ВВЕДЕНИЕ
В 1962 г. цементная промышленность СССР заняла первое места в мире по количеству вырабатываемого цемента. Качество цемента из года в год улучшается. В настоящее время средняя марка десятков видов цементов, разнообразных по своим свойствам и назначению в строительстве, составила примерно 450 и портландцемента около 500, а в ближайшие годы она достигнет 600 кг/см2 и выше.
Цементные заводы оснащены и оснащаются новым высокопроизводительным технологическим оборудованием, обеспечивающим выпуск цемента высокого качества.
В настоящее время наша цементная промышленность является одной из ведущих комплексно механизированных отраслей тяжелой индустрии. Высокий технический уровень большинства предприятий цементной промышленности, механизация и автоматизация процессов производства, огромное разнообразие видов и значительное повышение качества цемента требуют от инженеров, техников и других работников цементной промышленности для успешной работы в новых, сложных условиях широких, разносторонних знаний.
С целью изучения технологии производства цемента на ЗАО “Невьянский цементник” была пройдена практика, где были подробно изучены следующие разносторонние вопросы, материалы по технологии, оборудованию, качеству и свойствам цементов:
1. Технологическая схема производства цемента на ЗАО “Невьянский цементник”;
2. Ассортимент выпускаемой продукции, сырье для его производства;
3. Месторождения цементного сырья;
4. Контроль технологического процесса, сырья, полуфабриката и цемента;
5. Технология и оборудование цементного производства, особенности конструкции основного оборудования;
6. Контроль, учет и регулирование процесса производства цемента.
ЗАО “Невьянский цементник” создано в 2008 году путем реорганизации ОАО “Невьянский цементник”. Предприятие оснащено технологической линией с полным циклом производства цемента по сухому способу и включает в себя вращающуюся печь с циклонными теплообменниками и реактором — декарбонизатором производительностью 125 тонн в час, две сырьевые мельницы с одновременной подсушкой сырья производительностью 130 тонн каждая, колосниковый холодильник клинкера, две цементные мельницы производительностью 90 тонн в час каждая. “Невьянский цементник” обладает мощным экскаваторным парком, дробильно-перерабатывающим оборудованием. Горная масса из забоя доставляется в приемные бункеры 40-тонными самосвалами БелАЗ. На предприятии работает фасовочная линия для упаковки цемента в мешки 50 кг и однотонные мягкие контейнеры. Это единственный в Уральском регионе завод, на котором помол цемента производится в замкнутом цикле, что позволяет производить его с заданными характеристиками, такими как тонкость помола и удельная поверхность. Продукция завода поставляется в Свердловскую, Челябинскую, Пермскую, Курганскую, Тюменскую области, в Республики Башкортостан, Татарстан, Удмуртия, Ямало-Ненецкий и Ханты-Мансийский автономные округи.
Весь цемент, производимый ЗАО “Невьянский цементник”, реализуется через сбытовой Уральский филиал компании “ЕВРОЦЕМЕНТ групп”.
1. ИСТОРИЯ ЗАВОДА, ХАРАКТЕРИСТИКА СЫРЬЯ, АССОРТИМЕНТ ВЫПУСКАЕМОЙ ПРОДУКЦИИ, ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ СХЕМА ПРОИЗВОДСТВА
Нужна помощь в написании отчета?
Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Наша система гарантирует сдачу работы к сроку без плагиата. Поможем с характеристой и презентацией. Правки внесем бесплатно.
В 1916 году журнал «Цемент, камень, железо» сообщил, что на Урале, где ранее не было производства цемента, строится один из крупнейших цементных заводов Невьянский, сооружение которого началось в 1913 году. Он был оборудован по последнему слову техники и находится в весьма благоприятных условиях, так как все сырьевые материалы добываются на месте. В самом начале XX столетия вблизи Невьянска были открыты богатейшие месторождения известняков и глины с хорошими качественными характеристиками, пригодных для производства. Этим не замедлило воспользоваться акционерное общество невьянских горных и механических заводов П.С. Яковлева, принявшее решение строить близ города цементный завод. При выборе места учитывались все важнейшие факторы: интенсивное промышленное развитие Урала, хорошее географическое расположение Невьянска, имеющего отличные транспортные связи с промышленными округами, дешевое сырье, отсутствие на Урале цементных заводов и постоянно растущий в связи с этим спрос на важнейший строительный материал.
Проект строительства был разработан немецким акционерным обществом «Крупна» в г. Магдебурге в 1913 году. Им предусматривалась установка одной глиноболтушки, двух сырьевых мельниц и 8 вертикальных шламбассейнов. Клинкер обжигался в двух вращающихся печах размерами 2,5 ´ 60 м производительностью 6 т/час и охлаждался в барабанных холодильниках, расположенных между опорами вращающихся печей, откуда вручную в вагонетках вывозился в склад клинкера. Помол цемента производился в трех цементных мельницах с часовой производительностью 5 т и от них системой элеваторов и ленточных транспортеров подавался в прямоугольные цементные силоса. Угольный порошок готовился в четырех мельницах производительностью 3,5 т/ч каждая. Цемент упаковывали в деревянные бочки весом 155 кг. Для их изготовления был построен специальный бондарный цех. Оборудование для цементного завода поставляла фирма «Крупна», оно по тому времени было последним словом науки и техники в цементном производстве. Все основное технологическое оборудование, за исключением печей и мельниц, приводилось в движение большим количеством трансмиссий. Энергия вырабатывалась в котельной, запроектированной на основе английских котлов, немецкой турбины мощностью 2000 кВт.
Строительство завода было начато 18 июня 1913 года и велось параллельно с его проектированием, причем очень высокими темпами. Уже 2 августа было закончено бетонирование средних фундаментных опор под вращающиеся печи, а осенью фундаменты и кирпичные стены производственных корпусов сданы под монтаж строительных металлоконструкций. 7 мая 1914 года вращающиеся печи были разожжены. Вся постройка завода акционерному обществу обошлась в 1657 тыс. рублей. Завод выпускал портландцемент, которому была присвоена торговая марка «Соболь». Его прочность в 1914 году оценивалась от 214 до 309 кг/см2.
В 1917 году завод был вообще остановлен, работал только бондарный цех. Вопросы о пуске завода возникали неоднократно. Но только в сентябре 1925 года президиум ВСНХ принимает решение о восстановлении и пуске Невьянского цементного завода. Назначается директор завода. Им стал Н Л. Скорынин, награжденный за боевые заслуги в годы гражданской войны серебряным оружием и орденом Красного Знамени. Техническим руководителем утверждается В. В. Миловидов. Восстановительные работы заняли немного времени: с октября 1925 г. по февраль 1926 г. Пуск завода в эксплуатацию состоялся 21 февраля 1926 г. в торжественной обстановке. Возобновление производства цемента положительно отразилось на становлении всей промышленности Уральского экономического района, на осуществлении планов индустриализации, к которой приступили в стране в годы первых пятилеток.
В 1927 году на завод пришла большая группа рабочих, которые в последующем стали кадровым костяком коллектива, отличными специалистами, основателями трудовых династий. В год пуска завода созданный коллектив добивается первого успеха — выпуска 46,5 тыс. тонн цемента. И затем из года в год невьянцы постоянно ведут работу по наращиванию его выпуска: в 1927 году было уже 55,7 тыс. тонн, в 1929 г. 67,5 тыс. тонн. С 1926 по 1929 год заводом руководил директор А. А. Ждановских, герой войны с кайзеровской Германией и гражданской войны. Благодаря его настойчивости, умению работать с людьми, принимать смелые решения была обеспечена успешная работа завода в 1926 — 1929 годы.
В условиях острой нехватки топлива, электроэнергии, запасных частей, отсутствия квалифицированных кадров рабочий коллектив добивается ежегодного выпуска цемента в пределах 64,4 — 67,5 тыс. тонн. Цемент направляется на такие новостройки — первенцы первой пятилетки, как “Уралмашстрой”, “Челябтракторстрой”, “Магнитогорскстрой”, “Уралмедь-строй” и другие. В 1931 году по техническому проекту института “Цемпроект” начинается строительство третьей технологической линии. Третья вращающаяся печь размером 3 х 70 м с часовой производительностью 11 т клинкера вступила в строй действующих 5 марта 1932 года. Строительство объектов третьей технологической линии шло все тридцатые годы. В первой пятилетке основной продукцией завода был портландцемент марки “О” (обыкновенный) и “OO” (повышенной прочности) по действовавшему в то время стандарту. Эти марки соответствовали маркам портландцемента 160 и 270 нового стандарта, введенного в действие в 1936 году.
В 1935 году сделано глиноземистого цемента 474 тонны, в 1936 году — 3375 тонн. В 1937 году выпущено 2279 тонн шлакоглиноземистого цемента. В 1936 году завод одним из первых на Урале и в Советском Союзе перешел на массовый выпуск шлакопортландцемента. В последующем шлакопортландцемент стал основным видом продукции предприятия. В 1937 году обсуждается вызов коллектива Сухоложского цементного завода на социалистическое соревнование и с ним подписывается первый договор. Это соревнование продолжалось 50 лет.
Из-за отсутствия угля производство цемента приостановили в 1942 г. на 7 месяцев, в 1943 г. — на 3 месяца. Но тем не менее, за исключением 1942 года, завод ежегодно отгружал оборонным стройкам Урала по 70 — 80 тыс. тонн цемента. Одновременно по правительственным заданиям организуется добыча каолиновых глин и торфа, налаживается выпуск взрывчатки, окопных печей, химических грелок, чугунных шаров и цильпебса. Выпускаются учебные авиабомбы, ручные гранаты и зубной цемент.
В июне 1944 года за выполнение плана производства цемента на 100,4 % нарком промстройматериалов СССР объявил коллективу завода благодарность. В 1945 году работа цементного завода значительно улучшается. В мае невьянским цементникам присуждается переходящее Красное Знамя ВЦСПС и НК ПСМ СССР с первой денежной премией в сумме 50000 рублей, в июне — вторая денежная премия в сумме 40000 рублей. 15 октября 1946 года за обеспечение своим самоотверженным доблестным трудом победы советского народа над фашисткой Германией 258 цементников были награждены медалью “За доблестный труд в Великой Отечественной войне 1941 — 1945 гг.”.
Законом о пятилетнем плане восстановления и развития народного хозяйства СССР на 1946 -1950 годы была поставлена задача восстановить пострадавшие в период войны районы страны, восстановить довоенный уровень промышленности и сельского хозяйства и значительно его превзойти. Для этого требовалось большое количество цемента. Поэтому для цементной промышленности конкретная программа была сформулирована так: восстановить и построить новые цементные заводы мощностью 9,4 млн. тонн, выпуск цемента довести в 1950 г. до 10,5 млн. тонн. В первом после великой победы году невьянцы сразу же взяли высокие темпы по выпуску цемента. В 1946 году его было произведено 329,5 тыс. тонн, в 1950 г. — уже 300 тыс. тонн.
В 1950 году стройки Большого Урала сверх государственного плана от Невьянских цементников получили 12,8 тыс. тонн цемента. В этом же году выпуск цемента доведен до 300 тыс. тонн. Это в 2,3 раза больше, чем в первый послевоенный год. А через 5 лет производство цемента возрастает по сравнению с 1950 годом в 1,7 раза, и 1955 году было уже выпущено 523,6 тыс. тонн цемента. Подобный рост выпуска продукции обеспечен за счет модернизации трех вращающихся печей. В 1953 — 1954 годы печи были подвергнуты коренной реконструкции в связи с изменением их профиля. Постепенно корпуса печных агрегатов диаметром 2,5 м менялись сначала на диаметр 3,0 м, затем на 3,3 м и потом на 3,6 м. Это была первая подобная реконструкция печей в 50 — е годы на цементных заводах Урала.
С 1945 по 1951 год среди 6 цементных заводов Урала Невьянский завод был всегда первым по объему производства цемента. И лишь только в 1952 году это первенство он уступил новому Магнитогорскому цементному заводу. Однако коллектив все пятидесятые годы упорно трудился над увеличением объемов выпуска цемента, и это всегда ему удавалось. Если этого важнейшего строительного материала в 1950 году было выпущено 300 тыс. тонн, то в 1960 году уже 615 тыс. тонн. За 10 лет сверх плана произведено 44 тыс. тонн цемента.
Невьянский цементный завод, начиная с мая 1914 года, выпускает цемент для нужд строительной промышленности. В мае 2004 года предприятию исполнилось 90 лет. За годы работы им выпущено более 36 млн. тонн цемента.
В 80 — х годах была проведена полная реконструкция завода. С 1987 года цемент производится сухим способом на модернизированной по лицензии японских компаний технологической линии.
Нужна помощь в написании отчета?
Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Наша система гарантирует сдачу работы к сроку без плагиата. Поможем с характеристой и презентацией. Правки внесем бесплатно.
Технологическая линия производства цемента представляет собой законченный цикл — от добычи, дробления сырья и приготовления сырьевой муки до обжига ее во вращающейся печи длиной 80 и диаметром 4,5 метра. Двухветвевой четырехступенчатый циклонный теплообменник с реактором — декарбонизатором позволяет производить до 3000 тонн клинкера в сутки. Помол клинкера с добавками и получение цемента различных видов происходит в двух цементных мельницах 4,0 × 13,5 м, работающих в замкнутом цикле с центробежным сепаратором. Производительность их — 85 тонн в час. Хранится цемент в 9 силосах — от 2 до 4 тыс. тонн каждый. Круглосуточно идет отгрузка готовой продукции в железнодорожные вагоны и автомашины. На заводе запущена и успешно работает линия упаковки цемента в мешки 50 кг чешского производства и две установки по расфасовке цемента в мягкие контейнеры по 1 тонне.
ЗАО «Невьянский цементник» на сегодняшний день является одним из современным предприятием цементной промышленности в стране, технологическая линия данной модификации является единственной в Российской Федерации.
В 2003 году предприятием выпущено 927 тыс. тонн цемента, что на 24 % больше показателя 2002 года. В 2004 году впервые за всю историю работы новой технологической линии планируется выйти на ее производственную мощность — 1,1 млн. тонн цемента в год, что на 20 % больше чем в 2003 году. Наряду с этим, в соответствии с требованиями рынка, резко увеличивается доля выпуска бездобавочных марок цемента. Увеличивается объем отгрузки фасованного цемента.
В ноябре 2004 года ОАО «Невьянский цементник» получило сертификат соответствия системы менеджмента качества на соответствие требованиям ГОСТ РИСО 9001-2001 применительно к производству цемента.
С июля 2008 года завод перешел на выпуск цемента по ГОСТ 31108-2003 и выпускает следующие типы и классы цемента: ЦЕМ I 42,5Н (взамен марок ПЦ 500-Д0 и ПЦ 400-Д0), ЦЕМ II/А-Ш 32,5Н (взамен марки ПЦ 400-Д20), ЦЕМ II/В-Ш 32,5Н (взамен марки ШПЦ 400). В 2009 году на заводе освоено производство тампонажного цемента для низких и нормальных температур ПЦТ I-50 по ГОСТ 1581-96 и ПЦ 500-Д0-Н по ГОСТ 10178-85, получены сертификаты соответствия.
На большинстве цементных заводов для производства клинкера используется сырьевая смесь карбонатных и глинистых пород. С карбонатными породами в сырьевую смесь вносится в основном окись кальция (в виде карбоната), а с глинистыми — кремнезем, глинозем и окислы железа.
Помимо природных сырьевых материалов для приготовления сырьевых смесей используются побочные продукты и отходы других отраслей производства: доменный шлак, огарки и др.
Сырьевая смесь рассчитывается в специальной программе “MIXER” как четырехкомпонентная по заданным значениям коэффициента насыщения КН, кремнеземного n и глиноземного p модулей.
При расчете исходят из того, что на одну весовую часть четвертого компонента приходится х весовых частей первого компонента, у весовых частей второго и z весовых частей третьего.
Основными сырьевыми материалами в данном случае являются известковый и глинистый компоненты, третий и четвертый компоненты — корректирующие добавки.
Химический состав клинкера, применяемого в настоящее время для производства цемента на ЗАО “Невьянский цементник” приведен в таблицах:
Таблица 1
Таблица 2
Таблица 3
Нужна помощь в написании отчета?
Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Наша система гарантирует сдачу работы к сроку без плагиата. Поможем с характеристой и презентацией. Правки внесем бесплатно.
Имея четырехкомпонентную сырьевую шихту, позволяющую производить клинкера с любыми заданными характеристиками, завод может быстро настроиться на выпуск клинкеров для высокопрочных и быстротвердеющих цементов.
Таблица 4. Перечень основного технологического оборудования, используемого при производстве цементов на ЗАО «Невьянский цементник»
Основное технологическое оборудование содержится в исправном состоянии. На предприятии ежегодно составляются графики планово-предупредительных ремонтов основного оборудовании, согласно которым ремонтные службы предприятия осуществляют капитальные ремонты и техобслуживание оборудования.
. ООО «НЕВЬЯНСКОЕ КАРЬЕРОУПРАВЛЕНИЕ»
Сырьевой базой Невьянского цементного завода служит группа месторождений известняков и глин, расположенных вокруг промплощадки предприятия в радиусе 5 км. На этих же площадях расположены месторождения россыпного золота и каолиновых глин с утвержденными промышленными запасами. Поэтому весь участок следует рассматривать как комплексное месторождение полезных ископаемых.
Невьянское месторождение известняков представлено тремя участками Западным, Восточным и Шуралинским. Западный участок имеет ограниченные запасы (9800 тыс. т), сложное геологическое строение и неблагоприятные гидрогеологические условия, поэтому как сырьевая база цементного завода практически никогда не рассматривается. Восточный участок месторождения известняков разрабатывается с 1913 года. Участок непосредственно примыкает к промплощадке завода. По состоянию на 1 января 1999 года утвержденные балансовые запасы известняка, пригодного для производства цемента, в качестве сырья, по категориям А + В + С1 составляют 95200 тыс. т (А — запасы, разведанные и изученные настолько, что есть возможность полностью выяснить условия залегания, форму и строение полезного ископаемого, установить типы и промышленные сорта минерального сырья, их соотношение и расположение, выделить и оконтурить некондиционные участки внутри полезного ископаемого, выявить технологические свойства полезного ископаемого и природные факторы, определяющие условия ведения горно-эксплуатационных работ.
В — запасы, разведанные и изученные в такой степени, что можно выяснить основные условия залегания, форму и характер строение полезного ископаемого, определить тип и промышленные сорта минерального сырья, а также закономерности их распределения, но без точного выявления расположения каждого типа, установить соотношение безрудных и некондиционных участков внутри полезного ископаемого, но без точного их оконтуривания, определить основные технологические свойства полезного ископаемого и основные природные факторы, определяющие условия ведения горно-эксплуатационных работ.
С1 — запасы, разведанные и изученные так, что можно выяснить в общих чертах условия залегания, форму и строение полезного ископаемого, его природные типы, промышленные сорта, качество, технологические свойства, а также природные факторы, определяющие условия ведения горно-эксплуатационных работ. С2 — запасы, предварительно оцененные, условия залегания, форма и характер распространения полезного ископаемого устанавливаются на основании геологических и геофизических данных.). Кроме того, 23719 тыс. т запасов промышленных категорий находятся в 300 — метровой взрывоопасной зоне и предохранительной берме.
Добыча известняка ведется открытым способом в пределах границ, определяемых ежегодно проектами планов развития горных работ. С 1992 по 1995 года добыча известняка в карьере, расположенном на данном месторождении, не производилась. В настоящее время карьер представляет собой котлован шириной 300 м и длиной 1000 м. Котлован глубиной 65 м вытянут в северо-восточном направлении в сторону Невьянска. С восточной стороны по борту карьера во взрывоопасной зоне проходит главная улица пос. Цементный, с южной стороны, также во взрывоопасной зоне, находятся производственные корпуса завода. С 1996 года на самом нижнем 204 — метровом горизонте возобновлены работы по добыче известняка. Для обеспечения безопасности существующих зданий и сооружений взрывные работы производятся по специальной методике.
Шуралинский участок площадью 1,6 км2 расположен на расстоянии 1 км от завода и ограничен на западе пос. Цементный, на севере — подъездными железнодорожными путями цементного завода, на востоке — Невьянским заводом ЖБИ и с юга — р. Северная Шуралка. Участок полностью расположен на пахотных землях. Полезными ископаемыми на участке являются известняки, глины, суглинки, а также золото. Мощность толщи известняков колеблется от 90 до 420 м. Известняки разведаны на глубину 50 — 60 м до горизонта + 200 м. В основном на месторождении расположены чистые известняки — 81,3 %, окремненные известняки составляют 4,2 %, доломитизированные — 1,9 %, закарстованные — 12,6 %. Карстовые воронки шириной до 50 м, вытянутые до 300 м, имеют глубину до 51 м, заполнены глиной и обломками известняка. Сверху над известняками залегают бурые глины и суглинки средней мощностью 6,4 м, пригодные для производства цемента и поэтому оцененные как цементное сырье. Балансовые запасы известняков на Шуралинском участке по состоянию на 1 января 1996 года составляют: по категориям А + В + С1 — 41283 тыс. т, по категории С2 — 2625 тыс. т. Кроме того, в охранной зоне по первой группе находится 12725 тыс. т, по второй группе — 18387 тыс. т. Карьер по добыче известняка и глины на Шуралинском участке построен в 1987 году и эксплуатируется уже 9 лет, но в настоящее время не используется. Ведутся вскрышные работы для обеспечения завода известняком.
Таблица 5. Качественная, характеристика известняков, %
По химическому составу известняки Шуралинского участка близки к известнякам Восточного участка и удовлетворяют техническим требованиям на сырье для производства цемента. Но в процессе 9 — летней эксплуатации Шуралинского карьера известняка отрицательное влияние на качество известняка и технологические процессы его переработки оказывает высокая закарстованность месторождения известняка глинами. Подача известняка в дробильный комплекс со значительными включениями глины приводит к загрязнению дробилок и ленточных конвейеров, снижению производительности и повышению аварийности оборудования. Этот фактор предопределил строительство в составе горного цеха нового отделения первичного дробления известняка.
До шестидесятых годов глины Восточного участка, являющиеся вскрышными породами данного месторождения, применялись для производства цемента. Затем для добычи глинистого компонента на месторождении глин Невьянское — I, которое примыкает к Восточному участку известняков, был создан карьер. В восьмидесятые годы запасы глин на месторождении были полностью отработаны. В данный момент приняты два месторождения глин.
Месторождение Невьянское — II цементных глин расположено между пос. Цементный и г. Невьянск, на расстоянии 3,2 км от завода. Территорию месторождения в различных направлениях пересекают газопроводы, водопроводы, автодороги и ряд высоковольтных линий электропередач. На всем месторождении расположены пахотные земли. Часть из них начинает застраиваться. Утвержденные запасы глин подсчитаны по категориям А + В + С в количестве 12257 тыс. т, более половины из них находится в охранных целиках. В 1986 г было принято решение о нецелесообразности создания на месторождении карьера и о списании запасов глин с баланса Невьянского цементного завода.
Нужна помощь в написании отчета?
Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Наша система гарантирует сдачу работы к сроку без плагиата. Поможем с характеристой и презентацией. Правки внесем бесплатно.
Шуралинский участок — это бурые глины и суглинки, которые залегают над известняками. Их средняя мощность 6,4 м.
Химический состав глин: Si02 = 42,3 — 62,6 %, Аl2О3 = 13,9 — 25,7 %. Для уменьшения колебаний показателей химического состава глины необходимо производить ее усреднение. С этой целью создан усреднительный склад глины. Балансовые запасы глин по состоянию на 1 января 1979 утверждены по категориям А + В + C1 в количестве 12163 тыс. т, по категории C2 — 17936 тыс. т.
Как уже говорилось, в качестве кремнистой добавки при производстве цемента используются пески, отработанные земли и отходы металлургических производств, поступающие с предприятий Уральского региона. Железосодержащие добавки — колчеданные огарки — и доменные гранулированные шлаки (ДГШ) также поступают с предприятий региона. Гипс завозится с Ергача и др.
Известняк добывается на карьерах буровзрывным способом. Для этих работ горный цех оснащен следующим горнодобывающим оборудованием: буровой станок СБШ — 250, экскаваторы ЭКГ — 5А, бульдозеры Т — 35, щековая дробилка СМД — 117Б производительностью 450 т/ч с размерами зева 1500 ´ 2100 мм, молотковая однороторная дробилка СМД — 97А производительностью 450 т/ч, ленточные конвейеры шириной 1000 — 1600 мм общей протяженностью 500 м. Перевозка известняка и глины из забоев карьеров к приемным бункерам на расстояние до 3 км производится автосамосвалами марки БелАЗ грузоподъемностью 30 и 40 т.
В данный момент разрабатывается план рекультивации земель отвала.
Буровзрывные работы на карьерах ведут в две стадии; на первой — отделяют породу от массива, а на второй — дробят негабаритные куски, выравнивают почву уступа и выполняют прочие дополнительные работы.
Для выполнения при открытых разработках первичных буровзрывных работ применяются:
Удлиненные заряды в вертикальных и наклонных скважинах диаметром 75 — 300 мм, пробуриваемых в уступах высотой более 5 м;
Удлиненные заряды в шпурах диаметром до 75 м при высоте уступа менее 5 м;
Сосредоточенные (котловые) заряды в скважинах и шпурах;
Сосредоточенные (камерные) заряды, размещаемые в камерах минных штолен или минных шурфов;
Комбинированные заряды.
Вторичные взрывные работы производятся:
Шпуровыми зарядами в неглубоких шпурах;
Нужна помощь в написании отчета?
Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Наша система гарантирует сдачу работы к сроку без плагиата. Поможем с характеристой и презентацией. Правки внесем бесплатно.
Открытыми или накладными зарядами, помещаемыми на поверхности негабаритного куска.
Самый распространенный метод проведения первичных буровзрывных работ — взрывание зарядов в скважинах.
В зависимости от крепости пород скважины бурят различными станками.
Одним из основных видов оборудования, применяемого на открытых разработках при добыче и вскрыше полезного ископаемого, являются экскаваторы. ЭКГ — 5 — экскаватор карьерный гусеничный с емкостью ковша 5 м3. Карьерные экскаваторы используют для выемки и погрузки мягких и скальных горных пород, их также широко применяют для механизации отвальных работ. Они снабжены одним видом рабочего оборудования — прямой лопатой.
С помощью экскаваторов ЭКГ — 5 взорванная горная масса известняка грузится в БелАЗы. Из самосвала известняк, размеры кусков которого достигают 1300 мм, разгружается в приемный бункер отделения первичного дробления. Щековая дробилка СМД — 117Б производительностью 450 т/ч имеет размер зева 1500 ´ 2100 мм, что позволяет перерабатывать почти весь “негабарит”, образующийся во время взрывных работ в карьере известняка.
Щековые дробилки относятся к группе машин с периодическим нажатием и свободной разгрузкой продукта под влиянием силы тяжести. Они состоят из двух дробящих поверхностей (щек), расположенных под небольшим углом и сближающихся в нижней части.
Щековые дробилки применяют для крупного и среднего дробления твердых материалов и материалов средней твердости.
По характеру движения качающейся щеки дробилки делят на две группы: с простым качанием щеки и со сложным.
Щековая дробилка со сложным качанием щеки (рис. 33) имеет подвижную щеку, подвешенную на эксцентрике вала. В нижней своей части щека опирается на распорную плиту. При вращении вала щека производит сложные качания и сырье, поступающее между подвижной и неподвижной щеками, подвергается дроблению.
Крупность загружаемых в щековую дробилку кусков не должна превышать 85 % ширины загрузочного отверстия, иначе возможно забивание машины материалом. Дробилку следует загружать материалом равномерно с помощью питательного устройства.
Ширину выпускного отверстия дробилки регулируют путем изменения длины распорных плит, замены изношенных плит новыми или более толстыми или путем перемещения крайнего вкладыша распорной плиты с помощью регулировочных клиньев.
Выходящий из дробилки камень фракции 230 мм системой ленточных конвейеров (B1 = 1600 мм, L1 = 98 м, B2 = 1600 мм, L2 = 3 м) подается в приемный бункер отделения вторичного дробления известняка.
Здесь установлена однороторная молотковая дробилка СМД — 97А производительностью 450 т/ч.
Рис. 1. Схема щековой дробилки со сложным качанием щеки» 1 — неподвижная щека; 2 — подвижная щека; 3 — эксцентриковый вал; 4 — механизм изменения ширины разгрузочной щели; 5 — замыкающая пружина; 6 — тяга замыкающего устройства; 7 — распорная плита
Молотковые дробилки применяются в цементной промышленности для одностадийного первичного дробления материала с получением кусков размером 25 мм и для вторичного дробления материала до размера 15 мм.
В молотковых дробилках материал разбивается быстровращающимися молотками — билами, насаженными на ротор. Куски раздробленного материала определенного размера проваливаются через нижнюю решетку дробилки.
Конструкции молотковых дробилок отличаются по форме и способу крепления молотков, их расположению, числу роторов, по форме дробящих плит, а также по типу и положению загрузочного устройства.
Молотковая дробилка (рис. 2) имеет разъемный корпус сварной конструкции. Нижняя часть снабжена кронштейном для подшипников вала. Внутренняя рабочая поверхность корпуса покрывается сменными защитными бронями. Внутри корпуса на горизонтальной оси вращается вал. Вал снабжен шарнирно подвешенными молотками. Под ротором располагается колосниковая решетка.
Рис. 2. Схема молотковой дробилки»: 1 — станина; 2 — колосниковая решетка; 3 — отбойный брус; 4 — отбойная плита; 5 — крышка станины; 6 — молоток; 7 — ротор; 8 — выдвижная колосниковая решетка; 9 — направляющая выдвижной решетки
Рабочий зазор между внутренней поверхностью колосников и ротором выбирают в зависимости от необходимой крупности продукта дробления.
Производительность молотковых дробилок не зависит от крупности кусков исходного материла, поэтому их применение эффективно с большой степенью измельчения.
Регулирование работы дробилки достигается изменением числа и формы молотков, скорости вращения ротора, числа, размера и расположения отбойных дробящих плит, величины зазора между колосниками решетки, а также между молотками и решеткой, количества и крупности загружаемого материала.
Дробленный щебень фракции 20 мм с естественной влажностью 1,2% (июль 2009 г.) транспортируется ленточным транспортером (B = 1200 мм, L = 110 м) на промежуточный склад известняка шатрового типа (рис. 3) диаметром 48 м. Емкость склада составляет 11 тыс. т (7 тыс. м3), что обеспечивает работу печи в течение 3 сут.
Рис.3. Схема шатрового склада известняка: 1 — мембранное покрытие; 2 разгрузочная шахта; 3 — помещение выгрузки известняка; 4 — отверстие в полу склада; 5 — ленточный конвейер
В шатровом складе имеется бульдозер, который подает известняк из “мертвых зон” и производит его усреднение. Степень усреднения 1,5. Для разгрузки известняка из шатрового склада под разгрузочной шахтой 2 установлено 2 ленточных питателя и шесть питателей в периферийной части склада. При помощи этих питателей известняк подается системой ленточных конвейеров (B1 = 1000 мм, L1 = 131 м, B2 = 1000 мм, L2 = 210 м) на реверсивный конвейер (B = 1200 мм, L = 11,3 м), который наполняет 2 бункера — дозатора (V = 400 т, П = 250 т/ч) известняка.
Глина добывается в карьере при помощи экскаватора ЭКГ — 5А. Естественная влажность 23 %. Она грузится в БелАЗы и доставляется на усреднительный склад глины (S = 5000 м2).
Усреднительный склад представляет собой котлован, оснащенный экскаватором и бульдозером Т — 35. БелАЗы высыпают привезенную с карьера глину кучами по периметру котлована. Бульдозер сталкивает эти кучи в котлован, где экскаватором они разравниваются, и усредненная глина снова грузится в БелАЗы, которые доставляют ее на грейферный склад сырья (пролет 30 м, длина 72 м), оборудованный двумя грейферными кранами грузоподъемностью 20 т. Таким образом происходит усреднение глины.
Емкость грейферного склада позволяет иметь запас глины на 1,5 сут (V = 50 м3), огарков — на 3 сут (V = 60 м3), песка — на 3 сут (V = 60 м3). Песок и огарки завозятся с предприятий области в железнодорожных вагонах грузоподъемностью 50 — 70 т и выгружаются в открытые базисные склады (V = 20 тыс. м3), которые позволяют иметь месячный запас, откуда БелАЗами доставляются на грейферный склад сырья. С грейферного склада глина подается на ленточный транспортер, который доставляет глину в приемный бункер двухвалковой зубчатой дробилки СМД — 175А с размером зева 1500 ´ 2100 мм и производительностью 220 т/ч.
Нужна помощь в написании отчета?
Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Наша система гарантирует сдачу работы к сроку без плагиата. Поможем с характеристой и презентацией. Правки внесем бесплатно.
В цементной промышленности валковые дробилки применяют для переработки мягких пород. Степень измельчения в этих дробилках достигает 10 — 15 .
Дробилки бывают однороторные и многороторные с гладкими и зубчатыми валками. В основном применяются двухроторные зубчатые валковые дробилки.
На сварной раме двухроторной дробилки (рис. 4) смонтированы два горизонтальных зубчатых дробильных валка, подшипники одного из которых закрепляются неподвижно, а второй валок установлен в подвижных подшипниках, что позволяет производить регулировку ширины выпускной щели. Дробление осуществляется между этими валками, вращающимися навстречу друг другу.
Диаметр кусков глины на входе в дробилку 300 мм, на выходе — 100 мм.
Рис. 4. Схема двухвалковой зубчатой дробилки: 1 — отводящая регулировочная пружина; 2 — отводящий зубчатый валок; 3 — неподвижный зубчатый валок; 4 — станина
Выходящий из дробилки материал попадает на ленточный транспортер (B = 1000 мм, L = 35 м), при помощи которого транспортируется в загрузочную течку сушильного барабана и далее для подсушки от начальной влажности 17 — 23 % до влажности 9 — 12 % в сушильный барабан БН — 3,5 — 27 — НУ — 01 производительностью 60 т/ч.
Сушильные барабаны применяются для сушки различных сырьевых материалов с высокой первоначальной влажностью.
При вращении барабана происходит непрерывное перемешивание высушиваемого материала. Это позволяет применять для сушки высокую температуру газов (650 0 С). Сушильным агентом может служить горячий воздух или дымовые газы.
Высушиваемый материал и сушильный агент могут двигаться в барабане в одном направлении — прямоточно, или навстречу друг другу — противоточно. Прямоток применяют тогда, когда в начале процесса допустимы большие скорости сушки, чем в конце его, и температура высушенного материала не должна быть слишком высокой, а противоток — в случаях, когда высокие скорости допустимы только в конце сушки.
Корпус барабана изготовляют из листовой стали (рис. 5) толщиной 10 15 мм, сварной или клепаной конструкции. Сушильный барабан устанавливают на двух опорах с уклоном к горизонту 3 — 5 %. Он приводится в движение электродвигателем через редуктор и венцовую передачу.
Рис. 5. Схема сушильного барабана: 1 — опора с опорными роликами; 2 — венцовая шестерня
В местах сопряжения сушильного барабана со смесительной камерой топки и с разгрузочной камерой устанавливают уплотнения различной конструкции, предотвращающие подсос холодного воздуха из окружающей среды.
Сушка в барабанах происходит при непосредственном соприкосновении материала с дымовыми газами, имеющими температуру 500 — 950 0С. Отработанные газы предварительно очищаются в циклоне ЦП 21 — 3150, а затем в электрофильтре ЭГА 1 — 20 — 7,5 — 6 — 3 и удаляются при помощи дымососа ДН-19Б через трубу 1,6 ´ 75 м.
В зависимости от свойств высушиваемых материалов внутри барабана устанавливаются теплообменные устройства различной конструкции (рис. 6).
Нужна помощь в написании отчета?
Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Наша система гарантирует сдачу работы к сроку без плагиата. Поможем с характеристой и презентацией. Правки внесем бесплатно.
Рис. 6. Схема внутреннего теплообменного устройства сушильного барабана
Из сушильного барабана глина влажностью 9 % подается системой ленточных транспортеров (B1 = 1000м, L1 = 17 м, B2 = 1000 м, L2 = 62 м) в бункер — дозатор (V = 400 т, П = 60 т/ч).
В качестве железосодержащей добавки используется огарки, а песка отходы отработанных литейных производств которые поступают в железнодорожных вагонах грузоподъемностью 50 — 70 т на базисный склад (V = 20 тыс. м3), который обеспечивает месячный запас. С базисного склада огарки при помощи БелАЗов поступают на грейферный склад сырья, который обеспечивает запас на 3 сут работы печи. С грейферного склада огарки поступают в бункер — дозатор (П = 10 т/ч).
центробежный сепаратор помол цемент
. СЫРЬЕВОЕ ОТДЕЛЕНИЕ
Дробленный известняк, высушенная глина, песок и огарки через весовые дозаторы в заданном процентном соотношении поступают на систему сборных (главных) ленточных конвейеров (B = 1600 мм, L1 = 87 м, L2 = 127 м, L3 = 11,5 м). Образованная таким образом сырьевая шихта поступает в распределительный бункер — “штаны”, внутри которого находится распределитель. Регулируя положение распределителя можно подавать сырьевую смесь на один, на другой или на оба ленточных питателя (B = 1000 мм, L = 3,4 м), питающих сырьевые мельницы (4,2 ´ 10 м), работающие в замкнутом цикле с проходными сепараторами D = 5,5 м.
Барабанная сырьевая мельница размерами 4,2 ´ 10 м предназначена для тонкого помола сырьевых компонентов и одновременной их подсушки.
Барабанная мельница представляет собой горизонтально расположенный барабан, частично заполненный мелющими телами (шары, стержни).
Материал в мельнице измельчается в основном за счет ударной работы падающих мелющих тел при незначительной работе трения. При вращении мельницы мелющие тела под действием центробежной силы прижимаются к внутренней стенке корпуса и поднимаются на определенную высоту, под действием силы тяжести отрываются от корпуса и при падении разбивают куски материала, которые непрерывно поступают через загрузочную цапфу. Измельченный материал непрерывно выходит в другом конце мельницы.
Барабанные мельницы в зависимости от схемы помола различают открытого или замкнутого цикла. Помол по замкнутому циклу характеризуется тем, что мельница работает в соединении с классификатором — сепаратором. В этом случае в мельнице не заканчивается помол всего поданного в нее материала до заданной конечной тонкости. Отбор частиц заданного размера производится сепаратором, а мельница измельчает материал только для сепарации. Весь выходящий из мельницы материал, как крупный, так и мелкий, проходит через сепаратор, в котором происходит отделение материала заданной тонкости помола. Крупные зерна из сепаратора возвращаются в мельницу для помола.
Перед помолом сырьевые материалы высушиваются в сушильных барабанах. Влажность подаваемых в мельницы материалов при сухом помоле не должна превышать 5 %. Корпус мельницы изготовлен из стальных листов толщиной до 40 мм. С торцевых сторон корпус закрыт днищами, отлитыми вместе с пустотелыми цапфами, которыми мельница опирается на цапфовые подшипники скольжения. Загрузочная часть мельницы (рис. 7) состоит из течки 1, по которой материал поступает в загрузочный патрубок 2, изготовленный из листовой стали и прикрепленный болтами к торцу загрузочной цапфы и вращающийся вместе с ней. В этом патрубке радиально расположены лопасти, предназначенные для подачи материала в цапфу. В последнюю вставлена и неподвижно закреплена стальная втулка 3, имеющая винтовые лопасти 4 для продвижения материала в барабан.
Рис. 7. Схема загрузочной части барабанной мельницы: 1 — течка; 2 — патрубок; 3 — стальная втулка; 4 — винтовые лопасти; 5 — поверхность днища.
Эта втулка предохраняет цапфу от износа и торцевой стороной примыкает к футеровке внутренней поверхности днища 5.
На одном конце мельницы жестко закреплена венцовая шестерня. Мельница приводится во вращение безредукторным электродвигателем мощностью 2000 кВт, частота вращения 100 об/мин. Частота вращения мельницы 15,6 об/мин. Привод выполнен по схеме: двигатель — промвал — зубчатая открытая пара.
Мелющие тела — шары — бывают литыми, коваными или штампованными. Изготовляют их из углеродистой, марганцовистой и хромистой стали.
Мельница загружается шарами диаметром 40 — 80 мм. Ассортимент загрузки: 40 мм — 12 т; 50 мм — 18 т; 60 мм — 18 т; 70 мм — 36 т; 80 мм — 36 т. Всего 120 т. Коэффициент заполнения мелющими телами 0,2.
Размеры мелющих тел меняют в зависимости от рода измельчаемого материала. Чем больше зерна материала, поступающего в мельницу, тем крупнее должны быть шары. Средний диаметр мелющих тел уменьшается по ходу движения материала. В конце камеры большое значение имеет процесс истирания, поэтому туда загружают цильпебсы. Расход мелющих тел — 0,04 кг/т сырья.
Постоянный режим работы мельницы обеспечивается периодической, через каждые 100 — 200 ч, догрузкой мелющих тел, а через 1800 — 2000 ч — полной их перегрузкой.
Мелющие тела в процессе помола материала классифицируются: более крупные перемещаются к разгрузочному концу каждой камеры, а более мелкие — к загрузочному. Это явление неблагоприятно сказывается на работе мельницы, так как материал по мере измельчения должен размалываться более мелкими шарами. Этот недостаток устраняется применением классифицирующих бронефутеровок полочного типа, конусно-ступенчатых с каблучковой поверхностью.
Броневая футеровка предохраняет внутренние поверхности барабана мельницы от износа, а также оказывает сопротивление движению мелющих тел. Длина броневых плит 250 — 500 мм, ширина 300 — 400 мм, толщина 50 — 110 мм, масса до 80 кг.
Рабочая поверхность броневых плит бывает плоской, рифленой, волнистой, ребристой и ступенчатой. В зависимости от профиля различают цилиндрические и конусные плиты (по отношению к оси мельницы).
Броневые плиты с каблучковой поверхностью изготовляются из аустенитовой стали. Они в несколько раз износоустойчивее, чем бронеплиты из углеродистой стали. Размеры каблуков и расстояние между ними выбираются соответственно среднему диаметру шаров с таким расчетом, чтобы между ними не могли заклиниваться самые мелкие из загружаемых в камеру шаров. Каблуки можно размещать параллельными рядами или в шахматном порядке. В мельнице с такой футеровкой мелющие тела не скользят по броневым плитам. Броневые плиты, автоматически сортирующие мелющие шары, монтируются внутри мельницы кольцами так, что мелющая поверхность каждого кольца располагается под углом к центральной оси барабана.
Конусно-ступенчатая бронефутеровка образует набор коротких усеченных конусов, обращенных вершиной в сторону разгрузочной части. В мельнице с такой футеровкой более крупные и тяжелые мелющие шары собираются у загрузочного конца, а мелкие, более легкие перемещаются к разгрузочному концу. Благодаря этому отпадает необходимость в перегородках внутри мельницы.
Плиты надежно крепят к барабану мельницы болтами, которые изготовляют из мягкой стали, что обеспечивает тщательность их нарезки.
Для снижения шума между корпусом и плитами укладывают резиновые прокладки.
Помол сырья производится одновременно с его подсушкой отходящими от вращающейся печи газами с температурой 250 0 С.
Из разгрузочного конца мельницы сырьевая мука выносится газами в воздушно-проходной сепаратор, работающий в замкнутом цикле с сырьевой мельницей.
Разделение частиц материала по крупности и объемному весу основано на разнице скоростей, с которой частицы выпадают из воздушного потока.
В воздушно-проходном сепараторе из воздушного потока улавливаются и осаждаются только крупные частицы материала (крупка). Мелкие частицы улавливаются в циклонах, куда направляется запыленный воздух из сепаратора.
Воздушно-проходной сепаратор (рис. 8) состоит из кожухов 2 и 3. Воздух с исходным материалом поступает по патрубку 1 в корпус сепаратора 2. Из-за расширения канала, в котором движется смесь, скорость потока падает и крупные частицы выпадают из смеси под действием силы тяжести. Мелкие частицы проходят вместе с воздухом по направляющим лопаткам 4 во внутренний конус 3, где поток закручивается и из него выпадают частицы средней крупности в результате воздействия на них центробежных сил. Крупные частицы отводятся из сепаратора по патрубкам 6, а мелкие выносятся по трубе 5 в осадитель. Граница разделения регулируется дросселированием входящего потока или путем изменения угла поворота лопаток 4.
Рис. 8. Схема воздушно-проходного сепаратора: 1 — патрубок; 2 — кожух внешний; 3 — кожух внутренний; 4 — направляющие лопатки; 5 — труба; 6 — патрубки
Получаемая сырьевая мука осаждается в циклонах D = 2,35 м (8 шт.). Она имеет влажность менее 1 %. Тонкость помола характеризуется остатком на сите № 02 и 008, который составляет 1 и 10 %. Производительность установки — 130 т/ч.
Воздух просасывается через установку при помощи дымососа ДЦ- 25 ´ 2, поступает в электрофильтр ЭГА 1 — 40 — 12 — 6 — 4, который в свою очередь просасывается дымососом ДРЦ-21 ´ 2. Очищенные газы выбрасываются в атмосферу по трубе 4,2 ´ 120 м. Разрежение перед мельницей — 500 МПа, за мельницей — 4500 МПа, за сепаратором — 4800 МПа. Температура газов перед мельницей — 160 0С, за мельницей — 65 0С.
После осаждения сырьевая мука собирается в бункере и при помощи пневмокамерных насосов ТА — 28 (П = 130 т/ч) по трубопроводу подается в двухъярусные силоса (D = 18 м, H = 60 м, V = 7850 м3, V = 8000 т), предназначенные для хранения, гомогенизации и усреднения сырьевой муки. Нижний ярус силоса выполнен в виде железобетонного цилиндра, верхний — из стальных царг.
Верхний силос — смесительный (D = 17,6 м, H = 12 м, V = 1750 м3, V = 2000 т).
В каждом смесительном силосе и соосно с ним расположена металлическая цилиндрическая камера 6 ´ 10 м, полезная вместимость которой до 230 т муки. В нижней части камера жестко связана с днищем силоса, а в верхней — с помощью четырех горизонтальных и радиально расположенных распорных труб так же соединена со стенкой силоса. Верх камеры открытый, а в нижней части имеются восемь проходных отверстий 800 ´ 400 мм.
По центру силоса смонтирована вертикальная переливная (выгрузочная) труба диаметром 1000 мм с сужением на выходе из смесительного силоса до 600 мм, которое выходит через перекрытие в ниже расположенный железобетонный запасной силос наружным диаметром 18 м.
На днищах силоса и камеры имеются 112 аэрокоробок, каждая из которых имеет корытообразный штамповочно-сварной корпус с рядом поперечных перегородок, образующих в коробке ряд изолированных друг от друга отсеков. По оси корпуса размещена перфорированная трубка с рядом строго расчетных отверстий для пропуска сжатого воздуха определенного количества.
Для большей интенсификации процесса усреднения муки под обрезами материалопроводов Ø 300 мм расположены специальные отбойные стальные пластины с конусом для создания кольцеобразной струи материально-воздушной смеси, выходящей из трубопровода со скоростью 20 — 30 м/с. Струя смеси с такой скоростью, интенсивно внедряясь в ранее замолотую сырьевую муку, практически мгновенно усредняет ее.
При периодическом режиме гомогенизации в период перемешивания работает на каждый силос один свой большой нагнетатель, а в период выгрузки — один этот же большой или малый нагнетатель. Два других (большой и малый) нагнетателя находятся в резерве. Большие и малые нагнетатели установлены в отдельном помещении отделения сырьевых мельниц, примыкающего к двухъярусным гомогенизационным силосам.
Отличительной особенностью конструкции смесительных силосов является то, что в них подача сжатого воздуха от нагнетателей производится одновременно во все аэрокоробки, находящиеся в силосе. Причем распределение его в определенных количествах по отдельным аэрокоробкам или даже отсекам в них осуществляется принудительно под напором за счет наличия строго расчетного диаметра и количества отверстий в воздухопроводящих перфорированных трубках и в корпусах аэрокоробок.
Аспирация смесительных и запасных силосов производится с помощью двух рукавных фильтров, оснащенных двумя аспирационными вентиляторами. Аспирационное оборудование размещается в межъярусном пространстве на отметке + 43,00 м, уловленная пыль из рукавных фильтров непрерывно разгружается по течкам в нижерасположенные запасные силосы.
Корректирование сырьевой смеси производится по титру.
Сырьевой силос нарабатывается на ¾, после чего отбирается проба и проводится ее экспресс — анализ с определением титра. После этого на дозаторы сырья оператором подается сигнал на дозирование компонентов в соответствии с внесенными корректировками.
После того, как смесь откорректирована и гомогенизирована, она сбрасывается в нижний силос, где хранится (D = 18 м, H = 28 м, V = 6100 м3, V = 6000 т). Общая вместимость двух силосов позволяет иметь запас сырьевой муки, обеспечивающий работу печи в течение 3,3 сут.
Система аэрации верхнего силоса выполнена таким образом, что гомогенизация может осуществляться не только периодически, но и непрерывно. Система гомогенизации сырьевой муки способна при периодическом режиме работы обеспечивать степень усреднения сырьевой муки от 5 до 18, а при непрерывном режиме — 4. Подача воздуха в систему аэрации производится турбонагнетателями ЦНВ — 3 — 12000 м3/ч.
Нижний силос является запасным, и его разрыхлительная система рассчитана на аэрацию для обеспечения равномерной и полной выгрузки сырьевой муки из силоса. Сжатый воздух для аэрации запасных силосов подается от центральной компрессорной. Из запасных силосов сырьевая мука пневмодозирующими установками подается в расходные бункера узла питания печи.
Отделение работает непрерывно по двухсменному графику. Себестоимость 1 т сырьевой муки около 102,3 руб.
4. ОТДЕЛЕНИЕ ОБЖИГА
Обжиг клинкера производится в печном агрегате СМЦ — 26, в состав которого входят: вращающаяся печь диаметром 4,5 и длиной 80 м, этажерка с циклонным теплообменником высотой 90 м, реактор — декарбонизатор и колосниковый холодильник СМЦ — 33. Также имеется колонка увлажнения, запечный дымосос и другое тягодутьевое оборудования (рис.9).
Рис. 9. Схема печного агрегата: 1 — концевой дымосос ДРП 21 ´ 2; 2 — запечный электрофильтр; 3 — патрубок поступления отработанных газов из агрегатов помола и сушки сырья; 4 — колонка увлажнения; 5 — патрубок для подачи печных газов; 6 — запечный дымосос ДЦ — 32,5 ´ 2; 7 — устройство для присадки холодного воздуха и для впрыска воды в кральчатку дымососа; 8 — патрубок подачи сырьевой муки в циклонный теплообменник; 9 — запечный двухветвевой четырехступенчатый циклонный теплообменник с реактором — декарбонизатором; 10 — патрубок подачи топлива в реактор — декарбонизатор; 11 — воздуховод от охладителя клинкера к декарбонизатору; 12 — вращающаяся печь СМЦ — 9; 13 — устройство для охлаждения корпуса печи; 14 — устройство для замера температуры корпуса печи; 15 — охладитель клинкера СМЦ — 33 колосниковый переталкивающего типа; 16 — патрубок подачи топлива в горелочное устройство вращающейся печи; 17 — клинкерный конвейер; 18 — патрубок сброса излишнего воздуха из охладителя клинкера в атмосферу через аспирационное устройство
Проектная производительность печного агрегата составляет 3000 т/сут (125 т/ч), удельный расход тепла на обжиг клинкера — 3559 Дж/кг (850 ккал/кг) и рабочей температурой 1450 0С. В качестве технологического топлива используется природный газ с теплотворной способностью 33201 кДж/нм3.
Во вращающейся печи происходит завершение декарбонизации сырья и процесс клинкерообразования. В циклонном теплообменнике порошкообразная сырьевая смесь нагревается отходящими из печи и декарбонизатора газами с дегидратацией сырья и частичной его декарбонизацией. Теплообмен в газоходах и циклонах происходит при параллельном движении газов и материала. Однако в целом циклонный теплообменник работает по принципу противотока.
Теплообмен между газами и сырьевой мукой происходит во взвешенном состоянии, при котором большая площадь поверхности сырьевой муки соприкасаясь с газами, обуславливает быстрый и интенсивный теплообмен. Время нагрева частиц сырьевой муки, взвешенной в газовом потоке, 30 — 35 сек. При этом сырье нагревается до 800 0С и более и частично декарбонизируется. Степень декарбонизации сырья резко возрастает в усиленном циклонном теплообменнике, оснащенном реактором декарбонизатором, в котором степень декарбонизации составляет 90 %.
4.1 Циклонный теплообменник
Усиленный циклонный теплообменник (рис. 10) предназначен для предварительной тепловой обработки и декарбонизации сырьевой муки за счет использования тепла отходящих из вращающейся печи газов и сжигания части топлива в установке декарбонизатора. В циклонных теплообменниках происходят реакции разложения глины на основные окислы, удаление гидратной воды, начинается и заканчивается декарбонизация и др.
Нужна помощь в написании отчета?
Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Наша система гарантирует сдачу работы к сроку без плагиата. Поможем с характеристой и презентацией. Правки внесем бесплатно.
Усиленный циклонный теплообменник разработан с целью увеличения удельной загрузки печи при сохранении стабильности и регулируемости технологического процесса обжига клинкера.
Рис. 10. Схема циклонного теплообменника: 1 — установка загрузочная; 2, 3, 4 — установка декарбонизатора; 5 — газоход I ступени циклонов; 6, 7 — циклон I ступени; 8 — течки циклонов I ступени; 9, 10 — газоход II ступени циклонов; 11, 12 — циклон II ступени; 13 — течки циклонов II ступени; 14, 15 — газоход III ступени; 16, 17 — циклон III ступени; 18 — течки циклонов III ступени; 19, 20 — газоход IV ступени циклонов; 21 — течки циклонов IV ступени; 22, 23 — циклон IV ступени; 24 — клапан присадки воздуха; 25 — вращающаяся печь; 26 — воздухопровод от холодильника.
На каждую ветвь циклонного теплообменника запроектирован свой узел питания. Сырьевая мука из запасного силоса дозаторами подается в циклон — осадитель, а затем в расходный бункер емкостью 50 м3, оборудованный электротензометрическими взвешивающими устройствами (датчиками), связанными со вторичными приборами на центральном пульте управления. Из бункера аэрированная мука с помощью аэрационного питателя с установленным на определенную производительность регулирующим клапаном поступает самотеком во взвешивающее устройство дозаторов и далее в пневмоподъемник непрерывного действия СМЦ — 145. Из пневмоподъемника под действием сжатого воздуха, создаваемого нагнетателями ЦНВ 200/3, материально-воздушная смесь поступает в газоходы между третьей и четвертой ступенями теплообменника.
Электротензометрические датчики, аэрационный питатель и взвешивающее устройство входят в комплект дозатора фирмы “Шeнк”. На каждую ветвь установлено 2 дозатора (1 рабочий, 1 резервный).
Для наладки системы питания печи предусмотрены трубопроводы от трассы подачи материала в теплообменник к запасному силосу.
В проекте предусмотрена установка системы очистки запыленного воздуха от узла питания печи. Очистка осуществляется в рукавном фильтре СМЦ — 101. Очищенный воздух вентилятором В-ЦП6 выбрасывается в атмосферу, уловленная пыль пневмовинтовыми насосами (I рабочий, 1 резервный) подается в запасной силос.
Усиленный циклонный теплообменник принципиально отличается от ранее применяемых конструкций теплообменников тем, что между нижней ступенью обычного двухветвевого четырехступенчатого циклонного теплообменника и вращающейся печью встроена установка декарбонизатора.
При работе вращающейся печи в линии с применением усиленного циклонного теплообменника технологическое топливо сжигается как в самой вращающейся печи (около 30 %), так и в декарбонизаторе (около 70 %), при этом необходимый для горения топлива воздух в декарбонизатор подается из холодильника клинкера с температурой около 650 0С по специальному воздуховоду, соединяющему декарбонизатор и холодильник. Технологический процесс теплообмена между сырьем и горячими газами, поступающими в теплообменник одновременно из вращающейся печи и декарбонизатора, от IV до II ступени происходит аналогично обычному циклонному теплообменнику, т. е. сырье в виде тонкоизмельченной смеси (муки) влажностью около 0,5 % строго дозированного состава подается в газоходы перед IV ступенью в обе ветви одновременно.
Материал в газоходах рассеивается по сечению специальными устройствами (распылителями), подхватывается дымовыми газами и выносится в циклоны IV ступени, при этом происходит теплообмен между газами и сырьем.
Необходимая скорость газового потока регулируется запечным вытяжным дымососом.
В циклонах IV ступени сырьевая мука отделяется от газового потока и по течкам, соединяющим циклоны IV ступени с газоходами III, поступает в последние.
В III — ей и во II — ой ступенях обоих ветвей теплообменника, циклы теплообмена, движения сырьевой муки в газовом потоке, отделение муки от газов и транспортировка ее в нижестоящую ступень происходит аналогично описанному для IV ступени.
Из циклонов II ступени обеих ветвей теплообменника сырьевая мука поступает в вихревой кальцинатор декарбонизатора, где она равномерно рассеивается горячим воздухом, поступающим из холодильника. Рассеянная сырьевая мука и раскаленные газы в процессе совместного вихревого движения в кальцинаторе быстро обмениваются теплом и поступают в смесительную камеру декарбонизатора.
В смесительной камере пылегазовая смесь из вихревого кальцинатора встречается с горячими газами, отходящими из вращающейся печи. Оба потока быстро перемешиваются и происходит дальнейший интенсивный теплообмен между газами и сырьевой мукой, которые через газоход I ступени выносятся в циклоны I ступени, где происходит отделение сырьевой муки от газового потока. Из циклонов I ступени сырье по течкам поступает в загрузочную установку и далее во вращающуюся обжиговую печь.
Нужна помощь в написании отчета?
Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Наша система гарантирует сдачу работы к сроку без плагиата. Поможем с характеристой и презентацией. Правки внесем бесплатно.
Загрузочная головка служит для соединения вращающейся печи с циклонным теплообменником. Она представляет собой камеру коробчатого сечения с наклонным днищем. Внутренняя полость футерована огнеупорным материалом. Верхняя часть головки заужена. На зауженной части устанавливается вставка с шиберами. Шиберы служат для регулирования размеров проходного сечения с целью обеспечения надлежащего соотношения количеств вторичного воздуха в печи и вихревой топке. В боковых стенках головки расположены загрузочные патрубки. По ним сырьевая мука поступает из течек циклонов I ступени в печь. Также имеются опорные лапы, посредством которых головка опирается на металлоконструкцию.
На передней стенке головки закреплены лоток, по которому сырьевая смесь ссыпается в печь, а также патрубок с бункером для сбора и сброса просыпи. На корпусе печи закреплен элеватор, на котором крепятся детали уплотнения, перекрывающего зазор между элеватором и фланцем, закрепленным на головке патрубка. Уплотнение состоит из уплотняющих секторов и системы из рычагов и пружин. Корпус головки оснащен ремонтными, смотровыми и шуровочными люками.
Главным преимуществом процесса с использованием усиленного циклонного теплообменника является исключительно высокая производительность на единицу объема печи, примерно в 2 — 2,5 раза выше обычного циклонного теплообменника.
Циклоны I, II, III и IV ступени футеруют изнутри огнеупорной керамикой.
4.2 Установка декарбонизатора
Установка декарбонизатора (рис. 11) представляет собой агрегат (топку), в которой сжигается технологическое топливо с целью эффективной тепловой обработки сырьевой муки, поступающей из циклонов II ступени.
Установка декарбонизатора состоит из вихревой камеры (горелки), вихревого кальцинатора, соединительного газохода (колена), смесительной камеры и установки топливных форсунок. Воздух, необходимый для горения топлива, подается в вихревую камеру и вихревой кальцинатор из холодильника по специальному воздуховоду.
Рис. 11. Схема реактора — декарбонизатора: 1 — течка; 2 — циклон I ступени; 3 — патрубок; 4 — газоход; 5 — течка; 6 — горелка; 7 — газовая горелка; 8 — смесительная камера; 9 — приводное пережимное устройство; 10 — газоход; 11 — вихревая камера; 12 — тангенциальные патрубки; 13 — вихревая горелка
Вихревая камера состоит из футерованного внутри цилиндрического корпуса, закрытого сверху усиленной ребрами крышкой, воздухозаборной улитки, охватывающей корпус снаружи, четырех воздухозаборных сопел, соединяющих внутренние пространства улитки и корпуса, топливной форсунки и запальной горелки, которые вводятся в корпус через крышку вихревой камеры.
Вихревая камера своими опорными частями устанавливается на усиление крышки вихревого кальцинатора. На крышке вихревой камеры имеются смотровые окна. В вихревой камере сжигается 0,02 — 0,1 часть всего сжигаемого в декарбонизаторе топлива. Необходимый для горения воздух в соотношении 1,6 — 2,2 к количеству сжигаемого топлива со скоростью 20 — 30 м/с подается в камеру через воздухозаборные сопла. Их количество и взаимное расположение выбраны таким образом, чтобы вихревой поток воздуха охватывал всю поверхность футеровки с целью предохранения ее от перегрева. Посредством вихревой камеры поддерживается устойчивое горение топлива в кальцинаторе и создается разность скоростей вихревых потоков газов с целью лучшего перемешивания сырьевой муки с продуктами сгорания топлива.
Вихревой кальцинатор состоит из стального цилиндрического корпуса, в верхней части закрытого крышкой, на двутавровые усиления которой устанавливается вихревая камера, в нижней — заканчивающегося суженной конической частью сечением 0,8 диаметра корпуса. Внутри кальцинатор футеруется огнеупорным материалом. B вихревом кальцинаторе сжигается 0,9 — 0,98 всего количества топлива, сжигаемого в декарбонизаторе. Топливо подается через форсунки (горелки), направленные радиально к оси кальцинатора. Следует отметить, что рабочих форсунок 8, а четыре — резервные. Наконечники форсунок должны находиться на некотором расстоянии от поверхности футеровочного материала. Воздух для горения топлива в количестве 1,05 — 1,1 к сжигаемому топливу (на выходе из кальцинатора) подается через воздухозаборные патрубки со скоростью 30 — 40 м/ч. Воздухозаборных патрубков два и врезаны они тангенциально в корпус вихревого кальцинатора. Патрубки также футерованы внутри. Сверху в воздухозаборные патрубки в поток воздуха подается сырьевая мука из циклонов II ступени. Воздушный поток вместе с сырьем рассеивается специальными рассеивателями, вмонтированными в воздухозаборные патрубки. Вихревой кальцинатор снабжен смотровыми, продувочными и ремонтными люками.
Смесительная камера играет важную роль в обеспечении необходимой декарбонизации сырьевой муки. С вихревым кальцинатором она соединена посредством газохода (колена). Газоход обеспечивает переход от цилиндрического вихревого кальцинатора к квадратной смесительной камере, имеет компенсатор температурных удлинении, внутри футеруется огнеупорным материалом. Протяженность этого газохода выбрана таким образом, чтобы полное сгорание топлива происходило на границе между газоходом и смесительной камерой. Смесительная камера квадратного сечения с размерами в свету, обеспечивающими среднюю скорость подъема газов 12 — 15 м/с. Снизу она заканчивается суженной частью. Сверху смесительная камера через температурный компенсатор соединяется с газоходом I ступени циклонного теплообменника, снизу, также через температурный компенсатор — с суженной частью загрузочной установки. Сечение суженной части регулируется в процессе эксплуатации.
Смесительная камера внутри футеруется огнеупорным материалом. Ее высота (без суживающихся частей) составляет примерно 2,2 — 3 стороны сечения в свету, т. е. ее высота выбрана такой, чтобы обеспечить необходимую степень декарбонизации сырьевой муки.
Конструкция смесительной камеры обеспечивает интенсивную передачу тепла газами, температура которых примерно 950 0С, сырьевой муке за счет сложной турбулентности и быстрого перемешивания горячих газов, отходящих из вихревого кальцинатора и газов, отходящих из печи. При этом сырьевая мука находится в газе во взвешенном состоянии. Смесительная камера имеет продувочные (жаропрочные) и ремонтные люки. Для установки на фундамент она снабжена опорными лапами.
Нужна помощь в написании отчета?
Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Наша система гарантирует сдачу работы к сроку без плагиата. Поможем с характеристой и презентацией. Правки внесем бесплатно.
Необходимая жесткость смесительной камеры и соединительного газохода обеспечивается наружным оребрением стенок.
Декарбонизация осуществляется при температуре около 950 0С путем интенсивного нагрева сырьевой муки во взвешенном состоянии в вихревой камере 11, куда она, предварительно уже нагретая приблизительно до 750 0С, поступает по течке 5 из циклона второй ступени теплообменника. В вихревую камеру подается природный газ через газовые горелки 7, по тангенциальным патрубкам 12 подводится нагретый воздух от охладителя клинкера. Вихревая горелка 13, расположенная на вихревой камере, выполняет роль запального устройства, в нее в небольших количествах вводится топливо через горелку 6, а также нагретый воздух от охладителя клинкера. Горячая пылегазовая смесь с температурой около 950 0С из вихревой камеры 11 по наклонному газоходу 10 поступает в смесительную камеру 8, где смешивается с газами, выходящими из вращающейся печи. Образовавшаяся смесь температурой 800 — 900 0С подается по газоходу 4 в циклон первой ступени 2. В нижней части смесительной камеры имеется приводное пережимное устройство 9, с помощью подвижных шиберов которого регулируется сечение пережима для обеспечения оптимальных условий работы системы в различных режимах. Горячие дымовые газы из печи проходят в смесительную камеру через загрузочную головку. Сырьевая мука, уловленная в циклоне первой ступени 2, по течке 1 ссыпается в загрузочную головку и затем по загрузочному лотку поступает во вращающуюся печь. Газы из циклона удаляются через патрубок 3.
Для предохранения металлических стенок от перегрева и сведения к минимуму потерь теплоты в окружающую среду все элементы декарбонизатора изнутри офутерованы; для этого может применяться жаростойкий бетон, кладка из огнеупорного кирпича или сочетание этих футеровочных материалов.
Газораспределительное устройство дает снижение давления природного газа с 0,35 — 0,5 МПа до 0,115 МПа.
Необходимое количество воздуха для горения газа подводится по тангенциальным патрубкам. Температура третичного воздуха 530 — 560 0С при нормативе 650 0С. Для равномерного распределения сырьевой муки в декарбонизаторе в воздуховоде третичного воздуха под течкой второй ступени установлены штыревые рассекатели.
Футеровка верхней крышки выполнена кольцами из трех марок подвесного шамотного кирпича.
Применение в системе запечного теплообменника реактора — декарбонизатора позволяет довести степень декарбонизации до 80 — 90 %. Внедрение системы — циклонный теплообменник + декарбонизатор — повышает: в 2 — 2,5 раза производительность вращающейся печи при прежнем количестве сжигаемого в зоне спекания топлива; эффективность использования топлива (в декарбонизаторе интенсифицируется процесс декарбонизации известняка во взвешенном состоянии); мощность печного агрегата при меньших геометрических размерах и его удельную производительность.
4.3 Индивидуальное задание. Вращающаяся печь
Сырьевая мука, пройдя систему циклонных теплообменников, поступает в печь, где завершаются процессы декарбонизации и клинкерообразования.
Печь предназначена для получения цементного клинкера из сырья, предварительно декарбонизированного в системе циклонного теплообменника.
Вращающаяся печь состоит из корпуса с установленными на нем бандажами, опор, привода, системы гидроупоров, разгрузочной головки, уплотнения разгрузочного конца печи, установки горелки для сжигания топлива, устройств для охлаждения корпуса печи в зоне спекания и горловины, системы жидкой смазки опор и привода печи.
Корпус печей установлен под углом к горизонту на четырех роликоопорах и приводится во вращение при помощи привода.
Верхний конец корпуса входит в загрузочную головку, нижний — в разгрузочную. Со стороны разгрузочного конца в корпус печи вводится топливная горелка.
Корпус печи представляет полый цилиндр, футерованный изнутри огнеупорным кирпичом. Он состоит из кольцевых обечаек, изготовленных из листовой стали и сваренных между собой на монтаже.
Нужна помощь в написании отчета?
Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Наша система гарантирует сдачу работы к сроку без плагиата. Поможем с характеристой и презентацией. Правки внесем бесплатно.
Загрузочный конец печи выполнен в виде конуса с фланцем, к которому крепятся элеватор и секции порогового конуса.
На разгрузочном конце корпуса печи установлены пороговые футеровочные плиты из жаростойкой стали.
Корпус снабжен четырьмя бандажами, которыми он опирается на роликоопоры.
Бандажи могут быть вварными или устанавливаться по свободно плавающей посадке. Вварные бандажи составляются из двух полуколец, механически обрабатываемых в сборе на заводе — изготовителе и свариваемых окончательно при монтаже. При свободно плавающей посадке бандажей закрепление их на корпусе печи осуществляется при помощи башмаков и упоров. Зазор между накладками, приваренными к корпусу печи, и внутренним диаметров бандажа регулируется прокладками.
Опора включает в себя два опорных блока и раму, на которой они монтируются.
Опорный блок состоит из опорного ролика и двух подшипниковых узлов, смонтированных в раздельных корпусах. Опорный ролик вращается в четырехрядном коническом роликоподшипнике, воспринимающем радиальную нагрузку. Одна из цапф опорного ролика в осевом направлении фиксируется относительно подшипникового корпуса установкой упорных подшипников качения.
Система гидроупоров предназначена для восприятия осевых усилий, передающихся от корпуса печи, а также для регулирования осевого перемещения корпуса по опорным роликам.
Привод предназначен для приведения во вращение корпуса печи. Привод имеет три режима работы: быстрое рабочее вращение, вспомогательное медленное (ремонтное) вращение и более медленное вращение для автоматической сварки кольцевых швов корпуса печи. Каждый режим работы осуществляется от своего электродвигателя.
Привод печи — односторонний и состоит из открытой зубчатой передачи, главного двухступенчатого редуктора, главного асинхронного, регулируемого частотным преобразователем, электродвигателя мощностью 800 кВт (май 2009 г.), вспомогательного привода с редуктором, тормозом и асинхронным электродвигателем, микропривода с асинхронным электродвигателем и ременной передачей для вращения корпуса печи при сварке, соединительных муфт и промсоединения.
Открытая зубчатая передача содержит зубчатый венец на корпусе печи с устройством компенсации температурных расширений печи и подвенцовую шестерню.
Вспомогательный привод, предназначенный для медленного вращения печи при ремонтных работах, содержит асинхронный двигатель, двухступенчатый цилиндрический редуктор, колодочный тормоз с управлением от электрогидравлического толкателя. Соединение тихоходного вала вспомогательного редуктора с главным осуществляется через храповую предохранительную муфту свободного хода.
Разгрузочная головка представляет из себя металлоконструкцию, в которую с одной стороны входит корпус печи, а с другой — горелка. На головке имеется раздвижная дверь для подачи в корпус печи необходимых материалов и устройств. В нижней части головки имеется проем, через который из корпуса печи в холодильник пересыпается клинкер, а из холодильника поступает в печь горячий воздух.
Уплотнение разгрузочной головки предназначено для герметизации зазора между корпусом печи и неподвижной разгрузочной головкой и представляет собой комбинацию уплотнений двух типов — лабиринтного и лепесткового.
Для предотвращения воздействия высоких температур и механического действия обжигаемого материала внутреннюю поверхность корпуса вращающихся печей защищают огнеупорной футеровкой. Кроме того, футеровка значительно уменьшает тепловые потери через стенки печи, воспринимает теплоту и лучистую энергию газов, передает полученную теплоту обжигаемому материалу.
Нужна помощь в написании отчета?
Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Наша система гарантирует сдачу работы к сроку без плагиата. Поможем с характеристой и презентацией. Правки внесем бесплатно.
Условия службы футеровки в разных зонах печи различны. В зонах подсушки, подогрева, декарбонизации и охлаждения материал футеровки подвергается температурным и истирающим воздействиям, в зоне спекания печей — термическим, химическим и механическим.
Футеровка корпуса печи (рис. 12) в зоне декарбонизации выполняется шамотным уплотненным кирпичом с толщиной кладки 200 мм.
Футеровка экзотермических реакций и зоны спекания осуществляется периклазо-хромитовым кирпичом повышенной плотности, толщина кладки 230 мм. Перед зоной спекания (4 м) и в зоне охлаждения огнеупоры выложены зеброй (чередование рядов из шамотных и периклазо-хромитовых огнеупоров). Конус укладывается кольцами на металлических пластинках через ряд и для выравнивания кладки.
В разгрузочной головке укладывается двухслойная футеровка общей толщиной 350 мм. Теплоизоляционный слой, прилегающий к корпусу головки, состоит из диатомитового кирпича толщиной 113 мм, внутренний слой состоит из шамотного кирпича толщиной 230 мм.
Стойкость футеровки характеризуется рабочим временем (в сутках) наиболее разрушающегося участка (зоны спекания) и зависит от вида применяемого огнеупорного материала, качества футеровочных работ, диаметра печи и режима ее работы, вида топлива и других факторов.
Стойкость футеровки увеличивается с образованием в процессе работы печи на внутренней ее поверхности клинкерной обмазки, что зависит от содержания в спекшемся клинкере жидкой фазы и ее состава. Чем больше жидкой фазы, тем толще обмазка. Для улучшения условий клинкерообразования в сырьевую смесь вводят минерализаторы, понижающие температуру ее плавления — фтористый кальция, кремнефтористые соли кальция, магния или натрия. На ЗАО «Невьянский цементник» минерализаторы не используются из-за опасности забивок циклонов.
Рис. 12. Схема футеровки вращающейся печи
Таблица 6. Техническая характеристика печной установки
В печи за счет ее наклона и вращения сырьевая смесь перемещается от загрузочного конца печи к разгрузочному. При этом происходит дальнейший нагрев материала, его физико-химические превращения и обжиг при высоких температурах (1450 0С), в результате чего образуется цементный клинкер.
В результате обжига сырьевой смеси получается цементный клинкер, содержащий в основном известь и кремнезем, а также глинозем и окись железа, находящиеся в виде силикатов, алюминатов и алюмоферритов кальция.
Образованию конечного продукта — портландцементного клинкера — предшествует ряд физико-химических и теплотехнических процессов, которые протекают в определенных температурных границах — технологических зонах печного агрегата.
Зона испарения физической влаги из сырьевой муки в агрегатах сухого способа занимает небольшое пространство и время в газоходе перед IV ступенью.
В следующей зоне — подогрева и дегидратации (IV и III ступень циклонного теплообменника) — материал нагревается от 90 — 100 до 600 0С. При температуре 450 0С и выше начинаются химические реакции, изменяется химический состав и свойства сырьевой смеси. Органические вещества разлагаются и дегидратируется глинистый компонент. Каолинит распадается на свободные оксиды Si02 и Al2O3, а также начинается декарбонизация углекислого магния MgCO3 = MgO + CO2.
В зоне декарбонизации (I ступень циклонного теплообменника и реактор — декарбонизатор) известняковый компонент сырьевой смеси разлагается по реакциям: CaCO3 = CaO + CO2. Этот участок печи является с теплотехнической точки зрения главной зоной печи с максимальным потреблением тепла. Процесс разложения карбоната кальция начинается при температуре около 600 0С и ускоряется по мере повышения температуры материала, достигая максимума при 900 0С.
Образовавшееся значительное количество свободной извести вступает во взаимодействие с кремнеземом и полуторными оксидами глинистого компонента, в результате чего получаются клинкерные минералы. Процесс твердофазовой реакции образования кристаллов двухкальциевого силиката начинается при температуре ниже 800 0С. В интервале температур 800 — 1000 0С из глинозема глинистого компонента и свободной извести образуется моноалюминат кальция (СА), который при более высокой температуре реагирует с окисью кальция и образует вначале С12A7, а затем C3A в сопровождении с C5A3. В температурном интервале 1000 — 1200 0С реакции в твердой фазе между известью и силикатными составляющими протекают довольно быстро.
Взаимодействие окиси железа с окисью кальция начинается при температуре 800 — 900 0С с образованием C2F, который при более высокой температуре вступает во взаимодействие с алюминатами кальция и переходит в алюмоферриты кальция.
Для более полного прохождения твердофазовых реакций, протекающих, как известно, в местах контактов зерен взаимодействующих компонентов, имеют весьма существенное значение такие факторы, как тонкость помола и однородность сырьевой смеси.
При плохой гомогенизации и крупном помоле смеси образовавшиеся в результате разложения СаСО3 зародышевые кристаллы извести могут остаться в свободном виде и вследствие рекристаллизации не могут быстро взаимодействовать с другими окислами.
В зоне экзотермических реакций (печь) за счет выделения тепла при реакциях образования двухкальциевого силиката, алюминатов С5А3 и С3А и алюмоферритов кальция температура материала резко повышается от 1100 до 1300 0С и выше. При этом в сырьевых компонентах быстро уменьшается содержание свободной извести.
Наиболее ответственная часть печи — зона спекания (печь), где при 1300 1450 0С завершается процесс клинкерообразования. В зоне спекания материал расплавляется, в результате чего образуется жидкая фаза. Жидкая фаза вступает во взаимодействие с продуктами реакции в твердом состоянии, т. е. начинается процесс спекания. В начальный период спекания в состав жидкой фазы входят С3А, C4AF, СаО, MgO, при этом C2S находится в твердом состоянии. По мере повышения температуры C2S быстро растворяется в жидкой фазе, насыщается известью СаО до образования 3CaO*Si02 (С3S). С3S выделяется из жидкой фазы в виде кристаллов. Размер кристаллов С3S, зависящий от режимов обжига и охлаждения, влияет на прочность цемента. Наиболее прочные цементы дают клинкеры с мелкокристаллической структурой С3S. При длительном пребывании клинкера в зоне спекания и медленном охлаждении кристаллы С3S укрупняются, что приводит к понижению прочности цемента. При понижении температуры до 1300 0С жидкая фаза начинает застывать, процесс спекания заканчивается.
Образование алита заканчивается в интервале температур 1300 — 1450 0С. Можно представить себе механизм образования алита в результате растворения окиси кальция и двухкальциевого силиката в жидкой фазе с последующей кристаллизацией алита или в результате диффузии молекул окиси кальция в расплаве к кристаллам двухкальциевого силиката, т. е. взаимодействием в твердой фазе.
Время полного усвоения окиси кальция и образования алита в зоне спекания исчисляется в действующих печах от 10 до 25 мин.
В зоне охлаждения печи температура клинкера снижается до 1300-1350 0С. Жидкая фаза застывает, частично выделяя кристаллы минералов С3А, C4AF, C2S, MgO и частично переходя в стекловидное состояние. Из этой зоны клинкер поступает в холодильник печи для окончательного охлаждения.
От правильной организации процесса сжигания топлива на этом участке печи и в располагающейся здесь же зоне горения топлива и дальнейшего использования тепла продуктов сгорания зависят расход тепла на обжиг и качество клинкера.
Качество клинкера повышается при быстром его охлаждении, так как при этом не происходит роста кристаллов С3S и C2S, жидкая фаза в большей мере остается в стекловидном состоянии и большая часть MgO сохраняется в клинкерном стекле.
В зависимости от времени пребывания клинкера при высоких температурах, а также скорости охлаждения клинкера кристаллы его могут иметь различные размеры.
Кристаллическая структура клинкера оказывает существенное влияние на прочностные показатели. Установлено, что мелкокристаллическая структура клинкера позволяет при прочих равных условиях получать цементы более высоких прочностей.
Процесс охлаждения клинкера в самой печи и в холодильниках имеет большое значение как с теплотехнической, так и с технологической точки зрения. Обычно в зоне охлаждения, расположенной в самой печи, температура клинкера снижается до 1100 — 1350 0С, а в холодильниках в зависимости от их конструкции — до 50 — 300 0С.
Нужна помощь в написании отчета?
Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Наша система гарантирует сдачу работы к сроку без плагиата. Поможем с характеристой и презентацией. Правки внесем бесплатно.
Вторичный воздух, охлаждающий клинкер, нагревается до 800-1000 0С и с ним возвращается в печь 200 — 270 ккал/кг клинкера. Следовательно, эффективное охлаждение клинкера приводит к значительной экономии тепла и повышению температуры горения топлива.
Быстрое охлаждение клинкера препятствует разложению алита, находящегося в метастабильном состоянии в интервале температур 1200 — 1250 0С, способствует фиксации жидкой фазы в стекловидном состоянии и мелкой кристаллизации клинкерных минералов, мешает выделению примесей из минералов и росту самих кристаллов.
В качестве топлива для обжига клинкера служит природный газ. Он подается на горение в печь через газовую горелку.
Отходящие газы из печи и декарбонизатора просасываются через систему теплообменников с помощью мощного дымососа ДЦ 32,5 ´ 2 производительностью 530 тыс. м3/ч и направляется в обводной тракт, из которого основная часть газов поступает в сырьевые мельницы, где их тепло используется для сушки сырья, а избыточное количество газов поступает в охладительную колонку, затем в электрофильтр ЭГA — I — 40 — 12 — 6 — 4 на очистку и через дымовую трубу высотой l20 м и диаметром 4,2 м выбрасываются в атмосферу двумя дымососами ДРЦ 21 ´ 2.
Колонка увлажнения предназначена для охлаждения и увлажнения отходящих печных газов посредством впрыска и испарения тонко распыленной воды в полости колонки с целью повышения КПД электрофильтра. Электрическое сопротивление охлажденной и увлажненной пыли, содержащейся в отходящих газах, понижается в 10 — 100 раз, благодаря чему резко возрастает эффективность пылеулавливания.
Охлаждение и увлажнение печных газов производится путем впрыска и испарения воды в потоке движущихся через колонку горячих газов. Распыление и впрыск воды в полость колонки осуществляется с помощью форсунок, в которые под давлением подается вода от насоса. Испарение распыленной воды и охлаждение газов продолжается в газоходе, соединяющем колонку с электрофильтром, куда газ поступает увлажненный и охлажденный до 180 0С.
Вся уловленная пыль из электрофильтра возвращается в запасной бункер сырьевой муки, а затем возвращается в производство.
Таблица 7. Химический состав уловленной пыли за июнь
Для охлаждения клинкера предусматривается установка колосникового холодильника СМЦ — 33, производительностью 3000 /сутки.
Колосниковый холодильник (рис. 13) предназначен для охлаждения воздухом цементного клинкера и возврата тепла в печь и декарбонизатор со вторичным воздухом.
Рис. 13. Схема колосникового холодильника СМЦ — 33: 1 — кожух; 2 — футеровка; 3 — загрузочная шахта; 4 — привод колосниковой решетки; 5 — натяжная станция конвейера для уборки просыпи; 6 — окно для подвода воздуха в подколосниковую камеру; 7 — шлюзовой затвор; 8 — короб конвейера уборки просыпи; 9 — опорный каток; 10 — жалюзийный затвор для подачи воздуха в последнюю подколосниковую камеру; 11 — при водная станция конвейера для уборки просыпи; 12 — разгрузочное устройство; 13 — молотковая дробилка; 14 — сортирующее устройство перед молотковой дробилкой; 15 — бронефутеровка кожуха; 16 — патрубок для отвода излишнего воздуха в аспирационную установку; 17 — устройство для охлаждения и увлажнения воздуха, сбрасываемого в окружающую среду; 18 — колосниковая решетка; 19 — патрубок для отвода горячего воздуха к реактору — декарбонизатору
Колосниковый холодильник представляет собой камеру, разделенную по горизонтали колосниковой решеткой на две части: нижняя часть — основание является опорным узлом, на него устанавливается колосниковая решетка 18, кожух 1, футеровка кожуха 2, привод 4.
Под колосниковой решеткой расположены транспортеры просыпи. В конце холодильника находится разгрузочное устройство с молотковой дробилкой 13.
Колосниковая решетка приводится в движение через привод 4 с плавным регулированием числа оборотов.
Нужна помощь в написании отчета?
Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Наша система гарантирует сдачу работы к сроку без плагиата. Поможем с характеристой и презентацией. Правки внесем бесплатно.
Под первой тележкой колосниковой решетки установлены шлюзовые затворы 7, предназначенные для уплотнения камер подколосникового пространства в местах выгрузки просыпи материала на транспортеры.
Подача воздуха для охлаждения клинкера производится вентиляторами. Регулирование количества охлаждающего воздуха осуществляется шиберами, а распределение воздуха по камерам подколосникового пространства — жалюзийными затворами 10.
Избыточное количество газов из холодильника отсасывается через электрофильтры дымососами.
Для повышения степени очистки сбрасываемые из холодильника газы увлажняются водой, подаваемой через форсунки системы увлажнения 17.
Работа холодильника осуществляется следующим образом: охлаждение производится воздухом, продуваемым вентиляторами через колосниковую решетку 18 и находящийся на ней слой клинкера. Воздух при этом нагревается и поступает частично по специальному воздуховоду 19 в декарбонизатор, где используется для поддержания горения топлива. На охлаждение клинкера в колосниковых охладителях воздуха всегда требуется больше, чем это необходимо для сжигания топлива, расходуемого на обжиг клинкера в печном агрегате. Избыточный воздух из охладителя сбрасывается в окружающую среду через патрубок 16 и аспирационную установку.
Обожженный клинкер из печи поступает через приёмную шахту 3 охладителя непосредственно на загрузочный участок колосниковой решетки. Перемещение клинкера на колосниковой решетке с одновременным перемешиванием этого слоя осуществляется за счет наклонного возвратно-поступательного движения подвижных колосников под некоторым углом к горизонтали. Колосники имеют щели для прохода охлаждающего воздуха, поэтому при транспортировании клинкера по колосниковой решетке мелкие куски просыпаются через эти щели в подколосниковое пространство и убираются с помощью двух скребковых конвейеров. Подколосниковое пространство разделено перегородками на отдельные камеры, в которые от вентиляторов подается охлаждающий воздух. Для измельчения крупных кусков клинкера предусмотрена молотковая дробилка 13, установленная в разгрузочной части охладителей.
На колосниковой решетке клинкер охлаждается и транспортируется от вращающейся печи на клинкерные конвейеры. Решетка состоит из нескольких секций, расположенных с уступом относительно друг друга. Подвижные колосники каждой секции оснащены отдельным кривошипно-шатунно-рычажным приводом 4. Подвижные и неподвижные колосники закреплены соответственно на подвижных и неподвижных поперечных подколосниковых балках. Каждый поперечный ряд подвижных колосников перекрывается последующим рядом неподвижных колосников. Между колосниками предусмотрены зазоры для компенсации их температурных расширений. Зазоры перекрываются снизу специальными кронштейнами, установленными на подколосниковых балках, что позволяет свести к минимуму просыпание мелких кусков клинкера через зазоры вниз в подколосниковое пространство.
Основная масса нагретого воздуха поступает в печь и декарбонизатор, а избыточный воздух после очистки в электрофильтрах сбрасывается в атмосферу дымососами.
На основании проведенных испытаний установлено, что холодильник работает с низким тепловым КПД вследствие больших подсосов холодного воздуха по системе печь — декарбонизатор. Поэтому снижается количество вторичного и третичного воздуха и, следовательно, большое количество тепла (129 ккал/кг кл) и горячего воздуха (133 тыс. нм3 /ч) с температурой 350 — 420 °С выбрасывается в виде избыточного в атмосферу. Помимо того, что при этом значительно увеличиваются теплопотери, это дополнительно приводит к перерасходу электроэнергии на работу вентиляторов и выносу клинкерной пыли в окружающую среду.
Температура вторичного воздуха составляет 800 — 850 °С.
Чтобы снизить до минимума вынос клинкерной пыли из холодильника, рекомендуемая скорость в шахте должна быть не более 5 м/с. Следовательно, при реализации предложения по отбору третичного воздуха необходимо расширить шахту холодильника.
В работе холодильника проявляется недостаток — повышенная температура охлажденного клинкера, 130°С, а порой выше 200°С. Это обусловлено двумя причинами. Во-первых, клинкерным пылением, а во-вторых, наличием перегородки над холодильником, которая, имеет большое сопротивление. (Ступенчатое расположение решеток холодильника СМЦ-33 себя не оправдало, и в настоящее время колосниковые холодильники с такой компоновкой не изготавливаются).
Избыточный воздух колосникового холодильника очищается в электрофильтре ЭГА 2 — 56 — 12, а затем выбрасывается в атмосферу через трубу высотой 90 м и диаметром устья 3,6 м.
Холодильник комплектуется дутьевыми вентиляторами, дробилкой, системой увлажнения воздуха и другим вспомогательным оборудованием.
Удельный расход воздуха на охлаждение клинкера составляет 3 — 3,5 нм3/кг. Подаваемый на охлаждение клинкера воздух нагревается в холодильнике и поступает на горение в печь и декарбонизатор, а избыточный — на очистку в электрофильтр соответственно в количествах: 52 тыс. нм3/ч — в печь; 79 тыс. нм3/ч — в декарбонизатор; 330 тыс. нм3/ч — на очистку.
В целом вращающаяся печь работает достаточно устойчиво со стабильными режимными параметрами и выпуском качественного клинкера. Однако постоянно наблюдается клинкерное пыление. Известно, что при клинкерном пылении снижаются на 2 — 5 МПа активность клинкера и на 10 — 15% тепловой КПД холодильника, одновременно происходит повышенный износ колосников, увеличиваются удельный расход тепла, электроэнергии и запыленность рабочих мест.
Исходя из опыта по устранению клинкерного пыления, можно с достаточной уверенностью заключить, что на ЗАО «Невьянский цементник» основной причиной клинкерного пыления является длительная выдержка готового клинкера под факелом при высокой температуре.
Это подтверждается двумя факторами: распределением температуры корпуса печи в зоне спекания, где температурный максимум удален от горячего обреза печи более чем на 20 м.
Рис. 14. Параметры системы холодильник — печь
Вторым фактором, подтверждающим длительную выдержку клинкера в зоне высоких температур, является большой слой материала в печи.
Поэтому для стабилизации оптимальной гранулометрии клинкера необходимо выполнить следующие рекомендации: увеличить частоту вращения печи до 3 — 3,5 оборотов в минуту. Уменьшить время пребывания клинкера в зоне спекания можно так же по примеру других заводов путём замены конусной обечайки горячего конца печи на цилиндрическую с устранением подпорных порогов.
Второй причиной клинкерного пыления являются подсосы холодного воздуха через уплотнения горячего обреза печи, которые приводят к удалению зоны горения в печь. Поэтому при устранении излишних подсосов холодного воздуха обеспечится не только экономия топлива, но стабилизируется оптимальная гранулометрия клинкера.
Приблизить зону спекания к горячему обрезу печи можно применением более совершенных горелок, из известных отечественных конструкций такой является горелка ВРГ, позволяющая независимо регулировать степень завихрения факела и скорость вылета газа.
Однако в заключении следует подчеркнуть, что наиболее эффективным решением является увеличение частоты вращения печи и снижение подсосов холодного воздуха в горячем конце.
Таблица 8. Основные показатели работы печной системы
Отделение работает непрерывно по двухсменному графику. Численность работников отделения 29 человек.
Себестоимость 1 т клинкера — 507,46 руб.
5. ОДЕЛЕНИЕ ПОМОЛА
Нужна помощь в написании отчета?
Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Наша система гарантирует сдачу работы к сроку без плагиата. Поможем с характеристой и презентацией. Правки внесем бесплатно.
В цехе помола осуществляется заключительная стадия производства цемента — размол клинкера и добавок (гранулированных шлаков и гипса).
Горячий клинкер из-под колосникового холодильника подается на шатровый склад клинкера двумя пластинчатыми конвейерами СМЦ — 611Б (П = 182 т/ч, B = 800 мм, L = 53,8 м) по галерее на высоту 22,5 м. Склад в плане имеет форму круга диаметром 48 м. В центре склада возведена разгрузочная шахта. С конвейера клинкер сбрасывается в склад через разгрузочную шахту с тремя рядами отверстий, закрытых металлическими шторками, которые открываются под тяжестью клинкера. Высота штабеля клинкера — 15 м (рис. 15).
Рис. 15. Шатровый склад клинкера: 1 — мембранное покрытие; 2 — разгрузочная шахта; 3 — помещение выгрузки клинкера; 4 — отверстия в полу склада; 5 — ковшовый конвейер; 6 — бункер для шлака и гипса
Обеспыливание воздуха, отсасываемого от укрытия приводных станций конвейеров, осуществляется в рукавном фильтре РПЦ.
Из склада в цементные мельницы клинкер подаётся двумя ленточными конвейерами по подъёмным галереям. По проекту клинкер загружают на конвейер весовыми дозаторами СБ — III с лентой повышенной термостойкости. Выдача клинкера со склада на ленточный конвейер осуществляется через шесть отверстий в полу склада. В шатровом складе имеется бульдозер, который подает клинкер из “мертвых зон”.
Гранулированные шлаки доставляются на завод в железнодорожных вагонах грузоподъемностью 50 — 70 т и разгружаются на базисные склады (V = 60 тыс. м3), позволяющие иметь месячный запас шлака. С площадки хранения базисного склада шлак бульдозером сталкивается в приемный бункер, из которого по ленточному конвейеру (B = 1000 мм; L = 185 м) подается в сушильное отделение.
Гипс, также привозимый железнодорожным транспортом на базисный склад (V = 15 тыс. м3), разгружается в приемный бункер, откуда поступает на ленточный конвейер (B = 800 мм; L = 107,4 м) и транспортируется в бункера гипса (V = 100 м3, 2 шт.) на складе добавок, которые обеспечивают запас гипса на 19 часов работы двух мельниц.
Сушка граншлака осуществляется в 4 — х сушильных барабанах 2,2 ´ 17 м (П = 17 т/час) (барабаны №№ 1, 2 законсервированы). При вращении барабана за счет внутренних пересыпных (рис. 16) устройств происходит непрерывное перемешивание граншлака и его сушка. В качестве сушильного агента в аппаратах используются дымовые газы от собственных топок. Высушенный граншлак через разгрузочную камеру подается на систему ленточных конвейеров (B = 800 мм; L1 = 100 м, L2 = 158 м, L3 = 110 м), по которой транспортируется в бункера сухого шлака (V = 420 м3) на складе добавок, которые обеспечивают запас шлака на 14 часов работы двух мельниц.
Рис. 16 Схема внутренних теплообменных устройств сушильного барабана
Сушильные барабаны оборудованы аспирационными системами. Запыленный воздух от барабанов подвергается очистке в циклоне ЦП 21 — 3150, откуда поступает на дальнейшую очистку в электрофильтр ЭГА 1 — 20 — 7,5 — 6 — 3, после чего выбрасывается в атмосферу через трубу высотой 75 м и диаметром устья 1,6 м.
Дозирование добавок из бункеров производится тарельчатыми питателями на ленточный конвейер (B = 800 мм; L = 88 м, 2 шт.), идущие из склада клинкера к цементным мельницам по закрытой галерее.
Помол клинкера и добавок осуществляется в двух цементных мельницах 4,0 ´ 13,5 м, работающих по замкнутому циклу с центробежными сепараторами СМЦ-420, D = 5,0 м. Цементные мельницы работают аналогично сырьевым. Отличаются они тем, что имеют две камеры и работают как по замкнутому, так и по открытому циклу. Производительность каждой мельницы при работе по замкнутому циклу 85 т/час, по открытому циклу — 60 — 70 т/ч. Число оборотов 16,16 об/мин. Привод центральный. Он осуществляется по системе: промежуточный вал — редуктор — эластичная муфта — электродвигатель.
Мельница состоит из двух камер: I камера — 3,77 ´ 6,5 м; II камера — 3,87 ´ 6,5 м. Межкамерная перегородка — двойная элеваторная.
Двойная элеваторная перегородка (рис. 17) состоит из передней стенки 1, образованной из шести звеньев с радиально расположенными щелями, и задней стенки 2, состоящей также из шести звеньев без щелей. Между стенками перегородки установлено восемь лопастей 3 для транспортирования материала, прошедшего через щели передней стенки, в последующую камеру. В отверстие, имеющееся в передней стенке, вставлен стальной патрубок 4, на котором закреплен разгрузочный конус 5.
Нужна помощь в написании отчета?
Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Наша система гарантирует сдачу работы к сроку без плагиата. Поможем с характеристой и презентацией. Правки внесем бесплатно.
Лопасти загнуты в сторону вращения мельницы и приварены к вспомогательному листу 6, примыкающему изнутри к задней стенке перегородки. Футеровкой части корпуса, расположенной между двумя стенками перегородки, служит внутренний кольцевой пояс 7, состоящий из восьми частей. Этот пояс является также основанием, на котором монтируется разгрузочное устройство перегородки. Пояс жестко крепится к корпусу мельницы броневыми болтами 8. Передняя и задняя стенки перегородки соединены между собой стяжными болтами 9. На стяжные болты надеты газовые трубки 10, препятствующие сближению стенок перегородки.
Рис. 17. Междукамерная двойная перегородка клинкерной мельницы: 1 передняя стенка; 2 — задняя стенка; 3 — лопасти; 4 — стальной патрубок; 5 — разгрузочный конус; 6 — вспомогательный лист; 7 — внутренний кольцевой пояс; 8 — броневые болты; 9 — стяжные болты; 10 — газовые трубки
Бронефутеровка (тип по камерам): I камера — конусно-волнистая, II камера — гладкие с лифтерами.
Мельница загружается шарами диаметром 40 — 80 мм. Ассортимент загрузки I камеры: 40 мм — 10 т; 50 мм — 14 т; 60 мм — 25 т; 70 мм — 20 т; 80 мм — 15 т; II камера — 40 мм — 43 т. Всего 127 т. Коэффициент заполнения мелющими телами 0,3.
В мельницу можно подавать клинкер, температура которого не превышает 90 ºС. Температура клинкера после холодильника 135 ºС. При работе на горячем клинкере падает производительность мельниц, увеличивается износ брони и мелющих тел. Цемент же имеет слишком высокую температуру, затрудняющую отгрузку. Помол горячего клинкера может привести к дегидратации двуводного гипса, и мельница при этом выдаст ложное схватывание. Поэтому клинкер выдерживают на складе, что обеспечивает гашение свободной извести, улучшающее качество цемента, частичный переход β — C2S в γ — C2S и кристаллизацию клинкерного стекла. Оба эти процесса делают клинкерные гранулы менее прочными и вылежавшийся клинкер легче размалывается. Вылеживание клинкера замедляет сроки схватывания цемента. Клинкерный склад необходим также для создания резервного запаса, обеспечивающего работу цементных мельниц в период ремонтных работ на печах.
Измельченный материал элеватором СМЦ — 130 (П = 400 т/ч) поднимается на высоту 30 м и поступает в центробежный сепаратор СМЦ — 420 (П = 110 т/ч). Конструкция центробежного сепаратора показана на рис. 30. Он состоит из наружного и внутреннего корпусов 1 и 2, между которыми образовано воздушное кольцевое пространство. Наружный кожух в нижней части имеет форму конуса и оканчивается патрубком 6 для выхода готового продукта. Во внутреннем кожухе находится вертикальная течка 4, через которую в сепаратор поступает материал. На вертикальном валу, расположенном в центральной части течки 4, подвешен разгрузочный диск 3. Ротор приводится в движение через пару конических шестерен и приводной вал. Во внутреннем корпусе помещен ряд наклонно расположенных лопастей, угол наклона которых можно изменять при помощи специального приспособления. Сверху сепаратор закрыт сплошной крышкой.
Рис. 18. Схема центробежного сепаратора1 — корпус наружный; 2 — корпус внутренний; 3 — разгрузочный диск; 4 — загрузочная течка; 5 — разгрузочная течка; 6 — разгрузочная течка готового продукта
Поступающий через вертикальную течку материал попадает на верхний диск ротора сепаратора и отбрасывается центробежной силой к стенкам внутреннего кожуха. Крупные частицы материала при ударе о стенки кожуха теряют свою скорость, сползают по его стенкам вниз и через разгрузочный патрубок 5 выходят наружу, образуя крупную фракцию продукта. Более мелкие и легкие частицы материала захватываются воздушным потоком, возникающим при вращении ротора вентилятора, и уносятся в кольцевое пространство между кожухами. При входе в это пространство направление воздушного потока резко изменяется, поэтому из него выпадает большая часть содержащихся в нем частиц материала. Эти мелкие частички сползают по стенкам наружного конуса и выпадают наружу через патрубок 6, образуя тонкую фракцию продукта. Воздух из кольцевого пространства, образованного внешним и внутренним кожухом, с оставшимися в нем самыми мелкими частицами засасывается вентилятором и вновь выбрасывается в полость внутреннего кожуха. Следовательно, во внутренней полости сепаратора циркулирует почти один и тот же воздух, так как через вертикальную течку, заполненную материалом, засасывается лишь незначительное количество свежего воздуха.
При проходе воздушного потока через щели между наклонно расположенными лопастями частицы материала ударяются о них, теряют скорость и сползают по стенкам конуса. Изменяя угол наклона лопастей, можно в определенных пределах регулировать соотношение между количеством крупных и мелких частиц, выходящих из сепаратора. В основном разделение материала по крупности зависит от скорости воздушного потока, создаваемого вентилятором.
При уменьшении числа оборотов ротора снижается скорость потока, и тогда он захватывает только мелкие частицы. При этом увеличивается выход материала грубой фракции и уменьшается количество мелкой фракции. С повышением числа оборотов ротора происходит обратное явление. Тонкость помола характеризуется остатком на сите № 008 и составляет 10 %. Циркуляцию воздуха в тракте сепаратора производит дымосос Д -20 (П = 150000 м3/ч)
Система аспирации состоит из циклонов ЦН-15 (D = 1410 мм), рукавного фильтра «Интенсив» и дымососа ДН — 17. Очищенные газы выбрасываются через трубу 1,4х40 м.
Материал собирается в промежуточном бункере, откуда транспортируется в цементные силоса при помощи пневмонасосов ТА — 28 (П = 100 т/ч).
При открытом цикле измельченный материал из мельницы попадает в пневмотранспорт, откуда транспортируется в силоса.
Для получения цемента клинкер размалывают в тонкий порошок. Для регулирования сроков схватывания и интенсивности твердения в шихту вводят 2 — 5 % гипса, количество которого определяется минералогическим составом клинкера. Стандартом допускается добавление к клинкеру активных минеральных добавок (гидравлических добавок, шлаков, зол), содержание которых может достигать 15 % без изменения названия «портландцемент». Готовят шихту дозированием весовыми питателями клинкера, гипса и добавок на сборный транспортер. Питатели — дозаторы обеспечивают также оптимальные условия работы мельниц. Схема автоматизации работы мельниц предусматривает изменение питания мельницы при нарушении режима ее работы и сохранении постоянного процентного соотношения компонентов шихты. Автоматическая оптимизация режима работы мельницы обеспечивает постоянство гранулометрического состава цемента, от которого зависит его активность.
Нужна помощь в написании отчета?
Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Наша система гарантирует сдачу работы к сроку без плагиата. Поможем с характеристой и презентацией. Правки внесем бесплатно.
На предприятии эксплуатируются 4 силоса (D = 12 м, H = 42 м) общей емкостью 18000 т и 2 силоса (D = 10 м, H = 30 м) общей емкостью 4000 т, которые обеспечивают хранение готовой продукции при условии периодической отгрузки. В силосы подается сжатый воздух, который аэрирует цемент и делает его способным вытекать через донные или боковые разгружатели.
Численность работников отделения 28 человек. Себестоимость 1 т цемента — 692,5 руб.
Отгрузка цемента в железнодорожный и автотранспорт (цементовозы) транспорт (хопры) осуществляется из силосов с помощью установок С — 925 и С — 926.
Из силосов цемент также пневмотранспортом подается в отделение упаковки цемента. На заводе существуют две автономные линии упаковки цемента: в мешки по 50 кг и “big — bag” по 1000 кг.
5.1 Линия упаковки цемента в мешки по 50 кг
Цемент отбирается из днища существующих силосов и с помощью сжатого воздуха транспортируется на успокоительный скат, расположенный на входе в ковшовый элеватор.
Ковшовый элеватор расположен в шахте и к его входу подключается возврат просыпи цемента и удаленного цемента из фильтра. Ковшовый самонесущий элеватор поднимает цемент на отметку + 16,900 м и отсюда он поступает через течку в барабанное сепарирующее сито. Сито встроено в крышу промежуточного бункера над упаковочной машиной. Устраненная грубая фракция из сита поступает через течку на отметку + 1,200 м в промежуточный бункер.
Из промежуточного бункера цемент дозируется в упаковочную машину с помощью питателя. Ход питателя регулируется автоматически в зависимости от уровня цемента во вращающемся барабанном бункере упаковочной машины, для этого служат установленные датчики уровня. Питатель также служит затвором над упаковочной машиной и обеспечивает колебание уровня цемента только в заданных пределах.
Вращающаяся восьмиштуцерная упаковочная машина с механической системой взвешивания и бесконтактным снятием сигналов предназначена для упаковки цемента в самозакрывающиеся мешки с клапаном. Работой отдельных наполняющих штуцеров управляет программируемый автомат; коммуникация упаковочной машины с транспортером полных мешков, питателем с подающим колесом обеспечивается высшим автоматом, расположенным в главном распределительном шкафу. Его свободную не использованную ёмкость можно использовать для наблюдения за остальной частью технологии и для блокационной связи. Машина подвешена на несущей раме на отметке + 7,100 м, отметка уровня пола с рабочим местом обслуживающего персонала является + 3,700 м. Упаковочная машина оснащена предохранительным кожухом, который на нескольких местах обеспыливается. Просыпь цемента из разорванных мешков около упаковочной машины и ленточного транспортера поступает в бункера под упаковочной машиной.
Просыпь непрерывно подается двумя шнековыми транспортерами на вход в ковшовый элеватор, второй шнековый транспортер кроме того подает уловленный цемент из фильтра в коммуникации возврата.
Ленточный транспортер полных мешков заканчивается коротким скатом с направляющим щитом, который направляет мешки на ленточный транспортер на галерее, который снабжает погрузчиком мешков в железнодорожные вагоны.
.2 Линия упаковки в “big — bag” по 1000 кг
Из силосов цемент проходит все те же стадии, что и при упаковке в мешки по 50 кг до промежуточного бункера.
Из промежуточного бункера цемент дозируется в упаковочную машину с помощью трубного шнекового транспортера со специальным приводом и мгновенное прекращение дозировки обеспечивает быстрозамыкающий клапан.
Нужна помощь в написании отчета?
Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Наша система гарантирует сдачу работы к сроку без плагиата. Поможем с характеристой и презентацией. Правки внесем бесплатно.
Собственно упаковочная машина состоит из рамы с тензометрической взвешивающей системой и наполняющей горловиной с планшетом. Манипуляция с наполненным “big — bag” происходит на деревянном поддоне на 4-х — секционном рольганге.
Манипуляция с полными “big — bag” в цехе, загрузка в открытые железнодорожные вагоны и в грузовики предусмотрены с помощью мостового крана. Просыпь непрерывно подается двумя шнековыми транспортерами на вход в ковшовый элеватор, второй шнековый транспортер подает уловленный цемент из фильтра в коммуникации возврата.
Отгрузку цемента ведут на основе “гарантированной марки”. Оценку марки цемента проводят по данным трехсуточной прочности из проб, ежечасно отбираемых от мельниц на основе переходных коэффициентов, полученных статистическими методами. По ГОСТ 22237 — 76 для отгружаемой партии цемента выдается паспорт, в котором сообщатся гарантийная марка. При отгрузке цемента отбирают пробы для контрольных испытаний, которые хранят в центральной лаборатории в течение трех месяцев.
Цех работает непрерывно по двухсменному графику. Численность работников в цехе 79 человек.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Технологическая линия сухого способа производства цемента ЗАО “Невьянский цементник” — не совсем обычная линия. Она строилась на основе головных уникальных образцов оборудования, впервые выпускаемого отечественной промышленностью. Для очистки отходящих газов используются новейшие электрофильтры марки ЭГА. Имеются новшества в конструкции помольных агрегатов с мельницами для помола сырья и цемента. Мельницы работают в замкнутом цикле с сепараторами, что в значительной степени повышает их производительность и качество выходящего продукта по тонкости помола и удельной поверхности.
При строительстве линии применены новые интересные проектно-конструкторские разработки: металлические фундаментные опоры под вращающейся печью, смесительные силоса сырья оригинальной конструкции со смесительной емкостью, шатровый склад клинкера с мембранным покрытием и подобный склад известняка. Все они возведены впервые в цементной промышленности. Не все решения явились оптимальными и заводу пришлось бетонировать металлические опоры печи, неудобны в эксплуатации шатровые склады.
Продолжается дальнейшее усовершенствование технологической линии и оборудования с целью получения цемента лучшего качества, увеличения производительности оборудования и предприятия в целом и снижения энергозатрат на производство.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
1. “Справочник по производству цемента”, Холина И. И., М.: 1963.
2. “Новое энергосберегающее печное, транспортное и складское оборудование в производстве цемента”, Давыдов С. Я., Екатеринбург, УГТУ УПИ, 2004.
3. “Краткий справочник технолога цементного завода”, Кравченко И. В., М.: 1974.
4. “Механическое оборудование предприятий строительных материалов, изделий и конструкций”, Бауман В. А., М.: 1975.
5. “Типовая инструкция по монтажу и эксплуатации печных агрегатов производительностью 3000 и 5000 тонн клинкера в сутки, оснащенных реакторами — декарбонизаторами”, ВНИИЦЕММАШ, 1983.
6. “Общая технология цемента”, Голованова Л. В., М.: 1984.
7. “Отчет о научно-исследовательской работе. Оптимизация режима печи 4,5 ´ 80 м с циклонным теплообменником и реактором — декарбонизатором”, ОАО “Невьянский цементник”, БГТУ, 2005.
8. “Отчет. Наладка, исследование и внедрение новых систем гомогенизации и пневмотранспорта сырьевой муки на технологические линии производительностью 3000 т в сутки Невьянского цементного завода”, ОАО “Невьянский цементник”, Гипроцемент, 1989.
9. “Технический отчет по работе “Оказание технической помощи в пуске и наладке печного агрегата с вращающейся печью 4,5 ´ 80 м, циклонным теплообменником, реактором — декарбонизатором и колосниковым холодильником СМЦ — 33 на Невьянском цементном заводе””, ОАО “Невьянский цементник”, Оргпроектцемент, 1989.