Pu2000.ru

Стройка и ремонт ПУ-2000
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

125906 (Разработка АСР температуры обжига цементного клинкера с циклонным теплообменником)

125906 (Разработка АСР температуры обжига цементного клинкера с циклонным теплообменником)

Документ из архива «Разработка АСР температуры обжига цементного клинкера с циклонным теплообменником», который расположен в категории «курсовые работы». Всё это находится в предмете «промышленность, производство» из раздела «Студенческие работы», которые можно найти в файловом архиве Студент. Не смотря на прямую связь этого архива с Студент, его также можно найти и в других разделах. Архив можно найти в разделе «курсовые/домашние работы», в предмете «промышленность, производство» в общих файлах.

Как производят цементный клинкер

Производство цементного клинкера налажено вблизи месторождений применяемого сырья. Это в первую очередь глина и известняк. Компоненты для производства добываются открытым карьерным способом. Получение цементного клинкера является энергозатратным, так как подразумевает продолжительный обжиг сырья при температуре выше +1000°С.

Изначально его производство в упрощенном составе наладили голландские строители. Они обжигали смесь из нескольких видов глины для получения материала, который по прочности не уступает натуральному камню. Современная технология более доработана. В лабораториях производителей сделан расчет пропорции компонентов, при которой материал приобретает наиболее высокие качества с их оптимальным балансом, отталкиваясь от чистоты добываемого в карьерах известняка.

Цементный клинкер разных производителей существенно отличается между собой по качествам, так как на конечные свойства продукта влияет много факторов. Это в первую очередь:

  • Применяемое сырье.
  • Технология нагрева.
  • Используемый метод охлаждения.
  • Фракция помола.
Современные производства при получении цементного клинкера применяют 2 технологии обжига:
  • Мокрая.
  • Сухая.

При мокром обжиге происходит нагрев размоченного сырья. Помещаемую в печь смесь включается не только несколько типов глины и известняк, но и сода, торфяная вытяжка, жидкое стекло. Это позволяет корректировать производимый внутри химический процесс, давая на выходе качественный чистый продукт. Во время обжига из шлама происходит интенсивное отделение углекислоты. В итоге масса разбивается на комки в виде шариков, которые спекаются и при остывании получают форму гранул. В дальнейшем они измельчаются в порошок, и добавляются при производстве цемента.

Вообще мокрая технология позволяет получать качественный чистый продукт, но она в то же время повышает стоимость производства, так как растягивает его во времени. Компоненты, а именно известняк и глина, смешиваются и размягчаются в воде. В итоге получается шлам, который нужно предварительно отстоять, чтобы убрать примеси. Они осаждаются на дно.

TSementnyi klinker 2

При сухом способе получения цементного клинкера вода не добавляется. Компоненты высушиваются и обжигаются в печи. В итоге получается фракция в виде крупнозернистого порошка либо комков, которые также в дальнейшем измельчаются в мелкий порошок для производства цемента. Перед окончательной фазой обжига шлам нужно осушить, понизив его влажность. Это делается постепенно в специальных барабанных печах. Их длина на большинстве производств примерно равна 200 м.

То, какой по качеству получиться цементный клинкер в первую очередь зависит от состава месторождений, из которых добывается сырье для производства. Однако технология обжига весьма специфическая. Нельзя утверждать, что если определенный производитель применит более химически современное сырье, то его клинкер будет лучше остальных. Очень большое значение имеет стадия охлаждения обожженных гранул. Они извлекаются из печи, после их температуру нужно очень быстро снизить. Если это сделать медленно, то в гранулах выстроятся крупные кристаллы. Это не позволит получить при дроблении качественное связующее вещество.

Быстро охлажденный цементный клинкер состоит из аморфных частиц с мелкими кристаллами. Из него получается более активный цемент. Стоит отметить, что с точки зрения экологической безопасности получение цементного клинкера считается достаточно вредным. Это конечно не сопровождается выбросом токсичных загрязняющих воду, грунт компонентов. Было подсчитано, что 8% углекислого газа, производимого промышленностью, припадает именно на предприятия, которые обжигают клинкер. Это очень ощутимый негативный вклад в глобальное потепление.

Читайте так же:
Раствор готовый кладочный цементный марки 250 технические характеристики

Применение клинкера для производства цемента

Чтобы получить из цементного клинкера цемент, его необходимо измельчить. Для этого он перетирается в мелкий порошок. От величины фракции зависит марка конечного продукта. Чем мельче зерна, тем лучшую связующую способность они имеют. Но излишние мелкие песчинки слишком легкие, поэтому в водном растворе могут всплывать. В итоге бетоны, приготовленные из такого цемента, будут прочнее вверху, и ослабленные внизу, где концентрация клинкерного порошка меньше.

Чтобы получить цемент, в измельченный клинкерный порошок включается гипс в количестве 2-2,5%. Он является регулятором схватывания раствора Его присутствие повышает удобство работы. При этом включение в цемент большего количества гипса и меньшего клинкера приводит к потере прочности. Гипс имеет менее надежную связующую способность.

На основе цементного клинкера производится несколько разновидностей цемента:
  • Портландцемент.
  • Романцемент.

Портландцемент представляет собой смесь клинкерного порошка с добавлением мелкой фракции доменного шлака, ракушечника. Последние выполняют роль наполнителя, модифицирующего схватывание. Портландцемент является прочным связующим компонентом для замешивания бетонов. Это один и основных строительных материалов на рынке.

TSementnyi klinker 3

Романцемент получают из клинкера, который образовался в результате обжига известняков. Это менее прочное связующее. Его целесообразно применять при производстве стеновых блоков, панелей, а также бетонов низких марок.

Состав цементного клинкера
Готовый цементный клинкер может содержать 4 основных компонента в разных пропорциях. Это:
  • Алит.
  • Целит.
  • Белит.
  • Трехкальциевый алюминат.

Алит и белит наиболее концентрированная составляющая любого цементного клинкера Содержание самого алита может составлять 45-60%. Количество белита редко превышает 20-30%.

Перечисленные компоненты являются крайне важными и обязательными в составе цементного клинкера. Именно они и наделяют конечный продукт цемент теми качествами, за которые он и ценится. При этом соотношение данных вещество должно быть строго определенным. Переизбыток любого из них вызывает дисбаланс качеств. В итоге бетоны и растворы из такого цемента могут затвердевать намного быстрее, чем это удобно, либо делают это очень медленно. Они могут недобирать прочность, или наоборот разрывается от повышенной скрепляемости.

Алит в составе цементного клинкера обеспечивает быструю реакцию с водой. Именно этот материал провоцирует реакцию в цементном растворе. Он вызывает его отвердевание в быстрые сроки. Это благодаря ему, бетоны набирают прочность за 28 дней, а не за больший период.

Белит второй по объему компонент в цементном клинкере. Он не реагирует с водой, потому затвердевание бетона не его заслуга. Этот компонент продолжает работать уже после набора прочности после 28 дней. Он набирает окончательную твердость на уровне алита только спустя 12 месяцев. Это очень медленно, учитывая что у алита это всего 28 дней. Таким образом, становится понятным, что бетоны спустя месяц после заливки менее прочные, чем через 1 год.

Свойства материала

Клинкер является уникальным связующим материалом, состоящим из смеси сложных минеральных соединений. В зависти от баланса между ними качества материала могут отличаться в ту или иную сторону.

Характеризуя основные свойства цементного клинкера, можно отметить:
  • Высокую впитываемость.
  • Большую массу.
  • Быстрое схватывание.

Измельченный в порошок клинкер быстро поглощает воду в больших количествах. Это вполне понятно, так как материал является гидравлическим вяжущим. За счет соединения с водой он и приобретает начальную прочность, за что отвечает присутствующий в его составе алит.

Читайте так же:
Расходные бункеры для цемента

TSementnyi klinker 4

Цементный клинкер практически полностью состоит из силикатов. По этой причине он и является настолько тяжелым, особенно в порошковом виде. Именно этот материал и обеспечивает столь большую массу цемента, и вообще бетонных изделий в целом.

При контакте с водой материал быстро начинает схватываться. Это происходит только с порошком. В виде гранул он скрепляющий способностью не обладает. Гипс включается в состав цементов на основе цементного клинкера только для коррекции скорости схватывания. Без него раствор будет затвердевать куда быстрее. Во многих случаях это неудобно, так как не позволяет его выработать в полном приготовленном объеме. Когда клинкер применяется для изготовления различных клеевых смесей, типа клея для плитки или других отделочных материалов, то гипс обычно не добавляется. Именно поэтому плиточный клей так быстро застывает, и не дает плитке сползать.

В то же время цементный клинкер имеет меньшую морозостойкость, чем приготовленный из него цемент. Он впитывает воду, поэтому при ее замерзании начинает разрушаться. Это свойство компенсируется добавлением в составы материалов на основе клинкера корректирующих добавок. Они могут закрывать поры, препятствуя тем самым впитыванию воды.

Очистка воздуха от пыли на предприятии крайне важна. Строительный сектор, даже в эпохи кризиса и упадка других отраслей, всегда уверенно держится на плаву. Разумеется, строительство немыслимо без цемента / бетона, который является, пожалуй, главным связующим веществом, (как в разрезе адгезии, так и когезии).

«Цементами» называют группы порошкообразных веществ, способных создавать с жидкостями пластичные смеси, а затем застывать до камневидного состояния.

Изготовление цемента – как мокрое, так и сухое или полусухое – включает несколько стадий, некоторые из которых сопряжены с обильным пылевыделением (пыль различной дисперсности, пески, крошка): обжиг клинкера с гипсом, грохочение / дробление / грануляция, просеивание, ввод присадок, перемешивание.

циклон для цементного завода

Циклон на цементном заводе

Фракция (тонкость помола) обычно находится в диапазоне до 30 мкм, механические частицы характеризуются исключительно низким содержанием влаги, поэтому сухие циклонные пылеуловители показывают высокую технологическую и экономическую рациональность в захвате цементной пыли.

Если фракционный состав пыли цемента (портландцемента) или бетона лежит в более «тонких» пределах (1-10 мкм), высокую надежность улавливания демонстрируют более продвинутые и эффективные волоконные рукавные фильтры с импульсной продувкой (фильтры ФРИП).

Принцип работы противоточного циклона в разрезе улавливания пыли цемента

Цементные циклоны сепарируют пылевые частицы на инерционно-вихревом принципе. Рассмотрим подробнее.

  1. Запыленная среда подводится в пылеуловитель, как правило, через патрубок, конструкционно предусмотренный в верхней части циклона, (подвод среды может быть организован как через протягивание запыленного потока, так и через его нагнетание в аппарат);
  2. Проходя через т.н. улитку (или иную конструкцию, обеспечивающую завихрение), поток обретает первоначальное закручивание, которое уще больше усиливается при попадании в цилиндроконическую рабочую камеру агрегата;
  3. Механические частички, за счет инерции, относятся на внутренние стенки рабочей камеры сепаратора и, теряя скорость, останавливаются в пристеночном слое, опадая вниз – в пылесборник, (который может быть оборудован системой автоматической выгрузки осадка);
  4. Обеспыленный воздушный поток – благодаря конической или цилиндроконической форме циклона и особенностях течения газовых сред в таких конструкциях – разворачивается на 180 градусов, (это так называемый «противоток»), и поднимается по центру колонны вверх, выбрасываясь через выпускной патрубок и выводясь в атмосферу или направляясь на следующую стадию более тонкой очистки воздуха.

Очистка воздуха от пыли

Пользователи сети часто путают цементную пыль с бетонной, а потому строят свои запросы как «циклон для бетонной пыли». Технически правильно понимать под бетоном влажную пластичную смесь или застывший, камневидный продукт.

Читайте так же:
Смеситель для цементного раствора mn 151

Таким образом, бетонная пыль может образовываться только при механической обработке твердого бетона, железобетона, например, при его утилизации, рециклинге, (распиловке, резке, дроблении на щебень).

циклонные фильтры производствоПроизводство циклонных фильтров

Бетонная пыль, как правило, характеризуется куда большим, (чем у цементной), размером, но циклоны все также эффективны для ее результативного захвата.

Технические характеристики циклонов для цементной пыли

Циклонные пылеуловители для цементных, бетонных и иных сухих, неслипающихся пылей, (кроме талька и золы), демонстрируют нижеследующие характеристики и преимущества:

Для придания и основе и покрытию необходимой прочности, теплосберегающих свойств и снижения стоимости производства. Специалисты по производству линолеума выбирают фракцию 50, 60 микрон.

Позволяет улучшить износостойкость резины, повысить ее способность к эластичности в различных температурных условиях, для экономии дорогостоящего каучука и других компонентов. Микрокальцит — незаменимый ингредиент в производстве автопокрышек для гридания им стойкости к истиранию. При изготовлении стекла карбонат кальция добавляют в шихту для:

  • понижения температуры плавления шихты, экономя значительные средства на энергоносителях;
  • улучшения качества зеркальных стекол при флоат-способе изготовления;
  • придания стеклу дополнительной прозрачности и термоустойчивости.

Производство быстротвердеющего портландцемента

Производство быстротвердеющего портландцемента. Состав портладцемента

Для того, чтобы получить быстротвердеющий портландцемент в его состав добавляют однородные сырьевые материалы с низким содержанием R2O и MgO.

В отличии от производства обычного портландцемента, сырьевая смесь для быстротвердеющего портландцемента готовится с высоким коэффициентом насыщения оксидом кальция. Данное сырье подвергается более тонкому помолу и тщательной гомогенизации. Обычный портландцемент размалывают до 3000 кв.см/г, а быстротвердеющий портландцемент до 4000 кв.см/г. А клинкер в данном случае подвергается обжигу при более высоких температурах, для которого часто используются высококалорийные малозольные каменные угли.

Тонко измельченный цемент и хорошо подобранный минеральный состав быстротвердеющего бетона значительно повышают его прочность в первые сроки схватывания твердения бетонной смеси.

Подготовка сырья для обжига

Добыча извести

Добыча извести

Производство негашёной извести включает 3 основных этапа: добычу сырья (известняк) и его обработку, доставку топлива для обжига и процесс обжига известняка.

Добычу известняковой породы осуществляют открытым способом – на карьерах. Для первоначального её размельчения используется специальная техника. Слои известняков повышенной плотности с высоким содержанием магния предварительно взрывают. При наличии на месторождении различных типов известняков предпочтительна их выборочная разработка.

Оптимальным вариантом для обжига является одинаковый размер кусков породы в массе добытого известняка. Если он различен, то возникнут неравномерности в степени обжига. Так, ядра наиболее крупных из кусков породы могут остаться твёрдыми, а мелкие частицы – пережженными. Наличие одновременно разных фракций в печи ухудшает газоотведение, что затрудняет её работу. В связи с этим, перед укладкой в печь все куски сортируют по размерам, а наиболее крупные измельчают.

Необходимость в дроблении возникает и в случае слишком больших размеров фракций, которые могут быть во много раз больше требуемых при существующей технологии обжига. Диапазон подходящих для обжига размеров кусков заключён в пределах 4 – 12 см в диаметре. Дробление породы производят на дробильно-сортировочной установке.

Комплексный подход к разработке состава шихты — гарантия качества керамического кирпича

Керамический кирпич является универсальным отделочно-конструкционным материалом с высокими архитектурно-декоративными свойствами. Прочность, долговечность, цветоустойчивость, высокие гигиенические и эстетические качества керамического кирпича, доступность глинистого сырья, позволили ему стать одним из самых распространенных и востребованных изделий.

В современных условиях качество выпускаемого керамического кирпича является одним из самых важных параметров для заводов. В большинстве случаев низкое качество кирпича связано с низким уровнем исследований глин и слабой отработкой состава шихты.

Читайте так же:
Роликоопоры для цементных печей

Важнейшим условием для разработки рациональных составов шихт является проведение квалифицированных исследований глинистого сырья. Любая глина различна по физико-химическим и технологическим свойствам и требует индивидуального подхода. Именно глинистое сырье, его физико-химические и керамические свойства определяют состав шихты, особенности разработки карьера, оптимальные технологические параметры, необходимый количественный и качественный состав оборудования и в конечном счете – свойства готовых изделий. Общие затраты на детальные исследования могут достигать 10-20 тыс. евро, но эти затраты очень быстро окупаются высоким качеством выпускаемой продукции.

В ООО «НИИКЕРАМ» в 2009 году создана современная лаборатория исследования глинистого сырья, аналогов которой в России нет. Разработана новая методика испытаний глин для производства керамического кирпича, что позволяет:

— получить более полную, точную и полезную информацию о свойствах глины;

— повысить уровень лабораторных исследований;

— разработать рациональные составы шихт и основные технологические параметры эффективного производства качественных стеновых керамических материалов.

В современной технологии керамического кирпича разработка составов шихт в зависимости от свойств исходного сырья возможна по следующим основным направлениям.

Использование глинистого сырья без добавок для эффективного производства кирпича возможно в редких случаях — только при условии, если свойства глины, установленные технологические параметры и применяемое оборудование обеспечивают получение высококачественной продукции.

Как правило такие глины характеризуются низким содержанием водорастворимых солей, умеренно- или среднепластичны, мало- или среднечувствительны к сушке. Содержание глинистых минералов находится в пределах 30-50% с преобладанием каолинита и гидрослюды.

Необходимо отметить, что в нашей практике для глинистого сырья исследуемого месторождения всегда разрабатывается несколько составов шихт для повышения эффективности производства и расширения ассортимента продукции.

Отощающие добавки применяют для улучшения сушильных свойств, а в некоторых случаях – и обжиговых. Рекомендуется использовать отощители для глин с содержанием глинистых минералов более 30-40% (преимущественно монтмориллонита и гидрослюды), высокочувствительных к сушке, с усадкой более 6-7%.

Наиболее распространенными подобного рода добавками, применяемыми в производстве кирпича, являются кварцевый песок и реже шамот. Для лицевого кирпича не рекомендуется использование таких отощителей, как углеотходы, золы ТЭС, топливные шлаки и т.п., в связи с образованием высолов, выцветов и других дефектов на поверхности изделий после обжига. Более рационально применение данных добавок в производстве рядового кирпича или поризованных изделий.

Верхний предел крупности отощающих добавок не должен превышать 3 мм. Необходимо, чтобы в песке отсутствовали карбонатные включения размером более 0,5 мм, в шамоте – включения извести.

Следует отметить, что применение минеральных отощающих добавок для суглинков и глин с низким числом пластичности может создать дополнительные проблемы в процессах формирования, сушки и обжига. Связано это с малым количеством глинистых материалов (менее 30-25%), высоким содержанием кристаллического кварца и недостаточной пластичностью сырья для применения минеральных отощителей. В этом случае более предпочтительно применение добавок каолинитовых глин.

Использование смеси глин – наиболее перспективный способ повышения качества и расширение ассортимента кирпича. Разработка составов шихт на основе смеси глин возможна в следующих направлениях:

— улучшение сушильных свойств добавками каолинитовых глин;

— повышение пластических свойств и интенсификация спекания черепка добавками высоко- и среднепластичных глин;

— расширение интервала спекания черепка добавками каолинитовых глин;

— отощение пластичных глин добавками суглинков.

Как правило, перечисленные добавки оказывают комплексное влияние на свойства шихты и готовых изделий. Так, например, добавка каолинитовой глины улучшает сушильные свойства керамической массы, расширяет интервал спекания, осветляет цвет черепка, а в некоторых случаях повышает пластические свойства шихты.

Читайте так же:
Электрофильтры для производства цемента

Добавку каолинитовой глины целесообразнее использовать для низкодисперсных глин и суглинков с содержанием глинистых минералов менее 40% для уменьшения чувствительности к сушке. При содержании в породе глинистых минералов мене 15-10% и кристаллического кварца более 70% предпочтительнее использовать добавку высоко- или среднепластичной глины с содержанием глинистых минералов более 40% в качестве отощителя возможно использование добавки суглинка.

Следует также отметить, что при получении клинкерного кирпича в большинстве случаев добавка каолинитовой глины необходима для расширения интервала спекания черепка во избежание деформации изделий при высоких температурах. Однако в зависимости от свойств глинистого сырья в каждом конкретном случае компоновка состава шихты на основе смеси глин может быть весьма разнообразной.

Наиболее распространенной поризующей добавкой являются опилки. Однако использование опилок возможно лишь в северных регионах и некоторых областях средней полосы России. В ООО «НИИКЕРАМ» проводятся исследования по подготовке и применению таких добавок, как пенополистирол, отходы целлюлозно-бумажного производства (скоп), солома, углеотходы, шелуха риса, гречихи, овса, подсолнечника и т.д. Верхний предел крупности поризующих добавок не должен превышать 2-3 мм.

В качестве поризатора возможно также применение карбонатных пород, при соответствующей их подготовке (верхний предел крупности неболее 0,5 мм). В зависимости от вида, дисперсности и содержания добавки изменяется характер пористости черепка и, как следствие, свойства изделий. Подобрав оптимальную добавку для определенной глины, можно существенно повысить эффективность производства и качество поризованного блока.

Образование высолов и выцветов на керамическом кирпиче является достаточно распространенной проблемой для многих кирпичных заводов.

Для устранения высолов и выцветов, возникающих в результате миграции водорастворимых сульфатных солей глинистого сырья, рекомендуется добавлять в шихту соединения бария – углекислый барий или гидрат окиси бария. Более эффективно вводить в шихту соединения бария в виде суспензии. При добавлении в сухом состоянии обязательно тщательное перемешивание компонентов и усреднение шихты. В зависимости от состава и количества водорастворимых солей в глинистом сырье содержание соединений бария в шихте может составлять от 0,05 до 0,5%.

В случае повышенного содержания сульфатных, а также хлористых солей в глинистом сырье, перевод которых в нерастворимое состояние соединениями бария не дает положительного эффекта, рекомендуется использовать данные глины для производства поризованного или рядового кирпича.

Для расширения цветового ассортимента лицевого кирпича методом объемного окрашивания используют следующие добавки в шихту:

— светло- и красножгущиеся глины;

— мел, известняк, мергель, и др. карбонатные пороги;

— окислы марганца, железа, титана, хрома и др. пигменты;

— руды металлов, а также отходы промышленности, содержащие вышеперечисленные окислы.

В зависимости от свойств исходного глинистого сырья, вида, дисперсности и содержания окрашивающих добавок возможно получение лицевого кирпича от белого и светло-серого до темно-коричневого и черного цвета.

Для окраски лицевого кирпича в светлые тона используют добавки светложгущихся глин, карбонатных пород, двуокись титана, а также отходы промышленности. Для производства изделий темных тонов применяют красножгущиеся глины, окиси железа, хрома и марганца, отходы обогащения руд, содержащих данные соединения и пр. При этом отходы промышленности не должны содержать вредных включений. В качестве светложгущихся глин применяют каолинитовые, мергелистые, а также полиминеральные глины с низким содержанием красящих окислов, в качестве красножгущихся – глины с высоким содержанием оксидов железа.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector