Загрузка...Вращающаяся печь для производства цементного клинкера
Основой производства цемента является обожженная масса, именуемая «клинкер». Состав клинкера может быть разнообразным, поэтому о нем мы поговорим позже.
Весь технологический процесс производства цемента можно разделить на два основных этапа:
(1)получение клинкера – наиболее затратный и трудоемкий процесс;
(2)дробление клинкера до получения порошкообразной массы.
Само изготовление клинкера делится еще на четыре этапа:
(1)сырье, из чего будет готовиться клинкер, добывается и доставляется к месту переработки;
(3)подготавливается сырьевая смесь в нужных пропорциях;
(4)готовая смесь обжигается под воздействием высоких температур.
1.1Способы получения цемента подразделяются на три основных нруппы :сухой
Сухой способ требует, чтобы любое сырье обрабатывалось без использования воды. В данном случае глину, известняк и прочие компоненты дробят, затем перемалывают до состояния пыли и смешивают с помощью подачи воздуха в закрытых боксах.
При изготовлении цемента сухим способом, в печи на обжиг попадает уже готовое сырье, не имеющее, к тому же, водяных испарений. Следовательно, после термической обработки, мы получаем готовый цемент, не требующий дробления.
Сухой способ значительно уменьшает затраты времени, тепловой энергии и других ресурсах. Он очень выгоден и эффективен при высокой однородности шлама.
В обоих случаях клинкер попадает в печь с влажностью от 10 до 18%.
1.2Бесклинкерный способ производства
Кроме перечисленных выше традиционных способов, производство цемента может происходить бесклинкерным способом. В данном случае сырье представляет собой доменный или гидравлический шлак, который соединяют с дополнительными компонентами и активаторами. На выходе получается шлако-щелочная смесь, которую дробят и перетирают до нужной консистенции.
Бесклинкерная технология производства цемента обладает следующими положительными качествами:
(1)конечный продукт устойчив к любым условиям окружающей среды;
(2)значительно сокращаются затраты тепловой энергии и прочие энергозатраты;
(3)отходы металлургической промышленности используются как сырье для качественного производства цемента, что положительно влияет на чистоту окружающей среды;
(4)дает возможность производить конечный продукт с различными свойствами и в разных цветах без изменения способа производства.
1.3Оборудование для производства цемента
Поскольку весь процесс производства делится на этапы, которые по своей сути сильно отличаются друг от друга, то и оборудование для получения цемента требуется разнопрофильное. Его можно разделить на следующие подгруппы:
(1)техника для добычи и транспортировки сырья;
(2)для дробления и складирования;
(3)печи для обжига;
(4)станки для измельчения и смешивания клинкера;
(5)станки для фасовки готового цемента.
Поскольку производство цемента производится разными способами, и сырье используется разное, оборудование на заводах так же может быть разным.
В последнее время большой популярностью пользуются частные мини заводы по производству цемента. Иногда его даже изготавливают в домашних условиях, но об этом мы поговорим позже.
Все дело в том, что оборудование для таких заводов стоит не очень дорого, устанавливаться они могут на относительно небольших площадях, а окупают себя поразительно быстро.
К тому же сборка, разборка и транспортировка производственной линии не вызывает трудностей. Поэтому устанавливать частный завод можно на любом неперспективном сырьевом месторождении, а, выработав его, перевозить в другое место. Такой вариант освободит производителя от задачи транспортировать сырье,что позволит значительно экономить.
1 .4 Из чего состоит производственная линия?
1.Шнековые дробилки. Предназначены для грубого дробления и измельчения сырья.
3.Грохоты или вибрационное сито. Нужно для просеивания дробленого материала.
4.Устройство подачи материала на первый этап.
5.Транспортеры. Выполняют функцию подачи сырья к следующему этапу.
6.Машина для сортировки.
7.Молотильная и молотильно-дозировочная машины.
8.Мельница с жерновами.
9.Станок для смешивания шлама.
10.Вращающаяся барабанная печь.
13.Мельница для клинкера.
14.Ковшевой элеватор с подающими шнеками.
15.Весовое и упаковывающее оборудование.
Печи по сухому способу
При сухом способе производства цемента сырьевые материалы перемешиваются, измельчаются с одновременной сушкой и корректируются. Полученный порошок влажностью до 1% — сырьевая мука – подается на обжиг в печной агрегат. При сухом способе процессы сушки, подогрева, а также частично декарбонизации (кальцинирования), происходят в запечных теплообменниках – 1 (рис 1), а остальные более высокотемпературные процессы – непосредственно в короткой вращающейся печи. Соответственно, печи по сухому способу имеют меньшую длину по сравнению с печами мокрого способа.
Сама печь представляет собой корпус — 3, сваренный из рядовых и подбандажных стальных обечаек. На подбандажные обечайки насажены бандажи – 4. Корпус через бандажи опирается на роликовые опоры — 5, обеспечивающие его вращение вокруг геометрической оси. Вращение корпуса обеспечивает привод – 6. Горелка – 9 обеспечивает подачу и сгорание топлива. В разгрузочной головке – 8, клинкер ссыпается в холодильник (на рис. 1 не показан). Движение сырья от разгрузочного конца к разгрузочной головке осуществляется за счет наклона печи (
4%) и постоянного ее вращения. Материал медленно «сползает» вдоль корпуса под действием силы тяжести и постепенно проходит все стадии термической обработки.
Таблица SEQ Таблица * ARABIC 1 Технические характеристики вращающихся печей сухого способа производства.
Размеры печей, м
Отношение L / D (длина/ширина)
Суточная производительность, т (проектная)
Расход топлива Мдж на 1 кг клинкера (проектный)
Съем клинкера с 1м 2 футеровки, кг/ч
С циклонным теплообменником:
С шахтно-циклонным теплообменником
С конвейерным кальцинатором:
С внутренними теплообменными устройствами
Реферат: Вращающаяся печь 5х185 м для обжига клинкера по мокрому способу
ЗАДАНИЕ НА ПРОЕКТИРОВАНИЕ
ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКИЕ РАСЧЕТЫ ЦЕМЕНТНОЙ ВРАЩАЮЩЕЙСЯ ПЕЧИ
Расчет горения топлива
Материальный баланс по сырью
Теоретические затраты тепла на клинкерообразование
Тепловой баланс печи и определение удельного расхода топлива на обжиг клинкера
Материальный баланс установки
Расчет производительности печи
Выбор пылеосадительных устройств и дымососа
СПЕЦИАЛЬНЫЕ ТЕПЛОВЫЕ РАСЧЕТЫ
Расчет размеров колосникового холодильника
Подбор дутьевых вентиляторов для колосниковых холодильников и аппаратов для обеспыливания выбрасываемого воздуха
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
ЗАДАНИЕ НА ПРОЕКТИРОВАНИЕ
1. Тема курсового проекта: Вращающаяся печь 5×185м для обжига клинкер по мокрому способу. Топливо – газ тюменский.
2. Содержание проекта: а) расчеты горения топлива и печи по методическим указаниям, спец. расчет – колосниковый холодильник; б) графика – горячий конец печи с холодильником.
3. Особые дополнительные сведения:
Химический состав сырьевой смеси, %
Минералогический состав клинкера, %
Влажность шлама W=36 %
4. При расчете горения топлива принять: W P =1%; подогрева воздуха 600 O C.
5. Тепловой баланс установки составлять без холодильника, принимая температуры:
окружающей среды 10 O C
клинкера из печи 1100 O C
воздуха из холодильника 500 O C
(весь воздух через холодильник)
отходящих газов 200 O C
потери в окружающую среду 13 O C
Цементный клинкер получают в основном из мокрых сырьевых смесей (шламов) с влажностью от 30% до 50% во вращающихся печах, не имеющих запечных теплоутилизаторов. К преимуществам мокрого способа обжига относятся простота приготовления сырьевой смеси, легкость достижения однородности ее состава, сравнительно небольшие энергозатраты и достаточно гигиенические условия труда (отсутствие запыленности). Недостатком мокрого способа является повышенный расход топлива.
Вращающаяся печь диаметром 5 м и длиной 185 м конструкции УЗТМ (рис.), состоит из цилиндрического корпуса 1 , опирающегося через бандажи 2 на опорные ролики 3. Корпус имеет уклон 3,5—4% и вращается со скоростью 0,5—1,2 об/мин. Привод печи двойной и состоит из двух электродвигателей 4 , двух редукторов 5, двух подвенцовых шестерен и одного венцового колеса 6 .
В середине печи, на одной из ее опор, устанавливается пара роликов (горизонтально) для контроля за смещением печи вдоль оси (вниз или вверх). Вспомогательный привод включается в работу при ремонтах печи, в период розжига и остановки, когда печь должна вращаться медленно. Шлам подается в питательную трубу 7 при помощи ковшовых или объемных дозаторов, находящихся у холодного конца печи. Со стороны головки 8 в печь подается топливо и воздух; в результате сгорания топлива получаются горячие газы, поток которых направлен от горячего конца печи к холодному—навстречу движущемуся материалу. Для улучшения теплопередачи и обеспыливания газов внутри печи в холодном ее конце размещается цепной фильтр-подогреватель 9 , создается цепная завеса 10 и устанавливаются теплообменники 11 . Пыль, уловленная за печью в результате газоочистки, возвращается обратно в печь. Она транспортируется пневмонасосом в бункер, а из него при помощи периферийного загружателя 12 направляется в полую часть печи, расположенную рядом с цепной завесой со стороны горячего конца. Клинкер охлаждается в колосниково-переталкивающем холодильнике 14. На печах длиной 185 м корпус в зоне спекания оборудован установкой для водяного охлаждения 15 и центральной системой смазки 16 .
ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКИЕ РАСЧЕТЫ ЦЕМЕНТНОЙ ВРАЩАЮЩЕЙСЯ ПЕЧИ
1.1 Расчет горения топлива.
В справочнике находим состав заданного вида топлива на горючую массу и влажность рабочей массы топлива (W P ).
Топливо – природный газ Тюменское месторождение.
Оборудование для производства клинкерной плитки: технологическая линия
Чтобы изготовить качественный клинкер, потребуется наличие:
- экструдера (если экструзия входит в технологический процесс);
- камер для предварительной сушки (в зависимости от производственных потребностей могут иметь различный объем загрузки и мощность);
- пресс-форм и ротационных, рычажных, ленточных либо вакуумных (применяются наиболее часто) прессовочных станков;
- ключевой составляющей цепочки – печи для обжига сланцевой глины (обычно используются тоннельные).
ОБЩАЯ ЧАСТЬ
1. Ведомственные производственные нормы расхода материалов (ВПНРМ) на монтаж оборудования предприятий стройиндустрии разработаны в соответствии с «Основными положениями по нормированию расхода и запасов сырья и материалов в производстве», утвержденными постановлением Госплана СССР от 12.12.78 № 177, с изменениями, которые утверждены Госпланом СССР постановлением от 30.11.79 № 188.
Нормы разработаны с учетом применения материалов, качество которых соответствует требованиям ГОСТов и технических условий.
2. ВПНРМ предназначены для определения нормативного количества материалов на стадии подготовки строительно-монтажного производства и при организации производственно-технологической комплектации объектов строительства, контроля за расходом материалов при их описании, анализа производственно-хозяйственной деятельности строительно-монтажных организаций.
3. Нормы разработаны на основании технологии и организации монтажных работ, а также опыта работы ряда строительно-монтажных организаций Главтехмонтажа.
4. Нормами учтены чистая норма (расход материалов на единицу оборудования без учета отходов и потерь, возникающих во время хранения и транспортирования материалов, изделий и полуфабрикатов) и трудноустранимые отходы и потери, образующиеся в процессе монтажных работ.
5. При разработке ведомственных норм использованы следующие нормативные материалы и документы: «Методические рекомендации по разработке элементных и укрупненных производственных норм расхода материалов» (НИИЭС Госстроя СССР, 1982); Общие производственные нормы расхода материалов в строительстве. Сб. 30 «Сварочные работы» (М: Стройиздат, 1982 г.); Производственные нормы расхода строительных материалов. Гл. 9 «Газовая резка» (НИИЭС Госстроя СССР, 1968).
Утверждены Минмонтажспецстроем СССР
24 декабря 1986 г.
Срок введения в действие
1 июля 1987 г.
6. Номенклатура оборудования, по которой разработаны ведомственные нормы, соответствует СНиП IV -6-82 Сб. 24 «Оборудование предприятий промышленности строительных материалов».
7. Нормы расхода материалов предусматривают состав рабочих операций, соответствующих сборникам: ЕНиР № 29, вып. 1 и 2; ВНиР № 6.
8. Нормы даны в расчете на единицу оборудования.
9. Нормами предусмотрено производство монтажных работ с помощью различных грузоподъемных механизмов: крана КМК-200 и стреловых кранов.
10. Потребность в деревянных шпалах представлена в таблицах в виде дроби: в числителе — потребность на монтаж печи, в знаменателе — с учетом возврата.
Минералогический состав цементного клинкера
Трехкальциевый силикат (алит) является активным минералом. Быстро твердеет и набирает прочность, сопровождается значительным тепловыделением.
Двухкальциевый силикат (белит) в начальный период твердеет медленно.
Трехкальциевый алюминат — низкая стойкость против серно-кислых соединений.
Четырехкальциевый алюмоферрит твердеет медленнее алита, но быстрее белита. Прочность ниже алита.
Применение портландцемента
Приготовление растворов невысоких марок для кладочных и штукатурных работ, бетонные изделия.
Характеристика минералов цементного клинкера
Трехкальциевый силикат обуславливает свойства материала, включая скорость затвердевания. Вещество выделяет тепло и обладает высокой прочностью. Добавки, содержащиеся в фазе алита, влияют на его характеристики, изменяют структуру.
Двухкальциевый силикат (C2S) медленно затвердевает, почти не выделяет тепло, но постепенно приобретает высокую прочность. Техническим свойствам портландцемент обязан белиту и алиту, поскольку концентрация этих твердых растворов в клинкере превышает 70%. Объем между кристаллами силикатов заполнен различными веществами, не влияющими на свойства материала.
В процессе обжига трехкальциевый алюминат очень быстро затвердевает и выделяет большой объем тепла, но при этом получается не очень прочным. Присутствие значительного количества минерала в клинкере провоцирует появление коррозии, в портландцементе содержание вещества не превышает 5%.
Целит обладает высокой скоростью взаимодействия с молекулами воды, однако раствор алюмофферита кальция не влияет на процесс затвердевания материала.
Содержание основных минералов в клинкере:
Щелочные оксиды попадают в сырье, используемое при производстве цемента, с полевым шпатом или глиной. Большая часть примесей при обжиге испаряется, а остальные включаются в состав других соединений. Количество щелочей в клинкере стараются уменьшить до 1%, поскольку они препятствуют затвердеванию раствора.
Окись кальция появляется при неполном обжиге, вследствие нарушения соотношения между основными компонентами сырья. Вещество присоединяет молекулы воды, увеличивает объем твердой фазы, что приводит к растрескиванию и потере пластичности клинкера.
Чтобы снизить содержание окиси кальция, гранулы перед измельчением месяц держат на складе.
Для производства клинкера в карьерах добывают сланцы и глинистые породы, в которых содержатся соединения алюминия, железа, а также известняки. Сырьевые смеси обжигают до спекания.
Полученный промежуточный продукт измельчают, добавляют гипс и производят портландцемент, из которого изготавливают прочный бетон, плитку для облицовки, искусственный камень.
Для создания других видов строительного материала клинкер соединяют с ракушечником и шлаком или смешивают с добавками.
Чтобы получить глиноземистый цемент, обжигают смесь бокситов и известняков. Состав не пропускает влагу, устойчив к высоким температурам, подходит для производства жаропрочного бетона, а также используется при аварийных работах.
При нагревании известняков до 1 тыс.° получают романцемент, который применяется для создания панелей и блоков, но обладает меньшей прочностью.
