Tpc-setka.ru

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

Замкнутая схема помола цемента

Способы производства цемента

Процесс производства цемента состоит из следующих основных технологических операций: добычи сырьевых материалов; приготовления сырьевой смеси, обжига сырьевой смеси и получения цементного клинкера; помола клинкера в тонкий порошок с небольшим количеством некоторых добавок.

В зависимости от способа подготовки сырья к обжигу различают мокрый, сухой и комбинированный способы производства цементного клинкера.

При мокром способе производства измельчение сырьевых материалов, их перемешивание, усреднение и корректирование сырьевой смеси осуществляется в присутствии определенного количества воды. А при сухом способе все перечисленные операции выполняются с сухими материалами. Мокрый способ приготовления сырьевой смеси применяют, когда физические свойства сырьевых компонентов (пластичной глины, известняка, мела с высокой влажностью и т.д.) не позволяют организовывать экономичный технологический процесс производства сырьевой смеси по сухому способу производства. При комбинированном способе сырьевую смесь приготовляют по мокрому способу, затем ее максимально обезвоживают (фильтруют) на специальных установках и в виде полусухой массы обжигают в печи. Каждый из перечисленных способов имеет свои достоинства и недостатки.

Способ производства цемента выбирают в зависимости от технологических и технико-экономических факторов: свойств сырья, его однородности и влажности, наличия достаточной топливной базы и др.

Производство цемента складывается в основном из следующий операций: добыча сырья; приготовления сырьевой смеси, состоящего из дробления и ее гомогенизации; обжига сырьевой смеси; помола обожженного продукта (клинкера) в тонкий порошок.

Существуют два основных способа производства – мокрый и сухой. При мокром способе производства сырьевую смесь измельчают и смешивают сырьевые материалы с водой. Получаемая сметанообразная жидкость – шлам – содержит 32-45% воды. По сухому способу сырьевые материалы предварительно высушивают, а затем измельчают и смешивают. Полученный тонкий порошок называют сырьевой мукой.

В зависимости от физических свойств исходных материалов и ряда других факторов при получении цемента по мокрому способу применяют разные схемы производства. Схемы эти отличаются одна от другой только способом приготовления сырьевой смеси. Приводим схему производства цемента по мокрому способу из твердого материала — известняка — и мягкого — глины.

При трехкомпонентной сырьевой смеси корректирующую добавку дробят, после чего она попадает в бункер, откуда вместе с известняком поступает в мельницу. Глину до болтушки пропускают через валковую дробилку. Сырьевые материалы дозируют перед мельницей специальными питателями.

Если при производстве по мокрому способу сырьевую смесь составляют из одних твердых материалов — известняка, мергелей и глинистых сланцев, то их дробят в дробилках без добавки воды и размалывают совместно в мельнице, куда добавляют воду. В том случае в схеме отсутствует болтушка. При изготовлении цемента из одних мягких материалов (мела, глины, мягких мергелей) сырье измельчают в болтушках, после чего размалывают в более коротких шаровых мельницах. В этом случае воду добавляют в первой стадии процесса и материалы дозируют перед ,поступлением в болтушки.

При сухом способе производства выбор схемы зависит от рода поставляемого топлива, физических свойств сырья, мощности завода и ряда других факторов. При использовании для обжига клинкера угля с большим содержанием летучих обжиг ведут во вращающихся печах, — если же применяют топливо с малым содержанием летучих — то в шахтных.

Так как при соприкосновении мелкого порошка, образующегося при помоле, с влагой материала образуется пластичная масса, которая налипает на внутреннюю поверхность агрегата и препятствует дальнейшему помолу, то дробленые сырьевые материалы с естественной влажностью размалывать нельзя. Поэтому после выхода из дробилки сырьевые материалы высушивают и затем направляют в мельницу, где перемалывают в тонкий порошок. Однородные по физическим свойствам материалы можно дробить и сушить в одних и тех же аппаратах. В случае применения гранулированного шлака его подсушивают без предварительного дробления. Помол и сушку сырьевой смеси целесообразно вести одновременно в одном аппарате-мельнице — в том случае, если влажность сырьевых материалов не превышает 8-12%, например, при использовании известняков и глинистых сланцев. Если в качестве сырья используется непластичный глинистый компонент, то при сухом способе производства обжиг ведут только во вращающихся печах. При пластичном глинистом компоненте можно вести обжиг, как во вращающихся печах, так и в шахтных печах. В последнем случае сырьевую смесь вначале увлажняют в смесительных шнеках водой до 8-10%-ной влажности. Затем массу подают в грануляторы, где она вместе с дополнительно подводимой водой превращается в гранулы с влажностью 12-14%. Эти гранулы и поступают в печь.

При обжиге клинкера на газообразном или жидком топливе схема производства упрощается, так как отпадает необходимость в приготовлении угольного порошка.

В ряде случаев может оказаться целесообразным комбинированный способ производства, при котором сырьевая смесь в виде шлама, полученного при обычном мокром способе производства, подвергается обезвоживанию и грануляции, а затем обжигается в печах, работающих по сухому способу.

Выбор сухого или мокрого способа производства зависит от многих причин. Как тот, так и другой способ имеют ряд преимуществ и недостатков. При мокром способе легче получить однородную (гомогенизированную) сырьевую смесь, обуславливающую высокие качества клинкера. Поэтому при значительных колебаниях в химическом составе известнякового и глинистого компонента он целесообразнее. Этот способ используется и тогда, когда сырьевые материалы имеют высокую влажность, мягкую структуру и легко диспергируются водой. Наличие в глине посторонних примесей, для удаления которых необходимо отмучивание, также предопределяет выбор мокрого способа. Размол сырья в присутствии воды облегчается, и на измельчение расходуется меньше энергии. Недостаток мокрого способа — больший расход топлива. Если используют сырьевые материалы с большой влажностью, то расход тепла, затрачиваемого на сушку и обжиг, при сухом способе будет мало отличаться от расхода тепла на обжиг шлама при мокром способе. Поэтому сухой способ производства целесообразнее при сырье со сравнительно небольшой влажностью и однородным составом. Он же практикуется в случае, если в сырьевую смесь вместо глины вводят гранулированный доменный шлак. Его же применяют при использовании натуральных мергелей и тощих сортов каменного угля ,с малым содержанием летучих, сжигаемых в шахтных печах.

Читайте так же:
Как рассчитать цемент по площади

При изготовлении сырьевой смеси по любому способу необходимо стремиться к наиболее тонкому помолу, теснейшему смешению сырьевых материалов и к возможно большей однородности сырьевой смеси. Все это гарантирует однородность выпускаемого продукта и является одним из необходимых условий нормальной эксплуатации завода. Резкие колебания химического со·става сырьевой смеси нарушают ход производственного процесса. Высокая тонкость помола и совершенное смешение необходимы для того, чтобы химическое взаимодействие между отдельными составными частями сырьевой смеси прошло до конца в возможно более короткий срок.

При выборе той или другой схемы производства особое внимание следует обращать на рентабельность работы предприятия и возможность снижения себестоимости продукции. Основными мероприятиями, ведущими к снижению себестоимости являются: интенсификация производственных процессов, повышение коэффициента использования оборудования, рост выпуска цемента, повышение его качества (марки), снижение расхода топлива и электроэнергии, механизация производственных процессов и всех вспомогательных работ, автоматизация управления производственными процессами и некоторые другие.

Мощность цементных заводов устанавливают в зависимости от сырьевой базы и потребности района в цементе. На новых заводах она равна обычно 1-2 млн. т цемента в год. Характерным показателем производительности труда на цементных заводах является выпуск цемента на одного рабочего в год, который в 1963 г. составил 915 т. Выработка на одного работающего была 7-62 т. На заводах, оснащенных высокопроизводительным оборудованием, выработка цемента достигла соответственно 2000 и 1600 т.

На цементных заводах, а также на заводах по производству других вяжущих материалов приходится перемещать от одного аппарата к другому большие массы кускового порошкообразного и жидкого материала. Для транспортирования их применяют ковшовые элеваторы, шнеки, ленточные, пластинчатые и скребковые транспортеры, транспортные желоба, насосы, краны с грейферами. Для транспортирования порошкообразных материалов широко используют пневмовантовые и камерные насосы, а также пневмотранспортные желоба.

Транспортирование шлама имеет ряд особенностей, так как он представляет собой сметанообразную текучую массу, содержащую 32-45% воды. Чтобы уменьшить расход топлива на обжиг, стремятся снизить влажность шлама, а чтобы улучшить его транспортабельность, необходимо увеличить содержание воды. По условиям транспортабельности шлам должен течь по желобу, имеющему уклон в 2-4 %. Чем пластичнее сырьевые материалы, тем больше приходится добавлять воды для получения шлама нужной текучести. Обычно шлам транспортируется центробежными насосами.

На заводы сырьевые материалы доставляют из карьера в виде кусков размерами до 1000-1200 мм. Иногда сырьевые отделения расположены непосредственно на карьерах, откуда шлам поступает на заводы. Так, на Балаклейском цементном заводе отделение болтушек размещено на карьере. Сырьевые материалы в виде мела и глины поступают в дробилки, а затем в болтушки. Полученный глиняно-меловой шлам нормальной влажности перекачивается по шламопроводам на завод.

При выпуске цемента обычных марок сырьевые материалы и клинкер размалываются до остатка на сите №008 порядка 8-10%. Для получения цемента более высоких марок материалы размалываю тоньше — до остатка на том же сите около 5% и даже меньше. Измельчать сырьевые материалы до получения тонкого порошка в одном аппарате невозможно. Поэтому сначала материал подвергают в дробилках двyx — тpex стадийному дроблению до величины кусков, не превышающей 8-20 мм, а затем измельчают в мельницах в гонкий порошок с размерами зерен не более 0,06-0,10 мм, глину поступающую из карьера в кусках размером до 500 ММ, измельчают в валковых дробилках до кусков не больше 100 мм, а затем отмучивают в болтушках до получения глиняного шлама с влажностью 60-70%. Этот шлам и подают в сырьевую мельницу.

Удельный расход сырья зависит от его химического состава и зольности топлива и составляет 1,5-2,4 т на 1 т клинкера. Расход электроэнергии на 1 т выпускаемого цемента составляет 80-100 квт/ч.

Тонкость помола

Автор: Пользователь скрыл имя, 07 Октября 2011 в 20:11, реферат

Краткое описание

С увеличением тонкости помола прочность цемента возрастает. Средний размер зерен «портландцемента, выпускаемого отечественными заводами, составляет примерно 40 мкм. Толщина гидратации зерен через 6. 12 мес твердения обычно не превышает 10. 15 мкм. Таким образом, при обычном помоле портландцемента 30. 40% клинкерной части его не участвует в твердении и формировании структуры камня.

Файлы: 1 файл

Активация портландцемента.docx

Тонкость помола [4]

С увеличением тонкости помола прочность цемента возрастает. Средний размер зерен «портландцемента, выпускаемого отечественными заводами, составляет примерно 40 мкм. Толщина гидратации зерен через 6. 12 мес твердения обычно не превышает 10. 15 мкм. Таким образом, при обычном помоле портландцемента 30. 40% клинкерной части его не участвует в твердении и формировании структуры камня. С увеличением тонкости помола цемента увеличивается степень гидратации цемента, возрастает содержание клеящих веществ — гидратов минералов — и повышается прочность цементного камня. Заводские цементы должны иметь тонкость помола, характеризуемую остатком на сите № 008 (размер ячейки в свету 0,08 мм) не более 15%. Обычно она равна 8. 12%.

В соответствии с требованием ГОСТ, тонкость помола должна быть такой, чтобы через сито № 008 проходило не менее 85% от всей навески портландцемента. Удельная поверхность обычного портландцемента находится в пределах 2000—3000 см 2 /г и 3000—5000 см 2 /г — быстротвердеющих и высокопрочных цементов.

В настоящее время установлено, что измельчение цемента до удельной поверхности более чем 6000 см 2 /г нерационально, так как при сверхтонком измельчении может произойти уменьшение прочности цементного камня вследствие перекристаллизации гидратных новообразований.

Тонкость помола цемента характеризуется также величиной удельной поверхности (м 2 /кг), суммарной поверхностью зёрен (м 2 ) в 1 кг цемента. Удельная поверхность заводских цементов составляет 250. 300 м 2 /кг. В ряде случаев с целью повышения активности заводского цемента и для получения быстротвердеющего цемента тонкость помола повышают. Условно считают, что прирост удельной поверхности цемента на каждые 100 м 2 /кг повышает его активность на 20. 25%.

Увеличение удельной поверхности цемента более 300. 350 м 2 /кг связано со значительным снижением производительности мельниц; кроме того, такие цементы увеличивают водопотребность, растет тепловыделение, возрастают усадочные деформации. Водопотребность цемента определяется количеством воды (% от массы цемента), необходимым для получения теста нормальной густоты. Водопотребность портландцемента 24. 28%, при введении активных минеральных добавок осадочного происхождения (диатомита, трепела, опоки) водопотребность повышается до 32. 37%.

Читайте так же:
Песок для цементного раствора с глиной

Влияние влажности и температуры среды. Твердение цементного камня и повышение его прочности могут продолжаться только при наличии в нем воды, так как твердение есть в первую очередь процесс гидратации.

Как происходит активация портландцемента? [5, 6, 7]

Хорошо известно, что основные свойства портландцемента, в том числе, активность, скорость твердения определяются не только химическим и минералогическим составом клинкера, формой и размерами кристаллов алита и белита, наличием тех или иных добавок, но и, в большой степени, тонкостью помола продукта, его гранулометрическим составом и формой частичек порошка.

Повышение прочности портландцемента в первые сроки твердения в значительной степени обуславливается именно тонкостью помола.

В настоящее время обычные портландцементы измельчают до остатка на сите № 008 5-8 % (по массе), цементы же быстротвердеющие — до остатка 2-4 % и меньше. При этом удельная поверхность соответственно достигает 2500-3000 и 3500-4500 см 2 /г и более.

Таким образом, с увеличением тонкости помола портландцемента повышается его прочность. Увеличение прочности цементного камня открывает широкие возможности снижения расхода портландцемента при производстве бетонных изделий нормируемых показателей прочности.

Комплекс мероприятий, позволяющих более полно использовать массу цементных частиц в деле склеивания отдельных зерен заполнителя в единый монолит — искусственный камнеподобный материал — называется активацией портландцемента.

Однако было бы неверно рассматривать процесс активации портландцемента исключительно с позиции увеличения дисперсности цементного порошка. Помимо тонкости помола, а соответственно площади контактной поверхности цементного зерна, на его активность также оказывает влияние и сама структура этой поверхности.

Под воздействием механического нагружения цементных зерен возникают физические дефекты в подрешетках и решетках минералов, что значительно ускоряет элементарные взаимодействия поверхностного слоя вяжущего с водой. Происходит сокращение времени набора портландцементом марочной прочности, более полно используется потенциальная энергия вяжущего вещества.

Какое влияние оказывает размер зерен на прочность и скорость твердения портландцемента? [5, 6, 7]

Цементный порошок в основном состоит из зерен размером от 5-10 до 30-40 мкм.

Тонкость помола портландцемента характеризуют обычно остатками на ситах с размером ячеек в свету 02; 008, а иногда и 006 мм, а также удельной поверхностью порошка, определяемой на приборах различной конструкции. В этих приборах при точно установленных условиях определяют воздухопроницаемость порошка, а затем по показателям проницаемости и пористости рассчитывают удельную поверхность.

Также на основные характеристики ПЦ оказывает влияние и гранулометрический состав цементного зерна.

Известно, что разные фракции цементного порошка по-разному влияют как на прочность цементного камня, так и на скорость его твердения. В связи с этим ряд исследователей рекомендует характеризовать активность цемента не только по удельной поверхности порошка, но и по зерновому составу.

Так, А. Н. Иванов-Городов полагает, что равномерное и быстрое твердение цемента достигается при следующих зерновых составах: зерен мельче 5 мкм — не более 20 %, зерен размерами 5-20 мкм — около 40-45 %, зерен размерами 20-40 мкм — 20-25 %, а зерен крупнее 40 мкм — 15-20 %.

Многочисленные исследования, проводившиеся как в нашей стране, так и за рубежом, позволили выявить следующую зависимость между количеством зерен определенного размера и скоростью твердения портландцемента.

Так, частицы размерами 0-5 мкм оказывают решающее влияние на рост прочности цементного камня в первые часы твердения. Именно от частиц этого размера напрямую зависят сроки начального схватывания портландцемента.

Частицы размером 5-10 мкм влияют на прочность цементного камня в 3-7 суточном возрасте, а фракция 10-20 мкм определяет прочность в 28 суточном и более позднем возрасте.

Установлено, что, измельчая один и тот же портландцементный клинкер и соответственно изменяя долю частиц размером 5-20 мкм в общей массе цементного порошка, можно получать портландцемент марок 600, 700 и 700 ОБТЦ (аббревиатура ОБТЦ расшифровывается как особо быстро твердеющий цемент).

Влияние зернового состава и удельной поверхности на активность (прочность) портландцемента приведена в таблице № 1.

Из представленной таблицы видно, что путем изменения массовой доли частиц определенного размера возможно получение портландцемента высокой марочной прочности при совершенно рядовых показателях удельной поверхности (для справки: удельная поверхность шлакопортландцемента М 400 производства «ОАО Липецкий цементный завод» составляет 2687 см 2 /г).

Принимая во внимание, что помол цементного клинкера с получением тонкодисперсного порошка весьма дорогостоящая операция (мощность приводного двигателя шаровой мельницы, используемой в производстве цемента, производительностью 50 т/ч достигает 1000 кВт), именно корректировка гранулометрического состава цементного порошка, несомненно, является наиболее экономически выгодным способом повышения полезных свойств портландцемента при его активации.

Какое влияние оказывает форма зерен на прочность и скорость твердения портландцемента? [5, 6, 7]

Помимо показателей удельной поверхности, гранулометрического состава цементного порошка форма зерен портландцемента также оказывает существенное влияние на его вяжущие свойства.

В зависимости от типа помольного агрегата существенно изменяется форма цементного зерна. Так, форма частиц цемента осколочной «щебеночной» формы с острыми углами и сильно развитой конфигурацией взаимодействует с водой более интенсивно, в отличие от частиц цемента округленной, галькообразной формы.

При равных показателях удельной поверхности, равном содержании частиц цемента размерами 0-20 мкм, одинаковом химическом составе прочность цементного камня, состоящего из частиц осколочной формы, будет выше, нежели прочность цементного камня, состоящего из частиц округлой формы. Соответственно, и скорость твердения портландцемента с осколочной формой частиц выше, чем с округленной формой.

Таким образом, одно лишь изменение формы частиц цементного зерна с округленной на осколочную, при прочих равных условиях обеспечивает повышение активности портландцемента в среднем на 10 МПа.

Существующая зависимость формы цементного зерна от типа помольного агрегата позволяет сделать выводы о наиболее предпочтительном способе разрушения цементного зерна, обеспечивающем получение частиц осколочной формы.

Читайте так же:
Цемент по новорязанскому шоссе

Так, для способа разрушения частиц цемента методом истирания в трубных шаровых мельницах, работающих по открытому циклу, характерно получение частиц округлой галькообразной формы.

Частицы цемента получают округлую форму в результате длительного истирающего воздействия мелющих тел шаровой мельницы с частыми, но слабыми ударами падающих шаров. В результате зерна цемента, продвигаясь к выходу шаровой мельницы, истираются мелющими шарами и стенками мельницы, приобретают округлую форму. Степень окатанности цементного зерна зависит от формы и размера мелющих тел, соотношения между длиной и диаметром мельницы, степени заполнения камер мелющими телами, а также от ряда других факторов.

Однако общая динамика измельчения методом истирания следующая: чем большее время цементное зерно находится в шаровой мельнице, тем более окатанной становится его форма.

Таким образом, для получения материала высокой дисперсности необходимо увеличить время контакта с мелющими телами. Чем большее время цементное зерно контактирует с мелющими телами, тем более окатанную форму приобретает, чем более окатанная форма цементного зерна, тем ниже активность получаемого портландцемента.

Но основная проблема изготовления особо быстро твердеющего портландцемента с использованием шаровых мельниц заключается даже не в форме получаемого цементного зерна, а в большом количестве переизмельченного материала (подробнее о вреде переизмельчения цементного зерна мы расскажем ниже).

Перечисленные особенности измельчения цементного зерна методом истирания ни в коем случае не говорят о низкой эффективности наиболее широко распространенных агрегатов измельчения (шаровых мельниц, вибромельниц и т.д.) в практике получения рядового портландцемента. Рассматриваемые особенности данного типа измельчительного оборудования оказывают негативное воздействие на измельчаемый материал только при производстве высокоактивного, быстро твердеющего портландцемента.

Совершенно другая картина наблюдается при разрушении цементного зерна методом высоко энергонагруженного удара. Для этого метода разрушения цементного зерна характерна именно осколочная, кубовидная «щебеночная» форма частиц. Разрушение цементного зерна происходит в результате мощных ударов с минимальными промежутками времени между ними. В этом случае практически полностью исключается переизмельчение и агломерация тончайших частиц измельчаемого материала. Измельчаемый материал эффективно охлаждается, время его пребывания в помольном агрегате исчисляется сотыми долями секунды.

Высокая производительность, малая энергонагруженность, низкие масса-габаритные показатели — отличительные признаки измельчительных агрегатов ударного действия (дезинтеграторы, мельницы струйные).

Основные схемы помола, используемые в производстве цемента [5, 6, 7]

Измельчение цементного клинкера на современных цементных заводах производится преимущественно с использованием шаровых мельниц.

В основном используются следующие технологические схемы: помол клинкера по открытому циклу и помол в замкнутом цикле с последующей классификацией получаемого материала.

Технологическая схема по открытому циклу объективно считается устаревшей, хотя на отечественных цементных заводах еще используется достаточно широко.

ПОМОЛ ЦЕМЕНТА ПО ЗАМКНУТОМУ ЦИКЛУ

Описание решения АСУ ТП процесса помола цемента по замкнутому циклу представлено на примере ОАО «Югцемент» фирмы Dyckerhoff.

Системой автоматизации цементных мельниц охвачены: главный электропривод мельницы; регулируемый электропривод сепаратора; регулируемый электропривод вентилятора сепаратора; регулируемый электропривод вентилятора аспирации сепаратора; регулируемый электропривод вентилятора аспирации мельницы; электропривод вентилятора аспирации силосов; электропривод ковшевого элеватора; электропривод фуллернасоса; регулируемые электроприводы тарельчатых питателей сырья; установку пневматического рукавного фильтра и системы дозирования.

Назначение АСУ

  • Автоматизированное управление процессом помола на цементных мельницах №4, 5;
  • Поддержание заданных параметров процесса помола в функции температуры, давления и разрежения;
  • Формирование оперативных сообщений о состоянии технологических параметров и диагностика оборудования;
  • Автоматическая перенастройка технологического процесса в зависимости от марки цемента

Структура АСУ

Система автоматизации построена на базе системы управления процессом Simatic PCS7 в составе программируемого контроллера S7-400 и рабочей станции на базе WinCC. В состав системы входят промышленные сети Simatic Net: Profibus и Industrial Ethernet.
Это децентрализованная двухуровневая многофункциональная система.

Децентрализация системы осуществляется по следующим принципам:
по уровням управления:

  • верхний уровень – операторская станция для централизованного контроля и оперативного управления объектом автоматизации, визуализации технологического процесса и реализации диалогового режима с оперативно-техническим персоналом;
  • нижний уровень – программируемый контроллер для сбора и обработки информации и выдачи управляющих воздействий на объект управления;

по территориальному признаку:

  • рабочее место оператора;
  • шкаф управления с контроллером PLC;
  • шкафы децентрализованной периферии ЕТ200М;
  • объект управления.

Функции АСУ

Базовые функции системы автоматизации

  • задание, регулирование и индикация технологических параметров процесса;
  • задание, регулирование и индикация положения механизмов;
  • выбор режимов работы цементной мельницы;
  • запоминание и хранение в памяти компьютера основных технологических параметров;
  • архив среднечасовых и среднесменных технологических показателей.

Функции системы визуализации

  • отображение всех режимов работы мельницы;
  • визуализация таблиц рецептов техно-логического процесса;
  • отображение и диагностика состояния электрооборудования и технологического оборудования

Система осуществляет для электро-приводов и исполнительных механизмов следующие режимы управления :

  • ручной режим опробования механизмов;
  • дистанционный режим управления с экрана компьютера;
  • автоматический режим ;

Выбор режимов управления осуществляется с компьютера.

Функции безопасности (блокировки)
Система обеспечивает:

  • останов электроприводов при нажатии кнопок «Авария» и тросовых выключателей конвейеров;
  • останов электроприводов, оснащенных датчиками вращения при исчезновении сигнала датчика после запуска электропривода;
  • останов электроприводов, связанных соответствующими блокировочными зависимостями с данным отключившимся электроприводом.

Функции связи оператора с объектом
Система обеспечивает наглядное отображение состояния технологического процесса на экране монитора с использованием много-оконной системы.
В окне с технологической схемой информация о текущем состоянии процесса отображается в виде цифровых полей. В цифровых полях указываются наименования, заданные и фактические значения величин температуры материала, количества загру-женного материала, нагрузки приводов.
Система распознает следующие типы событий в процессе управления технологическим процессом:

  • выход значений технологических пара-метров за установленные величины (предупреждение и аварийное значение);
  • отказ в работе оборудования;
  • недопустимые действия оператора.

Система поддерживает просмотр и редактирование (под паролем) таблиц параметров настройки: уставок предупредительных и аварийных сообщений по технологическим параметрам, параметров настройки регуляторов температуры.
Предусмотрена защита от несанкционированного доступа к нормативно-справочной информации.

04 Сен 12 ВЛИЯНИЕ ПОВЕРХНОСТНО АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ НА ИЗМЕЛЬЧЕНИЕ ЦЕМЕНТА

Из всех строительных материалов цемент занимает первое место как по объему производства, так и но зна­чению процесса измельчения в формировании его техно­логических свойств. Поэтому исследованию влияния ПАВ на измельчение цемента уделено особенно большое вни­мание. Лабораторными опытами и производственной Практикой установлено значительное интенсифицирую­щее действие поверхностно-активных веществ на помол цемента [56—77]. Так, Хигерович, Лейбович и Мухамед — зянов [56], используя в качестве ПАВ малые дозы мы­лонафта (0,3—0,5% веса. цемента), увеличили произ­водительность цементных мельниц до 15% при постоян­ном остатке па контрольном сите. Скрамтаев, Рояк и Малинин [57] нашли, что при введении сульфитно-спнр — товой барды (0,3 на сухое вещество) производительность цементной мельницы увеличивается на 4—15% при неиз­менной тонкости помола, а в случае неизменной произво­дительности мельницы — увеличивается тонкость помо­ла от 20 до 50% [58]. Салиджанов [59], применив в ка­честве ПАВ соапсток (отход маслобойной промышленно­сти) в количестве 0,075—0,15%, добился увеличения (производительности мельницы на 30%. Гинзбург [60] удалось повысить производительность мельницы при введении 0,1% соапстока на 17%. Добавка лигнина (от­ход гидролиза древесины) в количестве 0,6% позволяет сократить время помола цемента до заданного остатка на контрольных сигах на 28—30%. Увеличение (больше 0,6%) дозировки лигнина не привело к заметному изме­нению эффективности измельчения [61].

Читайте так же:
900 кг цемента сколько бетона

Подробно изучено как в лабораторных, так и в про­мышленных условиях интенсифицирующее действие до­бавок мылонафта, сульфитно-спиртовой барды, триэтано — ламина и других ПАВ. Производительность мельниц нрп неизменной тонкости цемента увеличивается на 13—17% при введении ПАВ в количестве 0,02—0,05% в распылен­ном виде [62].

Интенсифицирующее влияние добавок ПАВ при из­мельчении цемента обусловливает их широкое примене­ние в отечественной и зарубежной цементной промыш­ленности [56—67]. Необходимо отметить, что введение таких распространенных добавок, как триэтаиоламин

(ТЭА), сульфитно-спиртовая барда (с. с.б.) .не только способствует интенсификации ‘помола, но существенно улучшает физнко-механнческие свойства цементов, из­меняя их пластичность, тепловыделение в процессе гид­ратации, механическую прочность и морозостойкость [61, 66, 68, 69].

Механизм действия ПАВ в повышении эффективности измельчения цемента неоднократно подвергался исследо — ; іванию н обсуждению. В ряде работ [70—86] роль ПАВ сводили лишь к предотвращению агрегирования частиц и налипания частиц на мелющие тела [70—74]. Именно в этих явлениях усматривают основную причину пониже­ния производительности мельниц и скорости измельчения высокодноперсного цемента [64, 70, 84].

Существуют различные гипотезы о природе агрегиро­вания и налипания цементных частиц. .Причиной агреги­рования считают шероховатость поверхностей мелющих тел [75], сорбцию кислорода воздуха [73], влажностыма — I териала [71], (Мгновенное срастание частиц в точечных | контактах вследствие гидратации [86]. В последние годы 1 получила распространение гипотеза о контактной элект — I ризации цементных частиц, приводящей к их агломера­ции [63, 64, 80, 87].

Гипотеза контактной электризации базируется на ра — ( ботах Дерягина и Кротовой, которые исследовали элект­ризацию разрушенных твердых тел и нашли, что под влиянием механического воздействия на их поверхности возникают электрические заряды [88]. Можно было предположить, что при измельчении мельчайшие цемент­ные частицы заряжаются в момент разрушения. Посколь­ку они состоят из кристаллов разного состава и стекло — , видной фазы, то вследствие этого отдельные частицы за­ряжаются различно. Силами электростатического иритя — іжения частицы будут связываться в агрегаты. Сущест­вование электрических зарядов на цементных частицах при низкой влажности обнаружено экспериментально [70]. Однако эти заряды на всех этапах измельчения для всех частиц были одного знака, что должно вызывать отталкивание их друг от друга, а не притяжение. Следо­вательно, возможно только прилипание частиц к поверх­ностям, заряженным зарядом противоположного знака. Статические электрические заряды, приобретаемые ча­стицами, не могут явиться причиной агломерации. Иссле­довано действие антистатических поверхностно-активных веществ, которые должны облегчать измельчение, если причиной агрегации являются электрические заряды [70]. Однако эффект введения антистатиков оказался ниже, чем в случае применения обычных ПАВ, не обла­дающих антистатическими свойствами. Исследования процесса образования агрегатов при сухом нзмельченгн и их разрушение при добавке диспергирующих веществ показали, что облегчнтели диспергирования эффективны и при отсутствии налипания на шарах. Поверх­ностно-активные вещества (как правило — полярные) адсорбируются на свежей поверхности частиц цемента, образующейся в результате их разрушения с разрывом электровалентных связей, обволакивают цементные ча­стицы, тем самым уменьшают силы притяжения (поверх­ностную энергию) между ними н снижают степень агло­мерации или вообще устраняют ее.

По нашему мнению, в настоящее время не имеется достаточно веских доказательств чнсто электрической ги­потезы механизма действия жидких добавок на помол. Во всяком случае эта точка зрения не подтверждена на­дежными экспериментальными или теоретическими ра­ботами. Механическая гипотеза значительно лучше обос­нована и в конечном итоге может объяснить всю сово­купность явлений, имеющих место в процессе измельче­ния. Не исключено, однако, что электрические явления, тем не менее, весьма существенно влияют на процесс аг­регирования частиц при введении ПАВ. Силы сцепления между сухими частицами, обусловленные точечными кон­тактами, а для малых количеств жидкости — образова­нием монослоев и коагуляционных структур, будут умень­шены адсорбцией ПАВ, образующих двойные электри­ческие слои.

Сторонники гипотезы о контактной электризации це­ментных частиц видят ее подтверждение во влиянии на процесс измельчения факторов, которые способны воздей­ствовать на возникновение и удаление зарядов. Напри­мер, Пирсон [63] указывает, что пульверизацией воды можно избежать слипания частиц. Лучшим средством для удаления электрических зарядов считается влажный, т. е. электропроводящий воздух. Электропроводность су­хого воздуха повышают ионизацией (рентгеновским ра­диоактивным или ультрафиолетовым излучением) Име­ются данные об эффективности подобных мероприятий.

Так, в результате действия рентгеновских лучей после 25 мин. помола остаток на стандартном сите составлял 2%, тогда как в контрольном опыте — 5%.

Введение таких добавок, как уголь и канифоль, ос­лабляет электрические силы между частицами. Экспери — ; ментально установлено, что добавка к цементному клин­керу черной сажи в количестве до 0,32% достаточна для х повышения тонины помола на 30% или сокращения вре­мени измельчения на 28%. При этом также улучшаются I технологические свойства цемента [89]. Эти эффекты / объясняют тем, что углерод заряжает мелющие тела и f частицы цемента, благодаря чему частицы цемента от­талкиваются друг от друга, но притягиваются к шарам. Для дезагрегации частиц предлагают также принуди­тельную циркуляцию материала по замкнутому циклу с сепаратором. В этом случае-дезагрегирующее действие объясняется возникновением в результате трения элек­трических зарядов. Кроме угля и канифоли сильным интенсификатором помола цемента оказался также тре­пел, добавляемый в количестве до 1-—2% [62].

Читайте так же:
Виды костного цемента для вертебропластики

Эффективность введения в помольную камеру углеро­да (сажи) была также показана Бауманом [90] и еще ранее — Гершунсом [91], исследовавшим роль коксовой пыли. как интенсификатора помола. Им обнаружено об­разование углеродистой пленки на мелющих телах, кото­рая препятствует налипанию на них цементной шихты. Добавка 2—3% коксовой пыли сокращает время помола вдвое.

Успешность применения электропроводящих веществ, таких, как углеродистые материалы, наряду с хорошими изоляторами —канифолью, трепелом не может, как нам кажется, служить подтверждением электрической гипо­тезы. То’ же самое относится и к добавкам воды, которая наряду с дезагрегирующими свойствами обладает также способностью значительно снижать прочность твердых тел Следует отметить, что в ряде случаев вода при опре­деленных концентрациях не препятствует, а, наоборот, способствует налипанию и агрегации частиц.

■Влияние рентгеновского и ультрафиолетового излуче­ния «а процесс измельчения требует более детального рассмотрения. Не исключено, что ионизация пространст­ва в мельнице способствует не только повышению элект­ропроводности воздуха, но и адсорбции содержащихся в

нем паров воды или же ионизованных молекул кислорода

И азота ‘на твердых поверхностях. Вследствие этого на ча­стицах могут адсорбироваться одноименные ионы, тогда ікак электроны, как более подвижные, выводятся из каме­ры. Очевидно, что заряды одного знака на поверхностях будут уменьшать агрегацию частиц.

Кроме рассмотренных дезагрегирующему действию ПАВ при измельчении цемента посвящен еще ряд работ [92—95], в которых исследованы главным образом орга­нические соединения. Между тем в литературе имеются сведения, что роль ПАВ не может быть сведена лишь к эффектам агрегирования и налипания. Так, Блэнкс и Кеннеди [95] отмечают, что введение. ПАВ улучшает работу мельницы и тогда, когда в ней не наблюдается налипания материала на шары, хотя их интенсифициру­ющее действие в этом случае оказывается менее сильным. Аналогичные выводы следуют и из работы Бателя [96]. Доказательство того, что действие. ПАВ при помоле клин­кера не ограничивается только предотвращением нали­пания и агрегирования, содержится в работе Эдельман и Соминского [50]. Ими исследовано влияние ряда доба — бок при виброизмельчении цемента и установлено зна­чительное их интенсифицирующее действие. Эффектив­ность действия ПАВ на кинетику измельчения зависит от частоты и амплитуды колебаний корпуса мельницы, и, следовательно, действие ПАВ не ограничено предотв­ращением агрегации тоикодиснерсного материала, а включает первичный эффект понижения прочности и по­вышения хрупкости [50].

Для выявления роли адсорбционного взаимодействия во влиянии, ПАВ на процесс измельчения необходима та­кая ‘постановка эксперимента, которая исключала бы на­липание и агрегацию частиц при любой дозировке ПАВ. Это условие можно создать двумя способами. Во-пер­вых, .принципиально возможно подобрать такую жид­кость, предотвращающую агрегацию и іналипание, в ко­торой данное твердое тело не испытывает адсорбционного эффекта, но. ПАВ в ней растворяются. .По отношению к металлам, например, инактивной жидкостью является вазелиновое масло. Однако найти такую жидкость для цемента практически невозможно, что связано еще и с особенностями дисперсионного анализа измельченного материала. Во-вторых, измельчать в парах ПАВ при дав­лении и температуре, обеспечивающих сорбцию на по­верхности твердых частиц лишь тонких — почти молеку­лярных слоев. В этом случае образование капиллярно — коагуляционных структур практически исключается, и экспериментальные данные позволяют оценивать дейст­вие ЛАВ как понизителей твердости в чистом виде. К работам такого рода относится упоминавшееся уже исследование Гетте и Циглера [45]. Ими изучено влия­ние паров (полярных (ацетон, вода, нитрометан) и непо­лярных (бензол, гексан, четыреххлористый углерод) жид­костей на измельчение ряда твердых материалов, в том числе цементного клинкера, в вибрационной мельнице. Для обеспечения парообразного состояния ПАВ матери­ал измельчали при повышенных температурах (

300°С), для создания которых вибромельницу помещали в элект­ропечь. Опыты с клинкером показали, что всегда дости­гается большая интенсивность измельчения с добавками как полярных, так и неполярных веществ, чем в подсу­шенном воздухе, причем пары полярных жидкостей бо­лее эффективны при сверхтонком помоле. Ими впервые была выявлена роль кристаллизационной влаги при по­моле клинкера и прослежено изменение эффективности действия ПАВ с ростом дисперсности (вплоть до отно­сительно высоких значений удельных поверхностен). Результаты измельчения определяли по величине удель­ной поверхности, измерявшейся методом воздухопрони­цаемости. Степень измельчения клинкера по этому пока­зателю оказалась во влажном воздухе на 17% выше, чем в сухом, при прочих равных условиях.

Интенсифицирующее действие .малых добавок (но существу — наров) воды на помол цемента рассмотре­но также Крыхтиным, Пнроцким, Рояком [64]. Пары воды до 1 % веса цемента позволяют увеличить произво­дительность мельницы на 13—17% при обычной степени его измельчения. Однако с увеличением содержания вла­ги интенсивность измельчения резко снижается вследст­вие уменьшения подвижности материала. В этом случае толщина сорбированной оболочки воды начинает прево­сходить толщину монослоя, и образование менисков в местах контакта частиц способствует повышению прочно­сти агрегатов. При повышении влажности вплоть до об­разования суспензии мениски исчезают и агрегирование полностью прекращается. Мокрое измельчение цемента в шаровых и вибрационных мельниц х подробно изучено рядом советских исследователей [97—102]. Увеличение производительности мельниц при мокром помоле с добав-
нами сульфитно-спиртовой барды достигало 40—50% по сравнению с сухим.

Адсорбционные эффекты особенно велики в тех случа­ях, когда на поверхности цементных зерен происходит хемосорбция ПАВ [ЮЗ]. Наблюдается прямая зависи­мость между способностью предельных жирных кислот (муравьиная, уксусная, капроновая и др.) хемосорбнро- ваться на частицах и их способностью интенсифицировать процесс размола цемента. Величина сорбции увеличива­ется с уменьшением длины цепи. кислоты. Эффективность действия ПАВ при измельчении клинкера значительно усиливается с повышением степени измельчения [104, 105] ,что согласуется с данными исследований влияния среды на измельчение других твердых материалов. Этот аспект подробно исследован эл. почта uamsd@yandex.ru

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector