Referat-info
Меню сайту
Категорії розділу
Педагогіка [83]
Інформатика і комп`ютерні технології [73]
Всесвітня історія [1080]
Історія України [1069]
Історичні постаті [243]
Основи правознавства [104]
Філософія [214]
Екологія [301]
Біологія [159]
Географія [205]
Рефераты на русском [125]
Хімія [91]
Література [182]
Економіка [501]
Психология [128]
Техніка та технології [70]
Військова справа [302]
Будівництво [92]
Block title
Block title
Block title
Головна » Статті » Будівництво

Тема: Цех помелу портландцементного клінкеру

Метою даної курсової роботи є проведення літературного і патентного пошуку по цеху помелу портландцементного клінкеру, розробка технологічної схеми і апаратурного оформлення.
У роботі представлено аналітичний огляд за видами цементу і їх складу, що застосовується устаткування для помелу цементу. Наведено матеріальний баланс цеху помелу портландцементного клінкеру, розрахунок і підбір основного обладнання.
Показана перспективність використання в Республіці Білорусь при виробництві цементного клінкеру двухшахтних кульових млинів, що сприяє зменшенню енерговитрат на виробництві та є досить доступним апаратом.
Розроблено технологічну схему і апаратурне оформлення цеху помелу портландцементного клінкеру, якість якого відповідає вимогам, що пред'являються до сировини вищого гатунку, що є запорукою отримання з нього високоякісного бетону.
Вступ
В даний час в РБ сумарна потужність цементних заводів становить приблизно 3703,4 тис. Тонн цементу в рік, що є недостатнім для зростаючого з кожним роком будівництва. Тому для повного задоволення будівельної промисловості вітчизняним цементом проводиться нарощування виробництва найважливішого матеріалу, т. Е. Цементу.
Цементна промисловість є складовою частиною важкої промисловості і визначає потенціал будь-якої держави. Галузь є основним постачальником сировини для виробництва бетону та залізобетону (понад половини виробленого цементу), який в свою чергу виступає основним конструкційним матеріалом в будівництві. Іншими словами, це сектор, попит, на продукцію якого прямо залежить від обсягів житлового і промислового будівництва.
У той же час цементна промисловість є однією з найбільш енергоємних. У зв'язку з цим набагато більшу перспективу має сухий спо
соб виробництва, оскільки витрата умовного палива на заводах сухого способу виробництва цементу складає 120-130 кг умовного палива, в той час як по мокрому способу виробництва цементу ця становить 220-230 кг умовного палива, що практично в 2 рази більше.
Помел клінкеру досить енергоємний процес при отриманні цементу.
Для зниження енерговитрат при помелі користуються різними варіантами, наприклад: введення интенсификатора помелу, перехід на замкнутий цикл помелу, модернізація млини і т. Д.
1. Аналітичний огляд літератури
1.1 Хімічний склад клінкеру
Основними і обов'язковими оксидами в складі цементного клінкеру є СаО, Si02, А1203 та Fe2O3. Їх зміст в клінкері становить 95%. Крім них, в залежності від виду застосовуваного сировини, в клінкері є в невеликих кількостях MgO, луги, Ti02, Mn203, S03, Р205. У звичайному клінкері кількість окремих оксидів коливається в таких межах:
СаО - 63 - 66%; MgO - 0,5 - 5%;
Si02 - 21 - 24%; S03 - 0,3 - 1%;
А1203 - 4 - 8%; Na20-K20 - 0,4-1%; 2O3 - 2 - 4%; Ti02 - 0,2 - 0,5%;
P2O5 - 0, l%.
O як клінкеру в певній мірі можна судити по дан ним його хімічного аналізу. Хімічний аналіз готового Портланд цементу не є показовим, оскільки введені під час помелу добавки змінюють його склад.
При аналізі клінкеру визначають не тільки загальна кількість окремих оксидів, а й ступінь зв'язування СаО і Si02, т. Е. Дізнаються, скільки СаО і Si02 залишилося у вільному стані.
Kaк вже вказувалося, першим за змістом і значенням є СаО чим більше в цементі СаО, тим більше високоміцним і бистротвердедащім він буде. Однак обов'язкова умова отримання високоякісного клінкеру - повне зв'язування СаО кислотними оксидами. СаО, що залишається у вільному стані, викликає нерівномірність зміни обсягу, оскільки при випалюванні клінкеру в результаті високої температури він виходить намертво обпаленим і не гаситься при замішуванні цементу водою, а гідратіруется в уже затверділому цементі, викликаючи появу небезпечної напруги. Цементи з повитшенним вмістом СаО під час твердіння виділяють велику кількість теплоти, володіють зниженою водостійкістю.
Кремнезем - одна з найважливіших складових частин клінкеру. Він пов'язує СаО в силікати, здатні до гідравлічного твердненню. Збільшення вмісту SiO2 в клінкері веде до уповільнення схоплювання і твердіння. Однак цементи з підвищеним вмістом SiO2 мають високу міцність в пізні терміни твердіння. При їх гідратації виділяється помірна кількість теплоти, вони відрізняються підвищеними водо- і сульфатостойкостью.
Глинозем - основний компонент алюмінатів, підвищення його змісту обумовлює швидке схоплювання і прискорене твердіння. Цементи з підвищеним вмістом глинозему володіють низькими сульфато і морозостійкістю.
Fe203 служить плавнем і покращує спікання клінкеру, а також є барвником оксидом. Цементи з високим вмістом Fe203 і малим содёржаніем глинозему характеризуються підвищеною сульфатостойкостью. За швидкістю наростання міцності такі цементи наближаються до висококремнеземістим.
MgO небажана домішка в клінкері. джерелоцього оксиду - доломітизовані вапняки. Оскільки клінкер обпалюється при 1450 ° С, значна кількість MgO при звичайному хімічному складі клінкеру виходить у вигляді намертво обпаленого периклаза, який гідратіруется в уже затверділому цементі, викликаючи зниження прoчнocті і навіть його руйнування. За ГОСТ 10178-76 портландцемент повинен містити не більше 5% MgO.Ti02 - потрапляє в клінкер з глинистого сировини, його зміст в клінкері рідко перевищує 0,3%. Цей оксид - корисний компонент клінкеру, сприяє поліпшенню його кристалізації. Як показали дослідження, додавання в сировинну суміш до 4% Ti02 сприяє підвищенню міцності, при цьому Ti02 заміщає еквівалентну кількість кремнезему. Збільшення вмісту Ti02 понад 5% погіршує якість цемента.Мn2О3 міститься в клінкері в помітних кількостях лише тоді, коли в сировинну суміш вводять замість глинистого компонента доменний шлак. Цей оксид заміщає Fe203 в клінкерних мінералах і суттєво не впливає на властивості клінкера.Cr203 також може потрапляти в клінкер при використанні в якості сировини різних вторинних продуктів. В кількості 0,1-0,3% він є легуючої добавкою, збільшує швидкість твердіння в початковий термін, в кількості 1-2% - уповільнює інтенсивність росту прочності.Р2О5, як правило, міститься в сировинних матеріалах небагато. Дослідження Л. Д. Єршова показали, що 0,2-0,3% Р2О5 є легуючої добавкою, яка збільшує міцність цементу в ранній термін твердіння. При підвищеному вмісті Р205 C2S переходить в гідравлічно менш активний і міцність цементу знижується. Крім того, при кількості Р205 більше 2% в системі не кристалізується C3S, а тільки C2S [3] .Щелочі, як правило, потрапляють в цементний клінкер з глинистого сировини у вигляді польового шпату різного ступеня вивітрювання. Вміст калію в природних з'єднаннях значно вище, ніж натрію, і, не дивлячись на те що сполуки калію більш летючий, в клінкері калію міститься в 2-3 рази більше, ніж натрію. Значний вміст лугів в цементі негативно впливає на процеси гідратації, призводить до утворення вицвітів на виробах. .2Клінкер і його размаливаемость Портландцементний клінкер є конгломератом мінералів, що утворився в процесі випалу і скріплений застиглої фазою. Хімічний і мінералогічний склади клінкеру визначають размаливаемость. Размаливаемость може бути виражена кількістю матеріалу в грамах, розмеленого за один оборот млини і пройшов через сито з числом осередків 6400 на 1 см2 (сито № 70 по DIN 4188) цементу. Размаливаемость клінкеру знаходиться в наступних межах 0,67 - 1,41.Хіміческій склад портландцементного клінкеру може коливатися в таких межах,% по масі: СаО - 63 - 66%; MgO - 0,5 - 5%; Si02 - 21 - 24% ; S03 - 0,3 - 1%; А1203 - 4 - 8%; Na20-K20 - 0,4-1%; 2O3 - 2 - 4%; Ti02 - 0,2 - 0,5%; P2O5 - 0, l%. Мінералогічний склад портландцементного клінкеру може бути таким,% по масі: С3S - 37 - 65%; C2S - 10 - 37%; C3A - 5 - 15%; C4AF - 10 - 18%. На малюнку 1.1 показано зв'язок між размаливаемостью і силікатною модулем: при зростанні силікатної модуля размаливаемость зменшується. Малюнок 1.1 Залежність силікатної модуля від размаливаемості Размаливаемость прямо пропорційна процентним вмістом як А1203, так і Fe203. Існує зв'язок між щільністю клінкеру і його размаливаемостью: зі збільшенням щільності размаливаемость клінкеру підвищується. А також із зростанням щільності цементної сировинної суміші її размаливаемость ухудшается.Високое зміст C2S погіршує размаливаемость клінкеру, це пов'язано з налипанням частинок на мелють тіла і з агрегаціей.Образованіе клінкерних мінералів частково відбувається в рідкій фазі. Частка рідкої фази визначає їх компактність і, отже, размаливаемость. Чим більше рідкої фази, тим важче розмолоти клінкер.Ісследованія дозволили встановити вплив вологості розмелюється на енерговитрати при помелі до різної питомої поверхні по Блейн [11]. Малюнок 1.2 - Залежність енерговитрат від влажностіРісунок 1.3 - Залежність вологості від размаливаемості: поверхню по Блейн, 2900см2 / г; той же, 2700 см2 / г; На малюнку 1.2 показано вплив вологості клінкеру на енерговитрати при помелі. Крива 1 відноситься до клінкеру, який містить 0,4% вологи, крива 2 - до того ж клінкеру вологістю 2,4% .Як видно з малюнка, витрата енергії на помел клінкеру вологістю 2,4% до 10% -ного залишку на ситі з числом осередків 4900 на 1 см2 приблизно на 8 кВт-год / т перевищує витрата енергії на помел клінкеру вологістю 0,4%. Необхідно відзначити, що висока вологість живильного млин матеріалу чинить негативний вплив на процес помелу на всьому його протяженіі.Дальнейшіе дослідження дозволили встановити вплив вологості розмелюється на енерговитрати при помелі до різної питомої поверхні по Блейн. Результати, отримані відповідно до малюнком 1.3, відносяться до помелу залізної руди різної вологості в однокамерною млині. Індекс размаливаемості Бонда для такої руди дорівнює 12,7 кВт-год / кор.т. Підвищення вологості завантажується в млин матеріалу з 1 до 2% при помелі до 2500 см2 / г по Блейн вимагає підвищення витрати енергії на 10%. При помелі до 2900 см2 / г по Блейн витрата енергії зростає вже на 15%. Якщо при такій же питомої поверхні вологість зростає з 1 до 3%, то приріст енерговитрат на помел становить 26% [11] .Значітельная частина енергії, що підводиться в усіх подрібнювачах, особливо в кульових млинах, перетворюється в тепло, виділення тепла настільки значно, що розмелюють матеріал нагрівається до температури понад 100 ° С. Нагрівання розмелюється при сухому помелі цементної сировинної суміші не робить несприятливого впливу. Хімічні властивості клінкеру при цьому не змінюються. Однак такі добавки, як гіпсовий камінь, що вводяться в цемент при помелі, чутливі до підвищення температури. Дегідратація гіпсу починається при температурі 105 ° С. При більш високих температурах в процесі помелу відбувається часткове виділення його кристалізаційної води і гіпс втрачає здатність регулювати схоплювання цементу; такий цемент набуває властивостей так званого хибного тужавлення, або «Бистряков», який після змішування з водою відразу ж або через кілька хвилин перетворюється в тверду масу. Якщо помилкове схоплювання з'являється воно може бути усунуто повторним перемішуванням бетонної суміші без добавки води, хоча це не так легко але легкоукладуваність буде підвищена і бетон може бути покладений звичайним способом, без втрати міцності. Цемент, який характеризується хибним схоплюванням, слід залишити для більш тривалого зберігання, у результаті якого це явище зазвичай зникає. .3 Способи помелу цементного клінкеру В даний час основними агрегатами для помелу клінкеру є двокамерні млини 3,2 х 15 м продуктивністю 50 т / год; 4 х 13,5 м продуктивністю до 100 т / год і 4,5 × 16 м продуктивністю 145 т / ч.Помол клінкеру може проводитися у відкритому і замкнутому циклі. При помелі у відкритому циклі можна досягти високої питомої поверхні, енерговитрати на помел збільшуються, так як в млині накопичується значна кількість тонких фракцій. Готовий цемент має широкий діапазон крупності, що погіршує його властивості. У відкритому циклі цементи зазвичай подрібнюють до питомої поверхні не більше 3000 см² / г. Для досягнення більш високої питомої поверхні необхідно в процесі помелу відокремлювати дрібні частинки, т. Е. Застосовувати замкнутий цикл помелу. При цьому подрібнюється матеріал проходить через сепаратор, де відділяється дрібна фракція, яка є готовим продуктом, а велика фракція повертається в млин. Завдяки своєчасному видаленню дрібної фракції з млина готовий продукт більш однорідний по гранулометричному складу, містить значно менше великих фракцій, які залишаються в цементному камені баластом і майже не впливають на міцність. Подрібнення клінкеру в замкнутому циклі можна здійснювати за двома схемами [3] .По першій схемі подрібнений в трубної млині клінкер подають ковшовим елеватором і аерожолобами в сепаратори, звідки крупка повертається на домол в першу камеру млина, а готовий продукт надходить в силоси [6]. Ця схема проста і зручна в експлуатації, її можна швидко перевести на відкритий цикл. Висока дисперсність матеріалу, що направляється в сепаратор, сприяє підвищенню ефективності роботи останнього, так як зростає вихід тонких фракцій і підвищується продуктивність установки. Недолік установки - підвищена витрата електроенергії через деякого переізмельченія.По другою схемою матеріал вивантажують з першої або другої камери елеватором, подають його в сепаратор, а крупу повертають у другу камеру. Недолік схеми - необхідність застосування спеціальних млинів, неможливість переходу на відкритий цикл, ускладнення умов експлуатації. Однак ефективність помелу за цією схемою вище, ніж по первой.Мельніци 4 × 13,5 і 4,5 × 16 м працюють в замкнутому циклі з сепараторами за першою схемою. Помел по замкнутому циклу найбільш раціональний для отримання високоміцних і швидкотверднучих цементів. Недоліком млинів, що працюють по замкнутому циклу, є складність механічного обладнання установок і часті поломки допоміжних пристроїв [5] При виробництві змішаних цементів та для тонкого подрібнення у відкритому циклі можна застосовувати двохстадійний помел. Для цього встановлюють два млини: в першій проводиться попередній грубий помел, в другій - тонке подрібнення. За пропозицією фірми «Смідт» друга млин завантажується цільпебси розміром 4-8 мм проти 20-35 мм в звичайних млинах. При цьому досягається така ж тонкість помелу, як і в сепараторних млинах при кілька менших витратах електроенергіі.На останніх стадіях подрібнення в млині розвивається висока температура (до 150-160 ° С), внаслідок чого продуктивність її різко падає. Крім того, висока температура в млині сприяє перетворенню гіпсу в напівгідрат, що в подальшому негативно впливає на процес тужавіннявання цементу. Такий цемент набуває здатності «помилкового» схоплювання. Для зниження температури і поліпшення умов помелу в останню камеру млина впорскують розпорошену повітряно-водяну суміш, що підвищує її продуктивність на 10-18%. Кількість води не повинно перевищувати 1,5% маси цементу. Пристрій для подачі води включається автоматично, якщо температура цементу, що виходить з млина, перевищить 100-120 ° С. Однак вводити воду в першу камеру не слід, так як різко знижується продуктивність млина. При досягненні цементом питомої поверхні 3500-4000 см² / г спостерігається агрегування частинок, погіршується перемешіваемость цементу при замішуванні і підвищується водопотребность. Агрегування різко знижується при застосуванні ПАР [3] .Адсорбція поверхнево-активних речовин може значно знижувати межа пружності, міцність і твердість, полегшувати руйнування тендітних тел і збільшувати пластичність металів. При деформації твердого тіла в поверхневому шарі розвиваються клиновидні мікротріщини, які замикаються після зняття навантаження. Адсорбційні шари, мігруючи по поверхні, досягають їх гирла і перешкоджають змиканню. Плівки рідини між твердими поверхнями надають на них розклинюючий дію, сприяючи їх розширенню. Якщо поверхнева енергія знижується незначно, настає лише ефект пластіфіцірованія, якщо поверхнева енергія знижується в кілька разів охрупненіе. а при подальшому її зниженні - мимовільне диспергування. Адсорбційні ефекти тим сильніше, чим вище дефектність структури. На величину ефекту впливає фізико-хімічну взаємодію між ПАР і твердим тілом. Ефективність ПАР визначається також і їх концентрацією. Оптимальна концентрація відповідає умовам утворення мономолекулярного шару, тому дозування ПАР повинна бути дуже невисокою (зазвичай десяті і навіть соті частки відсотка) .Деякі добавки одночасно з інтенсифікацією помелу позитивно впливають на будівельно-технічні властивості цементу - підвищують морозостійкість, є пластифікаторами, гидрофобизаторами, хоча і можуть знизити початкову міцність [4] .Найбільш широко в даний час застосовуються катіонактівних з'єднання - сульфітно-дріжджова брага (СДБ), тріетаноламі н (ТЕА), суміш СДБ і ТЕА в співвідношенні 1: 1. При введенні ТЕА в кількості 0,015-0,03% маси клінкеру продуктивність млинів підвищується на 15-35%, питома витрата електроенергії зменшується на 10-35% [12]. .4 Інтенсифікатори помелу Інтенсифікатори помелу є речовини, що сприяють процесу подрібнення в барабанних млинах завдяки запобіганню тіл, що мелють від налипання частинок і диспергированию розмелюється. Добавки, що сприяють помолу цементу, не повинні робити негативного впливу на його властивості [4] .Інтенсіфікатори помелу можна додавати до розмелюють матеріалу в твердому або рідкому вигляді або подавати прямо в млин в дозованим колічестве.Скорость подачі рідини можна контролювати точніше, ніж дозування невеликих кількостей зернистих матеріалів. Інтенсифікатори помелу додають в кількості 0,006- 0,08% маси клінкера.Большінство интенсификаторов помелу є речовини, які сильно адсорбуються поверхнею розмелюють частинок, насичуючи надлишковий потенціал поверхні і запобігаючи тяжіння інших частинок і утворення агломератів [12] .Інтенсіфікатори помелу запобігають налипання частинок на мелють тіла і завдяки цьому підвищують продуктивність млинів. Інтенсифікатори помелу знижують витрати енергії і самоокупним. Диспергирование частинок, викликане интенсификаторами помелу, підвищує продуктивність повітряних сепараторів, так як дрібні частки не захоплюються великими. При цьому знижується кількість циркулюючого матеріалу, і в результаті більше дрібних частинок відразу потрапляє в готовий продукт.Інтенсіфікатори помелу самі по собі не мають помітного впливу на міцність цементу. Вони можуть знизити початкову міцність, однак міцність у віці 28 діб залишається близькою до нормальной.Устраненіе надлишку поверхневої енергії, що викликає взаємне тяжіння частинок, при використанні интенсификаторов помелу покращує плинність цементу. Норми ASTM на портландцемент допускають застосування двох «стимуляторів» помелу - ТДА і 109-В. При помелі сировинної суміші можна застосовувати інтенсифікаторами помелу, що включають вугілля, графіт, колоїдний вугілля, кокс, каніфоль, ворвань, стеарати і т. Д.Разжіжітелі шламу впливають на процес мокрого помелу; вони запобігають утворенню пластівців і проявляють поверхневу актівность.Для помелу цементу застосовують такі інтенсифікаторами: амінацетат, етиленгліколь, пропіленгліколь, етиленгліколь. При помелі з пропіленгліколем питома поверхня цементу підвищується на 800 см2 / г в порівнянні з помелом без інтенсифікаторів при рівних витратах енергії [13] .. 5 Порівняльний аналіз вертикальної валковой і кульової млинів Близько 110 років тому данський інженер М. Девідсен запатентував у Франції новаторське відкриття, яке представляло собою трубну млин, наповнену сталевими кулями або кремінної галькою для тонкого помелу піску або цементу. Компанія FLSmidth придбала права на його патент і розпочала продаж вдосконаленої версії цього млина по всьому світу. Для цементної промисловості кульова млин була епохальною проривом, так як майже 80 років вона була найбільш поширена при помелі сировини і вугілля і по теперішній час все ще дуже широко використовується для помелу цементу. За останні три десятиліття валковая вертикальна млин стала основною млином для помелу сировини. Її ефективність в поєднанні з можливістю сушити, розмелювати і сортувати матеріал в одному агрегаті дає їй незаперечну перевагу над кульової млином. Однак, незважаючи на ці переваги, застосування валкової тарельчатой ​​млини для помелу цементу не так распространено.Двухкамерная кульова млин з сепаратором підвищеної ефективності, що працює в замкнутому циклі, все ще є найкращою для помелу цементу, хоча валковая вертикальна млин, що збільшила частку на ринку за останнє десятиліття, виступає як життєздатна альтернатива їй. Цієї ситуації існує безліч пояснень, заснованих на ціні і простоті експлуатації, ціною монтажу, ціною і простоті обслуговування, якість продукції, багатофункціональності та т. Д. На цих параметрах базується наведене нижче порівняння двох млинів для помелу цемента.Процесс помелу в вертикальної валковой і кульової млинах кардинально різниться. У кульовій млині процес подрібнення відбувається за рахунок удару і стирання. У вертикальній валковой млині при подрібненні шар матеріалу піддається досить сильному тиску, що викликає руйнування окремих частинок, хоча більшість частинок в шарі значно менше, ніж його толщіна.Такім чином, необхідно щоб між валками і столом валковой млини формувався стабільний і щільний шар, який здатний витримувати додається тиск, без витіснення матеріалу із зони роздавлювання. Стабільного шару при помелі сировини зазвичай легко досягти, використовуючи валковий вертикальну млин з сепаратором підвищеної ефективності. Однак під час помелу цементу досягти стабільного шару набагато складніше з наступних причин: -цемент подрібнюють значно тонше сировини; -матеріал подається до млина для помелу цементу обичноабсолютно сухим і подрібнюється набагато важче, ніж сировину; -Звичайно продукт при помелі цементу регламентований набагато більш суворими вимогами до розподілу часток по размеру.Ета різниця в помелу цементу та сировини є значною перешкодою для досягнення гарної роботи під час помелу цементу валковой млином. Однак зараз існує так звана млин ОК (модель валковой тарельчатой ​​млини, що випускається компанією FLSmidth). Вона стала прикладом конструктивного рішення для подолання труднощів, пов'язаних з остаточної стадією помелу цементного клінкеру і пов'язаних з ним продуктів. «ОК» млин була розроблена в Японії компаніями Onoda Cement Co., Onoda Engineering and Consulting Co. і Kobe Steel на початку 80-х рр. минулого століття. У 1993 р компанія F.L. Smidth-Fuller Engineering придбала права на її виробництво і продаж. Запатентовані конструкції валків і столу млини ОК привели до перевороту в відношенні формування стабільного шару матеріалу. На малюнку 1.4 показані сферичні валки млини ОК з пазами в середині [6] .Стол зігнутий і тим самим формує разом з валками клинообразную зону стиснення і помелу. Подібна конструкція з двома виступами оптимальна для помелу клінкеру, т. К. Вона створює дві окремі зони помелу: з високим і з низьким давленіем.В зоні низького тиску під внутрішнім виступом матеріал перед помелом деаерують і ущільнюється. Безпосередньо помел відбувається в зоні високого тиску під зовнішнім виступом. Паз в центрі валка полегшує деаерацію матеріалу, запобігаючи його ожіженіе.Улучшенію роботи і зниження вібрації млини ОК сприяє сепаратор підвищеної ефективності. Він знижує внутрішню рециркуляцію тонкозернистого матеріалу і відповідно збільшує швидкість подачі. Таким чином, матеріал, що йде на помел, стає більшим і, отже, менш схильним до розрідження. Малюнок 1.4 - Тривимірне зображення мельтельного кільця легко вим. вис., сегмент огранічініци ОКНазначеніе помельного агрегату полягає в тому, щоб отримати тонину продукції, що забезпечує потрібну реакційну здатність і, відповідно, міцність виробленого цементу. Якість цементу зазвичай перевіряється за допомогою вимірювань по Блейн питомої поверхні або залишків на ситі. Однак вплив млинової системи на якість продукту складніше, ніж те, що відбивається значенням по Блейн або залишком на ситі. Воно включає в себе наступні фактори: -розподіл частинок за розміром:-ступінь дегідратації гіпсу, який додається в цемент; -попередня гідратацію і карбонізацію клінкера.Валковую тарілчасту млин характеризує те, що за один прохід міжду валками і столом матеріалу передається тільки невелика кількість енергії. У зв'язку з цим потрібно багато проходів, щоб передати необхідну питому енергію матеріалу, що призводить до високої внутрішньої циркуляції. Це, в разі якщо процес сепарації ефективний, призводить до крутий кривий розподілу гранулометричного складу частинок. У зв'язку з цим виникає потреба в прийнятті заходів для зменшення нахилу кривої гранулометричного розподілу часток з метою досягнення якості цементу, аналогічного виробленому кульовими млинами. В ОК млині досягнення цієї мети здійснюється декількома способамі.Для зниження внутрішньої циркуляції матеріалу стіл загнутий вгору, що дозволяє зберігати певний мінімум матеріалу під валками. Також по периметру помольних стіл оснащений регульованим обмежує кільцем, малюнок 1.5. Чим вище обмежує кільце, тим товщі розмелюють шар матеріалу і тим довше він затримується на столі. Таким чином, матеріал отримає більше енергії перед тим, як покинути стіл, що призведе до зниження циркуляції матеріалу через сепаратор і зменшення нахилу кривої гранулометричного состава.Давленіе при помелі також впливає на гранулометричний склад частинок. Чим вище тиск, тим інтенсивніше помел за один прохід матеріалу, менше рециркуляція і, відповідно, менше нахил кривої гранулометричного состава.Соотношеніе швидкості повітряного потоку і швидкості сепаратора також впливає на гранулометричний склад частинок. У млинах ОК стало можливо досягти гранулометричного става частинок цементу, аналогічного проведеному на кульових млинах. Однак слід зауважити, що досягнення широкого гранулометричного складу частинок має вою ціну: знижується ефективність помола.Во час помелу виробляється тепло, і цемент нагрівається. Температура цементу на виході залежить від температури матеріалів (особливо клінкеру), що подаються в млин, і особливостей помелу. Зазвичай вона коливається в межах від 90 до 120 ° С. При такій температурі кристаллизационная вода гіпсу, який додається в цемент, буде частково втрачена, т. Е. Гіпс буде зневоднені. Дегідратація збільшує розчинність гіпсу, збільшуючи його ефективність як сповільнювач реакції алюмінатів в цементі і, тим самим, його ефективність в управлінні термінами схоплювання. Іншим наслідком цього є збільшення міцності цементу при його твердінні. Однак занадто висока частка дегидратированного гіпсу може привести до осадження кристалів гіпсу між частинками цементу і викликати передчасне (помилкове) схоплювання. Невелика дегідратація гіпсу зазвичай корисна, але занадто сильна може привести до проблемам.Поскольку в млині ОК енерговитрати менше і час перебування матеріалу в ній коротше, продукція не буде нагріватися так сильно, як в кульової млині. Це означає, що в даному випадку очікується менший ступінь дегідратації гіпсу. Це не є проблемою в разі, якщо гіпс досить хімічно активний для контролю реакцій схоплювання, що зазвичай має місце. У випадках, коли це не так, необхідно вживати особливих заходів: -додавання додаткового гіпсу (якщо це можливо в межах обмежень на S03); - збільшення дегідратації гіпсу шляхом подачі додаткового тепла в млин; -додавання більш хімічно активних видів гіпса.Для забезпечення достатньої дегідратації гіпсу конструкція валковой вертикальної млини передбачає можливість подачі гарячого газу з виходу назад на вхід, що дозволяє підтримувати необхідну температуру в млині, малюнок 1.5. Якщо на вхід подаються холодний клінкер або вологі добавки, то за допомогою допоміжного нагрівача можна додати гарячого повітря. Якщо температура клінкеру, що подається в млин, занадто висока, то температурою керують за допомогою регулятора холодного повітря, який може подати на вхід охолоджене повітря або, в крайньому випадку, воду. Малюнок 1.5 - Карта технологічного процесу сучасного заводу, що використовує вертикальну валковий млин для помелу клінкеру і шлаку Ще один хімічний аспект, який слід розглянути - це попередня гідратація частинок цементу, яка може мати місце під час помелу. Волога для попередньої гідратації може надходити з вологи, що міститься в матеріалах, що подаються на вхід, внутрішніх охолоджуючих систем і / або від дегідратації гіпсу. Останній випадок зазвичай стає проблемою при зберіганні гарячого цементу в силосі. У разі перевищення певного рівня, попередня гідратація цементу може призвести до зменшення його реакційної здатності і відповідно до збільшення часу схоплювання і зниження міцності, особливо в ранні терміни. Попередня гідратація також може збільшити ймовірність хибного тужавлення цементу з високим вмістом дегидратированного гіпса.Для порівняння продукції ОК і кульової млинів були відібрані і протестовані зразки цементу однакового складу, виробленого на різних млинах на заводах, які мали в своєму складі млина обох тіпов. Кульові млини, на яких проводилися випробування, працювали в замкнутому циклі [11] .Сравненіе говорить про те, що якість цементу, виробленого на ОК млині, таке ж, що і якість цементу, виробленого на кульової млині з сучасним сепаратором, що працює в замкнутому циклі . Для ОК млинів характерний більш низький рівень дегідратації гіпсу в цементі і крутіше крива гранулометричного складу, але цемент виходить з дуже схожими в'яжучими властивостями. Основні виявлені відмінності зазвичай були викликані факторами, не залежними від млинів, такими як пропорції компонентів в продукціі.Самое значну перевагу валковой Вертикальні млини полягає в питомій витраті електроенергії. Споживання електроенергії млином ОК на 25-40% нижче кульової. Перевага ОК млини особливо чітко виражено при тонкому помелі і / або при додаванні шлаку в цемент.Прі помоле в кульової млині звичайного портландцементу з питомою поверхнею до 3600 см2 / г по Блейн інтенсифікаторами помелу зазвичай не потрібні і навіть можуть не підходити через свою вартості . Однак під час помелу в вертикальної валковой млині для досягнення ефективного процесу виробництва зі стабільним шаром матеріалу і низьким рівнем вібрації звичайно потрібні інтенсифікаторами помелу. При помелі за допомогою валкової млини звичайного портландцементу низькою тоніни (близько 3000 см2 / г по Блейн) можна обійтися без інтенсифікаторів, але навіть в цьому випадку їх застосування покращує продуктивність і знижує споживання енергії. Досвід останніх років показав, що схожий з інтенсивність-фікаторамі помелу ефект надає вода. Якщо умови (сукупність температури клінкеру, споживання енергії і температури навколишнього середовища) дозволяють вводити воду в млин, то нею можна замінити частину интенсификаторов помелу. Кількість интенсификаторов, яке можна замінити водою, залежить від гранулометрії подаються матеріалів, їх вологості і якості продукції [11] .Вертікальная валковая і кульова млини являють собою абсолютно різні технології. У разі, якщо експлуатаційні параметри валковой млини правильно налаштовані, можна досягти практично однакових властивостей цементу, які задовольнять споживача, на обох млинах. Проте, у кожній з млинів є свої преімущества.У вертикальної валковой млини ефективність помелу поєднується з можливістю молоти, сортувати і, при необхідності, сушити продукцію в одному агрегаті. Це дає їй значну перевагу перед кульової млином. Валковая млин більш чутлива до змін в якості сировини і інтенсивності подачі матеріалу, в зв'язку з чим кульова млин більш проста в управлінні. Кульова млин також більш проста в технічному обслужіваніі.Валковая млин споживає менше електроенергії. Інтенсифікатори помелу, вартість палива для генератора гарячого повітря і ціна води для охолодження теж впливають на виробничі витрати, але в меншій мірі. Вартість технічного обслуговування практично однакова для обох млинів і тому не є значущою при сравненіі.По порівнянні з кульової, вертикальна валкова млин більш багатофункціональна. Вона придатна і легко настроюється для широкого кола продукції. З іншого боку, продуктивність кульового млина може бути збільшена при модернізації, що неможливо для вертикальної валковой млини. Незважаючи на те, що вартість монтажу і споруд різна в залежності від регіону, загальна вартість вертикальної валковой млини зазвичай трохи више.Для порівняльної оцінки кульової і валкової тарельчатой ​​млинів в області помелу цементу необхідно враховувати досить велику кількість факторів, хоча вартість споживаної електроенергії та витрати на установку, напевно, є найбільш важливими. Значення цих факторів можуть значно відрізнятися в залежності від місця розташування, тому неможливо зробити загальне застосування порівняння. Таке порівняння повинно проводитися для кожного окремого проекту з урахуванням місцевих умов і потреб. .6 Висновки з огляду літератури Проведений аналіз літературних і патентних джерел по цеху помелу клінкеру дозволяє зробити однозначний висновок, що в технічно розвинених країнах стрімко розвивається цементна промисловість, і дозволить зменшити використання ресурсів та енергії проводиться маса заходів з модернізації та реструктуризації заводів. Помел клінкеру є важливою стадією у виробництві цементу. Клінкер є тільки напівфабрикатом. Для того щоб отримати з нього портландцемент, клінкер слід подрібнити з добавкою гіпсу, а також з гідравлічною добавкою, яка застосовується в більшості випадків. Одне з найважливіших вимог до портландцементу - це певна ступінь подрібнення - тонкість помелу. Від нього залежить міцність цементу, і швидкість його тверденія.Расход електроенергії на отримання одного кілограма при подрібненні клінкеру з коефіцієнтом размолоспособності 1,0 становить відповідно 32 - 36 кВт / год. З підвищенням тонкості помелу витрата електроенергії зростає в значительале більшою мірою, ніж ступінь подрібнення. Так, збільшення тонкості помелу на 1% (зменшення залишку на ситі) до зростання споживання електроенергії на 4 -6% і відповідно знижує продуктивність мельніци.2. Характеристика готової продукції та області застосування Портландцемент - це гідравлічна в'язка, що отримується спільним тонким подрібненням клінкеру з гіпсом, а іноді і з добавкамі.Клінкер отримують шляхом випалу до спікання сировинної суміші певного складу, що забезпечує переважання високоосновни.х силікатів кальція.Гіпс в портландцемент вводять для регулювання термінів схоплювання і підвищення міцності. За ГОСТ 10178-76 розрізняють портландцемент без добавок, портландцемент, з мінеральними добавками і шлакопортландцемент. У портландцемент з мінеральними добавками дозволяється вводити доменні або електротер шлаки в кількості до 20%, активні добавки осадового походження до 10%, активні добавки вулканічного походження до 15% маси вяжущего.Прі виробництві портландцементу дозволяється вводити не більше 5% добавок, що прискорюють твердіння або підвищують їх міцність (Крент, сульфоалюмінатние і сульфоферрітние продукти, обожжентти: алуніти, каоліни) .В даний час в практиці світового будівництва портландцемент є основним матері червоному для виробництва бетону, залізобетону і будівельних розчинів. Якість і властивості портландцементу в основному визначаються складом і структурою клінкеру. Введені добавки лише в деякій мірі регулюють ті чи інші його свойства.Шлакопортландцемент - це гідравлічна в'язка, що отримується спільним тонким подрібненням портландцементного клінкеру і гранульованого доменного або електротер шлаку з додаванням невеликої кількості гіпсу. Кількість шлаку в шлакопортландцементі має бути не менше 21 і не більше 80%. Кількість гіпсу в перерахунку на S03 не повинно перевищувати 3,5% .Крім рядового шлакопортландцемента випускається бистротвердеющий шлакопортлаідцемент, кількість шлаку в якому повинно бути в межах 30 - 50% .Якість гранульованих шлаків, що застосовуються для виробництва шлакопортландцементу, регламентує ГОСТ 3476-74. Найбільш важливою характеристикою шлаку є коефіцієнт якості К.Помімо вимог до доменних гранульованим шлакам стандарт включає також вимоги до електротермофосфорні гранульовані шлакам, які вже в даний час застосовуються в якості добавки в портландцемент. У зв'язку з тим, що ці шлаки містять незначну кількість Al2O3 і MgO і не впливають на активність шлаків, коефіцієнт якості для характеристики цих шлаків не застосовується. Якість цих шлаків оцінюють за змістом СаО (≥43%), Si02 (≥ 40%), P205 (≤ 2,5%). На властивості шлакопортландцементу впливає і мінералогічний склад клінкеру. На думку В. І. Сатаріна, О. П. Мчедлова-Петросяна і Н. І. Кочара, для отримання шлакопортландцементу найкраще застосовувати слабоспеченний клінкер з підвищеним вмістом (до 5-7%) вільного вапна. За даними В. А. Кінда і С. Д. Окорокова, бажаний клінкер з підвищеним вмістом мінералів-силікатів і високим КН. 3. Вибір і обгрунтування технологічної схеми Технологічний процес отримання цементу складається з наступних стадій :. Попереднє подрібнення шлаку на валковому пресі ;. Спільний помел вихідних матеріалів в трубної млині ;. Сепарування матеріалу, отриманого в трубної млині ;. Аспірація запиленого воздуха.Технологіческая схема, включає трубну млин, валковий прес, циркуляційний сепаратор, дозуюче, яке транспортує, аспирационное обладнання, а також засоби контролю і управління процесом помелу. У режимі замкнутого циклу вона працює наступним чином: гранульований шлак зі складу, за допомогою грейферного крана подається в бункер, а потім на валковий прес де відбувається його попереднє подрібнення, так як шлак є трудноразмаливаемих матеріалом в порівнянні з клінкером і гіпсом.Клінкер і гіпс з об'єднаного складу 1 подається грейферним краном в бункера відповідно, звідки після вагових тарілчастих дозаторів в певному співвідношенні надходять в завантажувальний пристрій трубної млини. Туди ж на домол надходить шлак.Размолотий в млині матеріал надходить в двухходовой перемикач, який при режимі замкнутого циклу подає його в аерожолобами. За допомогою елеватора матеріал подається на висоту, де він направляється в відцентровий сепаратор з виносними циклонами. В результаті класифікації, що здійснюється сепаратором, матеріал розділяється на фракції. Велика фракція з сепаратора направляють знову на домол в млин, дрібна фракція (готовий продукт) з циклонів сепаратора подається в приймальний бункер, звідки у міру накопичення транспортується в цементні силоси за допомогою спареного пневмокамерного насоса.С метою інтенсифікації процесу помелу і запобігання налипання частинок на мелють тіла періодично за допомогою витратоміра в завантажувальну цапфу млини з бака для зберігання рідин подається ПАР (милонавт), яке доставляється на підприємство в цистернах за допомогою автотранспорта.Аспіраціонний запилений повітря з сепаратора під дією розрідження, створюваного вентилятором подається в рукавний фільтр, після чого скидається в атмосферу. Уловлену пил повертають в бункер з цементом. 4. Матеріальний баланс виробництва Розрахунок матеріального балансу цеху помолу проводиться для клінкеру наступного складу: клінкер - 75%; гіпсовий камінь - 5%; доменний гранульований шлак - 20%; пилеунос - 1,5% від маси матеріала.Проізводітельность млини 60 т / год .Кількість клінкеру: Технологічні втрати клінкеру:; Кількість гіпсу: Технологічні втрати гіпсу: Кількість доменного шлаку: Технологічні втрати доменного гранульованого шлаку: Результати зведені в таблицю. Таблиця 3.1 - Матеріальний баланс проізводстваПріходКол-во, кгРасходКол-во, кг1 Клінкер456751 Цемент600002 Гіпс30,452 Технологічні втрати в тому числі: 3 Доменний гранульований шлак121802.1 Клінкер6752.2 Гіпс452.3 Цемент180Ітого: 60900Ітого: 60900.Расчет основних параметрів цементного млина 5.1 Попередній вибір розмірів млини Розрахуємо основні параметри і режим роботи двухкамерной кульового млина продуктивністю 60 т / год для помелу портландцементного клінкеру з залишком на ситі 008 ≈ 10% .Діаметр барабана кульового млина визначимо за формулою: (5.1) де К - поправочний коефіцієнт на тонкість помелу, приймаємо 1,00 [1]; g - питома продуктивність, приймається 0,036 т / (кВт ∙ год); Довжину кульового млина визначимо за формулою: L = (4 ÷ 5) ∙ D = 14 , 0 м (5.2) Вибираємо млин 4 × 13,5 м .2 перевірки розрахунок млини Для млини розраховуємо критичне і робоче число оборотів: (5.3) n = (0,7 ÷ 0,71) ∙ nкр = 0,7 ∙ 21 , 15 = 14,805 об / хв. (5.4) Найбільший розмір кульової завантаження в залежності від розмірів шматків харчування визначимо за формулою: (5.5) де d - найбільший розмір шматків харчування, мм, приймаємо для клінкеру найбільший розмір шматків - 60 мм: Масу тіл, що мелють, завантажених в млин, визначимо по формулою: g = ((π ∙ d²) / 4) ∙ L ∙ φ · γнас, (5.6) де d - внутрішній діаметр млини, м; L - довжина млина, м; φ - коефіцієнт заповнення млина тілами, що мелють; γнас - насипна щільність тіл, що мелють т / м³Насипная щільність цільпебси - 4,3 - 4,4 т / м³, приймаємо 4,3 т / м³. Коефіцієнт заповнення млина тілами, що мелють: перша камера (кулі) - 0,3 - 0,32, приймаємо 0,31; друга камера (цільпебси) - 0,23 - 0,27, приймаємо 0,25: φ ср = (0,31 + 0,25) / 2 = 0,28; γнас. пор. = (4,6 + 4,3) / 2 = 4,45 т / м³; g = ((3.14 · 4²) / 4) · 13,5 · 0,28 · 4,45 = 211,3 т.Удельний витрата тіл, що мелють і бронеплит на одну тонну розмелюють матеріалу визначимо за формулою: Р = Ре · (0,04 / (К · g)), (5.7) де Ре - питома витрата тіл, що мелють або бронеплит для еталонного продукту, кг / т, приймаємо для бронеплит - 0,12, а для тіл, що мелють - 0,8; g - питома продуктивність для матеріалу: Рмелющіх тел = 0,8 · (0,04 / (1 · 0,036)) = 0,89 кг / т; Рбронепліт = 0,12 · (0,04 / (1 · 0,036)) = 0,133 кг / т. .3Размольная продуктивність млина Продуктивність млина визначимо за формулою: (5.8) де V - внутрішній об'єм млинів, м³; G - маса меле завантаження, т; g - питома продуктивність, т / (кВт · год); К - поправочний коефіцієнт на тонкість помелу ; η - коефіцієнт використання потужності, при одноразовому проходженні матеріалу η = 1, а при замкнутої схемою η = 1,1 ÷ 1,3 [1]: V = ((π · D²) / 4) · L = ((3, 14 · 4²) / 4) · 13,5 = 169,6 м³; Потужність електродвигуна для обертання млина визначимо за формулою: (5.9) де G - маса тіл, що мелють, т; D - діаметр барабана млина, м; n - число обертів ме льніци, об / хв; - коефіцієнт підвищення потужності двигуна з урахуванням пускового моменту, приймаємо 1,15, [1]; - механічний коефіцієнт корисної дії млина, що враховує втрати на подолання тертя в підшипниках і приводі, приймаємо 0,92, [1] Розрахуємо продуктивність млинового вентилятора за формулою: Vмв = 2818 · d² ∙ (1-φ) ∙ W ∙ Кn, (5.10) де d - внутрішній діаметр млини, м; φ - коефіцієнт заповнення млина тілами, що мелють; W - швидкість вентильованого повітря, приймається 0,28, [1]; Кn - коефіцієнт підсмоктування повітря, приймається 2,3, [1]; Vмв = 2818 · 16² ∙ (1-0,28) ∙ 1 2,3 = 74665,73 м³ / ч.Техніческая характеристика млина 4 × 13,5: кількість камер - 2 шт; внутрішній діаметр - 3,97 м; швидкість обертання млина - 14,805 об / хв; потужність основного електродвигуна - 3128,3 кВт; маса тіл, що мелють - 211,3 т; продуктивність - 100 т / год. .Конструктівние розрахунки млини Маса завантаження дорівнює сумі мас куль і матеріалу m, т, (6.1) де mм - маса матеріалу, т; mш - маса куль, т. (6.2) Сила тяжіння маси завантаження Gз, Н (6.3) де k2 - коефіцієнт, що враховує, яка частина завантаження в кожен певний момент рухається по круговій траєкторії; Gш - сила тяжіння куль, Н; Gм - сила тяжіння матеріалу, що подрібнюється, Н.k2 = 0,55.Центробежная сила інерції маси завантаження, що рухається по круговій траєкторії Р , Н розраховується за формулою: (6.4) де W - оптимальна кутова швидкість барабана, рад / с. 6.5) Точка прикладання сил Gз і Р визначається наведеними радіусом завантаження Ro і кутом a = 600.Равнодействующая сил Gз і Р визнаеляется за формулою: (6.6) Рівнодіюча сил Т і Gм визначається за формулою: (9.7) Кут між силами знаходимо графічно або по теорії сінусов.Інтенсівность розподіленого навантаження, що діє на корпус млина в площині рівнодіюча q, Н / м визначається за формулою: ( 6.8) Максимальний згинальний момент Мі, Н ∙ м: (6.9) На ділянці від муфти до першого (з боку муфти) підшипника діє повний крутний момент Мкр Н ∙ м, що підводиться до барабану, який розраховується за формулою: де N - потужність, що підводиться до валу, кВт.Вследствіе тертя в підшипник е крутний момент Мт, Н ∙ м: (6.11) де R в - навантаження на підшипник, Н; m - коефіцієнт тертя в підшипнику; rц - радіус цапфи, м.Определяем навантаження на підшипники за схемою зазначеної на рис. 8.1. Малюнок 4.1 - Розподіл навантаження на підшипники Rа + R в = q, (9.12) R а = Rв, (9.13) ∙ R в = q ∙ R в = 11 ∙ 104Rв = 5,5 ∙ 104 Н. rц = 0,2 ∙ D / 2 , (9.14) rц = 0,2 ∙ 4/2 = 0,4 м.Rв = 3,135 ∙ 104 Н; m = 0,02 [Дуда]; rц = 0,3 с вищенаведених расчетов.По довжині корпусу крутний момент змінюється по похилій прямій. Найбільш небезпечне перетин буде в середині прольоту, де приведений момент МПР, Н ∙ м дорівнює: (6.15) Визначаємо момент опору перерізу корпусу: (6.16) де к - коефіцієнт, що враховує ослаблення перетину вирізами і отворами під болти; Dн - зовнішній діаметр барабана, м; Dв - внутрішній діаметр барабана, м.к = 0,8.Напряженіе, що виникає в стінці барабана: (6.17) Межа витривалості для матеріалу корпусу [s-1], МПа [s-1] = 0,435 [s], ( 6.18) Матеріал барабана - сталь ВМ СтЗ сп, для якої при Т = 100оС, [s] = 134 МПа. [s-1] = 0,435 * 134 = 58,29 МПа., 8 <58,29s <[s-1 ] З розрахунків видно, що барабан млини володіє достатнім запасом прочності.Заключеніе У роботі був проведений аналіз літературних і патентних джерел, який показав, що найбільш Доцільно проводити помел цементного клінкеру по замкнутому циклу, так як схема має безумовні переваги перед схемою з відкритого ціклу.Рассчітани матеріальний баланс і основний апарат , який представляє собою двокамерну кульову млин продуктивністю 60 т / год для помелу портландцементного клінкеру з залишком на ситі 008 ≈ 10% .У роботі представ лено опис видів цементу, технічні вимоги до цементу. Зроблено аналіз огляду літератури і вибір раціональної технологічної схеми виробництва. Представлений матеріальний баланс цеху, зроблено добір цементного млина 4 × 13,5м.

Категорія: Будівництво | Додав: Natar (18.11.2017)
Переглядів: 1119 | Теги: Тема: Цех помелу портландцементного | Рейтинг: 0.0/0
Всього коментарів: 0
Додавати коментарі можуть лише зареєстровані користувачі.
[ Реєстрація | Вхід ]
Форма входу
Пошук
Block title
Block title

Copyright MyCorp © 2024