Белые и цветные портландцементы

Размещено на http://www.allbest.ru/

48

Размещено на http://www.allbest.ru/

Реферат

Данная курсовая работа выполнена на тему: «Производство цветного портландцемента».

Пояснительная записка к курсовой работе состоит из 34 страниц текста, 14 таблиц, 2 патентов. Использовано 5 источников информации. В ней приведены: характеристика выпускаемого вяжущего; характеристика сырьевых материалов; выбор и обоснование способа производства; режим работы предприятия; расчет производительности цеха; расчет состава сырьевой смеси; расчет потребности предприятия в сырье; выбор технологического оборудования; расчет основных механизмов; расчет расходных бункеров; расчет складов сырьевой продукции; расчет потребности в энергетических ресурсах; штатная ведомость цеха; контроль технологического процесса и качества продукции; безопасность технологического процесса; технико-экономические показатели; вывод; заключение; список используемой литературы.

Ключевые слова: ПОРТЛАНДЦЕМЕНТ, КЛИНКЕР, ПИГМЕНТЫ, ВЯЖУЩЕЕ, СМЕСЬ.

Содержание

производство портландцемент сырьевой смесь

Введение

1. Номенклатура продукции

2. Минеральные пигменты, их характеристики и применение в строительстве

3. Технологическая часть

3.1 выбор и обоснование способа производства

3.2 режим работы предприятия

3.3 расчет производительности цеха

3.4 расчет состава сырьевой смеси

3.5 расчет потребности предприятия в сырье и полуфабрикатах

3.6 выбор и расчет основного технологического и транспортного оборудования

3.7 ведомость оборудования

3.8 расчет потребности в энергетических ресурсах

4. Безопасность технологического процесса

5. Технико-экономические показатели

Заключение

Список использованной литературы

Введение

Цвет и фактура сооружений во все времена имели большое значение для архитектурного оформления зданий и ансамблей. Неслучайно потому, что производство белого и цветных цементов возникло почти одновременно с началом применения железобетона в строительстве.

В настоящее время производство и применение белого и цветных портландцементов в том или другом объеме налажено в ряде стран - в России, США, Англии, Мексике, КНДР, Венгрии, Польше, Германии и других. Во многих странах он является предметом экспорта.

Опыт применения белого и цветных цементов в строительстве в виде раствора и бетона при изготовлении облицовочных плит, полов, ступеней, скульптуры показал высокое их качество. Начиная с 1936 года, эти цементы применялись на важнейших строительствах страны.

Примеры использования цветных цементов для отделки крупных панелей в заводских условиях также свидетельствуют о высоком качестве изделий и значительной экономии времени и средств по сравнению с применением, например, облицовочной керамики. Ограниченный ассортимент отделочных цементов и недостаточное производство все еще препятствуют широкому их внедрению на заводах железобетонных и домостроительных деталей, способствуют удорожанию отделочных работ за счет применения менее эффективных и более дорогих материалов. Создавшееся положение объясняется, в частности, известной недооценкой значения цветных портландцементов для индустриализации отделочных работ и снижения себестоимости железобетонных изделий и является той причиной, которая, в свою очередь, сдерживает развитие их производства и применения.

По данным института новых строительных материалов годовая потребность строительства в цветных портландцементах, в том числе и белом, исчисляется в объеме порядка 400-500 тыс. т, с перспективой дальнейшего увеличения.

1. Номенклатура продукции

Технические требования

По цвету портландцемент подразделяют на: красный, желтый, зеленый, голубой, розовый, коричневый и черный.

По механической прочности портландцемент подразделяют на марки: 300, 400 и 500.

Портландцемент должен изготовляться в соответствии с требованиями настоящего стандарта по технологическим регламентам, утвержденным в порядке, установленном министерством-изготовителем.

Портландцемент должен содержать не менее 80% клинкера, не более 6% активной минеральной добавки, не более 15% минерального, искусственного или природного пигмента или не более 0,5% органического пигмента от массы цемента.

Белый клинкер должен быть белизной не менее 68% абсолютной шкалы по ГОСТ 965-78.

Допускается для портландцемента желто-красной гаммы и коричневого цвета применять отбеленный клинкер белизной не менее 40% абсолютной шкалы, а для черного - обыкновенный клинкер.

Активные минеральные добавки осадочного происхождения белизной не менее 68% абсолютной шкалы должны удовлетворять требованиям ОСТ 21-9-74.

Допускается для портландцемента желто-красной гаммы и коричневого и черного цветов применять добавки белизной не менее 40% абсолютной шкалы.

Красящие пигменты должны обладать щелоче- и светостойкостью, не должны содержать примесей, оказывающих вредное влияние на морозостойкость и прочность цементного камня, и соответствовать нормативно-технической документации на пигменты и красители.

Гипсовый камень должен удовлетворять требованиям ГОСТ 4013-74.

По согласованию с потребителем допускается введение в портландцемент при его помоле поверхностно-активных пластифицирующих и гидрофобизирующих добавок в количестве не более 0,3% его массы в пересчете на сухое вещество.

Допускается вводить в портландцемент специальные добавки, улучшающие его декоративные свойства, в количестве не более 2% массы цемента.

Содержание окиси магния (MgO) в клинкере не должно быть более 5%, содержание свободной окиси кальция (CaOсв.) не должно быть более 1,5% по массе.

Содержание ангидрида серной кислоты (SO(3)) в портландцементе не должно быть более 3,5% массы цемента.

Портландцемент должен быть однородным по цвету в пределах отгружаемой партии и сохранять свой цвет при тепловлажностной обработке и воздействии ультрафиолетовых лучей.

Цвет портландцемента должен соответствовать эталону, утвержденному Минстрой материалов СССР.

Эталоном служит образец портландцемента или цементная окраска. Образцы-эталоны утверждаются для каждого завода.

Предел прочности образцов из цемента, изготовляемых и испытанных по ГОСТ 310.4-81 через 28 сут с момента изготовления, должен быть не менее значений, указанных в таблице.

Марка цемента	Предел прочности, кгс/смІ
	при изгибе	при сжатии
300	45	300
400	55	400
500	60	500

Начало схватывания цемента должно наступать не ранее 45 мин, а конец - не позднее 12 ч от начала затворения.

Портландцемент должен показывать равномерность изменения объема при испытании образцов кипячением в воде.

Тонкость помола цемента должна быть такой, чтобы при просеивании пробы сквозь сито с сеткой № 008 по ГОСТ 6613-86, проходило не менее 90% массы просеиваемой пробы.

Цемент высшей категории качества должен удовлетворять следующим дополнительным требованиям:

· обладать стабильными показателями прочности при сжатии, коэффициент вариации прочности для цемента марок 300 и 400 должен быть не более 5%, а для цемента марок 500 - не более 3%.

Красящие пигменты должны удовлетворять следующим нормативно-техническим документам:

· для цементов красного и розового цвета - руда железная красковая гематитовая по ТУ 14-9-71-74;

· для цементов голубого цвета - голубой фталоцианиновый пигмент по ГОСТ 6220-76;

· для цементов желтого цвета - желтый железоокисный пигмент по ГОСТ 18172-80;

· для цементов зеленого цвета - зеленый фталоцианиновый пигмент по ТУ 6-14-488-76;

· для цементов коричневого цвета - смесь руды железной красковой гематитовой по ТУ 14-9-71-74 и пероксида по ТУ 14-9-50-73.

· 2. Минеральные пигменты, их характеристики и применение в строительстве

Архитектурные достоинства и долговечность изделий из цветных портландцементов в равной степени зависят как от качества цементного клинкера - белизны, активности, так и от технических свойств пигментов и красковых руд, введенных в состав цветного цемента.

Однако выбор надлежащего качества пигментов для производства цветных портландцементов осложняется слабым развитием их производства.

Принято различать два основных вида пигментов:

1) минеральные, в том числе синтетические и природные, получаемые тонким измельчением красковых руд;

2) органические.

В отличие от красителей, пигменты нерастворимы в воде, масле и других растворителях и способны придавать окраску другим веществам и материалам при тесном смешении в дисперсном состоянии с другими дисперсными материалами или образовывать тонкозернистые суспензии с водой, маслом и т. д. для покрытия окрашиваемой поверхности.

Среди большого числа минеральных неорганических пигментов, в состав хромофора которых часто входят более редкие элементы, такие как, например, свинец, цинк, кобальт, хром, кадмий, титан и другие, наиболее доступны и перспективны для производства цветных портландцементов железоокисные пигменты.

По цвету железоокисные пигменты подразделяются на желтые, красные, коричневые, черные. Хромофором во всех случаях являются различные окислы и гидроокислы железа. Так, носителем желтого цвета пигмента является в основном трехводный гидрат окиси железа - Fe2O3 3H2O. Красный железоокисный пигмент представляет собой почти чистую окись железа - Fe2O3, преимущественно в виде мельчайших кристаллов гексагональной формы. Черный железоокисный пигмент представляет собой в основном соединение FеO Fe2O3, соответствующее магнетиту (Fe3O4), и имеет кристаллы кубической системы.

Технологический процесс в целом достаточно сложен и, по состоянию на данное время, еще не гарантирует получения вполне стабильного по цвету продукта. Объясняется это тем, что на форму и размеры кристаллов количество гидратной воды, от которых в значительной мере зависит цвет пигмента, в сильной степени влияют условия их осаждения, температура прокаливания и другие факторы.

Красный железоокисный пигмент, называемый редоксайд, содержит до 95% Fe2O3. Цвет его в зависимости от небольших изменений в технологическом процессе приобретает различимые глазом оттенки.

Красный железоокисный пигмент характеризуется большой красящей способностью, щелочестойкостью, светостойкостью. Для получения цветных портландцементов красной гаммы от светло-красного (розового) до красного и терракотового цвета к клинкеру белого цемента при помоле добавляют редоксайд от 0,5 до 0,8%

Основными и широко распространенными природными минеральными пигментами являются: охра от светлого до темно-желтого цвета; сурик железный - вишнево-красный; мумия - розовая и красная; менее распространены: сиена - темно-желтая; умбра - коричневая, а также коричневый и черный марганцовый пигменты.

Хромофором перечисленных пигментов являются водные и безводные окислы железа и марганца. Пигменты этой группы отличаются большой стойкостью к свету, щелочам и атмосферным воздействиям и хорошей красящей способностью. Небольшие добавки их к цементу не оказывают вредного влияния на прочность цементного камня.

Добавка природных пигментов в количестве от 1 до 15% позволяет получать широкую гамму цветных портландцементов. Производство природных пигментов несложное и сводится в основном к рудоразборке, дроблению, сушке и измельчению породы - красковой руды.

Ввиду небольшого объема производства молотые природные пигменты, так же как синтетические железноокисные и органические пигменты, для производства цветного портландцемента в ближайшее время смогут предоставляться лишь в ограниченном количестве. Поэтому для массового производства цветных цементов необходима равноценная замена указанных пигментов. Практическое значение в этом отношении имеют красковые руды.

3. Технологическая часть

3.1 Выбор и обоснование способа производства

В зависимости от приготовления сырьевой смеси различают два основных способа производства портландцемента: мокрый и сухой. При мокром способе сырьевые материалы измельчают и смешивают в присутствии воды и смесь в виде жидкого шлама обжигают во вращающихся печах. При сухом способе материалы измельчают, смешивают и обжигают в сухом виде. В последнее время все шире начинает применятся комбинированный способ приготовления сырьевой смеси, по которому сырьевую смесь подготовляют по мокрому способу, затем шлам обезвоживают и из него приготовляют гранулы, которые обжигают по сухому способу.

Каждый из способов имеет положительные и отрицательные стороны. В водной среде облегчается измельчение материалов и быстро достигается однородность смеси, но расход топлива на обжиг смеси в 1,5-2 раза больше, чем при сухом способе. Развитие сухого способа длительное время ограничивалось вследствие низкого качества получаемого клинкера. Однако успехи в технике помола и гомогенизации сухих смесей обеспечили качество портландцемента.

В настоящее время получает всемирное развитие сухой способ производства цемента с печами, оборудованными циклонными теплообменниками и реакторами - декарбонизаторами. Производительность такой линии составляет 3000 тонны клинкера в сутки. При этом способе производства цемента расход топлива снижается на 30-40% по сравнению с мокрым, а металлоемкость в 2,5-3 раза.

Производство цемента по сухому способу экономичнее, чем по мокрому отсутствует: процесс образования шлама, можно совместить отдельные звенья технологической схемы в одном агрегате - мельница самоизмельчения «Аэрофол», усреднительные склады, мельницы помола сырьевых материалов с подсушкой и др. При сухом способе поступающие на завод сырьевые материалы в виде мергеля, известняка и глины подвергают дроблению в дробилках типа С-776 до зерен крупностью 2,5мм. Приготовленный дробленый материал ленточными транспортерами подают на склад сырья, где сырьевые компоненты усредняют, с помощью усреднительных машин, до установленного норматива по химическому составу и подают и подают далее в бункера мельниц. Из последних сырьевые компоненты вместе с добавками через дозаторы по массе поступают в приемную устройства помольных агрегатов, где их измельчают до требуемой фракции, подсушивают за счет тепла отходящих газов из вращающихся печей и подвергают сепарации.

Измельченный в мельнице материал выгружают потоком газов через циклоны - разгружатели с помощью мельничного вентилятора. Далее мука поступает в коррекционные силосы, где она гомогенизирует и перегружается в расходные силосы. Из силосов сырьевую смесь подают пневмоподъемниками в загрузочное устройство, оснащенное дозаторами по массе, и далее в циклонные теплообменники вращающейся печи. В теплообменниках сырьевая смесь нагревается встречными горячими газами вращающейся печи до t=750-800°C и частично декарбонизируется, после чего поступает в печь на обжиг.

Обжиг клинкера при сухом способе производства осуществляется во вращающихся печах, состоящих обычно из четырех соединенных циклов, через которые направляются отходящие из печи газы; навстречу газам сверху вниз через циклоны поступает сухая измельченная сырьевая шихта; за 25-30 секунд она нагревается до 750-800°C и декарбонизирует на 30-40%.такая современная печь имеет производительность 3000 т/с при удельном расходе тепла 3,2 - 3,4 МДж/кг клинкера.

Также стали известны вращающиеся печи полусухого способа производства, в них печь соединены с конвейерной решеткой, на которой через слой гранулированной сырьевой шихты дважды просасываются горячие печные газы; в результате в загрузочный конец печи поступает подогретая и частично декарбонизированная сырьевая шихта. Расход тепла в этой печи размерами 4Ч60 м. - около 3,5 МДж при производительности 42 т/час.

При комбинированном способе сырьевые материалы, подготовленные по мокрому способу, и шлам, имеющий влажность около 40%, обезвоживаются на фильтрах до влажности 16 - 18%. Из полученного «сухаря» приготовляют гранулы и обжигают их по схеме сухого способа.

3.2 Режим работы цеха

Отправным материалом для расчета технологического оборудования, потоков сырья, состава персонала является режим работы цеха. Он определяет количество рабочих дней в году, количество смен в сутки и рабочих часов в смене.

Режим работы устанавливают в соответствии с трудовым законодательством РФ по нормам технологического проектирования предприятий вяжущих веществ.

Расчетный годовой фонд времени работы технологического оборудования в часах, на основании которого рассчитывается производственная мощность предприятия в целом и отдельных линий установок, определяют по формуле:

Вр=СрЧКи , час,

где Вр - расчетный годовой фонд времени работы технологического оборудования в часах;

Ср - расчетное количество рабочих суток в году;

Ч - количество рабочих часов в сутки;

Ки - среднегодовой коэффициент использования технологического оборудования.

Годовой фонд работы оборудования в часах составляет:

o при круглогодичной непрерывной трехсменной работе:

365*24*0,91=7970 час;

o при прерывной неделе в две смены:

262*16*0,943=3952 час;

o при трехсменной работе:

253*23*52+52*8=62325 час.

Таблица 1

Режим работы предприятия

№ п/п	Наименование цехов, отделений, пролетов операций	Кол-во рабочих дней в году	Кол-во смен в сутки	Длительность рабочей смены	Годовой фонд экспл. времени	Коэффициент Использования эксплутационного времени	Годовой фонд рабочего времени в часах
1	Дробление	262	2	8	4192	0,943	3952
2	Обжиг	353	2 1	8 7	6235 416	0,876	5462
3	Помол	262	2	8	4192	0,943	3952
4	Транспортирование	262	2	8	4192	0,943	3952

3.3 Расчет производительности цеха

В этом разделе, исходя из принятого режима работы цеха, дается расчет объема производства по сырью, полуфабрикатам и готовой продукции для каждого из технологических переделов в час, смену, сутки.

При расчете производительности следует учитывать возможный брак и другие производственные потери, размер которых принимается по соответствующим нормативам.

Для заводов по производству вяжущих веществ средние величины возможных производственных потерь обычно принимаются 1-3%.Производительность цеха по готовой продукции определяется по формулам:

Псут=Пгод/Ср,

где Пгод - заданная годовая производительность цеха,

Ср - расчетное количество рабочих суток в году;

Псмен=Пгод/Ср*п,

где п - число смен;

Пчас=Пгод/Вр,

где Вр - расчетный годовой фонд рабочего времени, в час.

Производительность каждого технологического передела рассчитывается по формуле:

ППч=ПчРУм(1+(С=Б)/100),

где Пч - производительность цеха в час по готовой продукции,

РУм - удельный расход сырья, полуфабриката в достигаемом переделе на единицу готовой продукции, определяемый на основании материального баланса,

Б - потери на данном переделе, в %.

Аналогично рассчитывается производительность в смену, сутки, год.

Таблица 2

Расчет производительности предприятия

№ п/п	Операции	Производительность
		в сутки	в смену	в час
1	Дробление	385,496	192,748	25,556	39,1
2	Обжиг	286,119	143,059	18,49	28,289
3	Помол	385,496	192,748	25,556	39,1
4	Транспортирование	385,496	192,748	25,556	39,1

3.4 Расчет состава сырьевой смеси

Таблица 3

Расчет состава сырьевой смеси

Формула	Рациональное содержание, %	Принятое содержание, %
3CaOSiO2	35-50	40
2CaOSiO2	35-50	45
3CaOAl2O3	14-17	14
4CaOAl2O3Fe2O3	0,9-1,4	0,9
	?=100

%, SiO2=0,263*С3S+0,349*C2S=0,263*55+0,349*25=23,716;

%, Al2O3=0,377*C3A+0.21*C4AF=0,377*6+0,21*12=4,782;

%, Fe2O3=0,033*C4AF=0,033*12=0,4;

%,CaO=0,737*С3S+0,656*C2S+0,623*C3A+0,461*C4AF= 0,737*57+0,656*25+0,623*6+0,461*12=67,679;

Силикатный модуль n=SiO2 / Al2O3 +Fe2O3=4,576;

Глиноземистый модуль p=Al2O3 / Fe2O3=11,955.

Таблица 4

№ п/п	Наименование компонентов	Содержание оксида по массе
		SiO2	Al2O3	Fe2O3	CaO
1	Известняк	0,42	0,25	0,18	55,34
2	Глина	59,17	9,86	3,25	11,25

3.5 Расчет потребности сырья и полуфабрикатов

Потребность проектируемого цеха в сырье и полуфабрикатов в час, смену, сутки, год с учетом потерь при их транспортировании определяют по формуле:

Рм=ПРу100/(100-п),

где Рм - расход сырья, полуфабрикатов в час, смену, сутки и год, в тоннах;

П - производительность цеха, соответственно, в час, смену, сутки, год, в тоннах;

Ру - удельный расход сырья и полуфабрикатов, в тоннах на тонну готовой продукции;

п - потери при транспортировании, %принимаются по нормам технологического проектирования (1-1,5%).

Таблица 5

Потребность цеха в сырье и полуфабрикатах

№ п/п	Сырьевой материал	Удельный расход, т/ч	Потребность в сырье, т
			в год	в сутки	в час
1	Известняк	1,0085	101858,5	388,7	24,3
2	Глина	0,3012	30421,2	116,1	7,25
3	Гипс	0,032	3232	12,33	0,8
4	Красковая руда	0,1386	13998,6	53,4	3,34
5	Диатомит	0,0533	5383,3	20,546	1,28

Таблица 6

Материальный баланс технологических операций

№ п/п	Технологическая операция	Приход материала	Потери материала, %	Расход материала, кг
1	Транспорт цемента на силосный склад	1015	1,5	1000
2	Помол клинкера, гипса с добавками	1025,15	1	1015
3	Клинкер - 85% Гипс - 3% Красковая руда - 10% Диатомит - 5%	871 30,75 133,25 51,25
4	Транспорт гипса от дробильного отделения	31,2	1,5	30,7
5	Дробление гипса	31,5	1	31,2
6	Транспорт гипса до дробильного отделения	32 =	1,5	31,5
7	Транспорт красковой руды от дробильного отделения	135,2	1,5	133,25
8	Дробление красковой руды	136,6	1	135,2
9	Транспорт красковой руды до дробильного отделения	138,6 =	1,5	136,6
10	Транспорт диатомита от дробильного отделения	52	1,5	51,25
11	Дробление диатомита	52,5	1	52
12	Транспорт диатомита до дробильного отделения	53,3 =	1,5	52,5
13	Транспорт клинкера к помольному отделению	884	1,5	871
14	Дробление клинкера	892,8	1	884
15	Транспортирование клинкера до дробильного отделения	906,2	1,5	892,8
16	Обжиг сырьевой смеси для получения клинкера	1227,8
17	Известняк 77% Глина 23%		44 13,8	689,8 206,1
18	Транспорт. сырьевой смеси из помольного отделения	1246,2	1,5	1227,8
19	Совместный помол и сушка сырьевых материалов	1258,7	1	1246,2
20	Транспортирование материала из дробильного отделения	1277,6	1,5	1258,7
21	Дробление материала	1290,3	1	1277,6
22	Транспортирование материала со склада в дробильное отделение	1309,7	1,5	1290,3
23	Известняк 77% Глина 23%	1008,5= 301,2=

3.6 Расчет основного технологического и транспортного оборудования

Необходимое количество машин и другого оборудования определяют по формуле:

где М - количество машин, подлежащих установке;

П^п_ч - требуемая часовая производительность по данному технологическому переделу;

Пп - паспортная или расчетная часовая производительность машин выбранного типоразмера;

Кп - нормативный коэффициент использования оборудования во времени (принимается обычно равным 0,92).

1. Дробильное оборудование: М1=39,1/(50*0,92)?1;

2. Оборудование для тепловой обработки: М2=28,289/(50*0,92)?1;

3. Помольное оборудование: М3=39,1/(20*0,92)?2;

4. Оборудование для транспортировки: М4=39,1/(20*0,92)?2;

Расчет расходных бункеров

Требуемый геометрический объем бункера определяют по формуле:

Vгеом=Vполезн/з мі,

где Vполезн - требуемая полезная емкость бункера, мі;

з - коэффициент заполнения, принимается равным 0,85-0,9.

Известняк:

Vизв=24,3/1,3=18,7;

Vполезн=18,7*1,5=28,05;

Vгеом=28,05/0,9=31,16.

Глина:

Vглина=7,25/2,3=3,152;

Vполезн=3,152*1,5=4,728;

Vгеом=4,728/0,9=5,253.

Гипс:

Vгипс=0,8/0,9=0,88;

Vполезн=0,88*1,5=1,32;

Vгеом=1,32/0,9=1,46.

Красковая руда: Vкр.р.=3,34/1,3=2,56;

Vполезн=2,56*1,5=3,84;

Vгеом=3,84/0,9=4,26.

Диатомит:

Vкр.р.=1,28/1,3=0,98;

Vполезн=0,98*1,5=1,47;

Vгеом=1,47/0,9=1,64.

Расчет складов сырьевой продукции

Емкость силосного склада рассчитывается по формуле:

где А - фактическая годовая производительность завода;

Сн - число суток нормированного запаса (принимаем 15);

сн - насыпная плотность материала т/м³;

Кз - коэффициент заполнения силоса (принимаем 0,9).

Известняк V=101858,5*15/365*1,3*0,9=3620,133;

Глина V=30421,2*15/365*2,3*0,9=603,95;

Гипс V=3232*15/365*0,9*0,9=163,977;

Красковая руда V=13998,6*15/365*1,3*0,9=491,7;

Диатомит V=5383,3*15/365*1,3*0,9=189,08.

Расчет складов готовой продукции ведется по формуле:

V=101000*15/365*0,9*0,9=5124,3;

L=5068,846/27*36=5,215;

V=10100*15/365*1*0,9=4611,87.

Расчет помольного оборудования

Производительность шаровых мельниц, чаще всего применяемых для помола сырья и полуфабрикатов на заводах вяжущих веществ, рассчитывают по формуле:

Q=6,45VvD(p|v)^0,8kbq, т/час,

где Q - производительность мельницы по сухому материалу, т/час;

V - внутренний полезный объем мельницы, мі;

P - масса мелющих тел, т;

k - поправочный коэффициент, который принимается равным 1,0 при помоле по открытому циклу и 1,1-2,2 - по замкнутому циклу;

b - удельная производительность мельницы т/кВт час полезной мощности;

q - поправочный коэффициент на тонкость помола.

Значения b и q принимаются по справочникам, Массу мелющих тел определяют по формуле:

P= V3г0, т,

где V - внутренний объем мельницы, мі;

3 - степень заполнения объема мельницы мелющими телами, % (обычно принимают 25-30%);

г0 - насыпная объемная масса мелющих тел, т/мі.

При мокром помоле производительность мельниц повышается примерно в 1,5 раза.

3.7 Ведомость оборудования цеха

Результаты проведенного подбора оборудования представляют в виде ведомости, в которой перечисляют все основное и транспортное оборудование, принятое к установке.

Таблица 7

Ведомость оборудования цеха

№ п/п	Наименование оборудования	Марка	Кол-во	Техническая характеристика
1	Сдвоенный рукавный фильтр	СМЦ-801	1	Число секций в фильтре 8 Число рукавов 112 Фильтрующая поверхность 224 мІ Длина 5880 мм Ширина 5315 мм Высота 8600 мм Масса 19,1 т
2	Сушильный барабан	СМЦ-429	1	Производительность по высушенному материалу 21-51 т/ч Диаметр 2,8 м Длина 14 м
3	Ленточный конвейер	Т-44	3	Ширина ленты 400 мм Длина транспортера 5 м Скорость ленты 1,5 м/сек Производительность 60 м3/ч Мощность двигателя 1,8 кВт Число об. двиг. в мин. 1000
4	Элеватор	Э-206	3	Производительность 60 м3/ч Мощность двигателя 30 кВт Число об. двиг. в мин. 1000
5	Трубная шаровая мельница		2	Диаметр 2м Длина 10,5м Число оборотов в мин. 20,83 Производительность 10-56 т/ч Мощность 500 кВт Загрузка мелющими телами 32 т
6	Циклон	ЦН-15	2	Внутренний диаметр 400-800 мм Высота выхлопной трубы с фланцем 1,74D м Высота конуса 2,0D м Высота всего циклона 4,56D м Коэффициент гидравлического сопротивления 1025 Н/мІ
7	Раздаточный бункер	6611А	3	Объем 3,4 мі Скорость передвижения 29 м/мин Ширина колеи 1520 мм Установленная мощность 6,8 кВт Длина 3680 м Ширина 1900 м Высота 1480 м Масса 2870 кг

3.8 Расчет потребности в энергетических ресурсах

К энергетическим ресурсам относятся: топливо, пар, электроэнергия и сжатый воздух, необходимые для выполнения технологических операций.

Таблица 8

Расчет расхода электроэнергии

№ п/п	Наименование оборудования с электродвигателем	Количество единиц оборудования	Мощность двигателей	Продолжительность работы в смену, час	Коэффициент использования во времени	Коэффициент загружения по мощности	Часовой расход электроэнергии с учетом коэффициента использования и загрузки по мощности, кВт/час
			Единицы	Общая
1	2	3	4	5	6	7	8	9
1	Сушильный барабан	1	55	55	8	0,943	0,6	31,119
2	Шаровая мельница	2	500	1000	8	0,943	0,7	660
3	Элеватор	3	30	90	8	0,943	0,3	25,46
4	Ленточный конвейер	3	1,8	5,4	8	0,943	0,6	3
Итого								719,579

Коэффициент загрузки по мощности отражает использование мощности двигателя, установленного при данном оборудовании в зависимости от степени его загрузки в период работы. Если оборудование загружается полностью в соответствии с технической производительностью и двигатель работает на полную мощность, то он равен 1, а если полностью не используется, то он будет меньше единицы. Величину этого коэффициента условно можно определить по формуле:

Квм=(Пф/Пт)б,

где Квм - коэффициент загрузки мощности двигателя;

Пф и Пт - производительность оборудования: фактическая и техническая;

б - коэффициент, зависящий от степени использования производительности оборудования. Значение коэффициента б принимают:

Таблица 9

Пф/ Пт	0,2-0,3	0,4-0,5	0,6-0,7	0,8-0,9
б	1,3	1,2	1,1	1,0

Расход электроэнергии в смену, в сутки и в год устанавливают умножением соответствующего количества рабочих часов в смену, сутки, год. Удельный расход электроэнергии подсчитывается по формуле

Эуд=Эгод/Пг,

где Эуд - удельный расход электроэнергии на товарную единицу продукции;

Эгод - годовой расход электроэнергии в кВт/час.

Эуд=3016475/100000=30,16

Таблица 10

Потребность цеха в энергетических ресурсах

№ п/п	Наименование энергетических ресурсов	Единицы измерения	Расходы
			в час	в смену	в сутки	в год
1	Электроэнергия	кВт	719,579	5756,6	11513,3	3016475

Таблица 11

Технический контроль качества сырья

№ п/п	Материал	Контролируемые параметры	Периодичность контроля	Наименование методики контроля или контрольного прибора	Место отбора пробы или установки датчика контрольного прибора
		Наименование	Значение
1	Известняк	Объемная масса, кг/м3	2600	Каждая партия		Карьер
		Предел прочности, Н/м3	70	Каждая партия		Бункер
		Коэффициент размоло-способности	1,1	Раз в смену		Бункер
		Содержание активного СаО	68,36	Раз в смену		Карьер
2	Глина	Объемная масса, кг/м3	1800-2000	Каждая партия		Карьер
		Предел прочности при сжатии, мН/м3	2-6	Каждая партия		Бункер
		Влажность	10-15%	Раз в неделю		Склад сырья
3	Гипс	Твердость	1,5 - 2	Каждая партия	ГОСТ 4013 - 74	Карьер
		Плотность, г/см3	2,2 - 2,4	Каждая партия	ГОСТ 4013 - 74	Карьер
4	Красковая руда	Объемная масса, г/см3	1,2 - 1,8	Каждая партия		Карьер
		Плотность, г/см3	1,8 - 2,0	Раз в смену		Карьер
5	Диатомит	Объемная масса, г/см3	1,5 - 1,2	Каждая партия		Карьер
		Плотность, г/см3	2,2 - 2,5	Раз в смену		Карьер

Таблица 12

Технический контроль технологического процесса

№	Технологическая операция	Контролируемые параметры	Место отбора пробы или установки датчика контрольного прибора	Периодичность контроля
		наименование	значение
1	дробление	Крупность фракций, мм	40-100	После дробления	Раз в неделю
2	Помол сырьевых материалов	Остаток на сите № 008	6-10%	После помола	Ежесуточно
3	Сушка глины	Остаточная влажность	0,5-1%	После сушки	Раз в неделю
4	Обжиг	Температура обжига	800-850°С	Печь	Раз в неделю
		Расход тепла	1370 ккал	Печь	Раз в неделю

Таблица 13

Технический контроль качества готовой продукции

Материал	Контролируемый параметр	Место отбора пробы или установки датчика контрольного прибора	Наименование методики контроля или контрольного прибора	Периодичность контроля
	наименование	значение
Цветной портландцемент	Уд. поверхность	3700 смІ/г	Склад готовой продукции	ГОСТ 310.1-76	Раз в неделю
	Тонкость помола на сите № 008	96%	Склад готовой продукции	ГОСТ 6613-86	Раз в неделю
	Прочность при сжатие на 28 сутки	486 кг/см2	Склад готовой продукции	ГОСТ 310.3-76	Перед отправкой партии
	Морозостойкость	25 - 50	Склад готовой продукции	ГОСТ 310.1-76	Раз в месяц
	Объемная масса в рыхлом состоянии	800 - 1000 кг/м3	Склад готовой продукции	ГОСТ 310.4-81	Раз в месяц
	Объемная масса в уплотненном состоянии	1300 - 1600 кг/м3	Склад готовой продукции	ГОСТ 310.4-81.	Раз в месяц
	Плотность	2700 - 2900 кг/м3	Склад готовой продукции	ГОСТ 310.3-76	Раз в месяц

4. Новые технические решения

К этому курсовому проекту на тему «Белые и цветные портландцементы» найдено два патента: 2 169 715 (13)C2 и 2 147 016 (13)C1 (смотрите приложения 1 и 2).

Формула изобретения:

1. Способ приготовлении шихты для получения клинкера белого цемента, включающий дозирование и сухой или мокрый помол карбонатного компонента, глинистого компонента и кремнеземистой добавки - кварцевого песка, отличающийся тем, что кварцевый песок измельчают отдельно до удельной поверхности не менее 400 м2 /кг и затем перемешивают с измельченными глинистым и карбонатным компонентами.

2. Способ приготовления шихты по п.1, отличающийся тем, что карбонатный и глинистый компоненты измельчают совместно.

3. Способ приготовления шихты по п.1, отличающийся тем, что карбонатный и глинистый компоненты измельчают раздельно.

4. Способ приготовления шихты для получения клинкера белого цемента, включающий дозирование и сухой или мокрый помол карбонатного, глинистого компонента и кремнеземистой добавки - кварцевого песка, отличающийся тем, что осуществляют совместный помол карбонатного и глинистого компонентов и при помоле в ту же сырьевую мельницу вводят кварцевый песок, предварительно измельченный до удельной поверхности не менее 400 м2 /кг.

Формула изобретения:

1. Способ получения белого портландцементного клинкера, включающий приготовление сырьевой смеси перемешиванием карбонатного и кремнеземистого компонентов с последующим обжигом сырьевой смеси и охлаждением полученного клинкера, отличающийся тем, что в качестве карбонатного компонента используют отход производства аммиачных удобрений, а в качестве кремнеземистого компонента - отход производства фосфорных удобрений при следующем расходе компонентов в кг/т клинкера:

Отход производства аммиачных удобрений - 1289,55 - 1332,39

Отход производства фосфорных удобрений - 160,95 - 300,20

2. Способ получения белого портландцементного клинкера по п.1, отличающийся тем, что при приготовлении сырьевой смеси в нее дополнительно вводят алюмосиликатный компонент в количестве 48,124 - 168,95 кг/т клинкера.

3. Способ получения белого портландцементного клинкера по любому из пп.1 - 3, отличающийся тем, что осуществляют резкое охлаждение в воде или на воздухе.

5. Безопасность технологического процесса

При большой насыщенности предприятий цементной промышленности сложными механизмами и установками по добычи и переработки сырья, обжигу сырьевых смесей и измельчению клинкера, перемещению, складированию и отгрузки огромных масс материалов, наличие большого количества электродвигателей особое внимание должно уделяться созданию благоприятных и безопасных условий для работы трудящихся. Охрану труда следует осуществлять в соответствии с «Правилами по технике безопасности и производственной санитарии на предприятиях цементной промышленности».

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

На действующих предприятиях необходимо оградить движущиеся части всех машин, механизмов и двигателей, а также электроустановки, приемки, люки, площадки. Должны быть заземлены электродвигатели и электрическая аппаратура.

Большое внимание следует уделять обеспыливанию воздуха и отходящих газов печей и сушильных установок для создания нормальных санитарно-гигиенических условий труда. В соответствии санитарными нормами проектирование промышленных предприятий концентрация в воздухе помещений цементной и остальных видов пыли не должно превышать 0,04 мг/м³. содержание в воздухе СО не допускается более 0,003, сероводорода - более 0,02 мг/м³. В воздухе выбрасываемом в атмосферу концентрация пыли не должна быть более 0,06 г/м³. При нормальной эксплуатации пылеочистных систем содержание пыли в выбрасываемом воздухе составляет 0,04 - 0,06 г/м³.

Для создания нормативных условий труда все помещения цементных заводов надо обеспечить системами искусственной и естественной вентиляции. Этому в большей мере способствует герметизация тех мест, где происходит пылевыделение, а также отсос воздуха из бункеров, течек, дробильно-помольных механизмов, элеваторов и т.п.

Воздух отбираемый из цементных мельниц, очищают с помощью рукавных или электрофильтров. Важно не допускать просасывание через 1 м² ткани фильтров более 60 - 70 м³ воздуха в 1 час. Для очистки воздуха, отсасываемого из камер сырьевых мельниц, обычно устанавливают циклон и электрофильтр.

Отходящие газы цементных печей необходимо очищать для предотвращения загрязнения окружающей среды. Для этого устанавливают электрофильтры. Если же отходящие газы содержат значительное количество пыли, то их сначала пропускают через батарею циклонов.

Шум, возникающий при работе на цементных заводах, характеризуется зачастую высокой интенсивностью, превышающей допустимую норму в 90 дБ. К числу мероприятий по снижению шума у рабочих мест относят применение демпфирующих прокладок между внутренней стенкой мельничных барабанов и т.п. При этом звуковое давление снижается на 5 - 12 дБ.

6. Технико-экономические показатели

Производительность труда

Под производительностью труда понимают количество продукции, приходящееся в год на одного списочного рабочего. Производительность труда является важнейшим показателем экономичности запроектированного производства.

Баланс времени одного рабочего вычисляют, исходя из следующих соображений:

1. количество календарных дней в году - 365;

2. Нерабочее время в году:

a) выходные дни - 104;

b) очередной отпуск - 24 (по КЗОТу).

Если некоторым категориям рабочих представляется по действующему законодательству дополнительный отпуск, то количество рабочих дней по этой статье (Dн2) должно исчисляться по формуле:

Dн2=12+(Кдоп/Кя)*Dдоп

где Кдоп - количество рабочих по штатной ведомости, пользующихся дополнительным отпуском;

Кя - общее количество явочных рабочих по штатной ведомости;

Dдоп - длительность дополнительного отпуска в днях.

Общее количество нерабочих дней в году ?Dн.

3. Количество дней, отрабатываемых одним рабочим в году

Dp=365-?Dн.

4. Списочное количество рабочих

Кс=Кя Кп,

где Кя - количество производственных рабочих.

Общее списочное количество производственных рабочих определяется по формуле:

Ксоб=(Кя+Кяв)Кп ,

где Кяв - явочное количество вспомогательных производственных рабочих.

Производительность труда в натуральном выражении:

Вп=Пz/Ксоб ,

Съем с 1мІ производственной площади (Ср) характеризует компактность запроектированных компоновочных решений и уровень использования производственных площадей.

Ср=Пг/F,

где Пг - годовая производительность запроектированного цеха в принятых расчетных единицах;

F - суммарная площадь всех этажей.

Таблица 14

Технико-экономические показатели

№ п/п	Наименование показателей	Единица измерения	Количество единицы измерения	Показатели других заводов
1	Расход известняка	т/ч	1,0085
	Глины		0,3012
	Гипса		0,032
	Красковой руды		0,1386
	Диатомита		0,0533
2	Расход энергетических ресурсов (электроэнергии)	кВт/т	30,16
3	Списочное количество рабочих	человек	62
4	Количество производственных рабочих	человек	62
4	Производительность труда	-	1076,5
5	Энерговооруженность	кВт/чел
6	Объем готовой продукции с 1мІ произв. площади в год	т/мІ	69,4

Заключение

В данном курсовом проекте было запроектировано производство цветного портландцемента.

Были произведены такие необходимые расчеты как, расход сырьевых компонентов; состав сырьевой смеси; расчет складов и необходимого оборудования. При заданной производительности предприятия 100000 т/год необходимо:

o известняка 101858,5

o гипса 3232

o глины 30421,2

o красковой руды 13998,6

o диатомита 5383,3

В курсовом проекте принято производство цемента по сухому способу, что обусловлено необходимостью экономии топливно-энергетических ресурсов.

Графическая часть представлена тремя чертежами формата А1, на которых представлены чертежи технологической схемы производства вяжущего, плана и разрезов помольного цеха со всем необходимым оборудованием.

Список использованной литературы

1. Череповский С.С., Алешина О.К. Производство белого и цветного портландцемента. - М.: Стройиздат,1964.

2. Бауман В.А. Строительные машины Справочник в двух томах. - М.: Машиностроение, 1977.

3. Справочник по проектированию цементных заводов под редакцией С.И. Докишевского. - Л.: 1986.

4. Волженский А.В. Минеральные вяжущие вещества - М.:Стройиздат, 1986.

5. Бутт Ю.М. Технология цемента и других вяжущих материалов - М.: Стройиздат, 1964.

Размещено на www.allbest.ru