между количеством кремнезема, вступившего в реакцию с другимиокислами, и суммарным содержанием в клинкере глинозема и окиси железа
СМ(n) =
СМ определяет в цементе отношение между минералами-силикатами и минералами-плавнями (алюмоферритной и алюминатной составляющими клинкера). Его численное значение для обычного портландцемента колеблется в пределах 1,7—3,5, а для сульфатостойкого повышается до 4 и более.
Глиноземный или алюминатный модуль ГМ (или р) представляет собой отношение содержания (%) глинозема к содержанию (%) окиси железа:
ГМ (р) =
ГМ определяет в клинкере соотношение между трехкальциевым алюминатом СзА и железосодержащими соединениями. Значение этого модуля для обычных портландцементов находится в пределах 1—2,5. При прочих равных условиях при повышенном СМ сырьевая смесь трудно спекается, а цемент медленно схватывается и твердеет, но обладает высокой прочностью в отдаленные сроки. При малом значении ГМ портландцементы обладают повышенной стойкостью в минерализованных водах. Цементы с высоким ГМ быстро схватываются и твердеют, но имеют пониженную конечную прочность.