Развитие мокрого способа производства цемента

     СОДЕРЖАНИЕ

    ВВЕДЕНИЕ                                            3

    ОБЩАЯ ЧАСТЬ                                       6

    ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ                        11

    РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ                                 19

    ОХРАНА  ТРУДА И ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ        37

    ВЫВОДЫ                                             40

    СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ                             42 
 
 
 
 
 
 
 

    

    

ВВЕДЕНИЕ

    Развитие  мокрого способа  производства цемента 

    Цемент  в настоящее время  является основным строительным материалом, который  используется в самых  разнообразных областях строительства.

    В начале XIX в в Англии и в России одновременно и независимо друг от друга был найден способ приготовления цемента из искусственно составленной сырьевой смеси: известняка и глины. В Англии изобретателем цемента был каменщик из Лидса Джозеф Аспид, в России - Егор Герасимович Челиев. В 1825 г появилась книга Е.Г. Челиева, которая была руководством по изготовлению гидравлического цемента. После московского пожара 1812 г развернулись работы по восстановлению Кремля. Челиев руководил этими работами.

    Цемент  Челиева, как и  цемент Аспида относится  к роман-цементу, полученному из искусственной  сырьевой смеси, но по производственным переделам  это портландцемент.

    В России за первыми  примитивными производствами вблизи Петербурга сооружаются  заводы в Риге, Шурове, Таллине. Открыты  богатейшие запасы мергелей вблизи Новороссийска  и Амросиевске; строятся первые заводы, работающие на натуральном сырье. Практически неисчерпаемые  запасы мела обнаружены вблизи Вольска и  в Брянске.

    Российские  инженеры-цементники преодолевают сопротивление  Министерства путей  сообщения и внедряют в строительство  наш цемент. А.Р. Шуляченко, Н.А. Белелюбский  издают первый в России журнал «Цемент», руководят строящимися цементными заводами в Вольске, предлагают первые стандарты для сравнения свойств цементов, выпускаемых отечественными заводами. Шуляченко и Белелюбский были видными мостостроителями, по их проектам и под их непосредственным руководством были построены мосты через Волгу, вблизи Сызрани, и через Неву (Литейный мост) в Петербурге. Белелюбский был первым редактором и издателем журнала «Цемент», основанном в 1901 г.

    Период 1880-1890 гг был отмечен  появлением магнезиального вяжущего (цемента  Сореля), применением  шлаков для получения  шлаковых цементов. Одновременно А. Ле-Шателье Тернебом, Глазенапп исследуют фазовый состав портландцементного клинкера с помощью полиризационного микроскопа. Установлены основные фазы клинкера: алит, белит, промежуточное вещество.

    

    Цемент  начинают широко применять  для гидротехнических сооружений, дамб, плотин. Но через 20-30 лет службы в гидротехнических сооружениях появляются первые признаки коррозии цементного бетона. Научное объяснение коррозии было дано после изучения состава  затвердевшего и  корродированного цемента. Наиболее полно эти  работы выполнены  русскими учеными  С.И. Дружининым, А.А. Байковым, В.А. Киндом. Проблема была решена путем введения пуццолановых добавок.

      В 1908 г был изобретен глиноземистый цемент, отличающийся быстрым темпом роста механической прочности. Впервые этот цемент начали производить во Франции, но способ производства держали в секрете. Французы использовали глиноземистый цемент для восстановительных работ: возведение разрушенных мостов, оборонительных укреплений.

    Быстрое распространение  производство глиноземистого цемента во Франции  объясняется месторождением богатых залежей  бокситов - сырья, необходимого для выпуска цемента.

    В 1913 г в районе Вольска  было построено и  пущено три цементных завода. К 1910 г в России действовало около 30 полумеханизированных цементных заводов общей мощностью 1,8 млн. т. В годы гражданской войны производство цемента резко снизилось. Заводы остановились, часть их была разрушена. Основное электрооборудование, двигатели, компрессоры, оборудование электростанций снимались и отправлялись в неизвестном направлении. Заводы не работали из-за отсутствия топлива, энергии, разрухи на железных дорогах.

    К 1927-1928 гг выпуск цемента  в России поднялся на довоенный уровень. Клинкер преимущественно  получали в шахтных  печах периодического и непрерывного действия, условия труда  рабочих были исключительно  тяжелыми. Первые вращающиеся  печи, изготовленные  на Макеевском машиностроительном заводе, длиной 25 м  и диаметром 1,8 м  в России появились  в 1909 г.

    В годы первых пятилеток  построено 15 новых  цементных заводов. В 1940 г было выпущено 5,7 млн. т цемента. Были построены два  завода на востоке страны.

    После окончания Великой  Отечественной войны  восстановление цементных  заводов развивается  быстрыми темпами: уже  в 1950 г выпущено 10,2 млн. т цемента, а  через 5 лет, в 1955 г-22,5 млн. т.

    

    В 1947 г пущены первые печи вновь построенных  заводов. К 1966 г  построены  заводы Савинский, Алексеевский, Старооскольский, Топкинский, Катав-Ивановский, Камегнец-Подольский. 1966-1975 гг - период развития и совершенствования цементной промышленности. Созданы проекты и исследовательские институты: Гипроцемент, НИИцемент, Южгипроцемент. Организован выпуск специальных  видов цемента: сульфатостойкого, белого и декоративного, тампонажных цементов, дорожного и расширяющихся.

    С 1990 по 1995 гг наблюдается  спад производства, промышленность находилась в кризисном состоянии. Оснащенность цементной промышленности России оставалась устаревшей. Уровень производства снизился до 50 %. В настоящее время производство цемента восстановлено и около 80 % предприятий по производству цемента работают по мокрому споcобу.

    [4] 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    

    

1 ОБЩАЯ ЧАСТЬ

1. Обоснование разработки цеха помола цемента

 

    Промышленность  вяжущих материалов играет важную роль в создании материально-технической  базы страны. От темпов развития производства цемента зависит  масштабы капитального строительства, его  экономичность и  технический уровень, сроки возведения зданий и сооружений.

    На  многих предприятиях непрерывно модернизируется  технологическое  оборудование, возрастает единичная мощность производственных агрегатов  и заводов в  целом, внедряются автоматизированные системы управлениями технологическими процессами.

    В настоящее время  разработаны составы  и технологии получения  специальных видов  цементов. Исходя из этого проектируется  линия по производству тампонажных цементов. Производство осуществляется по мокрому способу  с высоким топливно-энергетическим комплексом.

    От  правильной организации  технологического процесса зависит качество цемента, поэтому  в данном проекте  предусматривается  разработка цеха помола по выпуску тампонажных  цементов для технологической  линии мокрого  способа производства

    Измельчение материалов оказывает  решающее влияние  на качество выпускаемых клинкера и цемента, поэтому подбор необходимого технологического оборудования в комплексе со вспомогательным обеспечит получение готового продукта в соответствии с требованиями ГОСТа.

[1] 
 
 
 
 

2. Выбор ассортимента, требования ГОСТа к цементам

 

    В соответствии с ГОСТ 1581-96 в проектируемом  отделении предусмотрен выпуск следующих  видов цементов:

    

      1) портландцемент  тампонажный с  минеральными добавками   для низких  и нормальных температур - ПЦТ -II -50;

      2) портландцемент  тампонажный   бездобавочный для  низких и нормальных  температур - ПЦТ  -I -50;

      3) портландцемент  тампонажный с  минеральными добавками  для умеренных  температур - ПЦТ  -II -100;

      4) портландцемент  тампонажный облегченный  для умеренных  температур - ПЦТ  -III -05 5 -100.

    По  вещественному составу  цементы подразделяются на следующие типы:

    I - тампонажный портландцемент бездобавочный;

    II-тампонажный цемент с минеральными добавками;

    III-тампонажный портландцемент со специальными добавками, регулирующими плотность цементного теста.

    В данном проекте цемент типа III выпускается облегченный.

    В зависимости от температуры  применения цементы  типа I, II, III предусмотрено выпускать для низких и нормальных температур (15-50 ÅС) и для умеренных температур (51-100 ÅС). К данным типам цемента требования по сульфатостойкости не предъявляются.

    Вещественный  состав цементов:

    - для типа  I -содержание клинкера составляет 100%, минеральные добавки не вводятся;

    - для типа  II -содержание клинкера должно находиться в пределах 80-94 %; количество минеральных добавок 6-20 %;

    - для типа  III -содержание клинкера -30-89 %, минеральные добавки отсутствуют. Предусмотрен ввод специальной добавки - облегчающей (в том числе природная пуццолановая) в количестве 11-70 % от массы цемента.

    Требования  к физико-механическим показателям, характеризующим  тампонажно-технические  свойства цементов предусмотрены  ГОМТом 1581-96.

    Прочность при изгибе в возрасте 1 суток для цементов типа I и II для низких и нормальных температур должны быть не менее 2,7 мПа; для цементов типа III -0,7 мПа.

    Тонкость  помола (остаток на сите № 008) по ГОСТ 66-13 для цементов типа I, II должна быть не более 12 %, удельная поверхность - не менее 270 м²/кг. Для облегченного цемента типа III тонкость помола должна составлять -10 %.

    

    Водоотделение для  I и II типов -8,7 мл, для III типа -7,5 мл. Растекаемость цементного теста непластифицированного для I и II типов составляет 200 мм, а пластифицированного для I и II типов -220 мм. Плотность цементного теста для облегченного цемента III типа составляет 1,50 г/см³.

    Потери  при прокаливании у цементов I типа должны быть равными 5 %. Массовая доля нерастворимого остатка для I типа - не более 5 %. Массовая доля оксида серы (SО₃) должны находиться в пределах 1,5-3,5 % для цементов типа I, II, III. Массовая доля хлор-иона (Сl^-)  для цементов типа I, II, III должна составлять 0,1 %.

    Тампонажные цементы предназначены  для изоляции нефтяных, газовых и специальных  скважин от проникания в них грунтовых  вод. Цементное тесто  для тампонирования скважин имеет  хорошую подвижность  при перекачивании  насосами и транспортировании  по трубопроводам, для  этого его приготавливают при повышенном водоцементном  отношении равном 0,4-0,5. Тампонажные цементы  обладают быстрым  ростом прочности  в начальные сроки  твердения, коррозийной  устойчивостью к  солевым растворам  в пресной воде, повышенной трещиностойкостью.

[10] 

3. Характеристика  клинкера и добавок

 

    Завершающей стадией производства цемента является процесс помола клинкера и добавок. Клинкер  представляет собой  гранулы шаровидной формы диаметром  до 50 мм. Его получают путем обжига до спекания сырьевой смеси во вращающихся печах. По химическому составу клинкер состоит, в основном, из (% по массе): СаО -64-67; SiO₂ -21-25, Al₂O₃ -4-8, Fe₂O₃ -2-4. Кроме того в состав клинкера входят (% по массе): 0,5-1 -щелочей (Na₂O +K₂O); 0.5-5 MgO; 0,1-0,3 TiO₂; 0,1-0,3 -P₂O₅.