Технологическая схема

Технологическая схема производства портландцемента по мокрому способу

Добыча известняка, глины, лёсса, мягких мергелей производится экскаватором. Сырье отправляется на завод, подвергается дроблению, готовится сырьевая смесь (шлам). В глиноболтушках (d = 12м; G = 30 - 50м³/ч) распускаются глинистые материалы, шлам насосами перекачивают в шламбассейны, затем он поступает в мельницы для тонкого помола и совместного измельчения с известняком. Мягкие породы перерабатываются в шлам сразу в карьере в глиноболтушках или роторных мельницах "Гидрофол" и с помощью гидротранспорта перекачиваются на завод.

Приготовление сырьевой смеси включает следующие операции: дробление известняка, глины и добавок, дозирование, совместный тонкий помол и смешение компонентов, корректирование шлама и его хранение.

При приготовлении 1т ПЦ приходится измельчать до 3т сырья, угля и клинкера, на что расходуется до 80% общего количества энергии.

По конечному размеру частиц, получаемых при измельчении, дробление условно можно разделить:

1. Грубое дробление - в поперечнике ~ 100 мм.

2. Среднее дробление - в поперечнике ~ 10 - 100 мм.

3. Тонкое дробление - в поперечнике ~ 10 - 0,5 мм.

4. Тонкое измельчение (помол) зерна < 0,5 мм.

Дробление осуществляется в дробилках, помол - в мельницах, при мокром помоле влажность шлама 36 - 42%.

Сырье измельчают до степени, характеризуемой обычно остатком на сите № 008 не более 5 - 10% в аппаратах на проход или по замкнутому циклу.

Известняк подвергают трехступенчатому дроблению:

1. Щековые дробилки (ЩД), конусные дробилки (КД) измельчают материалы до размеров кусков 30 - 40 мм, степень измельчения i = 4 - 7%; G = 400 - 700 т/ч.

2. Молотковые дробилки (МД), конусные дробилки (КД) измельчают материалы до размеров кусков d = 6 - 5 мм; i = 15 - 20%; i_мд = 10 - 25%; G_кд = 300 - 3000 т/ч.

3. МД, короткоконусные дробилки, d ? 10 - 12 мм в замкнутом цикле.

Затем переходят на двухступенчатое:

сd_кон = 0-25 мм; Q = 200-1000 т/ч.

Мягкие породы измельчают в валковых дробилках различных конфигураций. Для совместного помола в открытом цикле используют трубчатые двухкамерные мельницы: G = 35 - 40 и 70 - 80т/ч до ; q = 20 кВт·ч/т. Известняк и глину измельчают в шаровых мельницах с введением корректировочных добавок. В качестве классификатора шлама применяют виброгрохоты, сепараторы и гидроциклоны. Для мокрого помола по известняку используют стержневые мельницы МСЦ-46-60 с G = 350 - 400 т/ч до с последующим помолом с глиняным шламом в ШБМ (шаровой мельнице). В зависимости от прочности материала подбирают и дробилку, и мельницу.

По прочности различают материалы:

1. Особотвёрдые, R_сж = более 100 МПа.

2. Твёрдые, R_сж = 100 - 50 МПа.

3. Средней твёрдости, R_сж = 50 - 10 МПа.

4. Мягкие, R_сж = менее 10 МПа.

Для измельчения особотвёрдых и твёрдых материалов используются конусные и шаровые дробилки, материалы средней прочности измельчают молотковыми и валковыми дробилками.

Необходимо выбрать оптимальное оборудование для дробления и помола в зависимости от твёрдости и влажности, прочности и вязкости и др. свойств исходного материала. Для мокрого измельчения известняков даже значительной прочности отдельно или совместно с глиной предназначены мельницы "Гидрофол".

Корректировка состава шлама: при смешивании известняка и глины не всегда удаётся сразу получить шлам требуемого химического состава. Поэтому периодически 1 раз в час ведут контроль содержания CaCO₃ (титр) в шламе с проверкой КН (коэффициент насыщения) и одному из модулей (n или p), корректировка производится в горизонтальных шламбассейнах. Из шаровой мельницы шлам насосами перекачивают в один из горизонтальных шламовых бассейнов. В этот же бассейн подают шлам с заведомо низким (или высоким) содержанием CaCO₃, после тщательного смешения проверяют титр, устанавливают необходимое соотношение сырьевых компонентов и затем шлам перекачивают в следующий бассейн и проверяют титр смешанного шлама. Шлам годен для обжига, если его титр соответствует заданному.

Бесперебойную работу печи обеспечивают необходимым запасом шлама. Важной характеристикой шлама является текучесть, с минимальным количеством воды шлам должен нормально протекать по шламопроводам в печь обжига.

Обжиг сырьевой смеси производится во вращающихся печах d х L = 4,5х170; 51х85; 7х230 (м) с производительностью соответственно 1200, 1800, 3000 т/сут клинкера. Уклон печи 3 - 4°, частота вращения n = 0,5-1,2 об/мин.

В печной агрегат входят: распределительный бак шлама, шламовый питатель, печь, пылеосадительная камера, электрофильтры для очистки дымовых газов, дымосос, вентилятор для подачи в печь смеси воздуха с угольным порошком, колосниковый холодильник переталкивающего типа, встроенные теплообменники в виде цепных завес и др. Из распределительного бака ковшовым питателем шлам подаётся в печь с холодного высокого конца печи. С противоположной стороны печи вентилятором нагнетают пылевоздушную угольную смесь из углеподготовительного отделения. Газы из печи с t = 150 - 200°C через пылеосадительную камеру поступают в горизонтальные электрофильтры со степенью очистки до 98% (0,09 г/м³ пыли). Очищенные газы дымососом выбрасываются в атмосферу. Уловленная пыль или возвращается в печь, или используется как местное вяжущее. Из печи клинкер выходит при температуре 1000 - 1100°С. В колосниковом холодильнике температура клинкера на выходе составляет 30 - 50°С. Нагретый воздух из первого отделения холодильника направляется в зону горения топлива. Клинкер из холодильника попадает на грохот и далее в дробилку и бункер. Измельченный клинкер хранится на складе с пятисуточным запасом, где свободная CaO гасится влагой воздуха.

Расчет сырьевой смеси

Вычисляем химический состав сырьевой смеси и клинкера (табл.2): k=1,5619; КН=0,95; n=2,0.

Полученные значения коэффициента насыщения и силикатного модуля показывают, что расчёт сырьевой смеси произведён правильно.

Минералогический состав клинкера