Зона подогрева – здесь материал нагревается до температуры 500°С-600°С. На этом этапе выгорают органические примеси и начинаются реакции. Происходит дегидратация глиняных минералов и образование оксидов алюминия, кремния и железа, начинается частичное разложение карбонатов с образованием СаО и МgО.
Зона кальценирования – здесь протекает реакция разложения карбоната Са при температуре 900°С -1200°С.
СаО® СаО+СО2
Мощные вентиляторы удаляют СО2 из зоны обжига. На этом этапе начинают образовываться соединения типа СаО*Аl2О3, появляется небольшое количество белита 2СаО*SiO2, оксиды СаО,Fe2O3, SiO2 находятся в активном состоянии.
Зона экзотермических реакций – реакции происходят при температуре 1200°С – 1300°С и с выделением тепла 100 ккал. В этой зоне происходит образование двухкальциевого силиката (белита) 2СаО*SiO2, однокальциевый алюминат насыщается известью до образования трехкальциевого алюмината 3саО* Аl2О3, образуется четырехкальциевый алюмоферрит (целит) 4СаО*Аl2О3*, Fe2O3. В большом количестве содержится свободная известь. Образование минералов происходит в твердо-фазовом состоянии.
Зона спекания (зона усвоения извести) – при температуре 1300°С – 1450°С происходит частичное плавление материала с образованием жидкой фазы. Чтобы поучить качественный клинкер материал должен находиться в зоне определенное время 6–30 мин (время зависит от размера гранул). За это время 3саО* Аl2О3 и 4СаО*Аl2О3*, Fe2O переходит в расплав 2СаО*SiO2. В результате происходит взаимодействие белита 2СаО*SiO2 с СаО и образуется алит 3СаО*SiO2. Процесс его образования постепенно замедляется и известь нацело практически не связывается. Содержание свободных оксидов кальция около 1%, т. к. будет иметь место запоздалая гидратация обожжённой извести при которой цемент характеризуется неравномерным изменением объёма.
Зона охлаждения- с температурой 1100°С – 1200°С клинкер выходит из печи, после чего сразу попадает в холодильник. В холодильнике клинкер подвергается резкому охлаждению для:
1) Сохранения жидкой фазы в стекловидном состоянии, которая является более реакционноспособной.
2) Сохранения мелкокристаллического строения остальных клинкерных минералов.
3) Для помола клинкера его температура должна быть 45°С – 50°С для предотвращения износа мельниц.
После обжига и охлаждения клинкер направляется на склад для магазинирования – вылеживания с целью гашения свободной извести, при этом клинкер может специально обрызгиваться водой. При этом он становится более рыхлым, облегчается помол и уменьшаются сроки схватывания. Полученный клинкер дозируется и отправляется в цементную мельницу. На механизированном шихтовальном дворе складируются также гидравлические добавки и гипс, которые по мере надобности подаются в бункеры цементных мельниц для совместного помола с клинкером.
Полученный портландцемент транспортируется из мельниц пневматическим путем в силосы для хранения. После определения качества цемента часть его поступает в упаковочную машину. Здесь он автоматически насыпается в бумажные мешки, которые затем отгружаются с завода железнодорожным, автомобильным или водным транспортом. Остальную часть цемента отправляют навалом в специальных железнодорожных вагонах или в контейнерах цементовозах.
5. Расчет производительности и определение годового фонда рабочего времени основных технологических цехов
Расчет производительности основных цехов начинается с определения годового фонда рабочего времени.
Расчетный годовой режим работы цехов определяется по формуле:
Тгод=(Nгод – Nпр – Nвых)*Тсут,
где Nгод – количество календарных дней в году, 365;
Nпр – количество праздничных дней в году, 12;
Nвых – количество выходных дней в году, 100;
Тсут – суточный фонд рабочего времени.
Таблица 5.1 Основные режимы работы цехов
| № | Наименование цеха | Суточный фонд рабочего времени, ч | Тгод, ч |
| 1 | Складское хозяйство | 16 | 4048 |
| 2 | Цех дробления | 16 | 4048 |
| 3 | Цех сушки | 24 | 6072 |
| 4 | Цех обжига | 24 | 8040 |
| 5 | Цех помола клинкера | 24 | 6072 |
Расчет производительности технологической линии начинается с основного оборудования. Производительность вычисляется по формуле:
Пгод = Пчас * Тгод * n * Кисп,
где Пчас – часовая производительность основного оборудования, 80;
n– количество единиц оборудования, 2;
Кисп – коэффициент использования оборудования, 0,95.
Пгод =80*6072*2*0,95= 922944 т/г.
7. Подбор основного технологического оборудования
Расчет производительности производят на каждой технологической операции, данные приводят в сводной ведомости Табл. 5.2
Таблица 5.2
| № | Наименование оборудования | Годовойфондрабочеговремени,Тгод, ч | Потребнаяпроизводительность, т/ч | ||||
| Часовая | Суточная | Годовая | |||||
| Линия известняка | |||||||
| 1 | Экскаватор | 4048 | 147,16 | 2354,56 | 595705 | ||
| 2 | Ж/Д транспорт | 4048 | 147,01 | 2352,21 | 595110 | ||
| 3 | Бункер известняка | 4048 | 146,87 | 2349,87 | 594516 | ||
| 4 | Мостовой грейферный кран | 4048 | 146,72 | 2347,52 | 593922 | ||
| 5 | Щековая дробилка | 4048 | 146,57 | 2345,17 | 593328 | ||
| 6 | Элеватор | 4048 | 146,43 | 2342,83 | 592736 | ||
| 7 | Питатель | 6072 | 97,52 | 2340,49 | 592143 | ||
| Линия глины | |||||||
| 8 | Экскаватор | 4048 | 26,87 | 429,92 | 108771 | ||
| 9 | Ж/Д транспорт | 4048 | 26,84 | 429,50 | 108663 | ||
| 10 | Склад глины | 4048 | 26,82 | 429,07 | 108554 | ||
| 11 | Ленточный транспортер | 4048 | 26,79 | 428,64 | 108446 | ||
| 12 | Глиноболтушка | 4048 | 26,76 | 428,21 | 108337 | ||
| 13 | Питатель пластинчатый | 4048 | 26,74 | 427,78 | 108229 | ||
| 14 | Питатель | 6072 | 17,81 | 427,36 | 108121 | ||
| Линия помола сырьясырья | |||||||
| 15 | Шаровая мельница | 6072 | 192,02 | 4608,46 | 1165941 | ||
| 16 | Питатель | 6072 | 191,06 | 4585,53 | 1160140 | ||
| Линия обжига | |||||||
| 17 | Ленточный транспортер | 8040 | 144,15 | 3459,64 | 1158981 | ||
| 18 | Вертик. шламбассейн | 8040 | 144,01 | 3456,19 | 1157823 | ||
| 19 | Горизонт. шламбассейн | 8040 | 143,86 | 3452,74 | 1156667 | ||
| 20 | Вращающаяся печь | 8040 | 143,72 | 3449,29 | 1155511 | ||
| 21 | Холодильник колосниковый | 8040 | 75,14 | 1803,34 | 604120 | ||
| 22 | Дозатор клинкера | 6072 | 99,39 | 2385,44 | 603516 | ||
| Линия шлакатшса | |||||||
| 23 | Ж/Д транспорт | 4048 | 75,06 | 1200,98 | 303849 | ||
| 24 | Прирельсовый склад | 4048 | 74,99 | 1199,78 | 303545 | ||
| 25 | Ленточный транспортер | 6072 | 49,94 | 1198,58 | 303242 | ||
| 27 | Валковая дробилка | 6072 | 49,89 | 1197,39 | 302939 | ||
| 28 | Сушильный барабан | 6072 | 49,84 | 1196,19 | 302637 | ||
| 29 | Ленточный транспортер | 6072 | 45,92 | 1102,07 | 278825 | ||
| 30 | Дисковый питатель | 6072 | 45,87 | 1100,97 | 278546 | ||
| Линия гипса | |||||||
| 31 | Экскаватор | 4048 | 11,54 | 184,60 | 46703 | ||
| 32 | Ж/Д транспорт | 4048 | 11,53 | 184,41 | 46657 | ||
| 33 | Прирельсовый склад | 4048 | 11,52 | 184,23 | 46610 | ||
| 34 | Ленточный транспортер | 4048 | 11,50 | 184,05 | 46564 | ||
| 35 | Валковая дробилка | 4048 | 11,49, | 183,86 | 46517 | ||
| 36 | Тарельчатый питатель | 4048 | 11,48 | 183,68 | 46471 | ||
| 37 | Весовой дозатор | 6072 | 7,65 | 183,49 | 46424 | ||
| Линия помола цемента | |||||||
| 38 | Шаровая мельница | 6072 | 152 | 3648 | 922944 | ||
| 39 | Пневматический насос | 6072 | 151,85 | 3644,35 | 922021 | ||
| 40 | Силос | 4048 | 227,54 | 3640,71 | 921099 | ||
| Склад готовой продукции | |||||||
| 41 | Весовой дозатор | 4048 | 90,93 | 1454,83 | 368072 | ||
| 42 | Упаковочная машина | 4048 | 90,84 | 1453,37 | 367703 | ||
| 43 | Автотранспорт | 4048 | 136,53 | 2184,42 | 552659 | ||
Список литературы
1. Сулименко Л.М. Технология минеральных вяжущих материалов и изделий на их основе: Учеб. для вузов. – 3-е изд., перераб. и доп. – М.: Высшая школа, 2000 – 303 с., ил.
2. Методические указания к курсовому проекту по дисциплине
«Минеральные вяжущие вещества». Эталон пояснительной записки. -
Ростов н/Д: Рост. гос. строит, ун-т, 2004
3. ГОСТ 10178–85 (2002) «Портландцемент и шлакопортландцемент. Технические условия»
4. www.bibliotekar.ru
5. www.rim-beton.ru-cement