Выбор сырьевых материалов для производства ПЦ

Министерство образования и науки РФ

ФГБОУ ВПО «ВОСТОЧНО-СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ТЕХНОЛОГИЙ И УПРАВЛЕНИЙ»

Кафедра «Производство строительных материалов и изделий»

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

К курсовому проекту «Вяжущие вещества» на тему:

Цех обжига цементного завода по мокрому способу

Проектировал студент группы 339-1

Хандажапов В. А.

________________________

Проект защищен с оценкой

_______________________

Комиссия:____________________________________________________________________

(подпись, Ф.И.О.)

_______________________________________________________________________ (подпись, Ф.И.О.)

______________________________ (дата)

Введение............................................................................................................3

1.Характеристика выпускаемой продукции.................................................7

2.Выбор сырьевых материалов для производства ПЦ ……………………………………………………………................................9

2.1 Обоснование технологической схемы производства ПЦ…………………………………………………………………………...13

2.3 Определение режима работы предприятия и расчет материального баланса…………………………..…………………………………………27

2.4 Выбор оборудования и компоновка поточной линии производства………………………………………………………………33

2.5 Расчет емкости складов и бункеров………………………………....36

3. Технико-экономические показатели….………………………………39

4. Контроль производства и качества готовой продукции…………….43

6. Мероприятия по технике безопасности, охране труда и защите окружающей среды……………………………………………………………………….45

Среди строительных материалов цементу принадлежит ведущее место. В современной строительной практике роль цемента в выпуске новых прогрессивных материалов и изделий для полносборного домостроения постоянно возрастает. Его применяют для изготовления монолитного и сборного бетона, железобетона, асбестоцементных изделий, строительных растворов, многих других искусственных материалов, скрепления отдельных элементов (деталей) сооружений, жароизоляции и др. Крупными потребителями цемента являются нефтяная и газовая промышленность. Цемент и получаемые на его основе прогрессивные строительные материалы успешно заменяют в строительстве дефицитную древесину, кирпич, известь и другие традиционные материалы.

В разных странах мира продолжаются разработки новых компонентов для цемента, которые должны улучшить и изменить его свойства. Созданы добавки, значительно повышающие стойкость цемента и материалов на его основе к воздействию высоких и низких температур, влажности и механических нагрузок. Активно изучаются возможности создания материала, который сможет на молекулярном уровне «подстраиваться» под изменения погодных условий и режимов эксплуатации. Цементы нового поколения, например, позволят производить бетон из растительных ингредиентов и отказаться от применения традиционной металлической арматуры. Цемент в стиле «хай-тек» можно будет использовать в качестве идеального теплоизолирующего и звукопоглощающего материала, а также применять его при строительстве новых типов зданий, которые смогут обеспечивать себя энергией и водой. Внедрение новых научных достижений позволит цементу в ближайшей перспективе сохранить титул самого востребованного материала для строительства. Этому так же способствует строительный бум в нашей стране. Стоить отметить что состояние цементной промышленности в нашей стране приводит к некоторым трудностям, для решения этих проблем был организован "Круглый стол", посвященный ситуации на отечественном цементном рынке, состоявшийся в пресс-клубе РИА "Новости". В рамках этой представительной встречи был рассмотрен целый комплекс проблем, связанных с влиянием дефицита цемента на рост объемов строительства, состоянием цементной промышленности в России и возможными вариантами выхода из цементного тупика. Причем было замечено, что участники

В обсуждении приняли участие начальник Управления контроля промышленности Федеральной антимонопольной службы (ФАС России) Алексей Ульянов, генеральный директор Российского Союза строителей Михаил Викторов, директор аналитического управления инвестиционной группы "Антанта ПиоГлобал" Георгий Иванин, старший научный сотрудник Научно-исследовательского института цементной промышленности Яков Крайчук, президент Ассоциации строителей России Николай Кошман, заместитель руководителя закрытого акционерного общества "Интеко" по Национальному проекту "Доступное жилье" Вадим Догадайло и руководитель блока промышленности строительных материалов ЗАО "Интеко" Михаил Богуш. Открыл "круглый стол" начальник Управления контроля промышленности Федеральной антимонопольной службы Алексей Ульянов. По его словам, Федеральная антимонопольная служба занимается цементом давно и достаточно системно. Три года назад было возбуждено дело в отношении компании "Евроцемент груп", которое после серии судебных разбирательств закончилось подписанием мирового соглашения о признании вины этой компании и выплатой в бюджет суммы, превышающей 10 млн. долларов - 267 млн. рублей. На сегодняшний день - это крупнейший антимонопольный штраф, выплачиваемый какой-либо российской компанией.
Подписание мирового соглашения дало толчок новому этапу в развитии цементной отрасли в целом, потому что ФАС предписала компании начать биржевую торговлю. Этот эксперимент, можно сказать, удался, потому что сегодня в торгах участвуют уже около десяти производителей цемента, и более 20% объемов произведенного цемента в России проходит через биржу. Конечно, возникает вопрос о ценах, и факт, что в 2009 году рост цен составил порядка 80%, не может не беспокоить. С другой стороны, сокращение поставок цемента не наблюдается, напротив, по предварительным итогам цементная промышленность демонстрирует десятипроцентный рост. Таким образом, производство стройматериалов в целом, и цементная отрасль в частности, наряду с машиностроением выступают сегодня одним из локомотивов роста промышленности в России.
Очевидно, что сейчас есть смысл сконцентрироваться на решении системных структурных вопросов, то есть лечить не симптомы, а заболевание, в чем ФАС активно участвует.

О том, что ФАС всерьез занялась цементной промышленностью, говорит сам факт наличия развернутой программы вывода этой отрасли

Сейчас в отрасли реализуется более пятидесяти проектов по модернизации и строительству заводов, интерес к этой отрасли растет, и сегодня только ленивый в России не объявил о том, что он хочет заниматься цементом. Тот факт, что на аукционе в Ростовской области выставленный за 1, 8 млн. рублей участок ушел по цене 700 млн. рублей, говорит о многом.
* Совершенствование биржевой торговли цементом. Пока нормативной базы в этой области не существует, но ФАС предписала тем биржам, которые осуществляют торговлю цементом, определенные правила игры. К ним относятся приостановка торгов при росте цены более чем на 15%, количество участников торгов не менее десяти, число сделок не менее десяти и еще целый ряд более специфичных биржевых пунктов. К сожалению, Федеральная Служба по финансовым рынкам, в ведении которой находится регулирование биржевой торговли, в данном случае от этого процесса устранилась, и работу ФАС, по сути, ведет в одиночку.
* Решение сырьевых внутриструктурных проблем. Речь идет о том, что зачастую компании, которые хотят инвестировать в отрасль, сталкиваются с тем, что, выигрывая аукцион на недра, обнаруживают, что земля над этими

На этой ноте "круглый стол" подошел к концу. Не все проблемы, конечно, были решены, но радует то, что за один "круглый стол" садятся люди, заинтересованные в развитии отечественной цементной отрасли. Значит, диалог еще продолжится, положительное решение будет принято, заработают программы, и мы перестанем вскоре упоминать всуе и цементный кризис, и цементный тупик.

Портландцементом ГОСТ 10178 – 85 называется гидравлическое вяжущее вещество, твердеющее в воде и на воздухе и представляющее собой продукт тонкого помола клинкера, получаемого в результате обжига до спекания искусственной сырьевой смеси, состав которой обеспечивает преобладающее содержание в клинкере силикатов кальция (70 – 80 %).

Портландцемент по составу отличается от клинкера, так как при помоле к нему добавляют гипс, чтобы замедлить сроки схватывания и улучшить некоторые другие свойства. Содержание гипса ограничивается допустимым общим содержанием в портландцементе ангидрида серной кислоты (SO 3), которое на ГОСТ 10178 – 85 должно быть не менее 1,5 и не более 3,5%. Кроме того, допускается введение при помоле в состав портландцемента, без изменения его наименования, до 15% активных материальных добавок или гранулированных доменных шлаков. В состав портландцемента вводят и небольшое количество (до 1%) некоторых добавок для интенсификации процесса помола и улучшения отдельных свойств готового продукта. Однако свойства портландцемента при одной и той же удельной поверхности определяются главным образом составом клинкера, а не добавок; последние могут лишь несколько влиять на них.

Состав портландцемента клинкера характеризуется:

1. Содержанием отдельных оксидов;

2. Соотношениями между главнейшими оксидами, выражающимися различными коэффициентами и модулями, и

3. Содержанием клинкерообразующих соединений – клинкерных материалов.

Растущий дефицит в строительстве вяжущих веществ, в частности портландцемента, заставил ученых и практиков искать пути снижения его

Зола электрофильтров и золошлаковые смеси из отвалов — эффективный компонент сырьевой смеси при производстве портландцементного клинкера для замены глинистого и карбонатного компонентов или как корректирующая добавка.

Известен метод Л. Триефе для получения вяжущего из расплава известняка и золы, резко охлаждаемого водой, который затем подвергается помолу и сушке. Этот метод позволяет уменьшить количество известняка до одной трети, отказаться от глины и известняка при получении цемента.

Минералогический состав, масс. %:

- 3 СаО · SiO2 (алит) – 45-60 – высокая скорость набора прочности и высокая прочность;

- 2 СаО · SiO2 (белит) – 18-25 –медленная скорость набора прочности и высокая прочность;

3СаО · Al2O3 (целит) – 4-8– высокая скорость набора прочности и низкая прочность;

4 СаО · Al2O3 · Fe2O3 (браунмиллерит) – 8-15– средняя скорость набора прочности и средняя прочность;

2 Технологическая часть

Выбор сырьевых материалов для производства ПЦ

Для получения портландцемента применяют, главным образом, карбонатные и глинистые породы. Кроме того, в качестве сырьевых материалов можно использовать и другие природные виды сырья, а также искусственные материалы, получаемые в виде отходов тех или иных производств. К ним основные и кислые доменные шлаки, отход, получаемый при производстве глинозема, белитовый (нефелиновый) шлам, отходы от переработки горючих сланцев, зола и др. Помимо основных сырьевых материалов в производстве портландцемента используют и различные корректирующие добавки.

Карбонатные породы.

Глинистые породы.

Из глинистых пород используют обычно глину, суглинок, глинистый сланец, мергелистую глину, лесс, лессовидный суглинок. Глины характеризуются значительным содержанием тонких частиц размером менее 0,001 мм. Они состоят из глинистого вещества и примесей. Первое представляет собой либо один глинистый минерал (мономинеральные глины), либо смесь различных минералов (полиминеральные глины). Глинистое вещество – это в основном гидроалюмосиликаты m Al2O3 * n SiO2 * p H2O, где значения коэффициентов при окислах для отдельных глинистых минералов различны. В кристаллическую решетку гидроалюмосиликатов могут также входить K, Na, Mg, Ca, Fe. Известен ряд групп глинистых минералов: каолинитовая Al2O3 * 2SiO2 * 2H2O, галлуазитовая Al2O3 * 2SiO2 * 4H2O, монтмориллонитовая Al2O3 * 3 – 5 SiO2 * n H2O, монотермитовая 0,2 К2О * Al2O3 * 3SiO2 1,5H2O (вместо калия в монотермит могут входить Na, Mg, Ca), гидрослюды – в виде железистых соединений, кварца. Карбонатов кальция и магния, гипса, полевого шпата и ряда других веществ.

Сырьем для производства портландцемента служат различные виды глин, поскольку обычно используют глины, залегающие вблизи месторождения карбонатных материалов. Чаще других применяют гидрослюдистые и монтмориллонитовые глины, реже каолинитовые и др.

Карбонатное и глинистое (алюмосиликатное) сырье должно быть возможно более однородным по составу и структуре, не содержать включений крупных зерен кварца и других обломочных пород, затрудняющих помол сырья и трудно усваиваемых в процессе обжига.

Белитовый шлам.

Получаемый в виде отхода при производстве из нефелинов глинозема белитовый (нефелиновый) шлам по составу занимает промежуточное положение между портландцементом и основным доменным шлаком. Белитовый шлам полностью заменяет глинистый компонент и в значительной степени карбонатный. Он поступает на завод в тонкоизмельченном виде, что сокращает затраты на помол сырья. Белитовый шлам по сравнению с известняком представляет собой декарбонизированный материал, содержащий до 85% двухкальциевого силиката, что значительно облегчает обжиг, увеличивает производительность печей и снижает расход топлива.

В качестве добавок, корректирующих значения силикатного и глиноземного модулей, применяют различные материалы. Чтобы увеличить содержание в сырьевой смеси Fe2O3, используют колчеданные огарки, колошниковую пыль, железную руду. Обе эти добавки богаты окисью железа. Для повышения содержания SiO2 употребляют трепел, диатомит, опоку, маршалит, кварцевый песок, а для повышения содержания Al2O3 – боксит и богатые глиноземом маложелезистые глины. Чаще всего используют железосодержащие корректирующие добавки.

К основным техническим свойствам портландцемента относят – плотность и объёмную насыпную массу, тонкость помола, сроки схватывания, равномерность изменения объёма цементного теста и прочность затвердевшего цементного раствора.

Плотность цемента находится в пределах 3.0-3.2 г/см3, объемная насыпная масса в рыхлом состоянии составляет 900-1100 кг/м3 и до 1700 кг/м3 – в уплотнённом.,

Тонкость помола характеризует степень измельчения цемента и устанавливается ситовым анализом (просеиванием через определённые сита). Более точный характеристикой степени измельчения цемента является его удельная поверхность, т.е. поверхность всех зёрен, содержащихся в 1 г цемента. Тонкость помола в значительной степени влияет на прочность цементного камня. Чем более тонко измельчён цемент (до известного предела), тем выше прочность цементного камня.

В соответствии с требованиями ГОСТ 10178-62 тонкость помола должна быть такой, чтобы через сито №008 проходило не менее 85% от всей навески портландцемента. Удельная поверхность обычного портландцемента

Сроки схватывания цементного теста (цемент + вода) зависят от тонкости помола, минерального состава и водопотребности цемента. При этом водопотребность характеризуется количеством воды в процентах от массы цемента, необходимой для получения теста нормальной густоты, т.е. определённой подвижности (24-28%).

В соответствии с указанными стандартам начало схватывания должно наступать не ранее 45 минут, а конец не позднее 12 часов. За начало схватывания принимают время, прошедшее от начала затворения цемента водой до начала загустевания цементного теста: а за конец – время от начала затворения теста до полной потери им пластичности.

С повышением температуры схватывания цементного теста ускоряется, с понижением – замедляется.

За период схватывания, которое завершается относительно быстро (несколько часов), следует продолжительный процесс превращения цементного теста в цементный камень.

Согласно заданию к курсовому проекту, я выбрал сырьевые материалы мел и глину