Тема 2 Мониторинг качества производства цемента.

1. Описать метод контрольных карт. Привести примеры

Метод контрольных карт Контрольная карта индивидуальных значений имеет вид графика, на котором по оси абсцисс наносится календарное время отбора контрольной пробы (или номера последовательных проб), а по оси ординат — значения контролируемого признака, определенного путем анализа контрольных проб. Горизонтальная ось графика проводится на уровне заданного среднего значения контролируемого показателя х, а выше и ниже ее — верхняя и нижняя контрольные границы (на расстоянии, соответствующем допустимым отклонениям от среднего значения). Между линией среднего заданного значения х и контрольными границами проводят линии, обозначающие начало зоны регулирования. Таким образом, все поле графика контрольной карты оказывается разделенным на три зоны (рис. 2.5) [8]. первая зона — по обе стороны от линии среднего заданного значения до внутренних границ зоны регулирования — контрольная зона; вторая зона — от внутренних границ зоны регулирования до внешних контрольных границ — зона регулирования; третья зона — за внешними пределами зоны регулирования — зона брака; следовательно, внешние контрольные границы являются одновременно браковочными пределам»

 

2. Описать порционное корректирование сырьевого шлама по химическим характеристикам.

Особенность метода корректирования шлама по ладанным значениям КН и одного модуля заключается 1) том, что для корректирования этих показателей используются два заранее приготовленных и проанализированных корректирующих шлама: а) известняковый или глиняный — для корректирования КН сырьевого шлама; б) известняково-огарочный или глиняно-огарочный — для корректирования численного значения того или иного модуля. Рассмотрим в общем виде схему корректирования. По выходе из сырьевых мельниц и заполнении вертикального бассейна сырьевой шлам усредняется и от него отбирается проба для химического анализа на содержание SiО2, Аl2O3, Fe2О3 и СаО, т. е. тех окислов, которые необходимы для расчета величины КН и модулей шлама. В зависимости от типа применяемого пробоотборника проба может отбираться либо в процессе заполнения бассейна, либо после его заполнения и усреднения. На основании результатов анализа, а также данных о влажности шлама и корректируемом его количестве, при помощи формул и вспомогательных таблиц вычисляется то количество каждого корректирующего шлама, которое надо смешать с корректируемым шламом для обеспечения желаемой величины КН и модуля. Смешение может осуществляться как путем добавления заранее рассчитанных порций корректирующих шламов к корректируемому с последующим их усреднением в том же вертикальном бассейне, так и путем одновременного слива корректируемого шлама и рассчитанных порций корректирующих шламов по общему сливному трубопроводу в круглый горизонтальный бассейн, где завершается процесс их усреднения. Выбор известнякового или глиняного шлама в качестве корректирующего материала должен определяться конкретными условиями того или иного завода. Вообще говоря, для этой цели предпочтительнее ориентироваться на известняковый шлам, так как его применение не влечет за собой повышения влажности корректируемого шлама и дает меньшую относительную погрешность при отмеривании расчетного его количества, нужного для корректирования, чем при использовании глиняного шлама. Для корректирования непригодны, однако, низкотитровые известняки. Отрицательной особенностью известняка как корректирующего материала является необходимость выделения одного вертикального бассейна для приема и хранения известнякового шлама, что не всегда возможно.

3. Детализировать корректирование сырьевого шлама при использовании белитового шлама.

Отличительными особенностями использования белитового шлама являются повышенная осаждаемость самого шлама и сырьевых шламов на его основе, а также склонность их к загустеванию и схватыванию при длительном хранении. Поэтому эффективные условия переработки белитового шлама связаны с соблюдением ряда дополнительных технологических требований, основные из которых следующие: а) повышенная интенсивность перемешивания; б) поддержание температуры в емкостях для хранения шлама не выше 50° С; в) поддержание щелочности среды, отвечающей рН не выше 12,5. При использовании белитового шлама в качестве сырьевого компонента для получения клинкера рационального состава возникает необходимость в применении боксита и пиритных огарков для корректирования сырьевой смеси. Таким образом, сырьевая смесь составляется из четырех компонентов, из которых известняк и белитовый шлам являются материалами, растворимыми в соляной кислоте, что не позволяет корректировать шлам по титру. Для оценки содержания карбоната кальция и магния в сырьевой смеси производят определение углекислоты при помощи кальциметра. Содержание углекислоты и рассчитанное по ней содержание карбоната кальция являются вспомогательными величинами, применяемыми при контроле химического состава сырьевого шлама, выходящего из сырьевых мельниц. Для обеспечения заданного химического состава сырьевого шлама служит описанный выше метод двукратного корректирования.

4. Детализировать основные положения поточного корректирования.

При поточном приготовлении сырьевой смеси заданного состава корректирование сводится к поддержанию средней химической характеристики смеси, поступившей в смесительную емкость, в соответствии с заданным значением этой характеристики. Указанное соответствие обеспечивается последовательным исправлением отклонений, внесенных в среднюю химическую характеристику смеси отдельными порциями поступившей смеси, при помощи ряда последующих порций. Сущность метода поточного корректирования состоит в том, что по результатам анализа контрольной пробы от каждой отдельной (условно принимаемой) порции смеси, поступившей в емкость-смеситель, производится расчет заданной химической характеристики одной из последующих порций смеси. На основании расчета определяется, если это необходимо, величина регулирующего воздействия на дозирующие устройства сырьевых мельниц и соответственно изменяется дозировка сырьевых компонентов. Указанные действия производятся последовательно для каждой поступающей в емкость

порции смеси, чтобы поддерживать среднюю химическую характеристику смеси в соответствии с заданной или приблизить ее к заданной в том случае, когда по тем или иным причинам возникли существенные отклонения. Необходимым условием осуществления поточного корректирования является достоверная информация как о количестве и составе сырьевых материалов, поступающих на помол, так и о количестве и химическом составе сырьевой смеси, подаваемой из сырьевых мельниц в горизонтальные шламовые бассейны или гомогенизационные силосы сырьевой муки Сведения о расходе размалываемых сырьевых материалов должны обеспечиваться интегрирующими счетчиками весовых дозаторов или суммирующими счетчиками других дозирующих устройств, а количество готовой сырьевой смеси (шлама или муки) измеряется автоматическими уровнемерами емкостейусреднителей или расходомерами.

5. Детализировать контроль качества минеральных добавок.

По своему назначению добавки к портландцементному клинкеру могут быть подразделены на три группы. 1. Добавки, вводимые для регулирования сроков схватывания портландцемента и повышения его прочности в начальный период твердения. На практике единственной добавкой для этой цели пока служит природный двуводный гипс (CaS042HgO). Для регулирования сроков схватывания цементов могут быть также использованы в качестве самостоятельной добавки или в смеси с гипсовым

камнем некоторые отходы химических производств, состоящие почти полностью из сернокислой соли кальция (двуводной или безводной). К ним относятся, например, исследованные в последние годы фосфогипс (80—90% CaS04-2H20, 1,0— 1,2% Р205) и фторангидрит (80—90% CaS04, 2,5—3,0% CaF2) [12]. 2. Добавки, вводимые для улучшения строительно-технических свойств цементов: придания им повышенной водостойкости, сульфатостойкости и др. Они применяются в производстве пуццоланового портландцемента, шлакопортландцемента и некоторых других разновидностей цемента. Указанные добавки вводятся в портландцемент в количестве до 15% от его веса без изменения названия «портландцемент». В эту наиболее многочисленную группу входят активные пуццолановые минеральные добавки и гранулированные доменные шлаки. 3. Поверхностно-активные органические добавки, добавляемые к клинкеру при его помоле с целью получения разновидностей портландцемента — пластифицированного, гидрофобного, низкогигроскопического и интенсификации помола клинкера

6. Описать назначение добавок и представить требования к ним: гипс.

Гипс Применяемый в качестве добавки к клинкеру гипсовый камень представляет собой породу осадочного происхождения, состоящую в основном из двуводной сернокислой соли кальция (CaS04-2HaO). Степень дегидратации двуводного гипса зависит от температуры, длительности нагревания и давления выделяющихся водяных паров. При температуре 100—140° С двуводный гипс сравнительно быстро разлагается на полугидрат и воду в виде пара, причем в порошкообразном состоянии он приобретает подвижность жидкости. В табл. 2.19 приведены данные о содержании сернокислой соли кальция в гипсовом камне, наиболее широко используемом цементной промышленностью.

Гипс является обязательной добавкой к портландцементу и другим вяжущим на его основе — пуццолановым, шлакопортланд-цементу и др. Качество природного двуводного гипса определено

 

7. Описать контроль активных минеральных добавок.

Активными минеральными добавками называются природные или искусственные материалы, которые, не обладая сами гидравлическими свойствами (пуццолановые добавки) или обладая ими в скрытой форме (доменные гранулированные шлаки), обеспечивают способность воздушной извести после предварительного ее твердения па воздухе твердеть также в воде. Все цементы, изготавливаемые с активными минеральными добавками, регламентированы ГОСТ 10178-85. Для изготовления пуццолановых портландцементов применяются активные минеральные добавки как естественного, так и искусственного происхождения, характеризующиеся наличием в своем составе активного кремнезема. Содержащийся в них активный кремнезем способен взаимодействовать с гидратом окиси кальция, как продуктом гидролиза трехкальциевого силиката, образуя гидросиликат кальция, который с трудом растворяется в воде и практически не вступает в обменные реакции с сульфатами. Благодаря указанному взаимодействию уменьшаются или устраняются условия выщелачивания Са(ОН)2 из тела затвердевшего бетона или разрушения сульфатами минерализованных вод.

8. Перечислить виды активных минеральных добавок и охарактеризовать их.

Активные минеральные добавки разделяются на две группы: природные (естественные) и искусственные. В свою очередь, природные добавки разделяются на две подгруппы: добавки осадочного происхождения (диатомиты, трепелы, опоки и глиежи) и добавки вулканического происхождения (пеплы, туфы, пемзы, трассы, витрофиры и порфироиды). Во вторую группу (искусственных) добавок входят в основном отходы или побочные продукты различных производств. К ним относятся доменные гранулированные шлаки, белитовый шлам, образующийся в качестве побочного продукта при производстве глинозема из нефелиновых концентратов, электротермофосфорные шлаки и зола-унос, образующаяся при сжигании некоторых видов твердого топлива в пылевидном состоянии. Активность всех минеральных добавок (как пуццолановых, так и гранулированных шлаков) определяется универсальным методом, позволяющим оценить добавку в отношении ее способности в смеси с известью-пушонкой обеспечить схватывание теста, а затем и водостойкость. Добавка считается активной, если стандартно изготовленное тесто, в состав которого она входит, начинает схватываться не позднее семи суток после затворения и обеспечивает водостойкость образца не позднее трех суток по окончании схватывания. Чем активнее добавка, тем более короткое время требуется для обеспечения схватывания и водостойкости теста. Определение окончания схватывания и водостойкости образцов из смеси испытуемой добавки с известью-пушонкой производится методом, изложенным в и. II раздела А ГОСТ 6269—87.