Разработать проект отделения помола цемента на цементном заводе

Обычно в качестве щелочных активизаторов применяют известь и портландцемент, выделяющий при взаимодействии с водой Са(ОН)₂, а в качестве сульфатных — гипс в различных модификациях и ангидрит CaSO₄. При комбинированном возбуждении эти активизаторы вводят одновременно.

Основные доменные шлаки содержат обычно 44 – 48% оксида кальция, 35 – 38% кремнезема и 5 – 10% глинозема. Под действием вводимых в них 5 – 10 % извести или портландцемента, они подвергаются щелочной активизации.

Введение же в основные доменные шлаки значительных количеств извести (до 25—40 %) или портландцемента (50—65 %) вызывает образование гидросиликатов и гидроалюминатов кальция с повышенной основностью. При нагревании указанных гидросиликатов типа CSH(B) до 100°С образуется соединение с 1 молекулой, а при нагревании до 220 °С — с 0,5 молекулы гидратной воды. Нагревание до 450—550 °С приводит к полному обезвоживанию вещества. Потеря воды сопровождается значительной его усадкой.

Скрытая способность  к гидравлическому твердению, проявляющаяся под влиянием небольших добавок активизаторов, отличает гранулированные доменные шлаки от кислых активных (гидравлических) добавок. Последние не обладают самостоятельными вяжущими свойствами. Цементирующие новообразования в них возникают только в результате прямого взаимодействия гидроксида кальция с активным кремнеземом и глиноземом добавок.

Металлургические  и топливные шлаки с пониженным содержанием СаО (20—30%) характеризуются промежуточными свойствами. Если в них вводить значительное количество извести, то они взаимодействуют с СаО как с кислой гидравлической добавкой, при небольших же добавках твердеют преимущественно за счет гидратации составляющих их компонентов.

        Грануляция доменных шлаков. Поскольку у стекловидных шлаков гидравлическая активность повышена, доменные шлаки, предназначенные для изготовления вяжущих веществ, гранулируют, что достигается быстрым охлаждением их водой, паром или воздухом.

Гранулированные доменные шлаки используют: для изготовления смешанных гидравлических вяжущих веществ — шлакового портландцемента,

сульфатно-шлакового и известково-шлакового цемента; в качестве компонента для производства портландцемента, а также активной минеральной добавки к портландцементу при его помоле; в виде заполнителей при изготовлении бетонов.

         Поскольку не всегда удается  получить клинкер требуемого  химического и минерального состава,  изменяя только соотношение между  двумя исходными компонентами – известняком и глиной, то применяют корректирующие добавки, содержащие значительное количество какого-либо из недостающих оксидов клинкера. Например, содержание SiO увеличивают добавкой высококремнеземистых веществ (трепела, опоки, диатомита или других пород). Недостаточное количество в сырьевой смеси оксида железа компенсируется добавкой колчеданных огарков или железной руды.     
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

5. Расчет  материального баланса  производства:

Ход расчета:

1. Расчет материального баланса производства.

Предварительно  выбрали 3-х сменный режим цеха с расчетным фондом рабочего времени 5402 часа, что составит 5402 : 23 = 235 суток.

Производительность завода в год 1000 тыс. т, в том числе портландцемента М500 – 300000т, а пуццоланового портландцемента М400– 700000т. 

1. Расчет  на год:

а) для портландцемента  с минеральными добавками:

       по расчету                                                  с учетом 1% потерь

клинкера   300000∙0,88=264000т;             264000∙1,01=266640т;

гипса        300000∙0,05=15000т;               15000∙1,01=15150 т;

добавка     300000∙0,07= 21000т;              21000 ∙1,01= 21210т;

б) для пуццоланового  портландцемента:

       по расчету                                                  с учетом 1% потерь

клинкера  700000∙0,70=490000 т;             490000∙1,01= 494900т;

гипса         700000∙0,05=35000 т;             35000∙1,01=35350 т;

добавка       700000∙0,25=175000 т;           175000∙1,01=176750т;

2. Расчет на сутки:

 а) для портландцемента с минеральными добавками 300000:235= 1276,59т, для его получения необходимо:                                           

клинкера  266640:235=1134,63т;            

гипса         15150:235=64,46 т;              

добавка    21210:235= 90,25т;              

б) для пуццоланового  портландцемента 700000:235=2978,72т, для его получения необходимо:                                              

клинкера  494900:235=2105,95 т;           

гипса         35350:235=150,42 т;            

добавка      176750:235=752,12т;        

3. Расчет на час  

а) для портландцемента  с минеральными добавками 300000:5402=55,53 т, для его получения необходимо:

клинкера  266640:5402=49,35т;            

           гипса         15150:5402=2,80т;              

добавка     21210:5402= 3,92т;              

б) для пуццоланового  портландцемента  700000:5402=129,58 т, для его получения необходимо:                                

клинкера  494900:5402=91,61 т;           

гипса         35350:5402=6,54т;            

добавка        176750:5402=32,71т;    

Расчет материального  баланса производства сводится в  таблицу№1. 

Таблица №1.

Сводная таблица материального баланса. 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

5. Расчет  производительности и количества шаровых  мельниц.

3.5.1.Расчет производительности мельниц:

(m/V_n)^0,8

Диаметр мельницы в свету: 

Полезная  длина мельницы: 

Масса мелющих тел: 

Полный  объем мельницы:

    таким образом:

Полезная  мощность мельницы: 

а) для портландцемента  с минеральными добавками М500:

 

б) для пуццоланового  портландцемента М 400:

 

3.5.2. Расчет количества мельниц:

а) для портландцемента  с минеральными добавками М500: 

б) для пуццоланового  портландцемента М 400: 

  принимаем 

3.5.3. Расчет частоты вращения мельницы:

Критическая недопустимая и оптимальная рабочая частота вращения мельницы , об/мин, определяется по формуле: 
 

3.5.4.Мощность электродвигателя мельницы: 

где – механический коэффициент полезного действия привода; для мельниц с центральным приводом η = 0,9 – 0,94.  С учетом пускового момента полученную мощность электродвигателя надо увеличить на 10 – 15%.

Установленная мощность с учетом пускового момента: 

3.7.Расчет силосного склада:

Объем силосного  склада определяется по формуле: 

  - производительность завода по цементу либо расход клинкера, гипса, добавок, т/г;

- число суток нормативного  запаса;

6235 : 23 – число  рабочих суток цеха, равное 271;

      - средняя насыпная плотность материала, т/м³;

        - коэффициент заполнения силоса, принимаемый равным 0,9.

       Число суток нормативного запаса  принимают для клинкера – 4-10, активных минеральных добавок и гипса – 15-30, цемента – 10-20. С увеличением производительности цеха нормативный запас материалов цемента уменьшается.

        Средняя насыпная плотность сухих  материалов, т/м³, составляет:

Для клинкера – 1,5-1,65; гипса – 1,35; шлака доменного  гранулированного – 0,5-0,8;

портландцемента – 1,2;  шлакопортландцемента – 1,15-1,3 

1. Расчет  склада для цемента:

а) для портландцемента  с минеральными добавками: 

Число силосов при диаметре 12м,и высоте 33,0 м и объеме одного силоса 3000 м³ . Число силосов – 4 штук.

б)для пуццоланового  портландцемента:  

Число силосов  при диаметре 12м,и высоте 33,0 м  и объеме одного силоса 3000 м³ . Число силосов – 8штук.

2. Расчет  склада для сырьевых материалов:

Размеры для  сырьевых материалов (т.е. для клинкера, гипса и добавок) должны быть одного размера. Количество силосов для  сырьевых материалов необходимо увязать  с количеством мельниц  = 8 шт.

а) для клинкера: 

Число силосов  при диаметре 12м,и высоте 19,8 м  и объеме одного силоса 1700 м³ . Число силосов- 8шт

б) для гипса: 

Исходя из количества мельниц, по технологическим соображениям принимаем число силосов при диаметре 12м,и высоте 19,8 м и объеме одного силоса 1700 м³  - 8шт

в) для диатомита: 

Число силосов  при диаметре 12м,и высоте 19,8 м  и объеме одного силоса 1700 м³  - 16шт

Общее количество силосов для сырьевых материалов 32 шт. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

8. Подбор  сепараторов.

      По большей производительности мельницы = 23,92 т/ч, подбираем центробежный сепаратор производительностью 20 – 22  т/ч,в количестве двух  штук на мельницу.

Характеристика  сепаратора:

     Диаметр наружного корпуса –4,0м; внутреннего – 3,2м, высота – 8м; мощность электродвигателя – 40 кВт.

9. Расчет сушильного отделения.

    Количество испаряемой из диатомита влаги: