Выбор и обоснование технологической схемы производства.

Общая часть

1.1. Назначение продукции, требования стандарта к ней.

Портландцемент применяют, главным образом, для бетонных и железобетонных конструкций. Его можно также использовать для строительства, особенно в смеси с известью, глиной и молотыми минеральными добавками.

В курсовом проекте предусматривается выпуск портландцемента марки 500-До и 500-Д20.

1) ГОСТ 10178-85 «Портландцемент и шлакопортландцемент. Технические условия».

Ввод активных минеральных добавок не допускается.

Требования ГОСТ к производству портландцемента ПЦ 500-До следующие:

Предел прочности в возрасте 28 суток:

- при изгибе не менее 5,9 мПа;

- при сжатии не менее 49,0 мПа.

Сроки схватывания:

- начало не ранее 45 минут;

- конец не позднее 10 часов.

Тонкость помола:

- проход через сито с сеткой № 008 не менее 85%.

Массовая доля SO₃ – 1,0 – 3,5%.

Должен показывать равномерность изменения объёма.

2) ГОСТ 10178-85 «Портландцемент и шлакопортландцемент. Технические условия».

Требования ГОСТ к производству портландцемента ПЦ 500-Д20 следующие:

Массовая доля активных минеральных добавок не более 20%, в том числе, осадочного происхождения – не более 10%.

Предел прочности в возрасте 28 суток:

- при изгибе не менее 5,9 мПа;

- при сжатии не менее 49,0 мПа.

Сроки схватывания:

- начало не ранее 45 минут;

- конец не позднее 10 часов.

Тонкость помола:

- проход через сито с сеткой № 008 не менее 85%.

Массовая доля SO₃ – 1,0 – 3,5%.

Должен показывать равномерность изменения объёма.

Готовая продукция цеха обжига – клинкер. Клинкер должен соответствовать требованиям:

- содержание CaO_св. (%) не более 0,75;

- содержание Fe₂O₃ (%) не более 0,5;

- содержание MgO (%) не более 5,0;

KH – 0,90; n – 2,2; ρ – 1,0.

Химический состав клинкера (%):

SiO₂ – 21,22

Al₂O₃ – 6,51

Fe₂O₃ – 3,31

CaO – 65,39

MgO – 2,03

SO₃ – 0,84

 

Технологическая часть

Выбор, обоснование и характеристика используемых сырьевых материалов, добавок топлива.

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 относятся основные и кислые доменные шлаки, отход, получаемый при производстве глинозёма, белитовый (нефилиновый) шлам, отход от переработки горючих сланцев, зола и др. Помимо основных сырьевых материалов в производстве портландцемента используют и различные корректирующие добавки.

Мел – осадочная порода, образовавшаяся в меловой период. Имеет скрытно-кристаллическую рыхлую, землистую структуру, состоит почти целиком из мельчайших известковых органических остатков. Он легко измельчается при добавлении воды и является хорошим сырьём для производства портландцемента. Мел добывается из месторождений «Колядичи» и «Карповцы». К нему предъявляются следующие требования:

- содержание карбоната кальция не менее 92%;

- массовая доля MgO не более 5%;

- влажность мела до 27%;

- содержание SiO₂ не более 15%;

- объёмная масса – 1600-2000 кг/м³.

Глина – осадочная горная порода, обладающая особенностью образовывать с водой пластичное тесто, сохраняющее после высыхания приданную ему форму. Она представляет собой тонкодисперсную горную породу. Глина имеет разнообразный минералогический и гранулометрический состав даже в пределах одного месторождения. Она характеризуется значительным содержанием тонких частиц размером менее 0,001 мм. Глина состоит из глинистого вещества и примесей (кварцевый песок). Первое представляет собой либо глинистый минерал (мономинеральные глины), либо смесь различных минералов (полиминеральные глины). Минералогический состав глины представлен различными гидроалюмосиликатами, из которых наиболее часто встречаются каолинит, монтмориллонит и гидрослюды.

Химический состав глины характеризуется в основном содержанием трёх окислов: кремния 55-80%, алюминия 5-20% и железа 3-15%. В небольших количествах могут содержаться в глине СаО и MgО, хотя в отдельных разновидностях глин содержание окиси кальция может достигать 25%, а окиси магния 5%. Присутствуют в глине и растворимые соли NaCl, KCl. Глины желтовато-серые, буровато-серые, тёмно-серые, плотные, в основном среднепластичные, реже умереннопластичные, в единичных случаях умереннопластичные-запесоченные. Запесоченность не более 13% по остатку на сите № 008, влажность 17-27%. Глина обладает рядом ценных свойств, особенно важна её пластичность, то есть способность принимать под давлением любую форму и сохранять её после прекращения давления, а также связующая способность, позволяющая глине связывать определённое количество непластичных материалов.

Глина добывается из месторождения «Даниловцы». К ней предъявляются следующие требования:

- массовая доля SO₃ не более 65%; Mg не более 3,5%; Al₂O₃ – 6,5-11%.

Огарки колчеданные – отход сернокислотного производства. Это мелкий рассыпчатый порошок тёмно-бурого цвета, без посторонних включений, получаемый при термической переработке серного колчедана.

Колчеданные огарки поступают к нам на завод из Украины «станция Дарница».

К ним предъявляются следующие требования:

- массовая доля железа в пересчёте на Fe₂O₃ в сухом веществе не менее 62%;

- массовая доля воды не более 28%,

Природный газ – используется в качестве топлива для обжига клинкера. Основными компонентами газа являются метан CH₄ (80-98%) и этан C₂H₆ (0,3-5%). Тяжёлые углеводороды – пропан, бутан, пентан (C₃H₈; C₄H₁₀; C₅H₁₂) – присутствуют в незначительных количествах. Низкая теплота сгорания при 20^о С 101,325 кПа не менее 31,8 мДж/м³ (7600 кКал/м³). Массовая концентрация сероводорода не более 0,02 г/м³. Объёмная доля кислорода не более 1%. Масса механических примесей в м³ не более 0,001 г. Интенсивность запаха газа при объёмной доле 1% воздуха не более 3 балл. Теплотворная способность природного газа 34000-42000 кДж/м³.

 

 

Расчётная часть

Исходные данные к расчёту.

 

Способ производства – мокрый.

Часовая производительность цеха – 30 т/ч.

Годовая программа – 500000 т клинкера.

Сырьевые добавки: мел, глина, огарки.

Химический состав сырья, %:

Мел Глина Огарки

SiO₂ – 0,69 SiO₂ – 73,79 SiO₂ – 13,94

Al₂O₃ – 1,15 Al₂O₃ – 14,98 Al₂O₃ – 1,44

Fe₂O₃ – 0,52 Fe₂O₃ – 3,65 Fe₂O₃ – 78,4

CaO – 54,15 CaO – 2,71 CaO – 2,1

MgO – 0,49 MgO – 1,75 MgO – 0,22

SO₃ – 0,12 SO₃ – 0,29 SO₃ – 3,1

п.п.п. – 42,88 п.п.п. – 2,83 п.п.п. – 0,8

Производственные потери – 3%.

Карьерная влажность сырья: мел – 25%; глина – 15%; огарки – 20%.

Влажность шлама – 38%.

Объёмно-насыпная плотность, т/м³:

ρ_мел – 1,45 т/м³

ρ_глина – 1,16 т/м³

ρ_огарки – 1,3 т/м³

Химический состав шлама:

SiO₂ – 14,44 КН = 0,90

Al₂O₃ – 3,04 n = 2,5

Fe₂O₃ – 2,78 ρ = 1,09

CaO – 42,33

MgO – 2,4

SO₃ – 1,1

Потери при прокаливании сырьевой смеси – 34,5%.

Состав сырьевой смеси: мел – 70%; глина – 25%; огарки – 5%.

 

 

Расчёт удельных норм расхода сырья на единицу продукции

И материального баланса.

Расчёт сырьевой смеси по КН и модулям без учёта золы топлива.

1-й компонент: Мел

2-й компонент: Глина

3-й компонент: Огарки колчеданные

Принимается соотношение:

1-й компонент: 2-й компонент: 3-й компонент: = X / Y / 1.

где:

Следовательно, на 1 весовую часть огарок требуется 63,40 весовых частей мела и 14,95 весовых частей глины.

В % выражении это даёт следующее значения:

количество мела:

 

количество глины:

 

количество огарок:

 

Подсчитываем состав сырьевой смеси и клинкера. Для этого составим неравенство:

Глина: 100% – 2,83 (п.п.п.)

18,8 – Х

 

100% – 73,79 (SiO₂)

18,8 – Х

 

100% – 14,98 (Al₂O₃)

18,8 – Х

 

100% – 3,65 (Fe₂O₃)

18,8 – Х

 

100% – 2,71 (CaO)

18,8 – Х

100% – 1,75 (MgO)

18,8 – Х

 

100% – 0,29 (SO₃)

18,8 – Х

 

 

Мел: 100% – 42,88 (п.п.п.)

79,9 – Х

 

100% – 0,69 (SiO₂)

79,9 – Х

 

100% – 1,15 (Al₂O₃)

79,9 – Х

 

100% – 0,52 (Fe₂O₃)

79,9 – Х

 

100% – 54,15 (CaO)

79,9 – Х

 

100% – 0,49 (MgO)

79,9 – Х

 

100% – 0,12 (SO₃)

79,9 – Х

 

 

Огарки: 100% – 0,8 (п.п.п.)

1,3 – Х

 

100% – 13,94 (SiO₂)

1,3 – Х

 

100% – 1,44 (Al₂O₃)

1,3 – Х

 

100% – 78,4 (Fe₂O₃)

1,3 – Х

 

100% – 2,1 (CaO)

1,3 – Х

 

100% – 0,22 (MgO)

1,3 – Х

 

100% – 3,1 (SO₃)

1,3 – Х

Таблица 1

Подсчёт химического состава в %:

Компоненты	SiO2	Al2O3	Fe2O3	CaO	MgO	SO3	п.п.п.
79,9 вес. ч. мела 18,8 вес. ч. глины 1,3 вес. ч. огарков	0,55 13,9 0,18	0,92 2,82 0,02	0,42 0,69 1,02	43,27 0,51 0,03	0,39 0,33 0,002	0,10 0,05 0,04	34,26 0,53 0,01
Итого – состав сырьевой смеси в % Состав клинкера в %	14,63 22,43	3,76 5,76	2,13 3,27	43,81 67,16	0,722 1,11	0,19 0,29	34,8 ---

 

Расчёт химического состава клинкера:

Вычисление значений коэффициента насыщения и модулей даёт следующие результаты:

Полученные величины совпадают с заданными значениями КН и n. Это показывает, что расчёт сырьевой смеси сделан правильно.

Расчёт расхода сырьевых материалов.

Теоретический удельный расход сухого сырья для производства клинкера определяют с учётом потерь при прокаливании.

где 34,5 – п.п.п. – потери при прокаливании сырьевой смеси.

Для обеспыливания отходящих газов вращающихся печей устанавливают электрофильтры, что даёт возможность считать потери сырья с отходящими газами не более 1%. Тогда расход сухого сырья составит:

Определяем расход отдельных компонентов сухой сырьевой смеси:

Мел:

Глина:

Огарки:

С учётом естественной влажности расход сырьевых материалов соответственно составит:

Мел:

Глина:

Огарки:

С учётом производственных потерь глины, мела, огарок, нужно:

Расчёт расхода шлама.

Часовой расход шлама рассчитывается по формуле:

где: А_ш – расход шлама,

А_с – расход сухого сырья в час,

W_ш – влажность шлама, %

j_ш – плотность шлама, (1,65 )

Для образования шлама в сырьевой мельнице одновременно с исходными материалами подаётся вода. Потребность в воде определяется по формуле:

где: W_в – количество воды, необходимое для приготовления шлама, ,

W_м, W_г, W_ог. – количество воды, поступающее, соответственно, натуральным мелом, глиной, огарками, .

На основании произведённых расчётов:

А_ш = 150 м³/ч; j_ш = 1,65 т/м³; А_с = 154,2 т/ч

W_м = 143,5 – 107,9 = 35,6 т/ч

W_г = 45,4 – 38,6 =6,8 т/ч

W_ог.= 9,6 – 7,7 = 1,9 т/ч

На основании этих данных определяется расход воды на шлам.

м³/ч

Расчёт расхода материалов:

3533,5 / 3 = 1177,8 т/см. 1177,8 / 8 = 147,2 т/ч

1117,9 / 3 = 372,6 т/см. 372,6 / 8 = 46,6 т/ч

/ 3 = 78,8 т/см. 78,8 / 8 = 9,9 т/ч

Расчёт расхода материалов в объёмных единицах:

где: Р_м – масса материала,

ρ_об.нас. – объёмно-насыпная плотность материала.

/ 3 = 812,3 м³/см. 812,3/ 8 = 101,5 м³/ч

/ 3 = 312,2 м³/см. 312,2 / 8 = 39,0 м³/ч

/ 3 = 60,6 м³/см. 60,6 / 8 = 7,6 м³/ч

 

Все данные сводим в таблицу:

Таблица 2

Наименование	сутки	смена	час
Рм, Рг, Рог.	Vм, Vг, Vог.	Рм, Рг, Рог.	Vм,Vг,Vог.	Рм, Рг, Рог.	Vм,Vг,Vог.
Мел Глина огарки	3533,5 1117,9 236,4	2436,9 963,7 181,8	1177,8 372,6 78,8	812,3 312,2 60,6	147,2 46,6 9,9	101,5 39,0 7,6

 

Расчёт расхода сырья и добавок на единицу продукции:

где: Q_м – расход сырья и добавок на единицу продукции,

В – годовая программа.

Q_м = 2473,5 + 782,5 + 165 = 3421 кг/т_кл

Расчёт расхода условного топлива:

Удельный расход натурального топлива (природного газа) определяется по формуле:

где: – низшая рабочая теплота сгорания, кДж/м³ = 35200,

29300 – теплота сгорания условного топлива.

Расход природного газа:

 

 

Карта контроля

 

Для организационного контроля технологического процесса производства, предупреждающего выпуск нестандартной продукции на предприятии создают отделы технического контроля. Систематический контроль за качеством изделий, сырья, осуществляется с участием цеховых лабораторий. Задачей ОТК является предупреждение выпуска некачественной продукции. ОТК обязан периодически проверять параметры, установленные в технологии на всех стадиях производства, а также качество сырья и материалов. На основании результатов приёмки и лабораторных испытаний ОТК выдаёт заключение о пригодности продукции, составляется сертификат и только тогда продукция поставляется потребителю. ОТК постоянно участвует в работе отделов, цехов и лабораторий предприятия по поступлению причин брака.

Контроль технологических процессов – это соответствие технологических режимов и других показаний к требованиям нормативно-технической документации. В зависимости от контролируемого этапа производственного процесса технологический контроль подразделяется на:

- входной контроль – определение качества сырья и материалов, поступающих от предприятий поставщиков;

- операционный контроль – осуществляется после завершения определённых технологических операций;

- приёмный контроль – проводят с целью определения качества готовой продукции к установленным требованиям.

По полноте охвата контроль может быть: сплошным, выборочным, непрерывным, периодическим и летучим.

Сплошной контроль – определяется качеством всех выпускаемых изделий без исключения.

Выборочный контроль – заключается в оценке качества по результатам проверки одной или нескольких партий.

Непрерывный контроль – проводят с целью проверки стабильности технологического процесса. Осуществляется при помощи автоматизированных средств контроля.

Периодический контроль – осуществляется в случае стабильности технологического процесса и качества продукции.

По результатам контроля составляется карта контроля, которая является нормативно-технической документацией предприятия.

Таблица 3

Контро- лируемый параметр	Допустимая величина контроли- руемого параметра	Место отбора и контроля	Периодич- ность контроля	Методика контроля	Наименование ГОСТ, класс точности, из- рительные приборы и инструменты	Ответст- венный за контроль
Влажность шлама, поступаю- щего из печи	38 ±2	Шлампита- тель	8 раз в сутки (8; 11; 14; 17; 20; 23; 2; 5) ч.	Рабочая методика по отбору проб. Рабочая методика по опре-делению влажнос- ти	Весы лабораторные ВЛКТ-500 (0-500) г, ц-д-0,01 г 4 кл. Электроплита бытовая.	Лаборант хим. анализа ОТК (про-ботбор-щик) шла- мовщик цеха обжига
Растекае-мость шлама	55±5	-//-	-//-	Рабочая методика по опре-делению растекае- мости	Текучестемер МХТИ НТ-2 с конусным кольцом	-//-
Тонкость помола шлама. Остаток на сите № 02, на сите № 008	Не более 3. Фактическое значение.	-//-	-//-	Рабочая методика по опре-делению тонкости помола шлама	Весы лабораторные ВЛКТ-500 (0-500) г, ц-д-0,01 г 4 кл. Шкаф сушильный СНОЛ 3,5 (50-300)^оС.	-//-
Титр шлама, %	76, ±	-//-	-//-	Рабочая методика по опре-делению титра шлама	Весы лабораторные аналитические ВЛР-200 (0-200) г,ц-д-0-00015 г, 2 кл. Набор гирь Г-2-2-210 2 кл. Электроплита бытовая.	Лаборант анализа (титро-вальщик)
Массовая доля SiO2, Al2O3, Fe2O3, CaO, в шламе, %	Фактическое значение	-//-	1 раз в смену (8 или 20 ч.) от всех проб за преды-дущую смену	ГОСТ 5382-91 п. 6, п. 9, п.8, п.7.	Весы лабораторные аналитические ВЛР-200 (0-200) г,ц-д-0-00015 г, 2 кл. Набор гирь Г-2-2-210 2 кл. Электропечь СНОЛ 1,6 (0-1300)^оС. Фотоэлектро-колориметр (0-100) %. Магнитная мешалка ММ5.	Лаборант хим. анализа ОТК (с кислота-ми)
Клинкер		Пробоот-борники от каждой печи	Ежечасно от каждой печи	Рабочая методика по отбору проб	Пробоотбор-ники вручную, доставка в лабораторию для испытания	Лаборант хим. анализа ОТК (пробоот-борщик)
КН шлама. Силикат-ный модуль (n) Глинозё-мистый модуль (р)	0,91±0,02- 0,01, 2,2 ±0,2 1,1±0,1-0,2	Шлампита-тель	1 раз в смену (8 или 20 ч.) от всех проб за преды-дущую смену	Рассчиты-вается по отдель-ным мас-совым до-лям SiO2, Al2O3, Fe2O3, CaO		Лаборант хим. анализа ОТК (с кислота-ми)
Объёмный вес шлама (вес 1 литра)	Фактическое значение	-//-	1 раз в смену от каждой печи (9; 21 ч.)	Рабочая методика по опре- делению веса 1 литра шлама	Мерный сосуд 1 л. Весы на-стольные (0-10) кг. Гири на 1 кг, 500 гр, 4 кл.	Лаборант хим. анализа ОТК (пробоот-борщик)
Влажность материала после цепной завесы	1,5±0,5	Лючок после теплооб-менных устройств	1 раз в смену от каждой печи (9; 21 ч.)	Рабочая методика по опре- делению влажности материала	Весы лабораторные ВЛКТ-500 (0-500) г, ц-д-0,01 г 4 кл. Шкаф сушильный СНОЛ 3,5 (50-300)^оС.	Лаборант хим. анализа ОТК (пробоот-борщик). Помощ-ник ма-шиниста вращ. печи
Питание печи, сек.	Фактическое значение	Шлампи-татель, щит управления	8 раз в сутки (8; 11; 14; 17; 20; 23; 2; 5) ч. от каждой печи	По време-ни запол-нения контроль-ного бачка	Секундомер электрический	Лаборант хим. анализа ОТК (пробоот-борщик). Шламов-щик
Темпера-тура отхо-дящих газов за обрезом печи, ^оС	200±30	Холодный конец печи, контроль-ный щит	-//-	Показания прибора	Термопара, потенциометр	Лаборант хим. анализа ОТК (пробоот-борщик). Маши-нист вращ. печи
Состав отходящих газов СО2, О2, СО	21±4 3±1 0±0,2	Обрез печи. Зазоотбор-ник	5 раз в смену от каждой печи	Рабочая методика по опре- делению СО2, О2, СО	Газоанализа-тор ГХП-100, КГА-1-1. Пылесос бытовой	Лаборант хим. анализа ОТК пыли и газов (отходя-щих)
Влажность пыли электро-фильтров	Фактическое значение	Бункер электро-фильтров	Каждый понедель-ник в 12 ч. от каждой печи	Рабочая методика	Весы лабораторные ВЛКТ-500 (0-500) г, ц-д-0,01 г 4 кл. Шкаф сушильный СНОЛ 3,5 (50-300)^оС	Лаборант хим. анализа ОТК (пробоот-борщик).
Содержа-ние CaO в клинкере	0,5 не более 1	Пробоот-борники	1 раз в сутки от от каждой печи	ГОСТ 5382-91 п. 13	Весы лабораторные аналитические ВЛР-200 (0-200) г,ц-д-0-00015 г, 2 кл. Набор гирь Г-2-2-210 2 кл. Электроплита бытовая. Спиртометр Т-20 КЛП	Инженер-технолог ОТК
Минерало-гический состав клинкера C3S, C2S, C3A, C4Aг,%	Фактическое значение	-//-	-//-	Рабочая методика	Шлифоваль-ный станок, микроскоп по-ляризацион-ный Р-312. Прессик минералоги-ческий ручной ПМР-1	Техник-технолог Сектора аналити-ческой химии

 

Литература

 

1. В.С. Колокольников, Т.А. Осокина «Производство цемента». – Москва: Высшая школа, 1974.

2. Ю.М. Бутт «Технология цемента и других вяжущих материалов». – Москва, 1976.

3. «Справочник по производству цемента». Под редакцией И.И. Холина. – Москва, 1963.

4. Ю.М. Бутт «Производство цемента». – Москва, 1978.

5. И.Г. Дударев, Г.М. Матвеев «Общая технология силикатов». – Москва: Стройиздат, 1976.

6. Нормативно-техническая документация.

7. Журнал «Цемент». – Москва, 1988 – 2003 гг.

8. «Технологический регламент ОАО «Красносельскстройматериалы».

 

Общая часть

1.1. Назначение продукции, требования стандарта к ней.

Портландцемент применяют, главным образом, для бетонных и железобетонных конструкций. Его можно также использовать для строительства, особенно в смеси с известью, глиной и молотыми минеральными добавками.

В курсовом проекте предусматривается выпуск портландцемента марки 500-До и 500-Д20.

1) ГОСТ 10178-85 «Портландцемент и шлакопортландцемент. Технические условия».

Ввод активных минеральных добавок не допускается.

Требования ГОСТ к производству портландцемента ПЦ 500-До следующие:

Предел прочности в возрасте 28 суток:

- при изгибе не менее 5,9 мПа;

- при сжатии не менее 49,0 мПа.

Сроки схватывания:

- начало не ранее 45 минут;

- конец не позднее 10 часов.

Тонкость помола:

- проход через сито с сеткой № 008 не менее 85%.

Массовая доля SO₃ – 1,0 – 3,5%.

Должен показывать равномерность изменения объёма.

2) ГОСТ 10178-85 «Портландцемент и шлакопортландцемент. Технические условия».

Требования ГОСТ к производству портландцемента ПЦ 500-Д20 следующие:

Массовая доля активных минеральных добавок не более 20%, в том числе, осадочного происхождения – не более 10%.

Предел прочности в возрасте 28 суток:

- при изгибе не менее 5,9 мПа;

- при сжатии не менее 49,0 мПа.

Сроки схватывания:

- начало не ранее 45 минут;

- конец не позднее 10 часов.

Тонкость помола:

- проход через сито с сеткой № 008 не менее 85%.

Массовая доля SO₃ – 1,0 – 3,5%.

Должен показывать равномерность изменения объёма.

Готовая продукция цеха обжига – клинкер. Клинкер должен соответствовать требованиям:

- содержание CaO_св. (%) не более 0,75;

- содержание Fe₂O₃ (%) не более 0,5;

- содержание MgO (%) не более 5,0;

KH – 0,90; n – 2,2; ρ – 1,0.

Химический состав клинкера (%):

SiO₂ – 21,22

Al₂O₃ – 6,51

Fe₂O₃ – 3,31

CaO – 65,39

MgO – 2,03

SO₃ – 0,84

 

Технологическая часть

Выбор и обоснование технологической схемы производства.

На цементных заводах, работающих по мокрому способу, в качестве сырьевых материалов для производства портландцементного клинкера обычно используют мягкий глинистый и твёрдый известняковый компоненты.

Начальной технологической операцией получения клинкера является измельчение сырьевых материалов. Необходимость тонкого измельчения сырьевых материалов определяется тем, что однородный по составу клинкер можно получить лишь из хорошо перемешанной сырьевой смеси, состоящей из мельчайших частичек её компонентов.

Куски исходных сырьевых материалов нередко имеют размеры до 1200 мм. Получить из таких кусков материал в виде мельчайших зёрен можно только за несколько приёмов. Вначале куски подвергаются грубому измельчению-дроблению, а затем – тонкому помолу. Для грубого измельчения материалов применяют различные дробилки, а тонкое измельчение в зависимости от свойств исходных материалов производят в мельницах или в болтушках в присутствии большого количества воды.

При использовании в качестве известкового компонента мела, его измельчают в болтушках. Если применяют твёрдый глинистый компонент, то после дробления его направляют в мельницу.

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

В сырьевую мельницу известняк и глинистый шлам подают в определённом соотношении, соответствующем требуемому химическому составу клинкера. Однако даже при самой тщательной дозировке исходных материалов не удается получить из мельницы шлам необходимого химического состава из-за колебаний химического состава сырья одного и того же месторождения. Чтобы получить шлам заданного химического состава, его корректируют в бассейнах. Для этого в одной или нескольких мельницах приготовляют шлам с заведомо низким или высоким содержанием CaCO₃ (называемым титром) и этот шлам в определённой пропорции добавляют в корректирующий шламовый бассейн.

Приготовленный таким образом шлам, представляющий собой сметанообразную массу с содержанием воды до 35-45%, хранят в горизонтальных шламбассейнах. Для тщательного перемешивания шлама бассейн оборудован крановой мешалкой с пневматическим перемешиванием. Предусматривается установка двух горизонтальных шламбассейнов, так как с течением времени в бассейне образуется осадок и требуется ремонт, а также на зимнее время, когда из-за погодных условий сырьё на завод не поступает в течение нескольких суток и нужен большой запас шлама.

Из шламового бассейна шлам насосами подают в расходный бачок, который расположен над печью и имеет дозировочное приспособление, с помощью которого шлам непрерывной струёй требуемой мощности подаётся по наклонному желобу во вращающуюся печь.

Печь представляет собой стальной барабан длиной 150-230 м, диаметром до 7 м, футерованный внутри огнеупорным кирпичом. Производительность такой печи достигает 1000-3000 тонн в сутки. Барабан печи устанавливают с уклоном 3-4^о к горизонту. В целях экономии тепла и увеличения соприкосновения горячих газов с сырьевой смесью в зоне сушки с отступом 3-5 м от загрузочного конца печи навешивают цепи.

Шлам подают с поднятой стороны печи – холодного конца, а топливо в виде газа вдувают в печь с противоположной стороны (горячего конца). В результате вращения наклонного барабана, находящиеся в нём материалы, продвигаются по печи в сторону её горячего конца.

По пути продвижения шлам попадает в цепную завесу, откуда выходит материал в виде гранул с влажностью 8-12%. За цепной завесой в печи устанавливают металлически или керамические теплообменники.

В области горения топлива развивается наиболее высокая температура: материала – до 1500^о С, газов – до 1700^о С и завершаются химические реакции, приводящие к образованию клинкера.

Дымовые газы движутся вдоль барабана печи навстречу обжигаемому материалу. Встречая по пути холодные материалы, дымовые газы подогревают их, а сами охлаждаются. В результате, начиная от зоны обжига, температура газов вдоль печи снижается с 1700^о С до 150-200^о С.

Из печи горячий клинкер поступает в колосниковый холодильник, где охлаждается движущимся навстречу ему холодным воздухом. В нём небольшая скорость и степень охлаждения клинкера. Это достигается за счёт того, что клинкер из печи подаётся на неподвижные наклонные колосники и резко охлаждается воздухом, подаваемым под эти колосники вентилятором высокого давления 10000-12000 Па. Далее чередуются ряды подвижных и неподвижных колосников, образуя ступенчатую колосниковую решётку. Охлаждают клинкер воздухом, поступающим под решётку от вентилятора общего дутья, давлением 2500 Па. В горячей зоне холодильника воздух нагревается до 550-600^о С и поступает в печь в качестве вторичного, необходимого для горения топлива. Мелкие частицы клинкера, перемещаясь по колосниковой решётке, могут просыпаться через щели в подколосниковую камеру, откуда они удаляются транспортёром. В разгрузочном конце холодильника имеется неподвижная сортировочная решётка. Крупные частицы клинкера, задержанные на решётке, поступают в дробилку для измельчения.

Охлаждённый клинкер отправляют на склад, где он хранится до помола клинкера.

 

Технологическая схема обжига шлама:

шламбассейны

насосы

 

шлампитатель

 

вращающаяся печь

 

холодильник

 

клинкерный склад