Производство портландцемента и расчет компонентов
1.1 Введение
Цемент– один из важнейшихстроительныхматериалов,предназначенныхдля бетонови строительныхрастворов,скреплениеотдельныхэлементов(деталей) строительныхконструкций,гидроизоляцийи др. Цементпредставляетсобой гидравлическийвяжущий материал,который послесмешения сводой и предварительногозатвердеванияна воздухепродолжаетсохранять инаращиватьпрочность вводе.
Производствоцемента обусловленонеобходимостьюего производствадля примененияв главным образомв строительстве.Строительствожилья на основецемента позволяетполучить объектыс низкой теплопроводностьюи высокойморозостойкостью.
Технологияцементноепроизводствопозволяетиспользоватьв нём отходыдобывающей,металлургическойотраслей, атакже побочныепродукты этихпроизводств.Гибкая технологияпозволяетосуществлятькомбинированиепроизводствацемента спроизводствомметаллов.
Существуетмного подвидовцемента. Ониотличаютсядруг от другаконечнымисвойствами,условиямипроизводстваи наличием вних различныхвидов добавок.
Портландцементом(далее п.ц.) называетсягидравлическоевяжущее вещество,твердеющеев воде и на воздухе,получаемоепутём совместногоразмола портландцементногоклинкера, гипсадля регулированиясроков схватыванияи добавок. Маркуп.ц. определяютпри испытаниина сжатие стандартнойцементнойпалочки размерами4*4*16 см.
Существуютследующие маркип.ц., выпускаемыепромышленностьюстроительныхматериалов:
ПЦ 400 ДО и ПЦ400 Д20. Применяетсядля производстваасбестоцементныхизделий, строительстважилья, промышленныхзданий и сооружений.
ПЦ 500 ДО. Применяетсядля строительствамостов, путепроводов,железобетонныхтруб, пролетныхстроений иблоков.
ПЦ 600 ДО. Применяетсядля строительствамостов, туннелей,высокопрочныхсооруженийна объектахМинистерстваОбороны.
В настоящиевремя в практикемировогостроительствап.ц. являетсяосновным вяжущимматериаломдля производствабетона, железобетонаи строительныхрастворов.
По составу( ГОСТ 10178-76 с изм.) различаютп.ц. без добавок,с минеральнымидобавками,шлакопортландцемент.В нашем проектеприсутствуетп.ц. с минеральнымидобавками,разрешаетсявводить гранулированныедоменные шлакив количестведо 20% от массывяжущего. Добавлениеминеральныхдобавок позволяетуменьшитьстоимостьцемента.
В 1980 г. Гигантскиетемпы в строительствеобусловилирезкий ростпроизводствацемента, а также к расширениюассортиментавидов цементадля различныхобластейстроительства.В настоящиевремя вновьувеличиваетсяпотребностьв п.ц. и другихстроительныхматериалови скорее всегоэта зависимостьбудет расти.Обусловленоэто нехваткой и старениемжилья.
Путь ускорениятехническогопрогрессазависит отпродаваемоготовара в нашемслучае п.ц. Продажипринесут увеличениекапитала заводу,после потребуетсяобновление,модернизацияи автоматизацияпроцесса приэтом можнонарастить объемвыпускаемогоп.ц., сократитьэлектропотребление,улучшить игарантироватькачество товара.
Охрана окружающейсреды. Промышленноепредприятиезагрязняетне только наружную,но и внутреннюювоздушную средупроизводственныхцехов. Существуетряд мероприятий,направленныходновременнона уменьшениезагрязнениянаружной ивоздушнойвнутреннейсреды. К этиммероприятиямотносят совершенствованиепроизводства,герметизацияаппаратурыи коммуникаций,устройствов местах выделениявредных веществвстроенныхвентиляционныхукрытий и отсосов.При помоле исушке выделяетсяогромное количествопыли, поэтомуна этих этапахтехнологическогопроцесса необходимопредусматриватьаспирацию. Дляулавливанияпыли применяютсяциклоны и рукавныефильтры.
При сжиганииорганическоготоплива в топкесушильногобарабана суходящими ватмосферугазами, выделяетсябольшое количествовредных веществ.С целью уменьшениявыделениявредных веществнеобходимопредусматриватьследующиемероприятия:вести производственныепроцессы порациональномурежиму с точкизрения экономиитепловой иэлектроэнергии,повышатьэксплуатационныйКПД сушильногобарабана, уменьшитьпотери в трубопроводах,проводящихтеплоноситель,переходитьна экологическийвид топлива(природныйгаз).
Для уменьшенияконцентрациивредных веществи пыли в воздухе,устраиваютсанитарно-защитныезоны. Они предназначеныдлязащиты семтебныхкатегорий отзапахов сильнопахнущих веществ,повышенныхуровней шума,вибрации,ультразвука,статистическогоэлектричества.Территориюсанитарно-защитнойзоны озеленяюти благоустраивают,на ней могутбыть размещеныотдельныесооружения,предприятияменьшего классавредности, атакже вспомогательныездания (пожарныедепо, бани,прачечные).
Уменьшениешума в источникахего образованияявляется наиболееэффективноймерой борьбыс ним, поэтомупри выборестанков, машин,установок(вентиляторов,компрессорови др.) необходимоучитывать режимих работы иакустическиехарактеристики.Так, значительноуменьшить шумможно использованиемвентиляторас небольшойчастотой вращения
Увеличениешума частопроисходитот дефектов,возникающихпри эксплуатациимеханическогооборудования,нарушениебалансировкивращающихсяэлементов,недопустимогоизноса деталей,плохой смазкии т.д. Для уменьшениявибрации механическоеоборудованиеустанавливаютна фундаментыс амортизирующимипрокладками.Так вентиляторы устанавливаютна пружинныевиброизоляторы.Фундамент длястационарноустановленногооборудованиянужно располагатьна грунте,изолированномот строительныхконструкций;оборудованиезаключают вкожухи, покрытыеизнутри звукопоглащающимматериалом(пенополиуретаном).Кожух устанавливаютна резиновыхпрокладках,не допускаясоприкосновенияс оборудованием.Чтобы уменьшитьвибрацию отпривода оборудования,стенки кожухапокрываютдемпфицирующихматериалом.
Для уменьшенияинтенсивностиотраженныхзвуковых волнс целью сниженияшума производятакустическуюобработкупомещений.Чтобы предотвратитьотражениезвука, потолок,стены и перекрытияпокрываютзвукопоглащающейоблицовкой.
Удалениепромышленныхотходов осуществляетсясамим предприятиемв специальныеместа захоронения(отвалы) или наобщие свалки.
В соответствиис нормами цементнаяпыль в воздухене должна превышать0,04 мг/м. СодержаниеСО не допускаетсяболее 0,03 г/м,сероводородаболее 0,02 мг/м. Ввоздухе, выбрасываемымв атмосферуконденсацияпыли не должнабыть более 0,06г/м. Помещениядолжны вентилироваться.
Отсасываемыйвоздух ( м/ч ) из:
Шнековыхи молотковыхдробилок ……………4000 – 8000
Элеваторов………………………………………..1200 – 2700
Бункеров………………………………………….. 500 – 1000
Место погрузкиматериала……………………… 300 – 3500
Упаковочныхмашин…………………………….. 5000
Воздух, отбираемыйиз цементныхмельниц, очищаютс помощью рукавныхили элекрофильтров.Перед ними сначало ставятсяциклоны. Недопускаетсяпросасываниячерез 1 м тканифильтров более60 – 70 м воздухав 1 ч.
Отходящиегазы цементныхпечей необходимоочищать, дляэтого устанавливаютсяэлектрофильтра.
1.2 Ассортиментпродукции.
Портландцементс минеральнымидобавками.Добавка: шлакдоменныйгранулированный14 % . Также добавляемгипс 5 %.
Шлакопортландцемент( ш.п.ц. ) этогидравлическоевяжущие, получаемоепутем тонкогоизмельченияпортландцементногоклинкера совместнос гранулированнымдоменным шлаком,а также с двухводном гипсом.
Гипс вводятв шлакопортландцементдля регулировкисроков схватывания,а также в качествеактивизаторатверденияшлака. По свойствамшлакопортландцементблизок к обычномуп.ц., но выгодноотличаетсяот него болеенизкой стоимостьюпримерно на15 – 20 % .
Процессытверденияш.п.ц. более сложны,чем у обычногоп.ц., посколькув реакции сводой участвуютоба его компонента:клинкер игранулированныйдоменный шлак.При тверденииш.п.ц. при повышенныхтемпературах80 – 90 С составновообразованийостается такимже, как и притвердении приобычных температурах10 – 25 С. Ш.П.Ц. притверденииобычно отличаетсяравномернымизменениемобъема. Тепловыделениепри твердениименьше чем уп.ц. причем темменьше, чембольше в немшлака.
Жаростойкостьш.п.ц. значительнопревосходитжаростойкостьп.ц. Он способенбез сниженияпрочностивыдерживатьдлительноевоздействиевысоких температур600 – 800 С. Это объясняется,главным образом,пониженнымсодержаниемсвободногоСа(ОН). Такжестойкость привоздействиимягких и сульфатныхвод у ш.п.ц. выше,чем у п.ц.
Физико-техническиехарактеристикидля Шлакопортландцемента:Истинная плотность2,8 – 3 г/см. Водопотребность 28% Сроки схватыванияне ранее 45 мин.и конец не позднее10 ч. Активность50 МПа. Морозостойкость50 – 100 циклов.
Сульфатостойкийпортландцемент( с.п.ц. ) с минеральнымидобавками.Добавка : шлакдоменныйгранулированный15%, а также гипс5%.
По ГОСТ 22266-76 ( сизм. ) к группецементов относится:с.п.ц. с минеральнымидобавками, егополучают путемизмельченияпортландцементногоклинкеранормированногоминеральногосостава с добавлениемдобавки.
В с.п.ц. допускаетсявводить шлакдоменныйгранулированный( содержащиеоксид алюминияне более 8 % ) вколичестве10 – 20 % . Гранулированныедоменные шлакипо своим свойствамдолжны удовлетворятьтребованиемГОСТ 3476 – 74. Высокаястойкость этихцементов всульфатныхводах обусловленатем, что в затвердевшемсостоянии онисодержат пониженноеколичествовысокоосновныхгидроалюминатовкальция. Этимустраняетсявозможностьобразованиязначительногоколичествагидросульфоалюминатакальция трехсульфатной формы, вызывающегокоррозию п.ц.камня. Развитиекоррозионныхпроцессовзамедляетсятакже вследствиеограниченногосодержанияв клинкереалита. Для улучшениясвойств этогоцемента допускаетсявводить пластифицирующиеили гидрофобизирующиедобавки в количествене более 0,3 % помассе цемента.
С.П.Ц. следуетиспользоватьв бетонных иж.б. конструкциях,для зон гидротехническихсооружений,где они подвергаютсядействию сульфатныхвод в условияхпопеременногозамораживанияи оттаиванияили увлажненияи высыхания.
Физико-техническиехарактеристикисульфтостойкогопортландцементаПлотность 3,1г/см Водопотребность28 % Срок схватывания:начало не ранние45 мин., а конец не позднее 10ч. Прочность40 МПа.
1.3 Технологическаясхема проектируемогоцеха
При заданноймощности завода,которая равняется1.2 млн. т. в год повыпуску двухвидов цементов.Количествопервого составляетот 100 % 20 %, а второгосоответственно80 %.
Исходныйматериал хранитсяв силосах количеством8 штук, каждыйс полезнымобъемом 3000 м ,высотой 33 м, идиаметром 12 м.Количествосилосов: дляклинкера 4, длягипса 2, для добавки2. Для производствацемента обходимознать процентноеколичествовсех составляющих:у Портландцементас минеральнымидобавкамисодержание:клинкера 81 % ,добавки 14 % , гипса5 %.
Сульфатостойкий портландцементс минеральнымидобавкамисодержание:клинкера 80 % ,добавки 15 % , гипса5 %. При дозированиидобавки еенеобходимовысушить (удалитьлишнею влагу).Сушильноеотделениеработает 3647 часовв году. Для сушкидобавки используемсушильныебарабаны типаПрогресс размеры2.2 х 20 производительностьюпо испареннойвлаге 5100 кг/чколичеством2 шт.
Материализ силосовподается наленточныйконвейер припомощи дозаторови питателей(вспомогательноеоборудование).С конвейераот дозируемыйматериал попадаетв барабаннуюмельницу. Количествоконвейеров4 каждый длинною37.2 м. ширина ленты500 мм. Размерымельницы 3.2 х8.5 м. количеством4 шт. каждаяпроизводительностью60 т/ч. Мельницыработают взамкнутом циклеи поэтому накаждую мельницуустанавливаютдва сепаратора,для наших мельницвыбраны сепараторы,производительность40 т/ч , количество8 шт. Сепараторыпредназначеныдля разделениячастиц по фракциям.Более крупныечастицы сновапопадают вмельницу, аболее мелкиеидут прямикомчерез камерныйнасос в цементныесилоса. Длятого что бычастицы попалив сепараторыприменяютэлеваторы. Егопроизводительностьдолжна бытьвыше на 20 % , чему мельнице. Надва сепаратораставится одинэлеватор. Послемельнице идетаспирационнаяшахта в которой,путем разрежениявоздуха происходитосаждениячастичек которыепопадают вэлеватор. Разрежениевоздуха создаеткомпрессор.Производительностью30 м/мин. количеством4 шт. Проходящийчерез компрессорвоздух попадаетв циклоны,предназначенныедля очисткивоздуха, путемцентробежныхсил, происходитосаждение иперенос частицпо аэрожелобамв камерныйнасос и в цементныесилосы. Послеочистки воздухав циклонах оночищается припомощи рукавногофильтра, длялучшего прохождениявоздуха черезфильтр на концевентиляционнойтрубы устанавливаютвентилятор.
Подбор оборудованияведется поспециальносозданным ипровереннымрешениям. Длятого, что бымаксимальносократитьэлектропотреблениеи потери продукциипри производстве,увеличитьпроизводительностьзавода. Обеспечитькачество продукции,а также содержатьчистоту окружающейсреды.
Более прогрессивныерешения дляповышениепроизводительности– это автоматизацияпредприятия.Как показалопыт в 80х приавтоматизациипомольногооборудования.Была обеспеченане прерывнаяработа с заданнойстепенью измельчения,без участиячеловека. Приэтом сократилсярасход электроэнергиина 10 %, увеличилась производительностьи качествоцемента.
При изготовлениицемента важнаправильнаяработа каждогооборудования.При малейшихотклоненияхработы оборудованиябутит терятьсякачество цемента,расход энергиии др.
1.4 Охранатруда и контрольпроизводства.
При большойнасыщенностипредприятийцементнойпромышленностисложными механизмамии установкамипо добыче ипереработкесырья, обжигусырьевых смесейи измельчениюклинкера,перемешиванию,складированиюи отгрузкеогромных массматериалов,наличию большогоколичестваэлектродвигателей,особое вниманиепри проектированиизаводов и ихэксплуатациидолжно уделятьсясозданиюблагоприятныхусловий длябезопаснойработы трудящихся.Организациюохраны трудаследует осуществлятьв полном соответствиис «Правиламипо техникебезопасностии производственнойсанитарии напредприятияхцементнойпромышленности».
Поступающиена предприятиерабочие должныдопускатьсяк работе толькопосле их обучениябезопаснымприемам работыи инструктажапо техникебезопасности.Ежеквартальнонеобходимопроводитьдополнительныйинструктажи ежегодноеповторноеобучение потехники безопасностинепосредственнона рабочемместе. На действующихпредприятияхнеобходимооградить движущиесячасти всехмеханизмови двигателей,а также электроустановки,площадки и т.д.Должны бытьзаземленыэлектродвигателии
электрическаяаппаратура.Обслуживаниедробилок, мельниц,печей, шлаков,
транспортирующихи погрузочно-разгрузочныхмеханизмовдолжно осуществлятьсяв соответствиис правиламибезопасностиработы у каждойустановки. Шум,возникающийпри работемногих механизмов,характеризуетсявысокой интенсивностью,превышающейдопустимуюнорму (90 Дб). Кчислу мероприятийпо снижениюшума у рабочихмест относятприменениедемпфицирующихпрокладок междувнутреннейстеной мельници броне футерованнымиплитами, заменув паровых мельницахстальных плитна резиновые.При этом звуковоедавление снижаетсяв 5-12 раз. Укрытиемельниц и дробилокшумоизолирующимикожухами, облицовкаисточниковшума звукопоглощающимиматериаламитакже даетхороший результат.В том числебольшая задымленностьна заводахликвидируетсяпри накладкеаспирационныхсистем, установкиочистных систем(их герметичность).В задымленныхместах рабочиедолжны применятьсредства защитыот пыли.
Контрольпроизводства.Контроль запродукцией,в нашем случаецементе осуществляетсяс помощью цеховыхлабораториях.Они работаютдля систематическогонаблюденияза установленныминормами технологическогопроцесса вцелях выпускакачественнойпродукции.Химическийсостав клинкераколеблетсяв сравнительношироких пределах.Главный оксидцементногоклинкера – СаО,SiO, AlO ,FeO ,суммарноесодержаниекоторых 95 – 97 %.Кроме них такжемогут входитьв не большихсоединенияхоксид магния,сернистыйангидрид, двуокисьтитана, оксидхрома, оксидмарганца и др.Химическийанализ клинкерапроводят пометодике,регламентированнойГОСТ 5382 – 73. Приэтом определяютпроцентноесоотношениеоксидов. Повышенноесодержаниеоксида кальцияобуславливаетбыстрое твердение.По ГОСТ 10178 – 76 оксидамагния должнобыть не больше5%. Прокаливаниепроб цементовпри 1000 – 1200 С в процессехимическогоанализа определяютп.п.п. Они имеютбольшое практическоезначение дляхарактеристикиготового п.ц.
Для определениякачества конечногопродукта используютправильноприготовленныеобразцы и испытаниена сжатие и наизгиб.
2.1 Режимработы предприятий.
В соответствиис нормамитехнологическогопроектированияцементныхзаводов режимработы отделенийцементныхмельниц иобслуживаниеих переделовприменяютсяв три смены всутки при непрерывнойрабочей неделе.
| Наимено- вание цехов отделени | Кол-во рабочих дней в году | Кол-во смен всутки | Длительн рабочей смены | Годовой фонд эксплот времени | Коэф. исполэкслотац времени | Годовойфонд рабочеговремени в часах |
| Отделцементныхмельниц | 365 | 3 | 8 | 8760 | 0.85 | 7446 |
| Сушильноеотделение | 262 | 2 | 8 | 4192 | 0.87 | 3647 |
| Складскиеотделения | 262 | 2 | 8 | 4192 | 1 | 4192 |
2.2 Материальныйбаланс производства.
Из принятогорежима работыцеха даем расчетобъему производствапо сырью и готовойпродукциейдля каждогоиз технологическихпеределов вчас, сутки, год.
| Наименование продукции | Производительностьт. | ||
| вгод | всутки | вчас | |
| Портланд- цемент сминеральными добавками | 240000 | 657.5 | 32.2 |
| Сульфатостой- кий портланд- цемент сми- неральнымидобавками | 960000 | 2630 | 129 |
Производительностькаждого техническогопередела.
Портландцементс минеральнымидобавками.
Пг = 240000*1*(1+0.5/100)=241200
Псут = 240000/262=916.03
Отделениецементныхмельниц.
Пг = 240000*1*(1+(0.5+0.5)/100)=242400
Псут = 242400/365=664.11
Пчас = 242400/7446=32.55
Склад сырья
Потребностьцеха в сырье.
Д = 14Рд = 0.14
К = 81Рк = 0.81
Г = 5 Рг = 0.05
Wд =21
Расчет дляклинкера.
Рг = 242400*0.81*(100/(100-0.5))=197330.65
Рсут = 197330.65/365=540.63
Рчас = 197330.65/7446=26.50
Расчет длягипса.
Рг = 242400*0.05*(100/98)=12367.34
Рсут = 12367.34/365=33.88
Рчас = 12367.34/7446=1.66
Расчет длядобавки.
Рг = 242400*0.14*(100/99)=34278.78
Рсут = 34278.78/365=93.91
Рчас = 34278.78/7446=4.60
Учитываемвлажностьдобавки.
Рг = 242400*0.14*(100/(100-(1+21)))=43507.69
Рсут = 43507.69/365=119.20
Рчас = 43507.69/7446=5.84
Сульфатостойкийпортландцементс минеральнымидобавками.
Пг = 960000*1*(1+0.5/100)=964800
Псут = 964800/262=3682.44
Отделениецементныхмельниц.
Пг = 960000*1*(1+1/100)=969600
Псут = 969600/365=2656.43
Пчас = 969600/7446=130.22
Склад сырья.
Потребностьцеха в сырье.
К = 80Рк = 0.8
Г = 5Рг = 0.05
Д = 15Рд = 0.15
Wд =21
Расчет дляклинкера.
Рг = 969600*0.8*(100/(100-0.5))=779577.89
Рсут = 779577.89/365=2135.83
Рчас = 779577.89/7446=104.69
Расчет длягипса.
Рг = 969600*0.05*(100/98)=49469.39
Рсут = 49469.39/365=135.53
Рчас = 49469.39/7446=6.644
Расчет длядобавки.
Рг = 969600*0.15*(100/(100-1))=146909.09
Рсут = 146909.09/365=402.49
Рчас = 146909.09/7446=19.73
Учитываемвлажностьдобавки.
Рг =969600*0.15*(100/(100-(1+21)))=186461.54
Рсут = 186461.54/365=510.85
Рчас = 186461.54/7446=25.04
Потребностьпроектируемогоцеха в сырье.
| Наименов цемента | Потребность | ||||||||
| Клинкер | Гипс | Добавка | |||||||
| год | сутки | час | год | сутки | час | год | сутки | час | |
| Ш.П.Ц. | 19730.65 | 540.63 | 26.50 | 12367.34 | 33.883 | 1.66 | 34278.78 43507.69 | 93.91 119.20 | 4.603 5.84 |
| С.П.Ц. с минерал добавками | 779577.89 | 2135.83 | 104.69 | 49469.39 | 135.53 | 6.644 | 146909.09 186461.54 | 402.49 510.85 | 19.73 25.04 |
| Итого: | 976908.54 | 2676.46 | 131.19 | 61836.73 | 169.41 | 8.3 | 181187.87 229969.23 | 49.64 630.05 | 24.33 30.88 |
Расчетпроизводительностипредприятия.
| Наименованиепеределовучастков | Производительность | ||
| год | сутки | час | |
| Силосно-упаковочноеотделение | 241200 964800 | 916.03 3682.44 | |
| Отделениецементныхмельниц | 242400 969600 | 664.11 2656.43 | 32.53 130.22 |
| Складыклинкера, гипса,добавки. | 976908.54 61836.73 181187.87 | 2676.56 169.41 49.64 | 131.19 8.3 24.33 |
| Сушильноеотделение | 229969.23 | 630.05 | 30.88 |
Таблица скоэффициентами.
| Годпотреб | Клинкер | Гипс | Добавка | Цемент |
| 500- 2000 | 4- 5 | 20 | 15 | 10 |
2.3 Расчетемкости складови готовой продукциии количествосилосов.
Проектируемсклады силосноготипа, как дляисходных материалов,так для цемента.Силосные склады– цилиндрическиежелезобетонныеемкости. Размерысилосных банокберем одинаковыедля всех полуфабрикатов.
Найдемгеометрическийобъем силосногосклада.
Для первоговида цемента.
Vс =241200*10/365*1.2*0.9=6118.72
Для второговида цемента.
Vс =964800*10/365*1.2*0.9=24474.88
Для клинкера.
Vк =976908.5*5/365*1.5*0.9=9912.82/3000=3.3 ~ 4 кол-восилосов.
Для гипса.
Vг =61836.73*20/365*1.35*0.9=4116.8/3000=1.37 ~ 2 кол-восилосов.
Для добавки.
Vд =181187.87*15/365*0.5*0.9=3350.73/3000=1.11 ~ 2 кол-восилосов.
Характеристикасилоса
| Диаметрсилоса, м. | Высотацилиндрическойчасти силоса,м | Полезнаяемкость силоса,м |
| 12.0 | 33.0 | 3000 |
2.4Расчетпроизводительностии кол-во мельниц.
Из формулыследует, чтомасса мелющихтел равна 73.68
По производительностивыбираем кол-вомельниц.
Для первоговида цемента.
Qm =915.29*0.818*0.037=27.7*1.2*1.15*1.2=45.87
Для второговида цемента.
Qm =915.29*0.865*0.037=29.29*1.2*1.15*1.2=48.5
Мы домножали на коэффициентыт.к. производительностьоказаласьнемного меньше,чем ожидалось.
Количествомельниц дляпомола каждоговида цемента.
Для первоговида цемента.
n = 242400/8760*0.85*45.87=0.7~ 1
Для второговида цемента.
n= 969600/8760*0.85*45.87=2.6 ~ 3
Данные повыбранныммельницам, всеодинаковыев кол-во 4 шт.
| Размерымельницы диаметр идлина м. | Производительностьпри тонкостипомола 8 – 10 % остаткана сите 0.08% т/ч | Частотавращения мельнице Об/мин | Мощностьэлектро- двиготеля кВт | Массамелющих телт | Массабарабана мельнице |
| 3.2 х8.5 | 60по твердому | 18 | 1250 | 74 | 200 |
2.5 Подборсепараторовот производительностимельниц.
Производительностьсепараторов.
Для первоговида цемента
Qm = 45.87*1.2/2=27.5
Для второговида цемента.
Qm =48.5*1.2/2=29.1
Кол-восепараторовна одну мельницедолжно бытьдва они работаютв закрытомцикле.
Для первоговида цемента.
n = 1*2=2
Для второговида цемента.
n = 3*2=6
Характеристикасепараторов.
| Диаметркорпуса, м | Высота,м | Мощностьдвигателя | Производительностьт/час | |
| Наружного | внутреннего | |||
| 5 | 3.6 | 8.55 | 47 | 40 |
2.6 Расчети подбор количестваединиц вспомогательногои транспортногооборудования.
Расчет дозирующихкомпонентов.
| Производительностьмельнице скоэфиц. 1.2-1.5 т/ч | Ед.изм. | Кол-водозируемогов мельницуматериала. | ||
| Клинкер | Добавка | Гипс | ||
| 45.87*1.35=61.9 | т/ч | 50.88 | 8.78 | 3.15 |
| ВД1058(75) | ВД1058(75) | ВД1059М(5) | ||
| 48.5*1.35=65.4 | т/ч | 53.10 | 10.0 | 3.33 |
| ВД1058(75) | ВД1058(30) | ВД1059М(5) | ||
Материальныйбаланс на единицуготовой продукции.
Для первоговида цемента.
Потребностьв клинкере,гипсе, добавки.
К n= 1.5 %
Г n= 3 %
Д n= 2 %
Pк =1000*0.81*100/(100-1.5)=822.33
Pг =1000*0.05*100/(100-2)=51.54
Pд =1000*0.14*100/100-2)=142.85
Для второговида цемента.
Потребностьта же.
Pк =1000*0.8*100/(100-1.5)=812.18
Pг =1000*0.05*100/(100-2)=51.54
Pд =1000*0.15*100/100-2)=153.06
У первого: 1К 1Д 1Г
У второго: 3К 1Д 1Г
Данные сводимв таблицу.
| Видцемента. | Приходкг. | % | Расход | кг | % |
| Портландцементс минеральнымидобавками. | К822.33 | 81 | 1000 | 98.3 | |
| Г51.54 | 5 | Потери | 16.72 | 1.7 | |
| Д142.85 | 14 | ||||
| 1016.72 | |||||
| Сульфатостойкийпортландцементс минеральнымидобавками. | К812.18 | 80 | 1000 | 98.3 | |
| Г51.54 | 5 | Потери | 16.68 | 1.7 | |
| Д153.06 | 15 | ||||
| 1016.68 |
Техническиехарактеристикивесоизмерителей.
| Показатель | ВД1059М | ВД1058 |
| Производительностьт/ч | 5 | 75 30 |
| Частотавращения приводабарабана об/мин | 35 | 18.5 7.4 |
| Шириналенты, мм | 400 | 700 |
| Длиналенты по центрубарабана, мм | 1000 | 1500 |
| Массакг | 190 | 240 |
| МощностьэлектродвигателякВт | 120 | 200 |
2.6.1. Расчетширины лентысборочноголенточногоконвейера.
Находимпроизводительностьконвейера, дляэтого нам нужнонайти насыпнуюплотностьцементов.
Для первоговида цемента.
Рн = 0.822*1.5+0.051*1.35+0.142*0.8=1.42
Q =45.87*1.5=68.8
В = 68.8/155*2*1.42=0.395м ~ 400 мм
Для второговида цемента.
Рн = 0.812*1.5+0.051*1.35+0.153*0.8=1.41
Q =48.5*1.5=72.75
В = 72.75/155*2*1.51=0.408м ~ 450мм
Для простотыи удобства вобслуживаниепринимаемширину ленты500мм.
Расчет длиныленты 0.5*12+12=18 (научастке силосов)+ 19.2=37.2м
Данные сводимв таблицу.
| Шириналенты, мм | Длина,м | Кол-во |
| 500 | 37.2 | 4 |
2.6.2 Расчетемкости ковшовогоэлеватора.
Производительностьковшовых элеваторов.
Для первоговида цемента.
Q =45.87*1.2=55.044
Для второговида цемента.
Q =48.5*1.2=58.2
Техническаяхарактеристикаэлеваторов.
| № цемента | Типэлеватора | Ширинаковша, мм | Шагковша, мм | Емкостьковшей, л | Мощндвиг. кВт | Высота подъема, м | Qпри 0.7 |
| 1 | ЦБ-350 | 350 | 250 | 7.8 | 7.0 | 20 | 55.0 |
| 2 | В-450 | 450 | 640 | 16 | 10 | 20 | 87.0 |
2.6.3. Пневмокамерныйнасос.
Для производствадвух видовцементов беремнасос типаК-1955
Характеристиканасоса К-1955
| Производительность,т/ч | 60 |
| Внутреннийдиаметр камеры,мм | 1600 |
| Дальностьподачи, м | |
| Погоризонтали | 200 |
| Повертикали | 35 |
| Рабочиедавление сжатоговоздуха, МПа | 0.6 |
| Габаритныеразмеры, мм | |
| Длина | 4520 |
| Ширина | 2325 |
| Высота | 3340 |
| Расходсжатого воздухам /т | 22 - 25 |
2.6.4 Компрессор.
Выбираемкомпрессорпо производительности.
Для первоговида цемента.
Q =23*1.1*1*45.87/60 = 19.34
Для второговида цемента.
Q =23*1.1*3*48.5/60 =61.35
Qобщ= 19.34+61.35=80.69
Выбираемпоршневойкомпрессортипа 205 ВП 30/8
Производительностьодного 30 берем3 шт. прибавляем1 запасной.
Характеристикакомпрессора205 ВП 30/8
| Производительность,м /мин | 30 |
| Рабочиедавление, МПа | 0.8 |
| Числооборотов вала,об/мин | 500 |
| Мощностьдвигателя,кВт | 200 |
2.7. Расчетсистемы газоочисткии аспирациимельниц.
Кол-во аспирационноговоздуха м /ч.
Аспирационнаяшахта.
Vг =11128.1*1.5=16692.15
Циклоны.
Vг =11128.1*1.6=17804.96
Фильтр.
Vг =11128.1*2=22256.2
Площадь шахтыF =16692.15/3600=4.63
Размер сторонышахты а = √4.63=2.15
Высота шахтыh =5.5*(2*2.15*0.5)=11.825
Производительностьциклона мі/ч17600-20720 состоит группаиз 4 циклоновпри диаметре 700 мм.
Рукавныефильтра типаСМЦ – 101 3 с длиннойрукава 900 мм.
Характеристикарукавногофильтра.
| Производительность,мі/ч | 26.4 |
| Массафильтра, кг | 10850 |
| Потребляемаямощность, кВт | 3.0 |
| Площадьфильтрующейповерхности | 400 |
| Числорукавов | 72 |
| Числодвух камерныхсекций | 2 |
ВыбраливентиляторВМ 15 для просасываниявоздуха черезмельницу иаспирационнуюсистему.
Производительность 38 мі/ч потребляемаямощность 95 кВт.
2.8. Расчетсушильногоотделения.
Кол-во влагиподлежащиеиспарению
W =(21-1)/(100-21)*30.88=7.817т ~ 7817 кг
Выбираемдва сушильныхбарабана «Прогресс»с производительностью5100 кг/ч.
Характеристикасушильногобарабана «Прогресс».
| Размербараб. | Производительность | Скоростьвращения об/мин | МощностьдвигателякВт | ||
| Повысушенномуматериалут/ч | Поиспареннойвлаге кг/ч | Поудельномупоросъемукг/(міч) | |||
| 2.2 х20 | 20 | 5100 | 70 | 5 | 14 |
2.9. Своднаятаблица оборудования.
| № | Наименование | Тип | Производительность | Мощн.кВт | Кол-во | |
| расчетная | паспортная | |||||
| 1 | Силоса | 3000 мі | - | - | - | 8 |
| 2 | Мельницы | 3.2 х 8.5 | 48.5 | 60 | 1250 | 4 |
| 3 | Сепараторы | 5-3.6- 8.5 | 29.1 | 40 | 47 | 8 |
| 4 | Весоизмеритель | ВД-1059м | 3.3 | 5 | 120 | 2 |
| 5 | Весоизмеритель | ВД-1058 | 53.1 | 75 | 200 | 6 |
| 6 | Элеватор | В-450 | 58.2 | 87.0 | 10 | 1 |
| 7 | Элеватор | ЦБ-350 | 55.0 | 55.0 | 7 | 3 |
| 8 | Камерныйнасос | К-1955 | 48.5 | 60 | - | 4 |
| 9 | Компрессор | 205ВП 30/8 | 80.69 | 30 | 200 | 4 |
| 10 | Циклоны | ЦН-15 | 17804.96 | 17600-20720 | - | 4 |
| 11 | Рукавныйфильтр | СМУ-101 | 22.3 | 26.4 | 3 | 4 |
| 12 | Сушильныйбарабан | Прогресс | 7817 | 5100 | 14 | 2 |
| 13 | Конвейер | 500 | 10200 | 4 | ||
| 14 | Вентилятор | ВМ 15 | 22.3 | 38 | 95 | 4 |
3.0. Технико-экономическаячасть.
Расчетэлектроэнергии.
| №п/п | Основноеоборудованиеи его наим.сэлектродвигателем | Кол-воединиц оборудо-вания | МощностьэлектродвигателяКВт | Годовойфонд рабочеговремени | Коэфф.загруже нияпо мощности | Часовойрасход электроэнергии с учетомкоэфзки помощ-ностиф.использ ованияи загру | ||
| Единица | общая | |||||||
| 1 | Мельница | 4 | 1250 | 5000 | 7446 | 0.8 | 29784000 | |
| 2 | Сепаратор | 8 | 47 | 376 | 0.77 | 2155765.9 | ||
| 3 | Весоизмеритель | 2 | 120 | 240 | 0.73 | 1304539.2 | ||
| 4 | Весоизмеритель | 6 | 200 | 1200 | 0.78 | 6969456 | ||
| 5 | Элеватор | 1 | 10 | 10 | 0.74 | 55100.4 | ||
| 6 | Элеватор | 3 | 7 | 21 | 0.96 | 150111.36 | ||
| 7 | Компрессор | 4 | 200 | 800 | 0.89 | 5301552 | ||
| 8 | Рукавный фильтр | 4 | 3 | 12 | 0.84 | 75055.68 | ||
| 9 | Сушильныйбарабан | 12 | 14 | 28 | 0.77 | 78629.32 | ||
| 10 | Вентилятор | 4 | 95 | 380 | 0.64 | 1810867.2 | ||
| ИТОГО: | 47685077.06 | |||||||
Находимудельный расходэлектроэнергии.
Эуд =47685077.06/1200000=39.7
Потребностьцеха в энергетическихресурсах.
| №п/п | Наименованиеэнергетическихресурсов | Единицыизмерения | Расходы | |||
| в час | в смену | в сутки | в год | |||
| 1 | Электроэнергия | кВт.ч | 6404.1 | 91002 | 130644 | 47685077.06 |
3.1. Штатнаяведомость цеха.
К составурабочих относятсявсе лица, непосредственнозанятых приизготовлениипродукции, атакже дежурныхслесарей имонтеров.
В составцехового персоналавходят начальникцеха, сменныемастера, младшийобслуживающийперсонал.
| Наименованиепрофессииили видов работ | Кол-воработающих | |||
| 1 смена | 2 смена | 3 смена | Всего | |
| А.Производственныерабочие | ||||
| 1. Машинист-оператормельниц помола | 1 | 1 | 1 | 3 |
| 2. Помощникимашинистов | 1 | 1 | 1 | 3 |
| 3. Машинистыдробилок | 1 | - | - | 1 |
| 4. Рабочиепо обслуж.обеспыл. устройств | 1 | 1 | 1 | 3 |
| 5. Рабочиена аэрожелобах | 1 | 1 | 1 | 3 |
| 6. Машинистыкомпрессоров | 1 | 1 | 1 | 3 |
| 7. Подсобныерабочие | 1 | - | - | 1 |
| 8. Дежурныйслесарь | 1 | 1 | 1 | 3 |
| 9. Электромонтёр | 1 | 1 | 1 | 3 |
| 10. Машиниступаковочноймашины | 1 | - | - | 1 |
| 11. Рабочиесклада дляпогрузки цемента | 2 | 2 | 2 | 6 |
| 12. Лаборант | 1 | 1 | 1 | 3 |
| Б.Цеховой персонал | ||||
| 1. Начальникцеха | 1 | - | - | 1 |
| 2. Старшиймастер | 1 | - | - | 1 |
| 3. Сменныймастер | 1 | 1 | 1 | 3 |
| 4. Уборщица | 1 | 1 | 1 | 3 |
Удельныетрудовые затраты.
Ту = (41*365)/1200000=0.01
4.0. ПриготовлениеПортландцементногоклинкера.
Расчеттрех компонентнойсырьевой смеси.
Дано:
C3S– 50 %
C2S– 25 %
C3A– 5 %
C4AF- 20 %
При произведенныхрасчетах пометодическимуказанием,получаем следующиеданные.
CaO =65.2205
SiO2= 21.875
Al2O3= 6.0861
Fe2O3= 6.572
Сумма составляет99.75
Кн = 0.86
n = 1.728~ 1.7
р = 0.926 ~ 1 для увеличенияглиноземистогомодуля выбираемдобавку «Алапаевскийбоксит»
Характеристикасырьевых компонентови корректирующейдобавки.
Данные втаблице с пересчетам.
| Наименование | SiO2 | Al2O3 | Fe2O3 | CaO | MgO | SO3 | П.П.П. | ∑ |
| Алексеевскиймел | 13.59 | 2.57 | 1.94 | 44.86 | 0.95 | 0.19 | 35.81 | 99.91 |
| Алексеевскаяопока | 77.03 | 7.5 | 5.57 | 2.27 | 1.87 | 0.26 | 5.5 | 100 |
| Алапаевскийбоксит | 15.99 | 47.35 | 19.12 | 1.87 | 0.42 | - | 15.25 | 100 |
а 1 =2.8*0.86*13.59+1.65*2.57+0.35*1.94-44.86=-7.22
в 1 =2.8*0.86*77.03+1.65*7.5+0.35*5.57-2.27=197.54
с 1 =1.87-2.8*0.86*15.99-1.65*47.35-0.35*19.12=-121.45
а 2 = 1.7*(2.57+1.94)-13.59=-5.923
в 2 = 1.7*(7.5+5.57)-77.03=-54.811
с 2 = 15.99-1.7*(47.35+19.12)=-97.009
х = компонент1/компонент3=16.49
у = компонент2/компонент3=-0.012 ~ 0
Следовательно,на одну весовуючасть трепелатребуется 16.49весовые частиизвестнякаи 0 глины. В процентномсоотношенииэто дает следующиезначения:
известняк 94.3 %
глины 0 %
трепел 5.7 %
Химическийсостав сырьевойсмеси и клинкера.
| Наименование | SiO2 | Al2O3 | Fe2O3 | CaO | MgO | SO3 | П.П.П. | ∑ |
| Известняка 94.3 % | 12.82 | 2.42 | 1.83 | 42.30 | 0.98 | 0.18 | 33.77 | 94.3 |
| Трепел 5.7 % | 0.91 | 2.698 | 1.09 | 0.11 | 0.03 | - | 0.86 | 5.7 |
| Сырьеваясмесь | 13.73 | 5.12 | 2.92 | 42.41 | 1.01 | 0.18 | 34.63 | 100 |
| Клинкер | 21.00 | 7.83 | 4.47 | 64.89 | 1.54 | 0.27 | - | 100 |
При проверкиправильностирасчета былиполучены следующиеданные:
Кн = 0.86
n = 1.7
р = 1.75
Вывод: Задачапо увеличениюглиноземистогомодуля выполнена,и в доказательстваправильностивсех решениймы получилиза ранние известныеданные.
Рассчитаемрасход сухихсырьевых компонентов.
Шихты100*1000/(100-34.63)=1.53
Известняк94.3*1.53/100=1.443
Трепел1.53*5.7/100=0.087
5.0. Списокиспользуемойлитературы.
А.В. Волженский.Минеральныевяжущие вещества.М. Стройиздат1986.
А.А.Пащенко,В.П.Сербин. Вяжущиематериалы.Киев – 1975
Г.И.Горчаков.Вяжущие Вещества,бетоны и изделияиз них. Москва1976
О.К. Потапова.Методическиеуказания. Волгоград2000
А.А. Борщевский.Механическоеоборудование.
МинистерствообразованияРФ
Волгоградскийгосударственныйархитектурно-строительныйуниверситет
Кафедрастроительныхматериалови специальныхтехнологий
Пояснительнаязаписка
К курсовомупроекту подисциплине
«Вяжущиевещества»
_____________________________________________
Работувыполнил: Руководительпроекта:
1202016 ПСК-1-02
ПоникаровскихА.А Потапова О.К.
Волгоград2005
Содержание
1.1Введение……………………………………………………………………..1
1.2Ассортиментпродукции……………………………………………………3
1.3Технологическаясхема……………………………………………………..5
1.4Охрана трудаи контрольпроизводства…………………………………...6
2.1 Режим работыпредприятия………………………………………………..8
2.2 Материальныйбаланс……………………………………………………...8
2.3 Расчет емкостискладов и готовойпродукции икол-во силосов……….11
2.4 Расчетпроизводительностии кол-во мельниц…………………………..12
2.5 Подборсепараторовот производительностимельниц………………….12
2.6Расчет и подборкол-во единицвспомогательногои транспортного
оборудования…………………………………………………..……………...13
2.6.1 Расчет шириныленты сборочноголенточногоконвейера………...….14
2.6.2 Расчет емкостиковшовогоэлеватора…………………………………..15
2.6.3 Пневмокамерныйнасос………………………………………………….15
2.6.4 Компрессор……………………………………………………………….15
2.7 Расчет системыгазоочисткии аспирациимельниц……………………...16
2.8 Расчетсушильногоотделения……………………………………………..16
2.9 Своднаятаблицаоборудования……………………………………………17
3.0 Технико-экономическаячасть……………………………………………..17
3.1 Штатнаяведомостьцеха…………………………………………………...18
4.0 Приготовлениеп.ц. клинкера(расчет)…………………………………….19
5.0Списокиспользуемойлитературы………………………………………….21
Производственнаясхема.
Клинкер ГипсДобавка
Ленточныевесоизмерители
Ленточныйконвейер
ШароваямельницаАспирационнаяшахта 
Циклоны 
Ковшовыйэлеватор 
Электрофильтр
Сепаратор
Вентилятор 
СборочныйшнекАтмосфера Пневмокамерныйнасос
ЦементныесилосаРасфасовка