Разработать материальный баланс и проектные технологические решения цеха обжига цементного завода

  (молотковая                                                              (валковая дробилка)                                               (сушильный барабан

 дробилка d<25мм)                                                                                                                                               t=600°C; W=1-2%)

  дробилка d<25мм)         Размучивание                                                                                            

        

Дозирование                                                     Размучивание          

        (4%)                                                                             суспензия с частицами                                  

(весовой дозатор)                                                               материала 3-5мм                                               

                                                                 

                                  Дозирование              Дозирование                                    Дозирование

                                     (весовые дозаторы)           (весовые дозаторы)                                      (20%)

                                              

                  

                  Совместное тонкое измельчение

                            (шаровая мельница Sуд.=3200 ) 

                    Перемешивание, корректирование  по

                     влажности W=36%, по химическому

                        составу Т ( ), усреднение и 

                     хранение в шламбассейнах (не менее

                               трех с разным титром)

                        Обжиг шлама до спекания

                              с получением клинкера

                                       (вращающиеся печи

                                                         t=1450-1500°С)  

                                                    

                             Охлаждение клинкера

                                (колосниковый холодильник

                                             до t=80-120°C) 

                          Магазинирование  клинкера

                                  Дозирование (80%)

          Получение песчанистого портландцемента

        путем совместного помола клинкера, гипса песка

               (шаровые многокамерные мельницы Sуд.=3200 ) 

                          Охлаждение цемента

                                        (цементный холодильник)

 

                          

                             Складирование цемента

                                                 (цементные силосы)  
 

 Упаковка                                                   Отгрузка цемента навалом 

     Отправка цемента в мешки 
 

                                                Описание технологического процесса. 

   Производство  портландцемента может быть разделено  на два комплекса мероприятий. Первый из них включает изготовление клинкера, а второй – получение портландцемента  измельчением клинкера совместно с  гипсом.

   Производство  портландцемента состоит из следующих  основных операций:

   - добычи мела и глины;

   - подготовки сырьевых материалов  и приготовления из них однородной  смеси заданного состава; 

   - обжига сырьевой смеси до спекания  с получения клинкера;

   - помола клинкера в порошок  с небольшим количеством гипса  и песка.

   В качестве известняка при производстве портландцемента используется известняк  Акмянского месторождения, а в качестве глинистого сырья – глина того же месторождения. В качестве добавки, вводимой при помоле клинкера, применяется  двуводный гипс и доменный граншлак.

   Твердые породы известняка дробятся в две  стадии. На первой стадии дробления  известняк подается в щековую  дробилку, где он измельчается до кусков размером 100 мм. На второй стадии дробления  известняк  подвергаются более тонкому  измельчению  в молотковой дробилке до кусков размером 10 мм. После дробления  известняк дозируется весовыми дозаторами и подается в шаровую для совместного помола с глинистым материалом.

   Глина, в свою очередь,  дробится в валковой дробилке и после  перерабатывается в водную суспензию (шлам) в глиноболтушках. При этом получается суспензия с  размером частиц до 3-5мм. После предварительной  подготовки глина дозируется и подается в шаровую мельницу.

   В настоящее время для мокрого  измельчения известняка совместно  с глиной получили широкое распространение  мельницы самоизмельчения гидрофол.

   При смешивании известняка с глиной не всегда  удается получить шлам требуемого химического состава из-за разнородности  сырья, несовершенства дозирующих устройств  и других факторов. В связи с  этим возникает необходимость в  систематическом контроле содержания компонентов в сырьевой смеси  и, в случае отклонения от принятых величин, в корректировании состава  шлама. Для этого в него вводят недостающий компонент в соответствующем  количестве.

   В зависимости от состава и однородности сырья, а также от качества выпускаемого цемента, сырьевую смесь корректируют по заданному содержанию в ней  и по требуемому коэффициенту насыщения и одному из модулей. Корректирование и усреднение шламов осуществляется в шлам-бассейнах.

   После корректирования шлам подается на обжиг. Обжиг тонкоизмельченной сырьевой смеси – важнейшая стадия технологии производства цемента. Для обжига сырьевой смеси применяются  вращающиеся  печи. Температура обжига смеси во вращающихся печах  достигает 1500°С.

   После печи клинкер поступает в холодильник, где охлаждается до температуры 150-200°С.

   До  помола клинкер подвергается маганизированию, которое заключается в том, что  после обжига клинкер до трех и  более суток хранится на складе, в результате чего клинкер остывает до температуры окружающей среды (ниже 30°С). Кроме того имеющаяся в клинкере негашеная известь частично гасится парами воды при контакте с влажным воздухом; в клинкере заканчивается переход недостаточно стабилизированного минерала белита из β- в γ- модификацию с увеличением объема, что растрескивание, а иногда и частичное рассыпание клинкерных зерен; может происходить частичная кристаллизация стекловидной фазы с ослаблением межкристаллических связей в зерне клинкера, вплоть до распада. Отмеченные эти превращения делают клинкер более рыхлым, что облегчает его помол в мельнице, увеличивая ее производительность и уменьшая удельный расход электроэнергии на производство цемента.   

   Многие  свойства портландцемента определяются не только химическим и минералогическим составом клинкера,  формой и размерами  кристаллов алита, белита и др., но и  в большей степени тонкостью  помола продукта, его гранулометрическим составом и формой частичек порошка.

   С увеличением тонкости помола цемента  повышается его прочность и скорость твердения, но лишь до показателей удельной поверхности 7000-8000 . С этого предела обычно наблюдается ухудшение прочностных показателей.

   Помол клинкера осуществляется в многокамерных  шаровых мельницах, куда одновременно подается  гипс и активная минеральная  добавка. При помоле материалов наблюдается  значительное выделение тепла, вызывающее нагрев мелющих тел и материала  до температуры 120-150°С и более, что отрицательно сказывается на производительности помольных установок. По данным С.М. Рояка и В.З. Пироцкого, на измельчение клинкера до удельной поверхности 2500 при температуре 40°С затрачивается около 24 , при температуре 120°С – 34 и при 150°С - 39 . При тонкости помола до 3300 с увеличением температуры материала расход еще более повышается (до 130 при 150°С). Это объясняется значительной агрегацией мелких частиц при повышенных температурах, вследствие испарения воды, адсорбированной частицами и препятствовавшей  их слипанию. В связи с этим следует размалывать только холодный клинкер. Чтобы снизить температуру цемента и предотвратить слипание частиц в камеры мельницы впрыскивают распыленную воду в количестве 0,5-1% от массы цемента, при достижении цементом температуры выше 100-110°С.

   Снизить температуру цемента можно также  интенсивной аспирацией. При аспирации  из мельницы удаляются наиболее тонкие фракции цемента. Большие объемы холодного воздуха (до 300 на 1т цемента), пропускаемые через мельницу, охлаждают футеровку корпуса, мелющие тела и цемент.

   После помола цемент поступает в силоса. Хранение горячего цемента в силосах может вызвать следующие нежелательные явления:

   - цемент может слежаться;

   - в силосах могут начаться реакции  гидратации;

   - такой цемент при затворении  водой дает ложное схватывание;

   - при затаривании горячего цемента  мешки часто рвутся;

   Чтобы не допустить такого явления устанавливают  холодильники.

   После охлаждения цемент идет на склад в  цементные силосы и со склада отгружается  потребителю. 

ГРАФИК  ТЕПЛОВОЙ ОБРАБОТКИ 

   На  рисунке показано распределение  температуры  материала и газового потока по длине барабана вращающейся  печи, работающей по мокрому способу  производства.

   Ломаный характер кривой температуры материала  показывает, что при нагревании сырьевой смеси в ней происходят различные  физико–химические процессы, в одних  случаях тормозящих нагревание (пологие  участки), а в других – способствующие резкому нагреванию (крутые участки). 
 

 

I-зона испарения;                                           IV-зона экзотермических реакций;

II-зона подогрева и дегидратации;           V-зона спекания;

III-зона декарбонизации;                             VI-зона охлаждения; 

3.3 РЕЖИМ РАБОТЫ ЦЕХА

   Режим работы цеха является основой для  расчета производительности, потоков  сырья, оборудования. Он определяет количество рабочих дней в году, количество смен работы в сутки и рабочих  часов в смене.

   Режим работы основных цехов и отделений  в течение года:

- карьер  и дробильное отделение – 307 дней по 16 часа в сутки (4912);

- отделение  помола сырья – 307 дней по 24 часа в сутки (7368);