Розрахунок сировинних сумішей



Мы поможем в написании ваших работ!


Мы поможем в написании ваших работ!



Мы поможем в написании ваших работ!


ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?

Розрахунок сировинних сумішей



Метою розрахунку сировинної суміші для виготовлення портландцементу є визначення оптимального співвідношення між окремими компонентами шихти для одержання клінкеру із заданими характеристиками.

Найбільш важливими характеристиками клінкеру є співвідношення між оксидами, що визначається відповідними модулями і коефіцієнтом насичення, та вміст в ньому клінкерних мінералів. Клінкер характеризується:

- силікатним модулем:

n = SiO2/ Al2O3+ Fe2O3 (6.1)

- - глиноземним модулем:

p = Al2O3/ Fe2O3 (6.2)

- - коефіцієнтом насичення:

КН = (CaOзаг - CaOв) – 1,65 Al2O3- 0,35 Fe2O3 – 0,70SO3/2,8(SiO2заг – SiO2в) (6.3)

Значення характеристик клінкеру коливаються в межах:

n= 1,7…3,5; p = 1…3; КН = 0,81…0,95.

При цьому вміст основних клінкерних мінералів в залежності від виду цементу складає,%:

3СаО· SiO2 = 40-62 (аліт, С3S);

2СаО· SiO2 = 15-35 (беліт,C2S);

3СаО· Al2O3 = 4-14(трьохкальцієвий алюмінат C3A);

4СаО· Al2O3 ∙Fe2O3 = 10-18 (чотирьох кальцієвий алюмоферит C4AF).

Для одержання у випалювальному матеріалі необхідної кількості рідкої фази суму легкотопких мінералів C3S + C4AF необхідно підтримувати в межах 18-22%. Залежно від співвідношення між C3S i C2S в складі портландцементного клінкеру його ділять на:

алюмінатний - C3А:C4АF > 1,5 ( p> 2,3);

нормальний - C3А:C4АF > 1,5 – 0,4 (p> 2,3 – 1,1);

целітовий - C3А:C4АF < 1,4 (p> 1,1).

Величина КН визначається співвідношенням між C3S i C2S. При КН вище 0,92 та кількості C3S в клінкері більше 60% його відносять до алітового. При КН менше 0,81 кількість аліту складає менше 37,5% і клінкер відноситься до белітового. При вище КН і менше р, тим більший вміст мінералів-силікатів. При значенні р < 1,1 - целітовий, при р = 2,3-1,1 – нормальний, при р > 2,3 – алюмінатний. Базуючись на сукупності даних про зв'язок між складом клінкеру, технології, властивостями випалювального матеріалу і активністю цементу, вибирається раціональний склад клінкеру. Для одержання у випалювальному матеріалі необхідної кількості фази суму C3А+C4АF необхідно підтримувати в межах 18-22%, при цьому вміст повинен складати 5-8%; сума C3S + C2S – 72…75% (решта 2…4% домішки). Раціональні межі для C3S – 52…62%. Нижня межа приймається для заводів, що працюють на твердому паливі з високою зольністю, верхній – для заводів, що працюють на мазуті. При цьому модульні і характеристики наступні: КН = 0,90 ± 0,02; n= 2 ± 0,02; p=1,3 ± 0,3.

Для розрахунку сировинної суміші необхідно мати хімічний склад сировинних компонентів і характеристику клінкеру, яка може бути модульною або мінералогічною. Більш розповсюдженим є вираження складу сировинної суміші і клінкеру модулями. Якщо заданий мінералогічний склад клінкеру, то його перераховують на хімічний склад, і далі обчислюють КН, n, p, які беруть за основу для розрахунку сировинної шихти.

Хімічний склад клінкеру, виходячи із заданого мінералогічного складу розраховують за формулами, в яких числові коефіцієнти показують частку оксидів відповідних мінералах:

Al2O3=0,3286C4AF (6.4)

Мінералогічний склад клінкеру, % :

С3S = 3,8SiO2(3КН-2);

С2S = 8,6SiO2(1- КН);

С3A = 2,65(Al2O3 – 0,64Fe2O3);

С4AF = 3,04Fe2O3;

СаSO4 = 1,7SO3.

Кількість рідкої фази в клінкері, %:

α = 1,12 С3A +1,35С4AF + П (6.5)

П = MgO + SO3. (6.6)

Одержаний в результаті розрахунку склад сировинної суміші звичайно перевіряють за титром Т (вміст сировинної суміші СаСО3 і MgСO3):

Т= 1,78 СаО + 2,48 MgO, (6.7)

де СаО, MgO – процентний вміст цих оксидів в сировинній суміші.

Розрахунок сировинної шихти при будь-якому із варіантів починають з розрахунку двокомпонентної шихти по заданому значенню КН, який характеризує співвідношення C3S/C2S і визначає сумарний вміст СаО в клінкері. Для зручності розрахунків і можливості контролю правильності одержаних результатів хімічний склад сировинних матеріалів перераховують на 100%. Для цього множать вміст кожного оксиду на коефіцієнт, який визначають діленням 100 на суму всіх оксидів.

Для розрахунку двокомпонентної шихти використовується формула:

Х = (2,8 КН ·S2 + 1,65А2 + 0,35F2 ) –С2 / С1-(2,8КН·S1 + 1,65А1 +0,35F1). (6.8)

Таким чином, на 1 частину глинистого компоненту припадає Х частин карбонатного. Співвідношення між сировинними компонентами виражають в відсотках. Хімічний склад сировинної суміші і клінкеру заносять в таблицю.

Склад клінкеру визначають шляхом перерахунку складу сировинної суміші на прожарену. Для зручності розрахунку складу клінкеру рекомендується (замість ділення значення кожного оксиду на суму всіх оксидів і множення на 100), помножити кількість кожного оксиду на коефіцієнт К:

К= 100/100- в.п.п., (6.9)

де в.п.п. –витрати при прожарюванні.

Визначають значення коефіцієнту насичення та модулів n і p. Співвідношення одержаних значень КН, n і p із заданими підтверджує правильність розрахунку. Приклад розрахунку трьохкомпонентної суміші додаток 1.

Тому для визначення необхідності введення третього і четвертого компонентів розраховують n і p для двокомпонентної шихти. При цьому теоретично може виникнути п’ять випадків:

1) n=nз, p=pз

2) n>nз, p>pз

3) n<nз, p<pз

4) n<nз, p>pз

5) n>nз, p<pз

де n, p – значення модулів для двокомпонентної шихти;

nз ,pз - задані значення модулів.

Перший випадок зустрічається на практиці дуже рідко, хоча з технологічної та економічної точок зору двохкомпонентна шихта найбільш раціональна.

У другому випадку необхідно ввести залізовмісний додаток, який одночасно понижує обидва модулі. Кількість додатку повинна бути такою, щоб обидва модулі знаходились в допустимих межах.

У третьому випадку необхідно вводити додатки – кремнеземний та глиноземний.

В четвертому випадку необхідно ввести глиноземний додаток, що на практиці зустрічається дуже рідко.

В п’ятому випадку необхідно вводити кремнеземний та залізовмісний додаток.

Після визначення виду додатку слід проводити коригування складу сировинної суміші, приступають до розрахунку три - або чотирикомпонентної шихти.

Розрахунки виконуються за методиками Кінда-Окорокова, Когана або графічним шляхом. Найбільш поширений перший метод.

Позначення С, S, А, F відповідають оксидам CaO, SiO2, Al2O3, Fe2O3 а індекси букв С01234 – вміст певного оксиду. Наприклад вміст СаО, в сировинній суміші відповідає першому, другому, третьому, четвертому компонентам відповідно.

Для двохкомпонентної суміші:

Х = перший компонент/ другий компонент або

(2,8 КН S2 + 1,65А2 + 0,35F2 ) – С21- (2,8КНS1 + 1,65А1 +0,35F1) (6.10)

Для трьохкомпонентної суміші:

При розрахунку трьохкомпонентної сировинної суміші необхідно задатися двома характеристиками складу клінкеру: коефіцієнтом насичення і силікатним або глиноземним модулем.

В тому випадку, коли силікатний модуль є другою заданою характеристикою, вибір третього компоненту ( коригуючого додатку) залежить від того чи треба підвищити або понизити значення силікатного модуля. В першому випадку таким компонентом служить матеріал багатий SiO2 ( трепел, опока, глина з високим вмістом SiO2), в другому – матеріал, багатий глиноземом або оксидом заліза (піритні недогарки, залізна руда, боксити). Вибір глиноземного або залізистого матеріалу здійснюється в залежності від того, як треба змінити глиноземний модуль одночасно з силікатним.

Якщо другою заданою характеристикою є глиноземний модуль, то для підвищення його значення в якості коректуючих додатків застосовують високоглиноземну глину і боксити, а для зниження - піритні недогарки, залізну руду, боксити.

Знизити значення глиноземного модуля порівняно легко в зв’язку з доступністю коректуючих додатків. Підвищити ж значення р значно важче, так як боксити і глини з підвищеним вмістом Al2O3 є дефіцитними.

Х = 1-й компонент/2-й компонент = С1В2 - С2В11В22В1 (6.11)

Y= 2-й компонент/3-й компонент = А1С2 - А2С11В2 - А2В1 (6.12)

де А1 = (2,8КН S1 + 1,65A1 + 0,35F1) – C1;

B1= (2,8 КН S2 + 1,65А2 + 0,35F2 ) –С2 ;

C1 = C3- (2,8 КН S3 + 1,65А3 + 0,35F3 ) .

Значення А2, В2, С2 у випадку, коли задано силікатний модуль рівні:

А2 = n(A1 + F1) – S1;

B2= n (A2 + F2) – S2;

C2 = S3 – n(A3 + F3).

Якщо для розрахунку дано глиноземистий модуль, то:

A2 = pF1 – A1; B2 = pF2 – A2; C2 = A3 – pF3.

Для чотирикомпонентної суміші:

Х = С12С33С2)+ D2(B3C1-B1C3) + D3(B1C2 – B2C1)/A1(B2C3 – B3C2) + A(B3C1-B1C3) + A3(B1C2-B2C1) (6.13)

Y= A1(D2С3-D3С2)+ A2(D3C1-D1C3) + A3(D1C2 – D2C1)/A1(B2C3 – B3C2) + A(B3C1-B1C3) + A3(B1C2-B2C1) (6.14)

Z= A12D33D2)+ A2(B3D1-B1D3) + A3(B1D2 – B2D1)/A1(B2C3 – B3C2) + A(B3C1-B1C3) + A3(B1C2-B2C1) (6.15)

де А1 = (2,8КН S1 + 1,65A1 + 0,35F1) – C1;

B1= (2,8 КН S2 + 1,65А2 + 0,35F2 ) – С2;

C1 = (2,8 КН S4 + 1,65А3 + 0,35F3) – C3;

D1 =C4 - (2,8 КН S3 + 1,65А4 + 0,35F4).

А2 = n(A1 + F1) – S1; А3 = p F1 – A1;

B2= n (A2 + F2) – S2; B3= pF2 – A2;

D2 = S4 – n(A4 – F4); D4 = A4 – pF4.

Якщо значення модулів не відрізняються від заданих (в межах ± 0,02), розрахунок вважається закінченим, а клінкер може бути отриманий з двох компонентів. Якщо ж модулі відрізняються від заданих, то вводяться коригуючі додатки, тобто розрахунок повторюється для трьох- або чотирьохкомпонентної шихти.

Якщо завод працює на твердому паливі, то при розрахунку шихти необхідно враховувати присадку золи палива. При цьому необхідно знати хімічний склад золи палива і частку золи у відсотках від всієї золи палива, яка присаджується до сировинної суміші. Для обертових печей вона складає 30-80% залежно від розмірів печі, способу підготовки сировини, тонини розмелювання палива і т.п. Як правило, присадка золи палива веде до зниження значення КН, так як в золі більшості сортів вугілля міститься підвищена кількість Al2O3 (до 25-30%) і Fe2O3 (до 15-20%), а CaO не більше 3…6%.



Последнее изменение этой страницы: 2016-04-19; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы!

infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 35.172.217.174 (0.016 с.)