Технологическая линия по производству кальциевой молотой извести

Министерство  образования Российской федерации

Пермский  государственный технический университет

Строительный  факультет

Кафедра строительных материалов и специальных  технологий 
 
 
 
 
 
 

КУРСОВОЙ  ПРОЕКТ

по  дисциплине  “Вяжущие вещества”

НА  ТЕМУ: Технологическая линия по производству кальциевой молотой извести. 
 
 
 
 

Выполнил  студент группы: ПСК-07-2

Соколов Александр Игоревич

Проверила: доцент, кандидат технических наук

Катаева Людмила Ивановна

Дата  выдачи задания на курсовой проект ______

Дата  защиты курсового проекта______________

Оценка  за курсовой проект__________________ 
 
 
 

ПЕРМЬ 2010 

Содержание:

Введение

1. Теоретический раздел
1. Вещественный, химический и минералогический состав вяжущего……………………4
2. Физико-химические процессы, происходящие при твердении вяжущего.    

        Температурные условия твердения  вяжущего……………………………………………...7                                                                    

3. Условия разрушения (коррозия) композита, на рассматриваемом  вяжущем.

 Области  применения продукта………………………………………………………………….10

4. Показатели качества сырьевых материалов……………………………………….. ……17
5. Показатели качества вяжущего:

Основные, вспомогательные и методы их определения……………………………………….18

6. Правила приёмки, маркировки, транспортирования и хранения продукта.

Гарантии  производителя…………………………………………………………………………30

2. Расчётно-проектый раздел
1. Расчетная функциональная технологическая схема производства продукта………….36
2. Расчет производственных шихт…………………………………………………………..37
3. Расчет производственной программы технологической линии………………………..38
4. Расчет удельных энергетических нагрузок и оценка эффективности                подобранного механического и теплотехнического оборудования по энергозатратам…...39
5. Подбор основного механического оборудования ………………………………….…...40

Список  литературы…………………………………………………………………………...41 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

   Введение 

   Известь получают путем обжига известняков  в специальных вращающихся или  шахтных печах. В зависимости  от состава сырья она бывает кальциевая, магнезиальная и доломитовая  первого, второго и третьего сортов. После обжига при температуре 1100...1200° до полного удаления углекислого газа происходит разложение углекислого кальция с выделением углекислого газа и образованием окиси кальция, или так называемой извести-кипелки, в виде кусков разного размера (комовой извести). Комовая известь делится на быстрогасящуюся с началом гашения не более 8 мин., среднегасящуюся — не более 25 мин. и медленногасящуюся (более 25 мин.). Для получения известкового теста комовую известь гасят. При правильном гашении получается высококачественное известковое тесто в большом количестве. Комовую известь хранят в сухом сарае на дощатом полу или в ящиках на расстоянии 50 см от земли. В сырых местах, постепенно впитывая влагу, известь гасится, превращаясь в пушенку (тонкий порошок), которая потом также гасится. Получается тесто. Лучше всего известь сразу погасить в тесто. При хороших условиях ее можно хранить в течение долгих лет. Вяжущие свойства ее в результате правильного хранения улучшаются. Для получения раствора известковое тесто смешивают с песком в определенных пропорциях и используют для кладки фундаментов под печи, головки труб (выше крыши), а также коренные трубы высотой до двух этажей. Кроме того, известковые растворы применяют при оштукатуривании печей и стен домов. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

   1.1. Вещественный, химический  и минералогический  состав вяжущего 

   Исходными материалами для производства воздушной  извести являются многие разновидности  известково-магнезиальных карбонатных  пород. Все они относятся к  осадочным породам. В состав известняков входят углекислый кальций СаСО₃ и небольшое количество различных примесей.

   Карбонат  кальция состоит из 56% СаО и 44% СО₂. Он встречается в виде двух минералов – кальцита и аргонита.

   Кальцит, или известковый шпат, кристаллизуется  в гексагональной системе. Его кристаллы имеют форму ромбоэдров. Истинная плотность кальцита 2,6-2,8г/см3; твёрдость по десятибалльной шкале – 3. Кальцит хорошо растворяется при обычной температуре в слабой соляной кислоте с выделением углекислого газа.

   Арагонит  – менее распространённый минерал, кристаллизуется в ромбической системе. Его истинная плотность 2,9-3г/см3, твёрдость – 3,5-4. При нагревании до 300-400оС арагонит превращается в кальцинит, рассыпаясь в порошок.

   Чистые  известково-магнезиальные породы –  белого цвета, однако они часто бывают окрашены примесями оксидов железа и углистыми примесями. Количество и вид примесей к карбонатным породам, размеры частей примесей, а также равномерность распределения их в основной массе в большей степени отражаются на технологии производства извести, выборе печей для обжига, оптимальной температуре и продолжительности обжига, а также на свойствах получаемого продукта. Обычно чистые и плотные известняки обжигают при 1100-1250оС. Чем больше карбонатная порода содержит примесей доломита, глины, песка, тем ниже должна быть оптимальная температура обжига для получения мягкообожжённой извести. Такая известь хорошо гасится водой и даёт тесто с высокими пластичными свойствами.

   Примеси гипса нежелательны. При содержании в извести даже около 0,5-1% гипс сильно снижает пластичность известкового теста. Значительно влияют на свойства и железистые примеси, которые уже при 1200^оС и более вызывают образование в процессе обжига легкоплавких эвтектик, способствующих интенсивному росту крупных кристаллов оксида кальция, медленно реагирующих с водой при гашении извести и вызывающих явления, связанные с понятием «пережог».

   Физико-механические свойства пород также отражаются на технологии извести. Для обжига в  высоких шахтных печах пригодны лишь те породы, которые характеризуются значительной механической прочностью (прочность на сжатие не менее 20-30МПа). Куски породы должны быть однородными, неслоистыми; они не должны рассыпаться и распадаться на более мелкие части во время нагревания, обжига и охлаждения.

   Рассыпаться во время обжига склонны крупнокристаллические известняки, состоящие из кристаллов кальцита размером 1-3мм. Мягкие разновидности известково-магнезиальных пород надо обжигать в печах, в которых материал не подвергается сильному измельчению. Известково-магнезиальные породы в зависимости от их химического состава являются сырьём для производства не только воздушной, но и гидравлической извести, а также портландцемента.

   В зависимости от химического состава  карбонатные породы делят на семь классов: А, Б, В, Г, Д, Е, Ж.

     Из сырья классов А и Б получают соответственно жирную (пластичную) и тощую     маломагнезиальную известь, из сырья классов В и Г – магнезиальную, из сырья классов Д и Е – доломитовую, а из сырья класса Ж – гидравлическую известь.

   По  структуре известняки делят на: кристаллические зернистые мраморовидные, плотные тонкозернистые, оолитовые, известковые туфы, известняки-ракушечники, мел, доломитизированные известняки и доломиты.

   Мрамор  по химическому составу - наиболее чистое сырьё. Однако в связи с высокими декоративными свойствами он используется в качестве отделочного материала, и поэтому в производстве извести, за редким исключением, не применяется.

   Плотные известняки имеют мелкозернистую кристаллическую  структуру, содержат обычно небольшое количество примесей и отличаются высокой прочностью. Их наиболее широко используют для получения извести.

   Мел – мягкая рыхлая горная порода, легко  рассыпающаяся на мелкие куски. Его  обычно обжигают лишь во вращающихся  печах, так как при обжиге в  шахтных печах он легко крошится, что нарушает процесс обжига.

   Известняковый туф отличается ноздреватым строением  и большой пористостью. Иногда его  используют для производства извести  во вращающихся и шахтных печах (в зависимости от прочности).

   Известняк-ракушечник состоит из раковин, сцементированных углекислым кальцием. Он представляет собой малопрочную горную породу, поэтому редко применяется для изготовления извести.

   Оолитовый известняк – горная порода, состоящая  из отдельных шариков карбоната  кальция, сцементированных тем же веществом.

   Доломитизированные  известняки и доломиты по своим физико-механическим свойствам сходны с плотными известняками. Иногда доломиты залегают в природе  в виде рыхлых скоплений. В доломитезированных известняках в качестве примеси  присутствует доломит СаСО₃ * MgCO₃. Теоретически доломит состоит из 54,27% СаСО₃ и 45,73% MgCO₃ или 30,41% СаО, 21,87% MgO и 47,72% СО₂. Истинная плотность доломита 2,85-2,95 г/см3. доломитовые породы почти нацело слагаются минералом доломитом с тем или иным содержанием глинистых, песчаных, железистых и тому подобных примесей.

   Средняя плотность известняков составляет 2400-2800 кг/м3, мела – 1400-2400 кг/м3.

   Влажность известняков колеблется в пределах 3-10%, а мела – 15-25%.[1]

   Сырьём  для производства воздушной извести могут служить не только специально добываемые для этой цели карбонатные породы, но и отходы при добыче известняков для нужд металлургической, химической, строительной и других отраслей промышленности. Для этой цели в ряде случаев используют побочные продукты в виде дисперсного карбоната кальция или гидроксида кальция (карбонатные отходы сахарного и содового производства, гидратная известь от производства ацетилена и др.). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

   1.2.Физико-химические  процессы, происходящие  при твердении вяжущего

   Температурные условия твердения  вяжущего 

   В зависимости от вида извести и  условий, в которых происходит её твердение, различают три типа твердения: карбонатное, гидратное и гидросиликатное.

   Карбонатное твердение.

   Твердение растворов на гашёной извести называется карбонатным твердением. Это твердение обусловлено протеканием двух процессов: кристаллизации Са(ОН)₂ при высыхании растворов и карбонизации гидроксида кальция по реакции:

   Са(ОН)₂ + СО₂ + nН₂О = СаСО₃ + (n + 1) Н₂О.

   Этот  процесс протекает в первую очередь в поверхностных слоях. Карбонизация глубинных слоёв длительна, поскольку, во-первых, количество СО₂ в атмосфере составляет лишь 0,04%, а, во-вторых, образующаяся плёнка СаСО₃ обладает низкой проницаемостью. Поэтому в центральной части хорошо уплотнённых растворов долгое время сохраняется значительное количество Са(ОН)₂. Испарение воды из раствора также способствует увеличению прочности. Образование СаСО₃ обуславливает повышение прочности и водостойкости изделий. Реакция между кварцевым заполнителем и Са(ОН)₂ при нормальных температурных условиях практически не протекает. Однако, если вместо песка в качестве заполнителя использовать активные добавки, наряду с образованием карбонатов возможно появление и гидросиликатов кальция, повышающих прочность растворов. Образованием значительного количества гидросиликатов, улучшающих сцепление вяжущего с заполнителем, и объясняется высокая прочность известково-цемяночных растворов. Заметное взаимодействие извести с кварцевым песком возможно также и при введении песка в тонкомолотом состоянии.