Отчет по практике

     Министерство  образования и науки Российской Федерации

                          Федеральное агентство по образованию

Российский  химико-технологический университет  им. Д. И. Менделеева 

Институт  высокотемпературных материалов и  технологий

Кафедра композиционных и вяжущих материалов 
 
 
 

Отчет по практике  
 
 
 

Выполнила студентка группы С-43

Нешитая А.В         

Проверил  преподаватель

Ассистент кафедры Косинов Е.А 
 
 
 
 
 

Москва 2009  

Содержание:                                   

  Стр.

 

Введение

       Цементная промышленность является  одной из важнейших отраслей  материального производства. Значение этой отрасли в народном хозяйстве определяется прежде всего ее неразрывной связью с ходом капитального строительства. Цемент - один из главнейших строительных материалов, предназначенных для изготовления бетонов, железобетонных изделий, а так же для скрепления отдельных деталей строительных конструкций, гидроизоляции и многих других целей.

Для строительных нужд вяжущие материалы стали  использовать уже в глубокой древности. Первыми искусственными вяжущими веществами были гипс и известь, применявшиеся древними египтянами и греками при возведении монументальных сооружений, сохранившихся до наших дней.

      В Англии в 1796 году было получено гидравлическое вяжущее вещество - романцемент - измельченный продукт обжига природных мергелей. Примерно до середины XIX века романцемент был основным вяжущим веществом, применяемым в гидротехническом строительстве. В 1824г. в Англии, а в 1825г. в России, независимо друг от друга, создали новый материал, который в результате своего внешнего сходства в затвердевшем виде с природным камнем, добываемым вблизи английского города Портленда, получил название портландцемент.

        Портландцемент - гидравлическое вяжущее вещество, получаемое путем совместного тонкого измельчения портландцементного клинкера, гипса и некоторых добавок. Производство складывается из двух основных технологических процессов: получение клинкера и его помол с соответствующими добавками. Первый процесс наиболее энергоёмкий и ответственный, так как от качества клинкера зависят основные свойства цемента. 

   Существует несколько  способов  производства портландцемента:

1. сухой

2. мокрый

3. полусухой

4. комбинированный

        Выбор способа производства зависит  от особенностей приготовления  сырьевой смеси. Сухой способ  предусматривает приготовление  сырьевой смеси  из предварительно высушенных тонкомолотых компонентов и обжиг их в порошкообразном состоянии. При мокром способе тонкое измельчение и гомогенизацию смеси осуществляют в  водной среде. Полученная водная суспензия - шлам направляется на обжиг. Полусухой способ связан с получением гранул из сырьевой смеси, которые затем поступают на обжиг. Комбинированный способ включает операцию приготовления сырьевой муки по мокрому способу с последующим обезвоживанием её на фильтрах. На обжиг поступает полусухая масса.

 

1.Технологический процесс производства портландцемента по мокрому способу

1.1  Сырьё для  производства портландцемента 

     Для производства портландцемента  в  качестве сырьевых материалов применяют  главным образом карбонатные (известняк, мел, известняк-ракушечник и др.) и глинистые (глина, глинистый сланец, лесс и др.) породы, а так же другие природные виды сырья и искусственные материалы, получаемы в виде промышленных отходов. Содержание карбонатных и глинистых пород в сырьевой смеси,  как правило, - 75-80% и 20-25%. Помимо основных сырьевых материалов в производстве портландцемента используют и различные корректирующие добавки.  Карбонатные породы могут быть представлены в виде известняка, мела, известняка-ракушечника, известнякового туфа и т. д. Во всех этих породах наряду с CaCO₃ могут содержаться примеси глинистых веществ, доломита, кварца, гипса. Особенно хорошим сырьем является мел, т. к. он легко измельчается при добавлении воды. В качестве глинистого сырья обычно используют глину или глинистый сланец. В качестве промышленных отходов на некоторых цементных заводах широко применяются доменные шлаки (отходы от выплавки чугуна), а так же нефелиновый шлам - отход производства алюминия из нефелинов. Нефелиновый шлам может полностью заменить глинистый компонент в сырьевой смеси и примерно на 50% карбонатный. Использование техногенного сырья весьма перспективно, это позволяет утилизировать отходы других производств и снизить расход топлива на обжиг, так как техногенное сырье частично уже прошло тепловую обработку.

1.2. Используемое топливо для производства портландцемента

      В цементной промышленности используют твердое, жидкое и газообразное топливо. Предпочтительно применение твердого топлива с теплотой сгорания не ниже 20 МДж/кг, зольностью не выше 10-12%, с содержанием летучих компонентов 20-30%. В качестве твердого топлива используют каменные и бурые угли, коксовую мелочь, горючие сланцы.

В качестве жидкого топлива применяют мазут  – смесь углеводородов, испаряющихся и разлагающихся при высоких  температурах.

В качестве газообразного топлива применяют  природный газ, смесь природного газа с газом подземной газификации, а также коксовый газ – продукт  коксования каменных углей. Газ –  наиболее дешевый и удобный вид  топлива, несмотря на меньшую светимость пламени, что обуславливает необходимость повышения удельного расхода топлива. Он не требует устройств для хранения , не дает отходов при сгорании, не загрязняет атмосферу. Применение газа облегчает автоматизацию процесса сжигания топлива и технологического процесса в целом.

1.3.Приготовление шлама.

      Сырье на завод доставляется  обычно большегрузным автотранспортом,  хотя возможно использование  ленточных конвейеров или гидротранспорта.  Иногда цементные заводы строят  возле обширных залежей глины.  Тогда глина дробится непосредственно на месте добычи и, перемешанная с водой   поступает в глиноболтушку непосредственно  по трубопроводам.

      Твердые породы предварительно  дробят в дробилках (двух- или  трехста-дийное дробление) до  размеров кусков 8-10 мм. Мягкие породы (глину и мел) измельчают в дробилках до кусков размером 100 мм, а затем распускают в глиноболтушках (железобетонных круглых резервуарах) диаметром до 10 и высотой 2,5-3,5 м, футерованных изнутри чугунными плитами. В центре болтушки вращается крестовина с прикрепленными к ней стальными граблями для измельчения глины. Глину в болтушку подают небольшими порциями вместе с водой. Грабли разбивают большие куски на зерна размером не более 3-5 мм, которые легко распускаются в воде. Полученный шлам насосами перекачивается в расходные бункера сырьевой мельницы для помола с дробленым известняком. Если в качестве карбонатного сырья используется мел, то его предварительно (после дробления) вместе с глиной распускают в болтушках, а затем домалывают в мельницах. Крупные включения собираются на дне резервуара и периодически удаляются.

      Качество цемента существенно  зависит от химического состава  сырьевой смеси, поступающей на  обжиг. Однако из-за неоднородности  сырья химический состав может изменяться. Поэтому необходимо постоянно следить за химическим составом шихты и корректировать его в процессе работы. Но контролировать состав путём непосредственного забора проб из печи невозможно. Контроль  достигается  использованием вертикальных и горизонтальных шламбассейнов. Шлам из мельницы подается сначала в первый вертикальный бассейн. Шлам другого состава поступает во второй вертикальный бассейн. Зная точный химический состав этих двух шламов, можно рассчитать состав требуемого шлама. Путем перекачивания нужных количеств шлама из этих бассейнов в третий получают готовый для обжига шлам. При перекачивании откорректированного шлама в вертикальный бассейн его тщательно перемешивают струями сжатого воздуха (аэрируют). Перед подачей в печь шлам из вертикального бассейна перекачивают в горизонтальный, где его перемешивают механическим способом.

    Порционное корректирование состава  шлама - довольно длительная и  трудоемкая технологическая операция. К тому же этот процесс периодический.  Более перспективен поточный  способ приготовления сырьевого шлама.

        Химический состав шлама постоянно  проверяется автоматически работающими пробоотборниками и рентгеновским квантометром. Шламы из двух бассейнов смешиваются и попадают в третий - расходный, пройдя предварительно экспресс-анализ с помощью сложных электронных устройств. 

1.4. Обжиг сырьевых  шихт 

Эта важнейшая  операция, как при мокром, так  и при сухом способе производства происходит в основном во вращающихся  печах.

        Обжигают сырьевую смесь (шлам) во вращающихся печах различной длины и диаметра (рис 1). Топливо в виде газа или каменноугольной пыли вдувается   в  печь с нижнего конца.   Дымовые газы с температурой      150-200^°С  удаляются  со  стороны  верхнего конца.

  

  Рис. 1 Схема вращающейся  печи для обжига цементного клинкера

    По характеру процессов температурные  зоны в печи называют: 1- до 200^оС испарения (сушка шлама); 2- 200-800^оС -  подогрева; 3- 800-1000^оС - декарбонизации; 4- 1000-1300^оС - экзотермической реакции; 5- 1350-1450-1350^оС - спекания; 6- 1300-1000^оС - охлаждения.

    В зоне 3 происходит процесс разложения CaCO₃ по схеме

  CaCO₃→CaO + CO₂

  CaO в свою очередь вступает в  соединения с элементами глинистого  компонента CaO×Fe₂O₃; CaО×SiO₂; CaO×Al₂O₃.

     В зоне 4 происходит насыщение  этих соединений до соответствующих  клинкерных материалов. В зоне 5 образуется  основная часть портландцементного  клинкера - кальцевый силикат 3CaCO×SiO₂

  Для утилизации теплоты отходящих газов  и повышения степени теплообмена  между материалом и горячими газами используют различного вида теплообменные устройства. Так, в печах длиной 185 м, работающих по мокрому способу, применяют фильтры-подогреватели, цепные завесы   (рис.2) и металлические внутрипечные теплообменники (рис.3) .

  

Рис.2 Цепные завесы ( а - гирляндная, б - со свободно висящими концами)

  

Рис.3 Общий вид внутрипечных теплообменников: а  – пересыпающие лопасти, б – ячейковый  металлический, в  – ячейковый керамический, г – звеньевой, д – арочный, е  – циклоидный, ж – цепной