Сырьё для производства вяжущего

Введение

Пластифицированный портландцемент является разновидностью портландцемента. Пластифицированный портландцемент изготавливают путем совместного помола портландцементного клинкера, гипса и пластифицирующей поверхностно-активной добавки, придающей растворам и бетонам на этих цементах повышенную подвижность, удобоукладываемость и морозостойкость.

Пластифицирующей поверхностно-активной добавкой обычно служат концентраты сульфитно-спиртовой барды ССБ или сульфитно-дрожжевой бражки СДБ, удовлетворяющие требованиям ГОСТ 8518-57 и ТУ 81-01-32-70.

Количество вводимой в состав цемента пластифицирующей добавки находится в пределах 0,15-0,25% массы цемента в пересчете на сухое вещество. Оптимальное количество добавки устанавливают в заводской лаборатории опытным путем в зависимости от химико-минералогического состава клинкера, тонкости помола цемента, его вещественного состава и состава добавки. Введение избыточного количества добавки вызывает ухудшение качества цемента. Стандарт разрешает вводить в пластифицированный портландцемент активные минеральные добавки, такие же и в тех же количествах, что и портландцемент.

Бетон на пластифицированном цементе при одинаковом расходе цемента отличается повышенной прочностью, более высокой морозостойкостью и водонепроницаемостью, а также повышенной сопротивляемостью коррозионным воздействиям по сравнению с бетоном на портландцементе. При равной прочности бетона применение пластифицированного цемента позволяет снизить расход цемента на 1 бетона на 10-15%.

 

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

0269355-270106 –КП-2013

Разраб.

Первухин Д.И.

Провер.

Панченко Д.А.

Реценз.

Н. Контр.

Утверд.

Пояснительная записка

Лит.

Листов

ФГБОУ ВПО ТюмГАСУ

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

Номенклатура выпускаемой продукции.

1.Номенклатура выпускаемой продукции.

На предприятии выпускается портландцемент марки ПЦ.500 с активными минеральными добавками.

Сырьё для производства вяжущего

Расчёт сырьевой смеси для портландцементного клинкера

Характеристика сырья. КН=0,9 n=2,2.

КН - коэффициент насыщения кремнезема известью, представляющий собой отношение количества оксида кальция в клинкере, фактически связанного с кремнекислотой, к ее количеству, теоретически необходимому для полного связывания этой кислоты в трехкальциевый силикат:

 

n -силикатный (кремнеземистый) модуль, представляет собой отношение процентного содержания в клинкере кремнекислоты к сумме процентного содержания оксидов алюминия и железа:

Химический состав сырья представлен в таблице 1.

 

Сырьё	Химический состав, %
SiO2	Al2O3	Fe2O3	CaO	MgO	SO3	П.п.п
Известняк	0,58	0,22	0,42	55,14	0,5	0,26	42,90
Глина	47,71	15,2	11,5	7,77		0,71	16,11
Маршалит	75,98	4,74	3,40	7,71		1,41	3,76

Выбор и обоснование технологической схемы производства.

В настоящее время применяют три способа подготовки сырьевой смеси из исходных материалов: мокрый, сухой и комбинированный. На данном предприятии будет реализован мокрый способ производства.

Склад известняка

Склад маршалита

Склад глины

Склад гипсового камня

Склад клинкера (силосного типа)

Склад высушенного гипсового камня (силосного типа)

Расчёт складов готовой продукции. Емкость складов готовой продукции может зависеть от необходимости вылеживания вяжущего до отправки его потребителю. Силосные склады - железобетонные цилиндрические емкости с одним или двумя разгрузочными отверстиями.

Объем силосного склада в м³, для каждого компонента составляет:

где: - производительность завода по готовой продукций, т/год;

- число суток нормированного запаса;

- насыпная плотность материала, т/м³;

- коэффициент заполнения силоса.

Полезный объём силоса диаметром 12м и высотой 33м составляет 3000м³.

Следовательно количество силосов (n_с) будет равно:

Расчёт ёмкости расходных бункеров

Емкость расходных бункеров (V_бун) рассчитывается на 2-4 часовую производительность аппаратов, перед которыми они установлены:

где: - производительность аппарата, т/час;

- время запаса, час;

- насыпная плотность материала, т/м³;

- коэффициент наполнения бункера.

Расчёт шламбассейнов

Шламбассейны служат для корректирования (вертикальные бассейны) и хранения (горизонтальные бассейны) шлама при мокром и комбинированном способах производства цемента.

Вертикальные шламбассейны представляют собой установленные на колоннах цилиндрические железобетонные или металлические резервуары вместимостью 400 – 1200 м³, нижняя часть которых выполнена в виде конуса. Полезный объем такого бассейна определяется по формуле:

где: D – внутренний диаметр бассейна,м;

Н – высота цилиндрической части бассейна, м;

- коэффициент заполнения бассейна, принимается равным 0,9.

Диаметр вертикального шламбассейна 6 – 12 м, высота 10 – 22 м. Отношение высоты цилиндрической части к диаметру примерно 2:1.

Проводится расчёт для бассейнов диаметром 8м (D=8м) и высотой цилиндрической части 16м (H=16м).

Расчет потребности числа вертикальных бассейнов производится по формуле:

Nв = N₁ + N₂

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

Расчёт основных производственных площадей

где: N₁ – число бассейнов, необходимое для бесперебойного приема шлама от сырьевых мельниц;

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

Расчёт основных производственных площадей

где: Vп – полезный объем одного бассейна, м³;

Vс – суммарная производительность сырьевых мельниц, м³/ч;

tо - время, необходимое для обработки шлама (перемешивание, анализ, корректирование и т.п.), ч (при расчетах можно принять 5-6 часов).

N₂ – число бассейнов для корректирующих шламов, принимается 2-3 бассейна.

Для усреднения и хранения шлама применяются круглые шламбассейны, снабженные мешалками и смесителями карусельного типа: СМЦ-424.1. Вместимость бассейнов 8000 м³ и диаметр соответственно 35 м.

Глубина (высота) шламбассейнов составляет 6 –8 м.

Количество горизонтальных шламбассейнов (Nг) при наличии вертикальных бассейнов определяется по формуле:

где: Vг – полезный объем одного горизонтального бассейна, м³;

Ак – производительность завода по клинкеру, т/год;

Ру – удельный расход сырьевой смеси на 1т клинкера;

Сн – нормативный запас шлама, сут;

Ки – коэффициент использования вращающихся печей (0,85).

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

Технико-экономическое обоснование

6 Технико-экономическое обоснование

Общий расход электроэнергии спределяется сложностью технологической линии и видом основного печного агрегата.

Расчёт потребляемой электроэнергии производится на оснавании данных по каждому виду оборудования, и представлен в таблице 5

Потребность предприятия в электроэнергии.

№п/п	Наименование оборудования с электро-двигателем	Коли-чество единиц оборудо-вания	Мощность электродвигателя, кВт.	Продолжи-тельность работы в смену (час)	Коэффи-циент использо-вания смены	Коэффи-циент загружен-ности по мощности	Потребляемая электроэнергия с учетом коэффициента использования и загружен-ности по мощности
Еди-ницы	Общая
	Грейферный кран					0,85	0,35	26,8
	Дробилка щековая					0,85	0,85	115,6
	Молотковая дробилка					0,85	0,85	281,8
	Гидрофол					0,85	0,85
	Насос					0,85	0,55	26,2
	Насос-дозатор					0,85	0,55	46,8
	2-х камерная шаровая мельница					0,85	0,85
	Печь вращающаяся					0,85	0,85	953,7
	Холодильник					0,85	0,85
	2-х камерная шаровая мельница					0,85	0,85
	Сепаратор		Ротора-180 Дымо соса-250			0,85	0,85	310,7
	Ленточный питатель					0,85	0,55	9,8

 

 

	Конусная дробилка					0,85	0,85	21,7
	2-х камерная шаровая мельница					0,85	0,85	361,3
	Смеситель					0,85	0,85	119,2
	Итого:	-	-		-	-	-	19674,6

Таблица 5.Потребность предприятия в электроэнергии.

Потребляемую мощность получают умножением мощности каждого электродвигателя на коэффициент загрузки и использования во времени.

Годовой расход электроэнергии (Эсут.) определяется как сумма энергозатрат – итоговый результата последней колонки таблицы 5.

Суточный расход электроэнергии Эсут.= 19674,6 кВт

Годовой расход электроэнергии определяется умножением суточного расхода на 365:

Эгод =Эсут·365=19674,6 ·365=7181229 кВт.

Удельный расход электроэнергии устанавливается делением годового расхода электроэнергии на годовую производительность предприятия:

Эуд =Эгод/Пгод =7181229/1500000=74,8 кВт/т.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

Технико-экономическое обоснование

Где Пгод. – годовая производительность по основному виду продукции, т.

 

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

Штатная ведомость

7. Штатная ведомость

Таблица 6.

Отделение	Наименование профессии или вида работ	Количество работающих	Длитель-ность. час	Количество, ч/час
смены	всего	ч/час в сутки	ч/час в год
1)Склад сырья	Слесарь			-			0,375	136,88
Крановщик			-
Оператор			-
2)Дробильное отделение	Слесарь						0,250	91,25
Оператор
3)Отделение помола	Слесарь						0,250	91,25
Оператор
4)Отделение обжига	Слесарь						0,250	91,25
Оператор
5)Склад готовой продукции	Слесарь						0,250	91,25
Оператор
6)Лаборатория	Лаборант						0,208	76,04
7) АСУ	Оператор ЭВМ						0,208	76,04
Итого.							1,791	649,88

 

Производительность труда – это количество продукции, приходящейся в год на одного списочного рабочего, в натуральном или ценностном выражении.

Пт=Пгод./Кс=1500000/40=375500

Где Кс – списочное количество рабочих.

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

Контроль производства и качестваготовой продукции

8 Контроль производства и качества готовой продукции

Получать цемент высокого качества на современных заводах можно, только строго соблюдая все технологические требования и правила и осуществляя производственный цикл при установленных оптимальных режимах работы всех механизмов и установок. Большое значение при этом имеют контроль производства, в процессе которого определяют качество исходных материалов и соответствие их свойств требованиям норм и технических условий; выявляют свойства материалов и полуфабрикатов на всех стадиях производства и устанавливают их соответствие тем показателям, которые обеспечивают получение продукции требуемого качества; наблюдают за работай приборов, механизмов и установок в заданных оптимальных режимах, обеспечивающих качественную переработку материалов при наилучших технико-экономических показателях; определяют свойства получаемого цемента и их соответствие требованиям стандарта.

Контролировать производство нужно на систематически на всех стадиях с помощью современных методов и приборов, обеспечивающих точность и возможность автоматизации контрольных операций. Быстрое вмешательство в ход производственных процессов позволяет устранять отклонения от заданных режимов и параметров и оптимизировать их.

Действенность производственного контроля зависит от правильного выбора мест отбора проб и определения технологических параметров (температура, влажность, подвижность смесей и т. д.); соответствия свойств пробы свойствам материала, а также от периодичности отбора проб и их величины.

В настоящее время созданы способы автоматического отбора проб материалов в процессе их переработки. Частота операций отбора проб и величина последних зависят от степени однородности материалов, размера потока, гранулометрии (при кусковых материалах) и других условий. Отбор и подготовка проб проводятся по стандартной методике.

Исходные материалы контролируют по химическому составу, содержанию (титр) в известняке и влажность сырья.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

Контроль производства и качестваготовой продукции

В сырьевом отделении проверяют состав смесей, тонкость их измельчения, влажность, текучесть и однородность титра. При производстве цементов становится обычным также контроль содержания в сырьевых смесях СаО, . Химический анализ клинкера и цемента производится в соответствии с ГОСТ 5382-73.

Качество клинкера определяют часто по его насыпной плотности, которая при правильном составе сырьевой смеси и надлежащем обжиге во вращающейся печи (мокрый способ) колеблется обычно в пределах 1550-1650 г/л. Определяют также количество , которое не должно превышать 1%.

Контроль при помоле или смешивании клинкера с добавками сводится к проверке соотношения по массе между клинкером, гипсом и другими компонентами, соответствия степени измельчения цемента нормативам, контролю температуры клинкера и получаемого продукта и к другим определениям. Цемент должен быть принят ОТК завода по ГОСТ 22236-76 (с изм.) [3].

.

 

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

Охрана труда

9 Мероприятия по охране труда, технике безопасности и защите окружающей среды

При большой насыщенности предприятий цементной, промышлен­ности сложными механизмами и установками по добыче и перера­ботке сырья, обжигу сырьевых смесей и измельчению клинкера, пе­ремещению, складированию и отгрузке огромных масс материалов, наличию большого количества электродвигателей особое внимание при проектировании заводов и их эксплуатации должно уделяться созданию благоприятных и безопасных условий для работы трудя­щихся. Охрану труда следует осуществлять в полном соответствии с «Правилами по технике безопасности и производственной санита­рии на предприятиях цементной промышленности».

Поступающие на предприятия рабочие должны допускаться к работе только после обучения их безопасным приемам работы и инструктажа по технике безопасности. Ежеквартально необходимо проводить дополнительный инструктаж и ежегодно повторное обу­чение по технике безопасности непосредственно на рабочем месте.

Необходимо оградить движущие­ся части всех механизмов и двигателей, а также электроустановки, приямки, люки, площадки и т. п. Должны быть заземлены электро­двигатели и электрическая аппаратура. Обслуживание дробилок, мельниц, печей, силосов, транспорти­рующих и погрузочно-разгрузочных механизмов должно осуществ­ляться в соответствии с правилами безопасной работы у каждой установки.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

Большое внимание должно уделяется обеспыливанию воздуха и отходящих газов печей и сушильных установок для создания нор­мальных санитарно-гигиенических условий труда. В соответствии с санитарными нормами проектирования промышленных предприятий концентрация в воздухе помещений цементной и остальных видов пыли не должна превышать 0,04 мг/м³. Содержание в воздухе СО не допускается более 0,03, сероводорода — более 0,02 мг/м³. В воз­духе, выбрасываемом в атмосферу, концентрация пыли не должна быть более 0,06 г/м'.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

Охрана труда

Для создания нормальных условий труда все помещения цемент­ного завода обеспечиваются системами искусственной и естест­венной вентиляции. Этому в большой мере способствует герметизация тех мест, где происходит пылевыделение, а также отсос воздуха из бункеров, течек, дробильно-помольных механизмов и т.п. Воздух, отбираемый из цементных мельниц, очищают с помо­щью рукавных или электрофильтров. Перед ними при значительной концентрации пыли в аспирируемом воздухе необходимо устанав­ливать циклоны. Важно не допускать просасывание через 1 м² ткани фильтров более 60—70 м³ воздуха в 1 ч. Для очистки воздуха, от­сасываемого из камер сырьевых мельниц, обычно устанавливают циклон и электрофильтр, соединенные последовательно. Воздух из сепаратора мельниц и головок элеваторов для очистки пропускается через рукавный фильтр.

Отходящие газы вращающихся печей необходимо очищать для пре­дотвращения загрязнения окружающей среды. Для этого устанав­лены электрофильтры. Если же отходящие газы содержат значи­тельное количество пыли (более 25—30 г/м³), то их сначала про­пускают через батарею циклонов.

Шум, возникающий при работе многих механизмов на цемент­ных заводах, характеризуется зачастую высокой интенсивностью, превышающей допустимую норму (90 дБ). Особенно неблагоприят­ны в этом отношений условия работы персонала в помещениях мо­лотковых дробилок, сырьевых и цементных мельниц, компрессоров, где уровень звукового давления достигает 95—105 дБ, а иногда и более. К числу мероприятий по снижению шума у рабочих мест от­носят применение демпфирующих прокладок между внутренней стенкой мельничных барабанов и бронефутеровочными плитами, за­мену в сырьевых шаровых мельницах стальных плит резиновыми. При этом звуковое давление снижается на 5—12 дБ. Укрытие мель­ниц и дробилок шумоизолирующими кожухами, облицовка источни­ков шума звукопоглощающими материалами также дает хороший эффект (снижение на 10—12 дБ).

 

Литература:

1. Научно-технический и производственный журнал «Цемент» - М.: Карелия Принт, 1996

2. Методические указания по курсу «Вяжущие вещества».

3. Волженский А.В. Минеральные вяжущие вещества. - М.: Стройиздат, 1986. – 463с.

4. Справочник по проектированию цементных заводов / Под ред. Данюшевского С.И. – Л.: Стройиздат, 1969.

5. Сапожников М.Я., Дроздов М.Е. Справочник по оборудованию заводов строительных материалов. – М.: Стройиздат, 1970.

6. Краткий справочник технолога цементного завода / Под ред. И.В. Кравченко – М.: Стройиздат, 1974.

 

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

Литература

 

Введение

Пластифицированный портландцемент является разновидностью портландцемента. Пластифицированный портландцемент изготавливают путем совместного помола портландцементного клинкера, гипса и пластифицирующей поверхностно-активной добавки, придающей растворам и бетонам на этих цементах повышенную подвижность, удобоукладываемость и морозостойкость.

Пластифицирующей поверхностно-активной добавкой обычно служат концентраты сульфитно-спиртовой барды ССБ или сульфитно-дрожжевой бражки СДБ, удовлетворяющие требованиям ГОСТ 8518-57 и ТУ 81-01-32-70.

Количество вводимой в состав цемента пластифицирующей добавки находится в пределах 0,15-0,25% массы цемента в пересчете на сухое вещество. Оптимальное количество добавки устанавливают в заводской лаборатории опытным путем в зависимости от химико-минералогического состава клинкера, тонкости помола цемента, его вещественного состава и состава добавки. Введение избыточного количества добавки вызывает ухудшение качества цемента. Стандарт разрешает вводить в пластифицированный портландцемент активные минеральные добавки, такие же и в тех же количествах, что и портландцемент.

Бетон на пластифицированном цементе при одинаковом расходе цемента отличается повышенной прочностью, более высокой морозостойкостью и водонепроницаемостью, а также повышенной сопротивляемостью коррозионным воздействиям по сравнению с бетоном на портландцементе. При равной прочности бетона применение пластифицированного цемента позволяет снизить расход цемента на 1 бетона на 10-15%.

 

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

0269355-270106 –КП-2013

Разраб.

Первухин Д.И.

Провер.

Панченко Д.А.

Реценз.

Н. Контр.

Утверд.

Пояснительная записка

Лит.

Листов

ФГБОУ ВПО ТюмГАСУ

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

Номенклатура выпускаемой продукции.

1.Номенклатура выпускаемой продукции.

На предприятии выпускается портландцемент марки ПЦ.500 с активными минеральными добавками.

Сырьё для производства вяжущего

Расчёт сырьевой смеси для портландцементного клинкера

Характеристика сырья. КН=0,9 n=2,2.

КН - коэффициент насыщения кремнезема известью, представляющий собой отношение количества оксида кальция в клинкере, фактически связанного с кремнекислотой, к ее количеству, теоретически необходимому для полного связывания этой кислоты в трехкальциевый силикат:

 

n -силикатный (кремнеземистый) модуль, представляет собой отношение процентного содержания в клинкере кремнекислоты к сумме процентного содержания оксидов алюминия и железа:

Химический состав сырья представлен в таблице 1.

 

Сырьё	Химический состав, %
SiO2	Al2O3	Fe2O3	CaO	MgO	SO3	П.п.п
Известняк	0,58	0,22	0,42	55,14	0,5	0,26	42,90
Глина	47,71	15,2	11,5	7,77		0,71	16,11
Маршалит	75,98	4,74	3,40	7,71		1,41	3,76