Методические указания к выполнению курсового проекта по дисциплине Вяжущие вещества для студентов 3 курса специальности 270106 (стр. 3 из 10)

; ;

; .

6.1.4. Указанные в п.6.1.3. значения

подставляем в формулу коэффициента насыщения (КН):

, (9)

и, решая полученное отношение относительно Х, получаем расчетную формулу для определения соотношения между карбонатным (первым) и глинистым (вторым) компонентами:

(10)

6.1.5. Содержание 1-го и 2-го компонентов сырьевой шихты в процентах определяем по формулам:

(карбонатный компонент) , (11)

(глинистый компонент) , (12)

где Х, 1 – количество частей 1-го и 2-го компонентов, найденные в п.6.1.4.

6.1.6. Определяем химический состав сырьевой смеси и клинкера. Для этого надо все численные значения химического состава каждого компонента умножить на коэффициент пересчета:

, (13)

где а – процентное содержание каждого из компонентов сырьевой смеси, найденное в п. 6.1.5.

Результаты подсчетов сводятся в табл. 6, где все цифровые данные суммируются по вертикали (это дает химический состав смеси) и горизонтали, что позволяет проверить правильность расчетов.

Таблица 6

Химический состав сырьевой смеси и клинкера

Компоненты	Химический состав, %
сырьевой смеси	SiO2	Al2O3	Fe2O3	CaO	MgO	SO3	nnn	сумма
1 компонент
2 компонент
Сырьевая смесь
Клинкер

Расчет предполагаемого химического состава портландцементного клинкера производится пересчетом химического состава сырьевой смеси по формуле:

, (14)

где

- численное значение соответствующего окисла в сырьевой смеси, найденное в п. 6.1.6;

М – ичсленное содержание окисла в клинкере;

Ппп – потери при прокаливании сырьевой шихты в процентах.

Результаты расчетов приводятся в табл. 6.

6.2. Расчет нормативного расхода сырья

(для производства 1 т клинкера)

6.2.1. Теоретический удельный расход сухого сырья на 1 т клинкера определяется по формуле:

, (15)

где А_с – удельный расход сырьевой смеси (сухого сырья) на 1 т клинкера, кг;

ппп – потери при прокаливании сырьевой смеси сухой, % (из табл. 6, п.6.1.6.).

Удельный расход каждого из компонентов сырьевой смеси по сухому веществу определяется по формулам:

, (16)

, (17)

где а^/, a^// - процентное содержание 1-го, 2-го компонента в сухой сырьевой смеси;

А^/_c, A^//_c – удельный расход на 1 т клинкера 1-го и 2-го компонентов, кг.

6.2.2. Теоретический удельный расход компонентов сырьевой смеси в состоянии естественной влажности по формулам:

, (18)

, (19)

где В^/_в, В^//_в – удельный расход 1-го и 2-го компонентов сырьевой смеси в состоянии естественной влажности на 1 т клинкера, кг;

А^/_c, A^//_c – удельный расход 1-го и 2-го компонентов сырьевой смеси по сухому веществу на 1 т клинкера, найденное по формулам 16, 17 ( п.6.2.1.).

W^/, W^// - содержание естественной влаги в 1-ом и 2-ом компонентах сырьевой смеси, % (задается при расчете).

Общий удельный расход сырья в состоянии естественной влажности определяется по формуле:

В_в = В^/_в + В^//_в, (20)

6.2.3. Расход каждого из компонентов сырьевой смеси в состоянии естественной влажности с учетом производственных потерь на 1 т клинкера устанавливают, пользуясь формулами:

, (21)

, (22)

где В^/_н, В^//_н – производственные нормы расхода 1-го и 2-го компонентов сырьевой смеси на 1 т клинкера, кг;

В^/_в, В^//_в – удельный расход 1-го и 2-го компонентов сырьевой смеси в состоянии естественной влажности на 1 т клинкера, кг;

p^/, p^// - производственные потери 1-го и 2-го компонентов сырьевой смеси, %.

Общий удельный расход сырья (В_н) определяется по формуле:

(23)

6.2.4. На основании проведенных расчетов составляется материальный баланс производства 1 т клинкера, в приходной части которого указывают производственные нормы расхода каждого из компонентов сырьевой смеси, а в расходной части – масса получаемого клинкера и потерь, имеющих место при переработке сырья (табл. 1, п. 5.2.).

6.3. Расчет минералогического состава

портландцементного клинкера

Расчет минералогического состава портландцементного клинкера по его химическому составу производится по следующим формулам:

% С₃S (трехкальциевый силикат) = 3,8 SiO₂(3КН-2) (24),

% С₂S (двухкальциевый силикат) = 8,6SiO₂(1-КН) (25),

% С₃А(трехкальциевый алюминат) = 2,65(Al₂O₃ – 0,64Fe₂O₃) (26),

% C₄AF (четырехкальциевый алюмоферрит) = 3,04Fe₂O₃ (27),

% СаО₄ = 1,7SO₃ (28),

где СаSO₄, Al₂O₃, Fe₂O₃, SO₃ – содержание соответствующих окислов в клинкере, % (данный табл. 6, п. 6.1.6.).

6.4. Режим работы цеха

Режим работы цеха выбирается в соответствии с п. 5.1.. Производительность по готовой продукции цехов подготовки сырья и обжига определяются по формулам 1, 2, 3 (п. 5.1.). При этом сырьевой цех должен быть спроектирован так, чтобы вырабатывал сырьевую смесь в количестве, необходимом для бесперебойной работы цеха обжига.

Рассчитав производительность цеха в час, необходимо выбрать по каталогам [5-9] вращающиеся печи для обжига сырьевой шихты, часовая производительность которых равна или несколько превышает расчетную.

Пример:

Дано:

П_год = 1250000 т/год Определить производительность

К_и = 0,95 цеха обжига в сутки, смену, час.

Решение:

т/сут;

т/смен;

т/ч.

По каталогу выбираем вращающиеся печи размером 5х185 м с проектной производительностью 75 т/ч каждая.

При мокром способе производства чаще всего используются вращающиеся печи размером 4х150 м; 4,5х170 м; 5х185 м; 7х230 м; при сухом способе – печи с циклонными теплообменниками размерами 4х60 м; 5х75 м; 7х95 м.

Расчет проектной часовой производительности цеха обжига для случая, когда задано количество и тип печей, ведется по формулам:

, (28)

где П_час – часовая производительность цеха обжига, т/ч;

п – количество однотипных печей (известно из задания);

П – проектная часовая производительность одной печи, т/ч (эта величина берется по справочникам [5-9].

Годовая производительность цеха обжига в этом случае рассчитывается по формуле:

, (29)

где П_год – годовая производительность цеха обжига в тоннах клинкера.

Рассчитав производительность печей в час, смену, сутки, год и потребность в сырье для производства 1 т клинкера, необходимо определить расход сырья в час, смену, сутки, год. Результаты расчетов оформить в виде табл. 2 (п. 5.3.).

6.5. Расчет и выбор оборудования цеха подготовки сырья

Шламбассейны – при мокром способе производства для обеспечения непрерывной работы обжигательных печей в отделении шламбассейнов устанавливают непрерывный режим работы в три смены независимо от режима работы других отделений сырьевого цеха.

Для определения необходимого количества шламбассейнов требуется рассчитать расход шлама по формуле:

, (30)

где А_ш – расход шлама на 1 т клинкера, м³;

А_с – удельный расход сухой сырьевой шихты на 1 т клинкера (см. п. 6.2.1.);

W – влажность шлама, % (известно из задания или принимается по таблице-приложению);

γ_о – средняя плотность шлама, кг/м³ (см. приложение).

Емкость горизонтальных шламбассейнов должна обеспечить запас откорректированного шлама в количестве, необходимом для непрерывной работы обжигательных печей в течение 2,5 суток. Потребная емкость горизонтальных шламбассейнов определяется по формуле: