Отчет по практике в ОАО «Новоросцемент»

В настоящее время, преодолев трудности  реформенного периода, ОАО «Новоросцемент»  динамично развивается, имеет устойчивое лидирующее положение в отрасли, входит в тысячу лучших российских предприятий. Успешно реализуется  план технического развития и реконструкции  производственных мощностей, утверждённый советом директоров на 2000-2004 годы и  нацеленный на повышение качества продукции, рост производительности труда, на снижение себестоимости и сдерживание  роста цен на цемент. Финансирование работ по техническому развитию производится за счёт собственных средств. За последние  пять лет вложения средств в техническое развитие, реконструкцию и экологию производства увеличились более чем в 5 раз, объём производства вырос в 1,8 раза. Наращиваются объёмы экспорта цемента: в 1996 году на экспорт было поставлено 350 тыс. тонн, в 1999 году 536 тыс. тонн, в 2003 году 843 тыс тонн.

Сегодня ОАО «Новоросцемент – комплексное высокомеханизированное предприятие. Предприятие располагает собственной сырьевой базой, подъездными автомобильными и железными дорогами. Новороссийский цементный завод – крупнейшее предприятие отрасли, его производственная мощность составляет 4110 тыс. тонн цемента, а объём товарной продукции в 2003 году превысил 2000 млн. рублей [3].

 

2.2 Краткие сведения о  Новороссийском III месторождении мергелей и его геологическая характеристика

Мергели – это тонкая природная  механическая смесь глинисто-песчаных веществ и известняка в разных соотношениях. В зависимости от содержания углекислого кальция и глинисто – песчаного вещества мергели делятся на: известковые (75-80 % CaCO₃), просто мергели (40 % CaCO₃) и глинистые (CaCO₃ не менее 10 %). Наиболее ценное сырье – известняковые мергели. По химическому составу они близки к цементу – сырцу, поэтому они являются самой лучшей в природе естественной смесью для производства качественного цемента.

Сырьевой базой заводов является Новороссийское месторождение мергеля, которое является уникальным по своему химическому составу для производства цемента. Новороссийское III месторождение мергелей входит в состав юго-восточного фланга Новороссийской группы месторождений, являясь продолжением к северо-западу месторождения Новороссийского I. Оно занимает юго-западный склон Маркотхского хребта на крутых отрогах спускающихся к морю с гряды гор от Сахарной Головы (отм. 558 м) до перевала Маркотх (отм. 387 м). Отроги разделены глубокими балками, две из которых ограничивают месторождение по флангам – Камышовая с юго-востока, Маркотхская с северо-запада и три – Первая, Вторая и Третья развиты на его площади. Месторождение примыкает к северо-восточной окраине города Новороссийска, а промплощадка завода «Пролетарий» начинается от Сухумийского шоссе.

В отработку вовлечена толща  продуктивных пород, которая многолетней  практикой изучения и эксплуатации Новороссийских месторождений разделена  по степени карбонатности на «низкие» мергели (CaCO₃ менее 75 %), «натуралы» (CaCO₃ 75-83 %) и «высокие» мергели (CaCO₃ более 75 %). Натуралы включаются в состав «высоких» мергелей.

По отношению к горизонту  натуралов, которые занимают срединное  положение в разрезе, под ними породы получили название «лежачего  бока», над ними – «висячего бока». В лежачем боку развита толща «низких» мергелей, в висячем – «высоких». В высоких присутствует один горизонт «низких» мергелей, непосредственно залегающих на натуралах и называемый низкими «висячего» бока.

Низкие мергели используются в  производстве цемента как глинистый  компонент шихты, а высокие –  как карбонатный. Установлена тесная связь между содержанием СаО и глинистыми компонентами – SiO₂, Al₂O₃, Fe₂O₃.С уменьшением или увеличением карбонатности породы пропорционально изменяется содержание глинистых компонентов. Исходя из этого качество сырьевой смеси (шихты) для обжига контролируется на заводе по титру, который для горного цеха установлен в пределах 78,0+0,5 %.

В среднем такая шихта получается в смеси высоких и низких мергелей в соотношении 4:1. Развитие карьера ведется в границах горного отвода. Изучение геологического строения и качества сырья Новороссийское месторождение мергеля начала его разработки 1882 года до середины 30-х годов нашло случайный характер и выполнялось заводом. В производстве использовались породы определенного химического состава, обработка которых осуществлялась селективно. Впервые оценка качества и подсчет балансовых запасов были выполнены в 1937-1938 гг. Росстромпроектом.

Запасы сырья по месторождению  развивались в разные года отдельными участками. В 1979-1980 гг. и 1983 г. на Новороссийском месторождении мергеля проводилась эксплуатационная разведка. С 1986 года по сегодняшний день с малыми перерывами на карьере цементного завода «Пролетарий» проводится геологическое обслуживание.

Эксплуатационной разведкой, в  комплексе: буровые работы, опробование, анализы проб и геологическое  картирование, изучены цементные  мергели, добываемые в карьере завода «Пролетарий» на двух участках месторождения  Новороссийска: на северо-западе –  «высокие», на юго-западе – «низкие».

Бурение скважин проводилось с  горизонтов 175 м, 190 м и 205 м. Извлеченный из скважины материал опробовался непрерывными трехметровыми секциями по всему метражу скважин, пробы анализировались на содержание основных 6-ти компонентов.

При камеральных работах, по данным картирования и результатам опробования  выделены 26 пачек мергелей: «высоких» – 13 пачек, «низких» – также 13 пачек, которые различаются между собой  составом слоев пород, входящих в пачки и содержанием CaCO₃ в целом по пачкам.

Производство цемента относится  к безотходной технологии за исключением  потерь минерального сырья в окружающую среду при транспортировке, измельчении, перегрузки и обжиге для получения  клинкера. Первые три вида потерь (без  учета карьера) составляют 1 %, а при  обжиге в результате разложения карбонатов на газообразные и твердые продукты и выгорания органических примесей потери имеют в среднем 34-35 %. По пробам в мергелях ППП колеблются от 27 % в низких до 40 % в высоких [4].

 

2.3 Технология производства цемента на цементном заводе «Пролетарий»

Цементный завод «Пролетарий» производит добычу сырья (мергеля) открытым способом. Карьер цементного мергеля расположен на юго-западном склоне Маркотхского хребта в черте г. Новороссийска.

Перевозка мергеля из карьера в  горный цех осуществляется автомашинами. Дробление мергеля осуществляется в две стадии. В щековую дробилку материал поступает с размерами  кусков 1000-1200 мм, где измельчается до размеров 250-300 мм. Из отделения крупного дробления мергель с помощью горизонтального ленточного транспортера поступает в бункер молотковой дробилки, где материал дробится до кусков размером    15 мм. Подготовленный двумя стадиями дробления мергель подается ленточными транспортерами в бункеры сырьевых мельниц или на склад. На этом складе размещается сырье с высоким, нормальным и низким титром, а также колчеданные огарки (железосодержащая добавка). Выгрузка из склада осуществляется тремя грейферными кранами. Со склада сырье поступает в бункера мельниц.

Сырьевое отделение включает 8 трубных  шаровых мельниц 3,2×15 м. производительность мельниц – 65,5-66,0 т/ч. Мельница представляет собой горизонтальный барабан, заполненный  мелющими телами на 28-30 %. Работа мельниц  автоматизирована. Дозировка материала  осуществляется тарельчатыми питателями и весовыми дозаторами. Из бункеров мельниц материал через питатель поступает в горловину мельницы, где захватывается лопастями. Одновременно с сырьем подаются огарки в количестве 1,5-3 %. Огарки – это отходы сернокислой промышленности, содержащие оксид железа. Их добавляют для ускорения образования жидкой фазы в зоне спекания, для улучшения химического состава сырья. В зависимости от количества материала и вязкости шлама подается необходимое количество воды. Полученный шлам проливается через выходные решетки и по шламопроводу поступает в общую трубу, ведущую в горизонтальные шламбассейны.

Перед подачей в шламбассейны шлам проходит через грохот, где отделяются галька и другие ненужные примеси и с помощью ленточного транспортера подаются в специальный бункер. Производительность каждого грохота – 400 т/ч. Корректировка шлама осуществляется поточным методом. На заводе установлено 5 круглых шламбассейнов. Из шламбассейнов шлам подается в печи с помощью центробежных насосов.

Основным технологическим процессом  в производстве цемента является обжиг сырьевой смеси до спекания, конечным продуктом которого является клинкер соответствующего химического  и минералогического состава. Обжиг  шлама протекает во вращающихся  печах. В результате химических реакций  из известковых и глинистых соединений, содержащихся в мергеле, получается полуфабрикат цемента – клинкер. Шлам из шламбассейнов поступает в шламовый питатель, а из него – в контрольно-измерительный бачок, предназначенный для равномерного питания печей шламом. Печь представляет собой стальной вращающийся барабан, сваренный из обечаек разной толщины – от 15 до 60 мм. На корпусе печи имеются бандажи, которые опираются на роликовые опоры. Внутри печь футеруется огнеупорным кирпичом. Обжиг ведется по мокрому способу. Шлам подается с влажностью 37-37,5 %. При обжиге шлама в печи протекают следующие процессы:

- зона подсушки. Температура материала  в этой зоне – 200-250 °С. Здесь  происходят физические процессы  удаления механически связанной  воды. В этой зоне расходуется  примерно 35% тепла, необходимого  для обжига;

- зона подогрева. Температура  материала в этой зоне  - 250-700 °С. Здесь происходит выгорание  органических примесей и начинается  разложение глинистого компонента  сырья. Идет разложение карбоната  магния:

MgCO₃ → MgO + CO₂;

- зона декарбонизации. Температура  материала – 700-1000 °С. Происходит разложение известняка:

CaCO₃ → CaO + CO₂.

Зона декарбонизации наиболее напряжена  в тепловом отношении, т.к для разложения CaCO₃ требуется большое количество тепла. Частично идет образование клинкерных минералов – алюмината, алюмоферрита, образуется белит:

CaO + Al₂O₃ → CaO∙ Al₂O₃

2CaO + 3CaO∙ Al₂O₃ → 5CaO∙ Al₂O₃

2CaO + SiO₂ → 2CaO∙SiO₂;

- зона экзотермических реакций.  Температура материала – 1000-1300 °С. В этой зоне протекают реакции  в твердом состоянии между  отдельными оксидами:

5CaO∙ 3Al₂O₃ + 4CaO → 3(3CaO∙ Al₂O₃)

CaO + Fe₂O₃ → CaO∙Fe₂O₃

CaO∙Fe₂O₃ + 3CaO∙ Al₂O₃ → 4CaO∙Al₂O₃∙Fe₂O₃.

Заканчивается образование белита: 2CaO + SiO₂ → 2CaO∙SiO₂;

- зона спекания. Температура материала  – 1300-1450 °С. В этой зоне присутствует  жидкая фаза – расплав алюмоферрита и алюмината. Здесь происходит образование основного клинкерного минерала – алита: 2CaO∙SiO₂ + CaO → 3CaO∙SiO₂;

- зона охлаждения. Температура  материала – 1100 °С. Охлаждение  должно быть резким, чтобы не  началось разложение алита: 3CaO∙SiO₂ → 2CaO∙SiO₂ + CaO.

После печи клинкер поступает в  холодильник.

Из холодильника клинкер выходит  с температурой 80-120 °С. Мелкий клинкер, просыпаясь через решетку. Попадает на транспортер, а крупный идет в  дробилку, после которой по транспортеру – в клинкерный склад или силосы.

Следующая цепь технологии приготовления  цемента – это помол клинкера. Помол клинкера является завершающей  стадией производства цемента.

Для хранения и создания запасов  клинкера на старом цементном отделении  работает клинкерный склад емкостью 150000 м³. помол цемента ведется на 12 трубных шаровых мельницах. Цементные мельницы представляют собой горизонтальный барабан, в первой камере внутри мельница футерована прокатной бронефутеровкой, во второй – бронеплитами. Мельницы загружены мелющими телами. Работают мельницы по открытому циклу.

Из помольно-цементного отделения цемент пневмокамерными насосами перекачивается в цементные силосы (18 штук) транспортно-упаковочного цеха, который расположен на территории Новороссийского морского порта, на расстоянии 400 м от завода. В транспортно-упаковочном цехе установлен 8 цементных силосов. Упаковку  цемента в мешки производят как в бумажные мешки (весом по 50 кг) так и полипропиленовые контейнеры (весом по 1,5 тонны).

Цементный завод «Пролетарий» специализируется на выпуске портландцемента без  минеральных добавок, производит свою продукцию, как по российским, так  и по зарубежным (европейскому. Британскому. американскому) стандартам. На российский рынок цементный завод «Пролетарий» отгружает 5 видомарок цемента:

- портландцемент без минеральных  добавок марки 500;

- портландцемент для дорожных  и аэродромных покрытий марки  500;

- портландцемент для производства  асбестоцементных изделий;

- портландцемент с минеральными  добавками марки 500;

- быстротвердеющий портландцемент  с минеральными добавками марки  500.