Теоретические основы процесса

 

Для производства портландцемента применяют твердые и и мягкие горные породы; при этом как к первым, так и ко вторым могут относиться глинистые и известковые компоненты сырьевой смеси. К мягким глинистым компонентам относится глина, лёсс, а к твердым - глинистый мергель, глинистый сланец. Среди мягких известковых компонентов применяют мел, а среди твердых - известняк.

Мягкие компоненты успешно измельчают в болтушках, твердые же компоненты могут быть измельчены только в мельницах. Поэтому технологическую схему измельчения сырьевых материалов при мокром способе выбирают в зависимости от их физико-механических свойств. Существует три варианта технологических схем:

· два мягких материала - глина измелизмельчаются в болтушках;

· два твердых материала - глинистый мергель и известняк измельчаются в мельницах;

· один материал мягкий - глина измельчается в болтушках; другой твердый - известняк измельчается в мельнице.

Начальной технологической операцией получения клинкера является измельчение сырьевых материалов.

Необходимость измельчения сырьевых материалов до весьма тонкого состояния определяется условиями образования однородного по составу клинкера из двух или нескольких сырьевых материалов. Химическое взаимодействие материалов при обжиге происходит вначале в твердом состоянии (в твердых фазах). Это такой вид химической реакции, когда новое вещество образуется в результате обмена атомами и молекулами двух соприкасающихся между собой веществ. Возможность такого обмена появляется при высокой температуре, когда атомы и молекулы начинают совершать свои колебания с большой силой. Образование при этом новых веществ происходит на поверхности соприкасающихся между собой зерен исходных материалов. Следовательно, чем больше будет поверхность этих зерен и чем меньше сечение зерна, тем полнее произойдет реакция образования новых веществ.

Куски исходных сырьевых материалов нередко имеют размеры в несколько десятков сантиметров. При существующей помольной технике получить из таких кусков материал в виде мельчайших зерен можно только за несколько приемов. Вначале куски подвергают грубому измельчению - дроблению, а затем тонкому помолу.

B зависимости от свойств исходных материалов в цементной промышленности тонкое измельчение производят в мельницах я в болтушках в присутствии большого количества воды. Мельницы применяют для

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

измельчения твердых материалов (известняк, глинистые сланцы), а болтушки - для материалов, легко распускающихся вводе (мел, глина).

Из болтушки глиняный шлам перекачивают в мельницу, где измельчается известняк. Совместное измельчение двух компонентов позволяет получать более однородный сырьевой шлам.

В сырьевую мельницу известняк и глиняный шлам подают в строго определенном соотношении, соответствующем химическому составу клинкера. Однако даже при самой тщательной дозировке не удается получить из мельницы шлам необходимого химического состава. Причиной этого в основном служат колебания характеристики сырья в пределах месторождения.

Чтобы получить шлам строго заданного химического состава, его корректируют в специальных бассейнах. Для этого в одной или нескольких мельницах приготовляют шлам с заведомо низким или заведомо высоким титром (содержанием углекислого кальция СаСО₃), и этот шлам в определенной пропорции добавляют в корректирующий шламовый бассейн.

Приготовленный таким образом шлам, представляющий собой сметаноо!бразную массу с содержанием воды до 40 %, насосами подают в расходный бачок печи, откуда равномерно сливают в печь. Для обжига клинкера при мокром способе производства применяют только вращающиеся печи. Они представляют собой стальной барабан длиной до 150-185 м и диаметром 3,6-5 м, футерованный внутри огнеупорным кирпичом; производительность таких печей достигает 1000-2000 т клинкера в сутки.

Барабан печи устанавливают с наклоном в 3-4°. Шлам загружают со стороны поднятого конца печи, а топливо в виде угольной пыли, газа или мазута вдувают в печь с противоположной стороны. В результате вращения наклонного барабана находящиеся в нем материалы непрерывно продвигаются к опущенному концу. В области горения топлива развивается наиболее высокая температуры - до 1500 °С, что необходимо для взаимодействия окиси кальция, образовавшейся при разложении СаСО₃, с окислами глины и получения клинкера.

Дымовые газы движутся вдоль всего барабана печи навстречу обжигаемому материалу. Встречая на пути холодные материалы, дымовые газы подогревают их, а сами охлаждаются. В результате, начиная от зоны обжига, температура вдоль печи снижается с 1500 до 150-200 °С.

Из печи клинкер поступает в холодильник, где охлаждается движущимся навстречу ему холодным воздухом. Охлажденный клинкер отправляют на склад для магазинирования. Магазинирование - это вылеживание (до 2-3 недель) с целью гашения свободной извести в клинкере влагой из воздуха и предупреждения этим неравномерности изменения объема цемента при его твердении.

Высоко организованный технологический процесс получения клинкера обеспечивает минимальное содержание свободной СаО в клинкере (менее 1 %) и исключает этим необходимость его магазинирования В этом случае клинкер из холодильника направляют непосредственно на помол. Перед

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

помолом клинкер дробят до зерен размером 8-10 мм, чтобы облегчить работу мельниц. Измельчение клинкера производится совместно с гипсом, гидравлическими и другими добавками, если последние применяются. Совместный помол обеспечивает тщательное перемешивание между собой всех материалов, а высокая однородность цемента является важным фактором его качества. Гидравлические добавки, будучи материалами сильно пористыми, имеют, как правило, высокую влажность (до 20-60 % и более). Поэтому перед помолом их высушивают до влажности примерно 1 %, предварительно раздробив до зерен крупностью 8-10 мм. Гипс только дробят, так как его вводят в незначительных количествах, и содержащаяся в нем влага легко испаряется теплом, образующимся при помоле цемента в результате ударов и истирания в мельнице мелющих тел. Из мельницы цемент выходит с температурой до 100 °С и более. Для охлаждения, а также создания запаса его отправляют на склад. Для этой цели применяют силосные склады, оборудованные механическим (элеваторы, шнеки), пневматическим (пневматические насосы, азрожелоба) или пневмомеханическим транспортом.

Отгружают цемент потребителю в таре - в многослойных бумажных мешках весом 50 кг или навалом в контейнерах, автомобильных или железнодорожных цементовозах, в специально оборудованных судах. Каждая партия цемента снабжается паспортом.

Проект предусматривает мокрый способ производства цемента с использованием в качестве сырьевых материалов одного твердого (известняка) и одного мягкого (глины) компонентов сырьевой смеси. При этом получение глиняного шлама рассчитано производить в карьере, на площадке завода создается только запас шлама на случай нарушения подачи его с карьера.

В качестве топлива проект завода ориентирован на испольвание природного газа.

 

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: