Цех по производству вяжущего низкой водопотребности П=600 тыс.т. год

МИНИСТЕРСТВО  ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

    ГОУ ВПО «МАГНИТОГОРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ  ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ им. Г.И.НОСОВА» 

    АРХИТЕКТУРНО-СТРОИТЕЛЬНЫЙ ФАКУЛЬТЕТ

    Кафедра строительных материалов и изделий 

    КУРСОВАЯ  РАБОТА 

    по  дисциплине: Вяжущие вещества.

    на  тему: Цех по производству вяжущего низкой водопотребности П=600 тыс.т. год 

    Работа  допущена к защите  « ___» ___________2011 г. ____________

        (подпись)

    Работа защищена  « ___» _____2011 г. с оценкой _________ ________

    (подпись)                  (оценка)                       

Магнитогорск, 2011 г. 

Содержание

    Задание на курсовое проектирование………………………………………………2

    Введение……………………………………………………………………………...3

       1. Аналитический обзор…………………………………………………………..4

       2. Технологическая часть:

         2.1. Характеристика  выпускаемой продукции………………………......….10

         2.2. Характеристика  сырьевых материалов…………………………………11

         2.3. Выбор и обоснование  технологической схемы………………...………12

         2.4. Режим работы цеха…………………………………………………….…13

2.5. Расчет производственной программы  и потребности в сырьевых материалах………………………………………….……………………14

         2.6. Технологические  расчеты…………………………………………..……15

         2.7. Контроль производства  и качества продукции………………...………22

       3. Мероприятия по охране труда и окружающей среды………………………23

       4. Технико-экономическая часть………………………………………………..25

    Заключение………………………………………………………………………….26

    Список  использованных источников……………………………………………...27 
 

 

ВВЕДЕНИЕ

  Большая часть цемента (87%) в стране выпускается по устаревшей технологии –мокрому способу. Этот способ критикуется не только со стороны экологов, но и со стороны сторонников энергоэффективности.  
Себестоимость производства цемента на таких устаревших линиях весьма велика, и если ничего не предпринимать, то затраты могут не только вырасти до уровня рыночных цен, но даже и оказаться выше их, поскольку цены на энергоносители будут увеличиваться и дальше. При таком сценарии это автоматически приведет к их неминуемому закрытию.

  Таким образом, единственная реальная перспектива для дальнейшей конкурентоспособности российских  цементных  предприятий – это переход на «сухой способ» производства, причем в его самом  современном  виде.

  Кроме того в настоящее время происходит замещение обычных традиционных цементов многокомпонентными. В последних  используются химические модификаторы структуры, свойств и технологических  характеристик. Использование таких  цементов позволяет снизить долю клинкера в цементе, как следствие  понижая его себестоимость, получить цементы с особыми технологическими и физико-химическими свойствами, уменьшить удельный расход цемента  на единицу капитального строительства.

  Одним из таких, наиболее  перспективных многокомпонентных вяжущих является вяжущее низкой водопотребности.[1] 
 
 
 
 
 

     1 АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР

    Вяжущее низкой водопотребности, (ВНВ) представляет собой высокопрочное гидравлическое вяжущее, получаемое при совместном помоле портландцементного клинкера, гипсового камня и водопонижающей добавки - суперпластификатора. В результате взаимодействия минералов цементного клинкера с суперпластификатором в процессе тонкого измельчения материал приобретает уникальные, специфичные свойства, отличающие его от обычного портландцемента.

    Прочностные показатели по сравнению с ПЦ600 ДО свидетельствуют о преимуществах ВНВ даже при содержании 50% клинкера.

    Водопотребность равноподвижных растворов и бетонных смесей на ЦНВ на 25-40% ниже, чем смесей на обычном ПЦ

    Высокопрочные бетоны на основе ЦНВ. Наиболее предпочтительная область применения ЦНВ классов 52,5 и выше – высокопрочные бетоны классов выше 62,5. Так, высокопрочный ЦНВ класса 92,5 с успехом используется для получения бетонов классов 102,5 и выше с прочностью в образцах кубах до 125 МПа, производимого без к-л особых мероприятий. До применения этого цемента таких результатов можно было достичь только с помощью вибропрессования особо жестких бетонных смесей с добавками кремнезема при существенно более высоких усадке и ползучести.

    Морозостойкость (выражаемая числом циклов замораживания и оттаивания бетона без существенных потерь массы и прочности образцов) повышается от 4 до 5 раз

    Повышенная  сульфатостойкость выражается в том, что ЦНВ, изготовленные на клинкере, содержащем 9% С₃А не уступает по показателям сульфатостойкости сульфатостойкому портландцементу по ГОСТу22266, не содержащему С₃А.

    Модуль  упругости ЦНВ в бетонах ниже на 5-15% по сравнению с обычным ПЦ того же минералогического состава.

    Пониженное  тепловыделение. Тепловыделение ЦНВ ниже чем у ПЦ того же минералогического состава в среднем на 10-15%

    Срок  хранения ЦНВ согласно ТУ, при гарантии всех свойств не превышает 1года. Имеются результаты 9 и 11 летних испытаний, которые свидетельствуют о полной стабильности свойств.[]

      Основным процессом при получении  ЦНВ является совместный помол  клинкера и модифицирующей добавки.

    При рассмотрении процесса взаимодействия модификатора и клинкера в мельницы на основе экспериментальных данных были разработано две гипотезы.

    Первая рабочая гипотеза о механизме взаимодействия между сухим модификатором и портландцементным клинкером при соизмельчении, сводится к втиранию первого в поры и углубления частиц второго, когда в процессе совместного помола для этого создаются условия. Т.е. не происходит химических реакции К+М.

    Рабочая гипотеза "втирания" твердого модификатора в поры и трещины остальных ингридиентов объясняла следующие факты:

    1Возникновение  эффекта ВНВ  только после достижения уровня удельной поверхности вяжущего около 350 м²/кг, когда трение начинает играть существенную роль в процессе измельчения. Более того, известно, что основная часть новой поверхности цемента свыше 350 м²/кг создается именно взаимным истиранием частиц, инициированным мелющими  телами, по механизму микроштампования, при котором налипший на поверхность мелющих тел слой частиц средней фракции (5-30 мкм) "выдавливает" мелкие частицы (0.3-5 мкм) из "постели" измельчаемого материала сквозь пустоты (поры) своей укладки»

     2. Отсутствие эффекта ВНВ у продукта совместного помола тех же ингредиентов в струйных мельницах, в которых  происходит только ударное измельчение.

    3. Отсутствие эффекта ВНВ при длительном перемешивании тонкодисперсных ингредиентов в высокоскоростных смесителях, которые не имеют "силовой компоненты", нужной для "втирания".

    4. Более медленный выход модификатора в жидкую фазу после затворения водой ВНВ по сравнению с затворением механической смеси ингредиентов, что как бы указывало на постепенное "высвобождение" модификатора из пор и трещин неорганических твердых фаз.

    5. Повышение удельного расхода  модификатора в составе ВНВ  при повышении удельной поверхности  для достижения максимального  эффекта, что можно объяснить  увеличением количества дефектов  на единицу поверхности в процессе истирания, которое действительно имеет место.

    Новые экспериментальные данные показали:

    1. Модификатор остается свободным ("не втирается") или степень его "втирания" сокращается при следующие условиях:

    а) при влажности смеси ингредиентов более 4%

      б) при влажности клинкера более 3%

      в) при введении в мельницу воды для интенсификации помола в количествах, превышающих указанные значения влажности в сумме с гигроскопической влагой ингредиентов;

    г) при введении в мельницу жидких ПАВ - интенсификаторов помола

      д) при "отравлении" поверхности клинкера нежелательными примесями, 2. При физикохимическом анализе готового ВНВ, в частности, дифференциальном термическом анализе высококачественных партий, во многих случаях не фиксируются экзотермические эффекты, свойственные свободному модификатору, или их форма в ВНВ заметно отклоняется от исходной. Подобно этому, не фиксируются рефлексы модификатора и на порошковых рентгенограммах ВНВ. На инфракрасных спектрах поглощения также отсутствуют полосы модификатора, но у клинкерных минералов полосы приобретают отклонения, которые нельзя объяснить гипотезой "втирания".

    Очевидно, что для объяснения этих фактов  вторая рабочая гипотеза должна учитывать химизм взаимодействия ингредиентов.

    Согласно  второй гипотезе процесс взаимодействия модификатора (М) и клинкера (К), идущий только при совместном их помоле, включает стадии:

1. физической адсорбции - молекулярно-плотной агрегации модификатора с клинкером;

2) слабой, я затем сильной хемосорбции М на К

3) имплозии (всасывания) АК (М+К) при измельчении К трением под внешнюю поверхность мелкой фракции частиц К в наружный слой последних;

4) дросселирования М -деструкции либо полимеризации на стадиях 2 и 3;

5) плакирования  поверхности всех частиц клинкерного ингредиента в ВНВ.

Таким образом  для получения ВНВ путем совместного  измельчения клинкера и сухого модификатора целесообразно использовать трубные  шаровые мельницы. Измельчение в  них происходит главным образом  за счет истирания материала. Это  обеспечивает возможность физической адсорбции модификатора и хемосорбции  модификатора на клинкере.[2] 
 
 
 
 
 
 
 

   Кроме выбора помольного оборудования, обеспечивающего  необходимые условия, также нужно  уделять внимание и проводить  мероприятия по эффективной очистке  воздуха от пыли. Как правило, после  мельниц ставят различные пылеосадительные, батарейные циклоны и рукавные фильтры.

   В данной курсовой работе рассмотрен фильтр рукавный с механической регенерацией рукавов ФРМ-С (рис. 1.7).

   

   Рисунок  1.7  рукавный фильтр ФРМ-С

Эти агрегаты представляют собой надежные и эффективные пылеулавливающие аппараты, предназначенные для улавливания мелкодисперсной пыли из воздуха и негорючих газов. Фильтрующим элементом рукавных фильтров является рукав, сшитый из специального материала, который выбирается исходя из условий эксплуатации установок. Регенерация осуществляется путем встряхивания рукавов с помощью электромеханического вибратора.

       Устройство и принцип работы:

 Принцип  работы фильтра основан на  улавливании пыли фильтрующей  тканью при прохождении через  нее запыленного воздуха. По  мере увеличения толщины слоя  пыли на поверхности рукавов возрастает сопротивление движению воздуха и снижается пропускная способность фильтра, во избежание чего предусмотрена регенерация запыленных рукавов при помощи электромеханических вибраторов. Запыленный воздух поступает в фильтр (рис. 1) по воздуховоду через входной патрубок (1) в камеру запыленного воздуха (2), проходит через рукава (3), при этом частицы пыли задерживаются на их наружной поверхности, а очищенный воздух поступает в камеру чистого воздуха (4) и через выходной патрубок (5) отводится из фильтра. Регенерация запыленных рукавов осуществля-ется включением на непродолжительное время электромеханического вибратора (6), закрепленного на крепежной раме (7), установленной на виброизоляторах (8). Пыль, стряхиваемая с рукавов, осыпается в бункер (9) и шлюзовым питателем (10) удаляется из фильтра.