Проектирование и расчёт вращающейся печи для производства портландцемента

Виды цемента:

Быстротвердеющий портландцемент

Cульфатостойкий портландцемент

Цемент с поверхностно - активными добавками

Гидрофобизирующие добавки

Белые портландцементы

Цветные портландцементы

Тампонажные портландцементы

Пуццолановый портландцемент

Шлаковые цементы

Глиноземистый цемент

Расширяющиеся цементы

Быстротвердеющий портландцемент (БТЦ) .

Быстротвердеющий портландцемент (БТЦ) - это портландцемент с минеральными добавками, который отличается интенсивным нарастанием прочности в первый период твердения. Повышенная механическая прочность БТЦ достигается надлежащим подбором минералогического состава клинкерной марки БТЦ 400 и 500. Для этого вида цемента нормируется прочность не только в 28-суточном возрасте, но и в 3-суточном. Предел прочности при сжатии через 3-е суток должен быть не менее 20-25 МПа соответственно. БТЦ предназначен для изготовления железобетонных конструкций и изделий в заводских полигонных условиях, а также для скоростного строительства. Применение БТЦ дает возможность отказаться от тепловлажностной обработки бетона.

Cульфатостойкий портландцемент.

Сульфатостойкость обеспечивается снижением содержания в клинкере алюминатов кальция, главным образом трехкальцевого алюмината 3CaO*Al2O3. Выпускают сульфатостойкий портландцемент, в который не допускается введение активных минеральных добавок и сульфатостойкий портландцемент с активными минеральными добавками. Активность данного цемента меньше, чем БТЦ марки 400 и 500.

Цемент с поверхностно - активными добавками (ПАВ).

Для улучшения некоторых свойств цемента допускается введение при помоле поверхностно-активных добавок (пластифицированных и гидрофобных) в количестве 0,3 от массы цемента в пересчете на сухое вещество. Абсорбируясь на зернах цемента, пластифицированные добавки образуют на них защитные пленки, устраняющие сцепление зерен цемента друг с другом. В результате растворы и бетоны на таком цементе приобретают повышенную подвижность и удобоукладываемость.

Белые портландцементы.

Отличаются от обычных цветом. Сырьем служат известняки и глины, содержащие минимальное количество красящих оксидов: железа, марганца, титана. Тонкость помола несколько выше, остаток носителя не больше 12%.

Цветные портландцементы.

Для получения цвета на помол клинкера вводят пигменты. Количество пигмента должно быть: минерального - не более 10%, органического - 0,3%.

Тампонажные портландцементы.

Предназначены для тампонирования нефтяных и газовых скважин с целью их изоляции от грунтовых вод. Тампонажным цементам предъявляются жесткие технические требования: высокая текучесть, независимость от температуры и давления, конкретные в зависимости от давления и температуры сроки схватывания, прочность затвердевшего цементного раствора в ранние сроки, обеспечивающая закрепление колонны труб в стволе скважины. Сроки схватывания не ранее 2 часов и не позднее 10 часов.

Пуццолановый портландцемент.

Получается местным помолом портландцементного клинкера нормированного минералогического состава, гипсов и активных минеральных добавок. При повышенных температурах весьма интесивно твердеет, а при автоклавной обработке прочность с бетоном на его основе через 6-8 часов превышает прочность бетона нормального твердения в 28-суточном возрасте. Недостатки: чувствителен к температурным условиям твердения, при 00 С полностью перестает твердеть, поэтому непригоден для зимних работ. Имеет пониженную воздухостойкость и морозостойкость. Выпускают марки 300 и 400. Предназначен для изготовления подземных и подводных конструкций зданий и сооружений. Не допускается его применение для сооружений, работающих в условиях попеременного замораживания и таяния, увлажнения и высыхания

Шлакопортландцемент (ШПЦ).

Получается местным помолом портландцементого клинкера, гипса и гранулированного доменного шлака. Шлаки должны быть не менее 21% и не более 60%. Чем больше шлака, тем меньше активность цемента. Выпускают марки 300, 400, 500. По сравнению с портландцементом ШПЦ характеризуется замедленным нарастанием прочности в первые сроки, в дальнейшем скорость твердения повышается и к 6-12 месяцам его прочность приближается к прочности портландцемента. Используют при гидротехническом строительстве, в строительстве портовых сооружений. Не рекомендуется применять ШПЦ для конструкций, подвергающихся попеременному замораживанию и таянию, а также при пониженных температурах.

Известковошлаковый цемент (ИШЦ).

Получается совместным помолом доменных шлаков с известью до 30%. Допускается добавка гипса 5% и портландцемента 10-20%. ИШЦ медленно схватывается и медленно твердеет. Прочность изделий на его основе по истечении времени может быть 5-20 МПа. Стоек в пресных и сульфатных водах, на воздухе его прочность снижается. Применяется в строительных растворах для кладки и штукатурки, а также для изготовления низкомарочных бетонов.

Глиноземистый цемент.

Это быстро твердеющие в воде и в воздухе высокопрочные вяжущие, получаемые путем обжига до спекания смеси материала, богатого глиноземом и оксидом кальция, и последующего тонкого помола продукта обжига. Глиноземистый цемент в отличие от обычного портландцемента не содержит ни гипса, ни минеральных добавок. Качество цемента тем выше, чем больше оксида алюминия. Важнейший минерал глиноземистого цемента алюминат кальция, обеспечивающий при нормальных сроках схватывания быстрое твердение цемента. Глиноземистый цемент быстро твердеет, но не быстро схватывается. Сроки схватывания глиноземистого цемента не ранее 30 мин и не позднее 12 часов. С увеличением тонкости помола цемента и повышением температуры воды сроки схватывания сокращаются. Они резко сокращаются также при добавке извести и портландцемента. Поэтому смешивать глиноземистый цемент с другими вяжущими нельзя. Выпускают три марки: 400, 500, 600. Максимальная прочность, выше на 50% от марочной, достигается к 1-му и 3-м годам твердения. Отличается высокой устойчивостью против сульфатных, хлористых, углекислых и других минерализированных вод. Однако, растворы щелочей разрушают цементный камень. Используют глиноземистый цемент при скоростном строительстве, аварийных работах, зимнем бетонировании. На его основе можно получать жаростойкие бетоны.

Расширяющиеся цементы.

Это цементы, растворы на основе которых дают приращение объема. Все эти цементы смешаны, состоят из основного вяжущего и расширяющей добавки. Расширение происходит в результате химической реакции между ними. Известно несколько реакций, вызывающих расширение, а именно гидратация кальция и образование гидросульфоалюмината кальция. Известно несколько видов расширяющихся цементов:

Водонепроницаемый расширяющийся цемент (ВРЦ).

ВРЦ получается на основе глиноземистого цемента и должен удовлетворять следующим требованиям: начало схватывания не ранее 4 мин, конец не позднее 10 мин. Применяют для омоноличивания сборных железобетонных конструкций, гидроизоляции стволов шахт, напорных водопроводных труб, заделки трещин в железобетонных сооружениях.

Гипсоглиноземистый расширяющийся цемент. Сроки схватывания: 10 мин - 4 часа. Расширение должно заканчиваться через трое суток. Применяется для гидроизоляции штукатурок, для заделки швов, для получения водонепроницаемых бетонов.

Расширяющийся портландцемент. Сроки схватывания: 30 мин - 12 часов. Применение перечислено выше.

Напрягающийся цемент.

Это цемент с большим содержанием алюминатной составляющей, что приводит к увеличению объема при твердении. В процессе расширения создает в арматуре предварительное напряжение. Сроки схватывания этих цементов: 30 мин - 4 часа. Прочность через сутки не менее 15 МПа, через 28 суток 50 МПа. Используется в сооружениях, где требуется повышенная газо-, паро- и водонепроницаемость.

Расчет состава сырьевой смеси

Сырьевая смесь рассчитывается, исходя из химического состава сырьевых компонентов и модульных характеристик клинкера. Так как в данном случае имеются значительные колебания в составе глинистого компонента кремнезема, то расчет следует проводить по силикатному модулю (формула 1).

где n-силикатный модуль.

% SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO R2O SO3 ППП Прочее Сумма Известняк 6 1,35 0,59 0,17 4,01 0,15 0,79 2,94 100 Глина 4 5,48 27,5 0,6 5,01 0,11 0,1 1,86 100,66 Песок 97,1 1,47 0,13 0,43 0,28 0,3 0,29 100
ППП - потери при прокаливании; RO - щелочи (K2O, Na2O).

nизвестн. = => ввод песка, т.к. <2,5;

nглина= => ввод песка, т.к. <2,5

Вводим корректирующий коэффициент для глины:

k =

Перемножив коэффициент k на процентное содержание глины, получим: SiO2 ? k = 55,48 ? 0,993 = 55,122O3 ? k = 27,5? 0,993 = 27,322O3 ? k = 0,6 ? 0,993 = 0,596? k = 5,01? 0,993 = 4,98

MgO ? k = 0,11? 0,993 = 0,109

SO3 ? k = 0,1?0,993 = 0,099

Химический состав глины в пересчете на коэффициент k в сумме = 100. Таблица 2 - Химический состав исходных сырьевых материалов Компоненты Химический состав, %

SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO ППП Прочее Сумма

Известняк 6 1,35 0,59 0,17 54,01 42,94 0,94 100

Глина 4 55,12 27,32 0,596 4,98 11,86 0,21 100

Песок 97,1 1,47 0,13 0,43 0,29 0,58 100

Корректирование основных компонентов добавками производят по формулам 2.2 и 2.3, позволяющим установить соотношение между основным компонентом и добавкой для получения заданного n.

В пересчете на 100%:

x + y = 99,41 + 0,59 = 100%

р + q = 13,6 +86,4 = 100%

Выбор и расчет количества единиц оборудования

Технологический расчет оборудования проводится для выбранной схемы производства в порядке последовательности движения сырья.

Количество единиц оборудования, необходимого для обеспечения производительности по данному переделу, рассчитывается по формуле:

где Пт - производительность по переделу, проектная;

Пр - производительность машин расчетная (паспортная);

Кз - коэффициент запаса (по сырью Кз = 1, по готовому продукту

Кз=0,8 - 0,9). . Шаровая трубная мельница для помола цемента:

Вращающаяся печь размером 5 х 75м:

Мельница "Аэрофол":

Щековая дробилка для первичного дробления известняка ЩДП х 12 (щековая дробилка с простым движением щеки):

Молотковая дробилка однороторная М-13-16 для вторичного дробления известняка:

Валковая дробилка для дробления глины:

Шаровая трубная мельница для дробления гипса:

Расчет складов и бункеров

Для обеспечения непрерывного питания оборудования используются бункера, геометрические размеры которых принимаются конструктивно исходя из 2-4 часового запаса емкости и модульных размеров колонн и конструкций.

где Vб - объем бункера, м3;

г0 - насыпная плотность материала, т/м3;

Кз - коэффициент заполнения (0,7-0,9);

t - нормативный запас материала, час;

Пфч. - фактическая часовая производительность оборудования по данному компоненту, перед которым установлен бункер, т/ч.

где Пт - проектная производительность;

М - количество оборудования. Основные технологические агрегаты имеют индивидуальные бункера для каждого из компонентов. .

Бункера известняка: перед щековой дробилкой:

перед молотковой дробилкой:



перед мельницей сырьевой смеси:

Бункер гипса: перед шаровой трубной мельницей

Бункер глины: перед валковой дробилкой:

Расчет емкости складов производится в зависимости от режима работы завода, цеха, вида материала и количества необходимого запаса для бесперебойной работы предприятия. Определение площади склада и его потребной емкости производится по формулам:



где Vn - потребная емкость склада для данного материала, м3;м - максимальная высота штабеля с учетом выбранной схемы;

К2 - коэффициент использования теоретического объема, зависящий от формы и размеров штабеля;

К1 - коэффициент, учитывающий разрывы и проезды на складе, ремонтные площадки, место, занятое бункерами, подпорными стенками.

Ас - суточный расход материала, т.

Сн - нормативный запас материала, сут.

гн - насыпная плотность материала, т/м3. Склад известняка:

Склад глины

Склад песка:

Склад готовой продукции

Количество силосов рассчитывается по формуле:

где N- количество силосов, шт;- суточный расход (поступление) материала, т; Сн - нормативный запас материала, сут.;-полезная емкость одного силоса, м3; гн - насыпная плотность материала, т/м3.

Количество силосов для сырьевой муки:

Количество силосов для цемента:

Техника безопасности

В настоящих Правилах использованы следующие понятия и термины:

административно-технический персонал -- руководители, начальники служб и отделов районных энергетических управлений, предприятий, цехов, лабораторий, районов и участков электросетей, заместители указанных лиц, а также инженеры, техники, мастера, на которых возложены административные функции;

бригада (по наряду или распоряжению) -- бригада в составе двух человек и более, включая производителя или наблюдающего;

верхолазные работы -- работы с монтажных приспособлений или непосредственно с элементов конструкций, оборудования, машин и механизмов, выполняемые на высоте 5 м и выше от поверхности грунта, перекрытия или рабочего настила. При этом основным средством предохранения рабочего от падения с высоты во все моменты работы и передвижения является предохранительный пояс;

воздушная линия электропередачи (далее -- ВЛ) -- устройство для передачи электроэнергии по проводам, расположенным на открытом воздухе и прикрепленным с помощью изоляторов и арматуры к опорам или кронштейнам и стойкам на инженерных сооружениях (мостах, путепроводах и т. п.).

За начало и конец ВЛ принимаются линейные порталы или линейные вводы распределительного устройства (далее -- РУ), а для ответвлений -- ответвительная опора и линейный портал или линейный ввод РУ. При этом натяжные изолирующие подвески, установленные на линейных порталах со стороны ВЛ, а также все зажимы, укрепленные на проводах ВЛ, относятся к ВЛ. Линейные порталы с натяжными изолирующими подвесками со стороны подстанции, петля на этих порталах, спуски с проводов ВЛ к различному оборудованию (коммутационным аппаратам, разрядникам, конденсаторам связи и др.), а также высокочастотные заградители не относятся к воздушным линиям;

воздушная линия под наведенным напряжением -- ВЛ и воздушная линия связи (далее -- ВЛС), проходящая по всей длине или на отдельных участках общей длиной не менее 2 км на расстоянии от оси другой ВЛ напряжением 110 кВ и выше: для ВЛ напряжением 110 кВ -- 100 м; для ВЛ 220 кВ -- 150 м; для ВЛ 500 кВ -- 200 м;

вторичная (вспомогательная) цепь -- совокупность рядов зажимов и электрических проводов, соединяющих приборы и устройства управления, автоматики, измерений, защиты и сигнализации электростанции (подстанции);

грузоподъемные машины -- краны всех типов, краны-экскаваторы (экскаваторы, предназначенные для работы с крюком, подвешенным на канате), тали, лебедки для подъема груза;

дежурный персонал (дежурный) -- персонал, находящийся на дежурстве в смене и допущенный к оперативному управлению и оперативным переключениям: диспетчеры, дежурные инженеры, техники, начальники смен, дежурные на дому и щитах управления, члены оперативно-выездных бригад (далее -- ОВБ). В тексте настоящих Правил, если не требуется разделения, употребляется термин «дежурный»;

«должно», «необходимо», «следует» -- обозначают обязательность выполнения требований настоящих Правил;

«допускается», «может» -- обозначают, что данное требование применяется в виде исключения, как вынужденное (по местным условиям);

зона влияния электрического поля -- пространство, в котором напряженность электрического поля превышает 5 кВ/м;

зона экранирования -- пространство вблизи находящихся в электрическом поле зданий и сооружений, а также заземленных металлоконструкций, фундаментов под оборудование, силовых трансформаторов и крупногабаритных объектов, в котором напряженность электрического поля не превышает 5 кВ/м;

кабельная линия электропередачи (далее -- КЛ) -- линия электропередачи, выполненная одним или несколькими кабелями, уложенными непосредственно в землю, в кабельные каналы, трубы и кабельные конструкции;

коммутационный аппарат -- электрический аппарат, предназначенный для коммутации электрической цепи и проведения тока (выключатель, выключатель нагрузки, отделитель, разъединитель, автомат, рубильник, пакетный выключатель, предохранитель и т. п.);

механизмы -- гидравлические подъемники, телескопические вышки, экскаваторы, тракторы, автопогрузчики, бурильно-крановые машины, выдвижные лестницы с механическим приводом и т. п.;

механический замок -- замок, запирающийся ключом, съемной ручкой и т. п.;

напряженность неискаженного электрического поля -- напряженность электрического поля, неискаженного присутствием человека, определяемая в зоне, где предстоит находиться человеку в процессе работы;

наряд-допуск (наряд) -- составленное на специальном бланке задание на безопасное проведение работы, определяющее ее содержание, место, время начала и окончания, необходимые меры безопасности, состав бригады и лиц, ответственных за безопасное выполнение работы;

опасное влияние -- если напряжения и токи, возникающие в цепях проводной связи и приводного вещания, создают для обслуживающего персонала и абонентов, пользующихся связью, или могут повредить аппараты и приборы, включенные в эти цепи;

оперативно-ремонтный персонал -- категория работников из числа ремонтного персонала, специально обученная и подготовленная для оперативного обслуживания в утвержденном объеме закрепленных за ними электроустановок;

охранная зона воздушных линий электропередачи и воздушных линий связи -- зона вдоль ВЛ в виде земельного участка и воздушного пространства, ограниченных вертикальными плоскостями, отстоящими по обе стороны линии от крайних проводов при неотклоненном их положении на расстоянии для: ВЛ напряжением до 1 кВ и ВЛС -- 2 м; для ВЛ от 1 до 20 кВ -- 10 м; для ВЛ 35 кВ -- 15 м; для ВЛ 110 кВ -- 20 м; для ВЛ 220 кВ -- 25 м; для ВЛ 500 кВ -- 30 м.

Зона вдоль переходов ВЛ через водоемы (реки, каналы, озера и др.) в виде воздушного пространства над водной поверхностью водоемов, ограниченного вертикальным плоскостями, отстающими по обе стороны линии от крайних проводов при неотклоненном их положении для судоходных водоемов на расстоянии 100 м, для несудоходных -- на расстоянии, предусмотренном для установления охранных зон вдоль ВЛ, проходящих по суше;

охранная зона кабельных линий электропередачи и кабельных линий связи -- участок земли вдоль подземных КЛ, ограниченный вертикальными плоскостями, отстоящими по обе стороны линии от крайних кабелей на расстоянии 1 м для КЛ и 2 м для кабельных линий связи (далее -- КЛС).

Заключение

производство цемент оборудование

Выполнение курсового проекта способствует закреплению и углублению знаний и умений, полученных при изучении дисциплины: «Эксплуатация и ремонт электрооборудования промышленных предприятий и гражданских зданий».

Работа позволяет получить следующие навыки:

- применение на практике приемов расчета и конструирования;

- составления кинематических схем, описания устройства и принципа

действия проектируемого объекта;

- обоснования и разработки технических решений и расчетов элементов конструкций;

- работы со специальной технической литературой;

- анализа технических параметров проектируемого изделия.

главный привод печь электродвигатель

Слово "цемент" относится к собирательным понятиям -- он объединяет различные виды вяжущих материалов, полученных путем обжига некоторых горных пород и подвергнутых измельчению. Вяжущими их назвали за способность соединять (связывать) в единое целое как отдельные частицы мелких наполнителей, так и более крупные фрагменты.

В распоряжении древних прорабов пирамид, мавзолеев и прочих циклопических построек были только строительный гипс да воздушная известь, получаемые в результате обжигания гипсового камня и известняка. На протяжении нескольких тысячелетий бетоны и растворы на их основе были единственно известными вяжущими материалами (не считая глины), а кизяк да птичьи яйца -- первыми модифицирующими добавками. Огромный купол «Всем-богам-храма» (древнего римского Пантеона: 43 метра в пролете); растянувшаяся на 5000 км самая большая ограда в мире -- Великая

Цементная промышленность использует значительное количество различного вида отходов: отходы камнепиления и отсев производства щебня карбонатных пород; доменные и электротермофосфорные шлаки, золы ТЭС, шлак бездоменного процесса получения железа, шлаки цветной металлургии, отходы углеобогащения, представляющие собой высокоалюминатные глины; минерализаторы - медеплавильный шлак, фосфогипс и др.

Топливо содержащие отходы необходимо подавать либо непосредственно в печь, либо сжигают в специальных установках.

Использование техногенных продуктов в любом количестве позволяет экономить природные сырьевые ресурсы, повысить производительность печей, снизить расход технологического топлива, получать цементы со специальными свойствами, улучшать экологическую обстановку в регионе.

Список использованных источников

1. Internet. http://www.vc. tenir.com/publications.html .

2. Волженский А.В., Буров Ю.С., Колокольников В.С. Минеральные вяжущие вещества. Учебник для вузов. Изд.2-е, перераб. и доп.М., Стройиз-дат. 1973. - 480 с. .

3 Микульский В.Г. Строительные материалы (материаловедение и техноло-гия): Учебное пособие. - М,: ИАСВ, 2002. - 536 с. .

4 ГОСТ 10178-85. Портландцемент и Шлакопортландцемент. Технические условия Введ. с 01.01.87.: Изд-во стандартов, 1999. - 6с. .

5. ГОСТ 30515-97. Цементы. Общие технические условия Введ. с 01.10.98.: - М Изд-во стандартов, 1998. - 29с. .

6 Турчанинов В.И., Гулай В.Н. Методические указания к курсовому проектированию по дисциплине "Вяжущие вещества” для студентов специальности 29.06. - Оренбург: ОГУ, 1996,-57с. .

7. Проектирование цементных заводов: Учебное пособие по курсовому и дипломному проектированию/ Под ред. П.В. Зозули, Ю.В. Никифорова. - С. - Петербург.: Изд-во Синтез, 1995. - 445с. .

8. СТП 101-00. Общие требования и правила оформления выпускных квалификационных работ, курсовых проектов (работ), отчетов по РТР, по УИРС, по производственной практике и рефератов Введ. С 25.12.2000. - Оренбург: ОГУ, 2000. - 62с.

9. Бутт Ю.М., Тимашев В.В. - Портландцемент. М.: Стройиздат, 1974.- 341 с.

10. Волженский А.В., Буров Ю.С., Колокольников В.С. Минеральные вяжущие вещества. М.: Стройиздат, 1979. - 358 с.

11. Воробьев, В.А.; Комар А.Г. Строительные материалы: учеб. для вузов.- М., «Стройиздат» 1971. - 456 с.

12. Колокольников В.С. - Производство цемента. М.: Высшая школа, 1967. - 548 с.

13)Сибикин Ю.Д. и др. Э. Электроснабжение промышленных предприятий и установок. - М.: «Высшая школа», 2001.

14)Соколова Е.М. Электрическое и электромеханическое оборудование. - М.: «Академия», 2006

15)Периодическая литература, каталоги, информационно-поисковая система.

16)Нормативная литература - не ранее 2006 года издания

Размещено на Allbest.ru