Tpc-setka.ru

ТПЦ Сетка
2 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Общая схема производства цемента

Общая характеристика технологических схем производства портландцемента

В настоящее время производство портландцемента осуществляют по трем способам: мокрому, сухому и комбинированному (полусухому). Каждый из них обладает как достоинствами, так и недостатками. На выбор способа производства влияет целый ряд факторов, и в первую очередь теплоэнергетический и карьерная влажность сырьевых материалов.

Мокрый способ производства цемента рекомендуется использовать при влажности сырья выше 15%. Он включает следующие основные стадии:

— добыча и доставка на завод сырья;

— получение шлама размучиванием в воде сырьевых материалов (карбонатного, глинистого);

— помол сырья в водной среде;

— корректирование состава сырьевого шлама;

— обжиг шлама во вращающейся печи;

— помол цементного клинкера совместно с гипсом и минеральными добавками.

Достоинством мокрого способа производства являются меньшие энергетические затраты на стадии помола сырьевого шлама, что обеспечивает экономию электроэнергии в количестве примерно 10 кВт·ч на каждой тонне сырья по сравнению с сухим помолом. Не менее важным преимуществом этого способа является и достижение большей однородной сырьевой смеси в виде водной суспензии, что является залогом получения более высокачественного клинкера. Санитарно-гигиенические условия из-за меньшего количества тонкодисперсной пыли гораздо лучше на заводе, работающем по мокрому способу. И, наконец, капитальные затраты на строительство такого завода значительно ниже по сравнению с заводом сухого способа производства.

Однако несмотря на то, что приведенные достоинства представляются весьма существенными, тем не менее, мокрый способ из-за большего расхода теплоты и резкого роста цен на углеводородное топливо в последние годы стал неконкурентоспособным по сравнению с сухим способом получения портландцемента.

Сухой способ производства характеризуется рядом общих технологических стадий с мокрым, а именно: добыча и доставка на завод сырьевых материалов, помол цементного клинкера с добавками. В то же время ряд технологических операций имеют существенно иное аппаратурное оформление, что неизбежно накладывает свой отпечаток на их протекание. К их числу относится термообработка сырьевой муки в запечных теплообменных устройствах, сам обжиг в коротких вращающихся печах.

Проводя технико-экономическую оценку сухого способа производства портландцемента необходимо отметить, что кроме достоинств с теплотехнической точки зрения он характеризуется также меньшим объемом печных газов (на 30-40%) при одинаковой производительности печи, что влечет за собой более низкие расходы на их обеспыливание.

В то же время сухому способу производства присущи следующие недостатки: боле сложное технологические оборудование (каскад циклонных теплообменников с декарбонизатором), высокая чувствительность к наличию в обжигаемом материале и золе топлива щелочей и хлоридов, что приводит к козлованию газоходов в запечных теплообменных устройствах, меньшая однородность сырьевой муки.

Резюмируя вышеизложенное, следует отметить, что сухой способ благодаря своей теплотехнической экономичности во всем мире является преобладающим и вытеснение им мокрого способа продолжается, в том числе и в Беларуси.

Комбинированный способ производства цементного клинкера в цементной промышленности не получил широкого распространения. Он известен в двух вариантах. По первому варианту комбинированный способ основывается на мокром способе производства. Сущность его состоит в следующем. Как и по мокрому способу, готовят сырьевой шлам, который затем частично обезвоживают на непрерывно работающих фильтр-прессах до 16-18% менее энергоемким (механическим) способом, после продукт гранулируют и направляют во вращающуюся печь на обжиг. Основным недостатком этого технологического процесса является неустойчивая работа фильтр-пресса, что не обеспечивает постоянство влажности коржей и ведет в конечном итоге к образованию гранул, сильно отличающихся размерами и прочностью. Этот вариант технологии обычно используют тогда, когда сырьевые материалы имеют высокую карьерную влажность.

Читайте так же:
Отсев для производства цемента

Другой вариант комбинированного способа производства цемента более подходит для случая, когда сырье имеет относительно низкую влажность. В этом случае получают сырьевую муку по сухому способу, а затем на тарельчатом грануляторе увлажняют ее до 12-15% и закатывают в гранулы, после чего направляют на обжиг. Недостаток этого варианта очевиден, т. к. он состоит в нелогичности технологических операций — сушки сырьевых материалов, а затем увлажнения полученной из них муки.

Общая схема производства цемента

Рис. 1. Технологическая схема получения цемента по мокрому способу:

1 — щековая дробилка; 2 — молотковая дробилка; 3 — склад сырья; 4 — мельница «Гидрофол»; 5 — мельница мокрого помола; 6 — вертикальный шламбассейн; 7 — горизонтальный шламбассейн; 8 — вращающаяся печь; 9 — холодильник; 10 — клинкерный склад; 11 — мельница; 12 — силос це­мента.

Обычно содержание СаСО3 в шламе составляет 75 — 78%. Отклонение от него допускается не более 0,1%. Откорректированный шлам хранится в горизонтальных шламбассейнах. Из них шлам перекачивают мощными насосами в распределительный бачок установленный над печью. Из бачка шлам поступает в печь на, обжиг.

Выходящий из печи клинкер интенсивно охлаждается в колосниковом холодильнике и поступает на клинкерный склад, где выдерживается 3–4 недели. Здесь создается промежуточный запас клинкера, обеспечивающий бесперебойную работу завода. Кроме того, в клинкере при вылеживании совершается в естественных условиях ряд физико-химических процессов, способствующих по вышению качества и стабилизации свойств цемента, поэтому выдерживание клинкера на складе представляет собой отдельную технологическую операцию. При выдерживании происходит гашение атмосферной влагой СаО несвязанного. Одновременно с этим стекловидная часть клинкера кристаллизуется, двухкальциевый силикат 2СаО· Si О2 из β-модификации частично превращается γ-форму. Все это приводит к стабилизации состава клинкера, некоторому разрыхлению его и облегчению последующего помола. Помимо клинкера, на клинкерных складах хранятся предварительно раздробленные минеральные добавки (трепел, опока, шлак и др.), которые вводят в состав цемента при помоле клинкера.

Открытые клинкерные склады оборудованы мостовыми кранами с грейферными захватами, с помощью которых клинкер и минеральные добавки подают в расходные бункера цементных мельниц.

В силосных складах составляющие цемента поступают на сборный ленточный конвейер, который доставляет их к мельницам. Питание шаровых мельниц осуществляется с помощью тарельчатых дозаторов, установленных под расходным бункером возле каждой мельницы. Одновременно с размалываемыми материалами в мельницы подают интенсификаторы помола.

Влажность размалываемых материалов не должна превышать у клинкера — 0,3%, у минеральных добавок — 2%, у гипса — 10%. При необходимости минеральные добавки перед помолом высушиваются.

Тонкость помола оказывает существенное влияние на свойства портландцемента. Чем тоньше размолот клинкер, тем быстрее схватывается и твердеет цемент и выше его прочность в начальные сроки твердения.

Тонкость помола должна быть такой, чтобы при просеивании не менее 85% цемента свободно проходило через сито №008. При этом удельная поверхность цемента не должна быть меньше 250 — 300 и превышать 700 м 2 /кг. Из шаровых мельниц цемент пневмотранспортом загружают в силоса. Вместимость силосов 2500 — 10000 т, а иногда и более. Силоса оборудованы пневматическими устройствами для рыхления и гомогенизации цемента при хранении.

Цемент упаковывается в мешки специальными машинами, производительность которых достигает 120 т/ч. Каждая партия его снабжается паспортом, в нем указываются масса, марка, название цемента.

Читайте так же:
Гантели своими руками цемента

Технология производства цемента в промышленных и домашних условиях

Процесс производства цемента достаточно сложен и трудоемок. Он требует наличия специального оборудования и соблюдения технологических норм и условий. Все это сказывается на конечной стоимости цемента. В статье будут рассмотрены особенности приготовления цемента в заводских и домашних условиях, а также рассмотрено необходимое для этого оборудование.

Технология производства цемента

Существуют определенные технологии изготовления, благодаря которым на выходе получают цемент достойного качества. Любые отступления от них изменяют свойства готового продукта и влияют на возможность его дальнейшего применения в строительстве.

Сырье для производства

В качестве исходного сырья используют:

  1. Различные виды глины (глина, глинистая горная порода, суглинок, глинистые сланцы, лессовидный суглинок).
  2. Карбонатные породы (мел, известняк, мергель, доломитовые осадочные горные породы, известняк-ракушечник).

Помимо основных компонентов в состав цемента вводятся корректирующие добавки, изменяющие свойства цемента. Это гипс, фосфогипс, апатит, а также кремнеземистые, глиносодержащие и глиноземистые добавки.

Сырье добывают на известковых и глиняных месторождениях в виде руды. На транспортере происходит измельчение руды до кусков 10-15 см в диаметре. Данный материал транспортируется на завод, где измельчается и обжигается в печах.

Схема изготовления цемента на заводе

Оборудование

В процессе производства цемента необходимы комплекты оборудования для выполнения следующих операций:

  • Добыча сырья.
  • Транспортировка сырья к месту производства.
  • Дробление сырья.
  • Обжиг сырья для получения клинкера.
  • Измельчение гранул клинкера.
  • Смешивание измельченных компонентов.
  • Фасовка цемента в мешки.

Мини-завод

В отличие от огромных заводов по производству цемента, мини-завод дает возможность в короткие сроки начать собственное производство этого стройматериала. Отпадает необходимость возведения капитальных сооружений. Небольшие размеры позволяют сократить штат сотрудников.

Используемое оборудование имеет меньшие размеры и энергопотребление, поэтому быстро окупается. При всей экономии, качество производимого цемента соответствует европейским стандартам. Цена такого мини-завода зависит от комплекта оборудования. В среднем она может составлять около 2,5 миллиона рублей.

Сухой способ производства и его технология

Данный способ является наиболее экономичным. Вода в работе не используется. Известняк и глинистую породу дробят, сушат, а затем мелко перемалывают. Смешивают полученную муку и обжигают в печах для получения клинкерных гранул. Дальнейший процесс не отличается от приготовления цемента другими способами. Клинкер перемалывается, в него вводятся корректирующие добавки. На выходе получается готовый продукт.

Как сделать цемент от этапа добычи до момента складирования можно посмотреть на видео:

Пластификатор

Пластификатор представляет собой химическую добавку в цемент, которая способна повысить прочность цементного раствора и улучшить его пластичность. Тем самым сокращается расход цемента, а прочность застывшего раствора увеличивается.

Кроме того, некоторые разновидности пластификаторов способны улучшать морозостойкость, водонепроницаемость и устойчивость раствора к образованию «высолов». Цементный раствор, в который добавлены пластификаторы, не будет растрескиваться на морозе или на жаре, а служить будет в несколько раз дольше.

Формы

При испытании цемента на прочность используются специальные формы.

Они изготавливаются из стали и служат для следующих целей:

  1. Для изготовления образцов цемента и бетона.
  2. Для определения линейной усадки цементного раствора.
  3. Для вычисления предела прочности цемента или бетона на сжатие и растяжение.

Шнеки

Шнеки представляют собой транспортеры, по которым осуществляется подача цемента в дозаторы. Проталкивание цемента по трубе шнека осуществляется при помощи вращающейся спирали.

Для ее вращения используется мотор-редуктор. Шнеки могут располагаться в любой плоскости, обеспечивая нужное направление подачи цемента. Диаметр шнековой трубы является стандартным — 219 мм. При необходимости длину шнека можно увеличить путем установки дополнительных звеньев.

Читайте так же:
Расход цемента для облицовки

Гидратация цемента

Гидратация цемента — это процесс твердения цементного раствора при его взаимодействии с влагой. Процесс гидратации может замедляться или вовсе прекращаться при высыхании цементного раствора или при его замерзании.

В частности, в летний зной раствору угрожает пересыхание. Поэтому в течение первой недели залитый цементный раствор желательно поливать водой или накрыть полиэтиленом для предотвращения испарения влаги. Зимой следует сооружать укрытия для предотвращения замерзания раствора.

Скорость гидратации можно также изменять путем добавления в цементный раствор соответствующих модификаторов. Они способны повысить устойчивость раствора к морозу и к пересыханию.

Добавки в цемент для гидроизоляции и для цвета

При помощи специальных наполнителей — колеров, удается обеспечить цементному раствору гидроизоляционные свойства. При смешивании с цементным раствором такие добавки способствуют образованию кристаллов, препятствующих быстрому испарению из раствора влаги.

Прочность такого раствора улучшается. При окончательном застывании происходит разрастание кристаллов и закупоривание имеющихся в бетоне пор. Такой бетон становится водонепроницаемым.

При помощи добавок изменяется цвет цементного раствора. Для этого используются красители на основе оксидов различных металлов. Например, красная окись железа сделает цемент красным, зеленая окись хрома придаст цементу зеленый цвет, обыкновенная сажа сделает цемент черным.

Перевалка цемента

Перевалка готового цемента — это процесс его отгрузки в цементовозы при помощи специального оборудования и последующей разгрузки. Для перевалки цемента используются загрузочные устройства, имеющие возможность опускаться в открытый люк цементовоза и герметично там фиксироваться.

Вытесняемый из цементовоза воздух выводится наружу посредством пылевого вентилятора. В качестве оборудования для разгрузки используются боковые и донные разгружатели. При перевалке цемента из вагонов применяются шнековые лотки, подъемники и насосы.

Как это происходит показано на видео:

Фасовка в мешки, оборудование

Фасовка различных видов цемента в отдельные мешки производится с целью его точного дозирования, а также защиты цемента от влаги. Материалом для мешков служит многослойная крафт-бумага, обладающая повышенной влагостойкостью. Расфасовка цемента осуществляется посредством специальных фасовочных аппаратов, работающих в полуавтоматическом или автоматическом режимах.

Цемент подается из силоса в фасовщик, откуда производится его засыпка в мешки. Когда мешок достигает требуемого веса, подача цемента останавливается. Полный мешок упаковывается и подается на транспортер.

Складирование, хранение и перевозка цемента

Цемент имеет ряд особенностей, которые оказывают влияние на способы его хранения. Он постепенно теряет свои качества не только при контакте с сырыми поверхностями, но и ввиду поглощения влаги из воздуха.

Поэтому хранение цемента в мешках допускается только в закрытых складских помещениях, имеющих нормальную влажность и достаточную вентиляцию.

Иначе обстоит дело с хранением рассыпного цемента. Склады для него, в зависимости от особенностей конструкции, могут быть силосными и бункерными.

Силосные склады — это металлические или железобетонные цилиндры-емкости, установленные вертикально. В нижней части имеются конусы для выдачи цемента в цементовозы. Бункерные или полубункерные склады представляют собой различные по форме емкости, размещаемые как поверх уровня почвы, так и под землей. Подача цемента в хранилища осуществляется транспортерами, а его выгрузка — при помощи шнековых механизмов.

Для перевозки цемента по железной дороге используются специальные вагоны-цементовозы. В них цемент перевозится насыпью. Это довольно экономичный способ, позволяющий быстро разгружать вагоны. При перевозке цемента в мешках используются обычные товарные вагоны.

Читайте так же:
Чем пилить бетон кирпич

Доставка цемента цементовозами

Для перевозки цемента по автодорогам используются цементовозы, представляющие собой тягачи с установленными на них цистернами. Их различают по грузоподъемности и способу загрузки. Самозагружающиеся машины способны в автоматическом режиме загружать рассыпной цемент из железнодорожных вагонов и силосов.

Производство в домашних условиях

Если вы решили изготавливать цемент в домашних условиях, то вам потребуется специальное оборудование: высокотемпературная печь для обжига, мельница и весы. В качестве сырья берется 1 часть глины или суглинка и 3 части известняка. Их необходимо измельчить и обжечь в печи при температуре около 1450 градусов. Именно при такой температуре происходит спекание материала и образование клинкера.

Клинкерные гранулы необходимо очень тщательно измельчить при помощи мельницы, а затем добавить в полученный порошок 5-6 % гипса. Полученный домашний цемент следует расфасовать в герметичные упаковки и хранить в сухом помещении. Качество домашнего цемента будем отличаться от материала выпущенного на производстве.

Видео расскажет, как правильно хранить цемент зимой и не только:

ПРИНЦИПЫ ПРОИЗВОДСТВА ЦЕМЕНТА

Основные технологические операции производства портландцемента:

добыча — подготовка сырья- обжиг — получение клинкера -помол .

Различают 3 способа производства цемента: мокрый, сухой и комбинированный.

Сухой способ – при сухом способе влажность сырьевой массы составляет 1-1,5%. При производстве портландцемента обжигают, тонко измельченную и тщательно перемешанную сухую смесь. Обжигают эту смесь во вращающихся или шахтных печах. В шахтных печах смесь смешивают с топливом — коксующимся углем. Этот способ экологически вредный для окружающей среды, так как выделяется большое количество пыли. В шахтных печах качество хуже, хотя расходуется меньше топлива.

Мокрый способ – сырьевые компоненты измельчают до 5 мм и смешивают с водой, а полученную смесь в виде жидкого шлама из бассейнов – болтушек с влажностью 35-40% падают в трубные мельницы, где вновь подвергают измельчению во вращающихся барабанах со стальными шарами (Рисунок 4).

Затем эту смесь с помощью насосов транспортируют во вращающую печь в виде длинной трубы диаметром 3-5 м и длиной 185-230 м с уклоном 3-5% к горизонту. При температуре 100°С вода испаряется, высыхает и образует мелкие гранулы, которые по мере увеличения температуры распадаются, в них выгорают органические вещества, и происходит дегидратация (удаление связанной влаги. При t = 800°С смесь начинает разлагаться, происходит химическая реакция – разложение углекислого кальция. При температуре 1450-1500°С свободная известь связывается с оксидами глины и образует клинкер– камни неправильной формы размерами 4-70 мм. Полученный клинкер охлаждают холодным воздухом и дают вылежаться перед помолом. Затем клинкер температурой примерно 100°С подвергают помолу с добавлением например гипса или других минеральных добавок. Тонкость помола около 40 мкм, что сильно влияет на его активность. Помол осуществляют в трубчатых шаровых мельницах и затем отправляют в силосы, где он должен вылежаться несколько дней до полного охлаждения. Затем его выгружают и упаковывают в бумажные многослойные мешки весом 50кг. Способ энергозатратный, так как необходимо испарять воду.

Комбинированный способ — сырьевые материалы готовят по мокрому способу. Полученную смесь имеет влажность около 40%. Ее обезвоживают на фильтрах до 16-18%. Из полученного «сухаря» приготавливают гранулы и обжигают их во вращающихся печах.

Способы получения цемента незначительно влияет на свойства цемента.

Особые виды портландцемента применяются тогда, когда их свойства могут быть использованы с максимальным эффектом.

Рисунок 4 Технологическая схема производства портландцемента по мокрому способу

Читайте так же:
Как размешать цемент с водой

Транспортируют цемент для промышленности в специальных вагонах и автомобилях, для индивидуального пользования в фасованных водонепроницаемых мешках.

Цементная промышленность в настоящее время широко использует отходы металлургической и топливной промышленности. Для цементной промышленности перспективными являются металлургические шлаки. Феррохромовый шлак позволяет получать цветной портландцементный клинкер. Никелевые и медные шлаки применяеются в качестве железистого компонента сырьевой цементной смеси и активной минеральной добавки. Шлаки алюмотермического производства ферросплавов и вторичной переплавки алюминия и его сплавов используется как сырье для производства глиноземистого цемента и сверхбыстротвердеющего портландцемента. Сталерафинировочные шлаки пригодны для получения расширяющихся цементов.

Для получения шлаковых вяжущих автоклавного твердения возможно применение как гранулированных, так и медленно охлажденных сталеплавильных шлаков и шлаков цветной металлургии.

Шлакосодержащие вяжущие можно подразделить на следующие основные группы: портландцемент и шлакопортландцемент, сульфатно-шлаковые, известково-шлаковые, шлакощелочные вяжущие.

Портландцемент. В соответствии с европейскими нормами цементы общестроительного назначения разделяют в зависимости от вида и содержания добавок на пять типов. В группу портландцементов относят портландцемент I типа, содержащий до 5% активных минеральных добавок, и портландцемент II типа, содержащий от 6 до 35% минеральных добавок. Цемент III типа — шлакопортландцемент. Он может содержать от 36 до 80% доменного шлака. Цементы IV и V типов — соответственно пуццолановый и композиционный цементы. Первый содержит от 21 до 55% пуццолановых добавок, второй – 36-80% композиции добавок, в которую как одна из добавок вводится обязательно доменный гранулированный шлак.

Доменный шлак в производстве цементов на основе клинкера применяют как компонент сырьевой смеси и как активную минеральную добавку. При использовании доменных шлаков для производства шлакопортландцемента снижаются топливно-энергетические затраты на единицу продукции почти в 2 раза, а себестоимость на 25-30%. Шлак как активная добавка значительно улучшает ряд строительно-технических свойств цемента.

Экономическая эффективность применения гранулированного шлака в качестве активной минеральной добавки в цемент в несколько раз выше, чем в качестве сырьевого компонента. Как сырьевой компонент целесообразнее применять отвальные шлаки, ресурсы которых весьма велики. По химическому составу в качестве компонента портландцементной сырьевой шихты пригодны также и сталеплавильные шлаки.

Химический состав доменных шлаков позволяет использовать их вместо глинистого и части карбонатного компонентов в составе сырьевых смесей при производстве клинкера.

Шлаки можно рассматривать как в значительной мере подготовленное сырье. В их составе СаО связан в различных химических соединениях, в том числе и в виде двухкальциевого силиката — одного из минералов цементного клинкера. Высокий уровень подготовки сырьевой смеси при применении доменных шлаков обеспечивает повышение производительности печей и экономию топлива. Замена глины доменным шлаком позволяет снизить на 20% содержание известкового компонента, уменьшить при сухом способе производства клинкера удельный расход сырья и топлива на 10—15%, а также повысить производительность печей на 15%.

Практикой доказана эффективность использования шлаков в составе сырьевой смеси при мокром способе производства. Установлено, что при использовании шлакового шлама производительность вращающихся печей увеличивается на 13—20%, расход сырьевых материалов на 1 т клинкера снижается примерно на 12%, удельный расход топлива — на 10—15%. Для предохранения шлаковых шламов от загустения, расслоения и схватывания целесообразно в их состав вводить добавки поверхностно-активных веществ (ПАВ) и применять интенсивное перемешивание.

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector