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 гидравлической комовой и молотой извести

Выполнила студентка группы ПСК-06-01

Жукова Ольга Олеговна

Проверил: Южаков Константин Николаевич

Пермь, 2009

1. Теоретический раздел

1.1 Вещественный, химический и минералогический состав гидравлической извести

Известь - вяжущий материал, получаемый обжигом и последующей переработкой известняка, мела и других известково-магнезиальных горных пород. Чистая известь плохо растворима в воде (около 0,1% при 20 °С); плотностью около 3,4 г/см3. В зависимости от содержания в породе MgO различают следующие виды извести: кальциевую (содержит до 5% по массе MgO), магнезиальную (5-20%) и доломитовую (20-40%).

По назначению в народном хозяйстве известь разделяют на строительную и технологическую. Первая используется для строительства, вторая - в технологических процессах, например для получения силикатного кирпича, силикатных бетонов, при выплавке стали и др.

По условиям твердения известь подразделяется на воздушную, твердеющую только в воздушно-сухой среде, и гидравлическую, способную твердеть, наращивать прочность и сохранять её как на воздухе, так и в воде.

Воздушную известь получают обжигом главным образом известняка с малым содержанием глины (до 8%) при 1100-1300 °С в шахтных или вращающихся обжиговых печах. При этом карбонаты, входящие в состав породы, разлагаются, например: СаСО3 на СаО + СО2.

В зависимости от способа обработки обожженного продукта получают негашеную комовую (кипелка), негашеную молотую и гашеную известь (гидратную, или пушонку), а также известковое тесто. Первая представляет собой смесь кусков различной величины образующихся после грубого помола продукта обжига. По химическому составу она состоит из СаО и MgO с небольшой примесью неразложившегося при обжиге СаСО3, а также из силикатов, алюминатов и ферратов Са. Негашеная молотая известь - продукт тонкого помола комовой извести. Гашеная известь - высокодисперсный сухой порошок, получаемый взаимодействия комовой или молотой негашеной извести с небольшим количеством воды или пара (процесс гашения), состоит преимущественно из Са(ОН)2 и Mg(OH)2 с примесью СаСО3. При гашении известь большим количеством воды образуется пластичная тестообразная масса, так называемое известковое тесто.

Воздушную известь применяют для изготовления вяжущих строительных растворов, предназначенных для кладки кирпича, искусственных камней и штукатурки, а также для получения известково-шлаковых, известково-пуццолановых и др. смешанных вяжущих.В смеси с красителями известь используется в качестве декоративного материала. Большое применение воздушная известь имеет при производстве строительных материалов, в химической промышленности и сельском хозяйстве.

Гидравлическая известь -- тонкомолотый продукт умеренного обжига при температуре 900...1100°С мергелистых известняков, содержащих 6...20% глинистых примесей. При обжиге мергелистых известняков после разложения углекислого кальция часть образующейся СаО соединяется в твердом состоянии с оксидами SiО₂; Аl₂О₃; Fe₂О₃, содержащимися в минералах глины, образуя силикаты 2CaO-SiО₂, алюминаты СаО-Аl₂О₃ и ферриты кальция 2CaO-Fe₂О₃, обладающие способностью твердеть не только на воздухе, но и в воде. Так как в гидравлической извести содержится в значительном количестве свободный оксид кальция СаО, то она, так же как и воздушная известь, гасится при действии воды, причем, чем больше содержание свободной СаО, тем меньше ее способность к гидравлическому твердению.

Кроме глинистых и песчаных примесей мергелистые известняки обычно содержат до 2...5% углекислого магния и другие примеси. Для производства гидравлической извести необходимо применять известняки с возможно более равномерным распределением глинистых и других веществ, так как от этого в значительной степени зависит качество получаемого продукта.

Для характеристики химического состава сырья, содержащего известняк и глину, а также готового вяжущего вещества обычно пользуются гидравлическим (или основным) модулем, т.е. отношением процентного содержания СаО к процентному содержанию кислотных оксидов:

Гидравлический модуль должен находиться в пределах 9 - 1,7. Чем ниже гидравлический модуль, тем более ярко выраженными гидравлическими свойствами обладает гидравлическая известь и тем меньше свободного СаО остаётся при обжиге. Чем выше гидравлический модуль, тем ближе известь к воздушной. Различают гидравлическую известь двух видов: слабогидравлическую с модулем 4,5-9 и сильногидравлическую с модулем 1,7-4,5. При гидравлическом модуле больше 9 получают воздушную известь, а если он меньше 1,7 -- романцемент. Гидравлическая известь по химическому составу должна соответствовать требованиям, указанным в таблице 1.

Таблица 1. Требования ГОСТ 9179-77 к химическому составу гидравлической извести

Химический состав	Норма для извести, %, по массе
	слабогидравлической	сильногидравлической
Активные СаО+MgO;
Не более	65	40
Не менее	40	5
Активный MgO, не более	6	6
CO2, не более	6	5

1.2 Физико-химические процессы, происходящие при твердении гидравлической извести. Температурные условия твердения

Твердение гидравлической извести сопровождается процессами, характерными для воздушного и гидравлического твердения. Вначале, как и при твердении воздушной извести, CaO гидратируется до Ca(OH)₂. В дальнейшем при влажном твердении постепенно гидратируются силикаты, алюминаты и ферриты кальция, образуя соответствующие гидраты в коллоидном и субмикрокристаллическом состоянии. С течением времени гидраты уплотняются, пронизываются кристаллическим Ca(OH)₂, образуя единый конгломерат. В связи с двойственным характером процессов, происходящих при твердении, рекомендуется комбинированный режим твердения гидравлической извести. Вначале необходимы воздушно-сухие условия, а затем влажные. Чем выше гидравлический модуль, тем длительнее нужно выдерживать изделия из извести при воздушно-сухих условиях твердения. В дальнейшем для более полного протекания процессов гидратации гидравлических составляющих более благоприятны влажные условия.

1.3 Условия разрушения (коррозии) композита на гидравлической извести. Области применения гидравлической извести

Низкая водостойкость извести всегда побуждала людей искать пути ликвидации этого недостатка. Еще в Древнем Риме был найден способ получения водостойкого вяжущего на основе извести. Помог римлянам в этом вулкан Везувий. Они обнаружили, что при добавлении вулканического пепла к извести образующаяся смесь после твердения на воздухе в течение 7… 14 дней далее могла твердеть в воде (более того, именно влажные условия были обязательны для набора прочности!). Это было первое гидравлическое вяжущее. Добавки из вулканических пород (пепла, туфа и т. п.) впоследствии получили название гидравлические или пуццолановые (по названию местечка у подножия Везувия, где они добывались). Римские постройки (мосты, акведуки, бани-термы и т. п.) на таких смешанных вяжущих сохранились до сих пор. В Древней Руси проблема придания извести водостойкости была решена несколько иным путем. Там в роли гидравлической добавки использовали молотый бой керамического кирпича; такую смесь на Руси называли цемянкой.

Другой путь получения водостойких вяжущих на основе извести также был найден очень давно. Он базировался на обжиге известняков, имеющих примесь глины от 6 до 20 %. В этом случае в обожженном продукте помимо СаО появлялись низкоосновные силикаты и алюминаты (например, 2СаО * Si02), способные к твердению в воде. Естественно, механизм твердения этих вяжущих был расшифрован только в XX веке. Все эти вяжущие в несколько измененном виде применяют до сих пор.

Романцемент (сокращенно римский цемент) -- старинное гидравлическое вяжущее, получаемое умеренным (не до спекания) обжигом известняков со значительной (более 20 %) примесью глины (например, известняковых мергелей). Температура обжига 1000…1200 “С. Состав продуктов обжига -- низкоосновные силикаты и алюминаты кальция, и некоторое количество свободных оксидов СаО и MgO. В отличие от гидравлической извести романцемент не гасится, а размалывается в тонкий порошок, который перед применением необходимо выдерживать на воздухе для гашения свободных оксидов, чтобы избежать неравномерности изменения объема вяжущего при твердении. В Европе и США такой цемент называют «натуральным цементом», подчеркивая этим, что он готовится из природных известняковых мергелей. В России романцемент начал применяться с XVIII в., но особенно активно с середины XIX до начала XX в. В настоящее время вновь появился интерес к романцементу и, в частности, как к материалу для реставрационных работ.

В настоящее время все виды извести имеют широкое применение в различных отраслях промышленности. В химической промышленности для получения хлорной извести, соды, нейтрализации кислот и кислых газов в промышленных сбросах и др. В металлургии (флюсы при выплавлении чугуна из железных руд), сахарном производстве (для очистки свекловичных соков), сельском хозяйстве (для известкования почв) и др. Кроме того, известь широко используется для производства строительных материалов, таких как силикатного кирпича и газосиликатных автоклавных изделий, сухих строительных смесей и бетонов.

Большое количество извести используется в качестве вяжущего для приготовления строительных растворов. Строительным раствором называют смесь вяжущего вещества, воды и мелкого заполнителя (песка).

Известковые растворы применяют при кирпичной и каменной кладках (кладочные растворы) и для отделки стен зданий (штукатурные растворы). При этом строительная воздушная известь используется для сооружений, не подвергающихся действию воды (например, надземных).

Гидравлическую известь применяют наряду с воздушной, но получают водостойкие строительные растворы. Гидравлическая известь используется для сооружения конструкций, находящихся во влажных эксплуатационных условиях - фундаментов и цоколей больших зданий, оросительных каналов; при изготовлении растворов для кладки и штукатурки в сухих и влажных условиях; при изготовлении известково-шлаковых и известково-зольных вяжущих.

В качестве вяжущего известь применяют в тонко измельченном виде. Тонкое измельчение ее достигается помолом в мельницах или гашением. Образование прочного камня при твердении известкового раствора на основе гашеной воздушной извести происходит вследствие высыхания геля гидрата окиси кальция и его последующей карбонизации за счет поглощения СО₂ из воздуха.

Способность затвердевать в воде гидравлической извести придают силикаты и алюмоферриты кальция, образующиеся при химическом взаимодействии СаО с Si02, A1203 и Fe203 при обжиге. Прочность раствора на основе гидравлической извести создается как за счет твердения и карбонизации окиси кальция, находящейся в составе гидравлической извести, так и за счет гидратации и твердения силикатов и алюмоферритов кальция. Поэтому строительные растворы на гидравлической извести в начале твердения выдерживают в течение 7-21 дней на воздухе.

Негашеную (комовую) известь применяют для производства: извести, негашеной молотой, гашеной гидратной (пушонки), известкового теста; автоклавных силикатных изделий из плотных и ячеистых бетонов; строительных растворов, применяемых для надземной кладки и штукатурки; известково-шлаковых, гипсоизвестковых и других вяжущих; известковых красок.

Негашеную молотую известь применяют: для производства автоклавных силикатных изделий из плотных и ячеистых бетонов; для строительных растворов, применяемых для надземной кладки и штукатурки; для производства известково-шлаковых, гипсоизвестковых и других вяжущих; для приготовления известковых красок; в качестве добавки к растворам для ускорения твердения (особенно при пониженных температурах).

Допускается применение негашеной молотой извести для производства после размола или гашения легкобетонных камней в смеси с цементами или добавками; для известково-гипсового раствора путем смешивания со строительным гипсом.

Негашеную молотую известь с активными минеральными добавками применяют для строительных растворов, используемых для надземной кладки и штукатурки. Кроме того, допускается применять ее для строительных растворов, используемых для кладки и штукатурки во влажных условиях.

Гашеную гидратную известь (пушонку) применяют: для производства автоклавных силикатных изделий из плотных и ячеистых бетонов; для строительных растворов, используемых для надземной кладки и штукатурки; для производства известково-шлаковых и других вяжущих; для приготовления известковых красок.

Негашеную молотую известь с добавкой карбонатных пород применяют для строительных растворов, используемых для надземной кладки и штукатурки. Гидравлическую известь применяют для строительных растворов, используемых для кладки и штукатурки во влажных условиях; для бетонов низких марок, для производства силикатного кирпича. Кроме того, допускается применение гидравлической извести для строительных растворов, используемых для надземной кладки и штукатурки, для производства известково-шлаковых, гипсоизвестковых и других вяжущих.

1.4 Сырьевые материалы для производства гидравлической извести: вещественный, химический и минералогический состав. Показатели качества сырьевых материалов. Правила приёмки, маркировки, транспортирования и хранения сырьевых материалов

Основным сырьем для производства комовой извести являются природные карбонатные породы (известняки).

В настоящее время принята точка зрения, что они состоят из четырех основных минералов. Карбонат кальция СаСО₃ существует в виде кальцита и арагонита, карбонат магния MgCO₃ именуется магнезитом, а СаMg(СО₃)₂ - доломитом.

В природе существует большое многообразие форм и типов известняка, обусловленных примесями и различными формами кристаллизации. Положение усугубляется еще и названиями. Например, мрамор и мел - разновидности карбонатной породы, имеющие такой же химический состав, что и известняк, состоит в основном из кристаллов кальцита, хотя их текстура, цвет, характер кристаллизации сильно различаются.

По химическому составу, довольно сильно влияющему на качество готовой продукции (извести) известняки разделяются на два наиболее важных типа - высококальциевые и доломитизированные. Чем выше содержание в известняке карбоната кальция, тем более высококачественная известь может быть выработана из него.

Качество карбонатных пород для производства извести в России регламентируется ОСТ 21-27-76 «Породы карбонатные для производства строительной извести». Основные требования этого документа приведены в таблице 2.

Наименование показателей	Классы карбонатных пород
	А	Б	В	Г	Д	Е	Ж
Содержание СаСО3, не менее, %	92	86	77	72	52	47	72
Содержание MgСО3, не более, %	5	6	20	20	45	45	8
Содержание глинистых примесей SiO2+Al2O3+Fe2O3, не более, %	3	8	3	8	3	8	20

При соблюдении требуемых теплотехнических условий обжига, из карбонатных пород, указанных в таблице, может быть получена известь следующих сортов по ГОСТ 9179-77:

Ш Из класса «А» - воздушная кальциевая 1 и 2-го сортов

Ш Из класса «Б» - воздушная кальциевая 2 и 3-го сортов

Ш Из класса «В» - воздушная магнезиальная 1 и 2-го сортов

Ш Из класса «Г» - воздушная магнезиальная 2 и 3-го сортов

Ш Из класса «Д» - воздушная доломитовая 1 и 2-го сортов

Ш Из класса «Е» - воздушная доломитовая 2 и 3-го сортов

Ш Из класса «Ж» - гидравлическая

Пригодность сырьевых материалов для производства вяжущих устанавливают на основе всестороннего технологического изучения и технико-экономического анализа организации производства в данном районе (способ производства, вид топлива, вид вяжущего). Качество сырьевой базы, правильный выбор состава сырьевой смеси предопределяют качество вяжущего, производительность печей, срок службы огнеупоров, удельный расход топлива и т. д.

При производстве гидравлической извести детальное изучение сырья имеет особое значение вследствие того, что в этих производствах сырьевые материалы не размалываются и не перемешиваются. Поэтому здесь, невозможны корректировка сырья и придание сырьевой массе должной однородности, как это бывает на ряде заводов по производству вяжущих веществ, работающих на искусственной сырьевой смеси. Применять искусственную сырьевую смесь при производстве гидравлической извести не рекомендуется, так как при этом усложняется производство и значительно повышается стоимость конечного продукта, отличающегося сравнительно невысокой прочностью.

1.5 Показатели качества продукта и методы их определения

Требования к важнейшим свойствам извести, применяемой в строительстве и промышленности строительных материалов, а также методы определения свойств содержатся в ГОСТ 9179--70 «Известь строительная».

Качество строительной воздушной извести определяется главным образом количеством содержащихся в ней активных СаО и MgO: чем выше содержание активных окислов, тем выше качество извести.

Известь воздушная негашеная без добавок подразделяется на три сорта: 1-й, 2-ой и 3-ий. В воздушной кальциевой негашеной извести 1-го сорта без добавок активных окислов CaO+MgO должно быть не менее 90%, 2-го сорта -- не менее 80% и 3-го сорта -- не менее 70%; в магнезиальной и доломитовой извести соответственно 85, 75 и 65%.

Известь кальциевая, магнезиальная и доломитовая негашеная молотая с добавками предусмотрена двух сортов: 1-ый и 2-ой. Содержание активных СаО + MgO должно быть не менее: 1-го сорта --64%, 2-го --52%

Полнота завершения процесса термической диссоциации карбонатов характеризуется содержанием в извести углекислоты (СО₂) и потерями при прокаливании (П.П.П.) При этом количество П.П.П. учитывает частичную гидратацию извести, которая может иметь место при длительном или небрежном хранении комовой извести. Содержание СО₂ в негашеной кальциевой извести должно быть не более: 1-го сорта -- 3%, 2-го -- 5% и 3-го -- 8%; в магнезиальной и доломитовой извести соответственно 5, 8 и 11%. Содержание П. П. П. в кальциевой извести не более: 1-го сорта -- 5%, 2-го -- 7% и 3-го--10%; для магнезиальной и доломитовой извести соответственно 7, 10 и 13%.

Тонкость помола извести должна соответствовать остатку частиц не более: на сите № 02--1,0%, № 008-- 10%. Предел прочности при сжатии образцов из слабогидравлической извести через 28 суток комбинированного хранения (7 суток во влажном воздухе и 21 сутки в воде) не менее 20 кГ/см², из сильногидравлической извести через 7 суток -- не менее 10 кГ/см², через 28 суток -- не менее 50 кГ/см²

Определение суммарного содержания активных окисей кальция и магния в кальциевой извести. Навеску массой 1г помещают в коническую колбу вместимостью 250 мл, наливают 150 мл дистиллированной воды, добавляют 3-5 стеклянных бус или оплавленных стеклянных палочек длиной 5-7 мм, закрывают стеклянной воронкой или часовым стеклом и нагревают 5-7 мин до температуры кипения. Раствор охлаждают до температуры 20-30°С, промывают стенки колбы и стеклянную воронку (или часовое стекло) кипяченой дистиллированной водой, добавляют 2-3 капли 1%-ного спиртового раствора фенолфталеина и титруют при постоянном взбалтывании 1 н раствором соляной кислоты до полного обесцвечивания раствора. Титрование считают законченным, если в течение 8 мин при периодическом взбалтывании раствор останется бесцветным.

Титрование следует производить медленно, добавляя кислоту по каплям.

Содержание активных окисей кальция и магния А в процентах для негашеной извести вычисляют по формуле

, где

V - объем раствора 1 н соляной кислоты, пошедший на титрование, мл;

T_CаO - титр 1 н раствора соляной кислоты, выраженный в г СаО;

Q - масса навески извести, г.

Определение температуры и времени гашения извести. Для определения температуры и времени гашения извести используют бытовой термос вместимостью 500 мл.

Массу навески извести m в граммах рассчитывают по формуле

, где

А - содержание активных окисей кальция и магния в извести, %.

Массу навески m помещают в термосную колбу, вливают 25 мл воды, имеющей температуру 20°С, и быстро перемешивают деревянной отполированной палочкой. Колбу закрывают пробкой с плотно вставленным термометром на 100°С и оставляют в покое. Ртутный шарик термометра должен быть полностью погружен в реагирующую смесь. Отсчет температуры реагирующей смеси ведут через каждую минуту, начиная с момента добавления воды. Определение считают законченным, если в течение 4 мин температура не повышается более чем на 1°С.

За время гашения принимают время с момента добавления воды до начала периода, когда рост температуры не превышает 0,25°С в минуту.

Определение содержания непогасившихся зерен. В металлический сосуд цилиндрической формы вместимостью 8-10л наливают 3,5-4л нагретой до температуры 85-90°С воды и всыпают 1кг извести, непрерывно перемешивая содержимое до окончания интенсивного выделения пара (кипения). Полученное тесто закрывают крышкой и выдерживают 2 ч, затем разбавляют холодной водой до консистенции известкового молока и промывают на сите с сеткой N 063 слабой непрерывной струей, слегка растирая мягкие кусочки стеклянной палочкой с резиновым наконечником. Остаток на сите высушивают при температуре 140-150°С до постоянной массы. Содержание непогасившихся зерен Н.З. в процентах вычисляют по формуле

, где

m - остаток на сите после высушивания, г.

Определение температуры и времени гашения извести. Для определения температуры и времени гашения извести используют бытовой термос вместимостью 500 мл.

Массу навески извести m в граммах рассчитывают по формуле

, где

А - содержание активных окисей кальция и магния в извести, %.

Массу навески m помещают в термосную колбу, вливают 25мл воды, имеющей температуру 20°С, и быстро перемешивают деревянной отполированной палочкой. Колбу закрывают пробкой с плотно вставленным термометром на 100°С и оставляют в покое. Ртутный шарик термометра должен быть полностью погружен в реагирующую смесь. Отсчет температуры реагирующей смеси ведут через каждую минуту, начиная с момента добавления воды. Определение считают законченным, если в течение 4 мин температура не повышается более чем на 1°С.

За время гашения принимают время с момента добавления воды до начала периода, когда рост температуры не превышает 0,25°С в минуту.

Определение равномерности изменения объема извести. Равномерность изменения объема извести определяют по ГОСТ 310.3 со следующими изменениями. Образцы-лепешки готовят из смеси извести и портландцемента по ГОСТ 10178.

Массу навески извести 30-40г затворяют водой до консистенции теста и охлаждают до температуры 25-30°С, затем добавляют 30-40г цемента, доливают воду и перемешивают до образования теста нормальной густоты. За нормальную густоту теста принимают такую его консистенцию, при которой пестик прибора Вика, погруженный в кольцо, заполненное тестом, не доходит до пластины 7-11мм. Форма и размеры кольца должны соответствовать указанным на рис. 1. Полученное тесто делят на две равные части для приготовления лепешек толщиной 0,7-0,8 см и диаметром 6-7 см.

Рис. 1.

Лепешки выдерживают в ванне с гидравлическим затвором в течение (24 +- 2) ч. Затем вместе с пластиной переносят в бачок на решетку для пропаривания, расположенную на расстоянии не менее 3 см над уровнем воды.

Воду в бачке доводят до кипения, которое поддерживают в течение 2 ч.

Через час производят осмотр образцов. Если обнаруживают признаки неравномерности изменения объема, то испытание прекращают.

Известь считают соответствующей требованию равномерности изменения объема, если на поверхности лепешек не обнаружится радиальных трещин, доходящих до краев, или сетки мелких трещин, а также каких-либо искривлений, увеличения объема и образования непрочной рыхлой структуры лепешек.

1.6 Анализ существующих технологических схем производства продукта

Производство гидравлической извести включает следующие основные операции: добычу и подготовку мергелистого известняка его обжиг и помол. Добывают, дробят и сортируют мергелистый известняк теми же способами и с помощью таких же механизмов, и при производстве воздушной извести. Обжигают мергелистый известняк в зависимости от его состава и структуры при температуре 900--1100° С. Температура обжига тем ниже, чем больше в сырье глинистых и магнезиальных примесей. При обжиге мергелисты известняков, как и при обжиге воздушной извести, углекислые кальций и магний разлагаются, происходит также взаимодействие между этими соединениями и окисями кальция и магния и песчаными и глинистыми примесями. Эти реакции проходят главным образом в твердом состоянии.

В результате обжига сырья при температуре 900--1100° С получается продукт, состоящий обычно из свободной окиси кальция, неразложившегося углекислого кальция, а также р-двухкальциевого силиката (P-C2S), образующегося преимущественно при взаимодействии СаС03 с примесями тонкодисперсного кварца. При наличии в исходном сырье углекислого магния обжиг приводит к образованию, кроме указанных соединений, также СаО * MgO * Si02 и свободной окиси магния. Гидравлическая активность извести и прочность при твердении прямо зависят от наличия железистых соединений и отчасти сульфата кальция.

Для обжига гидравлической извести применяют главным образом шахтные печи с выносными полугазовыми топками или топками полного сгорания. Применяют также и вращающиеся печи. Расход условного топлива при обжиге гидравлической извести ниже, чем при обжиге воздушной, и составляет обычно для шахтных печей 12--14% массы готового продукта.

Обожженную известь дробят и затем измельчают в мельницах обычно до остатка на сите № 008 не более 5--7%.Гидравлическую известь отгружают потребителю в цементовозах, контейнерах или в бумажных битуминизированных мешках.

При схватывании и твердении молотой гидравлической извести протекают физико-химические процессы, характерные для твердения молотой негашеной извести, с одной стороны, и гидравлических вяжущих веществ, с другой. Вначале, как и при воздушном твердении молотой негашеной извести, содержащаяся в гидравлической извести окись кальция гидратируется в Са(ОН)₂. Затем при твердении во влажной среде силикаты, алюминаты и ферриты кальция постепенно гидратируются, образуются соответствующие гидраты в субкристаллическом гелевидном состоянии. Протекающие при этом физические процессы, как и при твердении других гидравлических вяжущих веществ, способствуют их постепенному уплотнению и росту прочности.

Специфические свойства этой извести обусловливают необходимость обеспечивать вначале воздушно-сухие условия твердения, а затем -- влажные (для гидратации силикатов, алюминатов и ферритов кальция). При этом, чем больше в извести свободной окиси кальция, тем более продолжительным должно быть начальное твердение в воздушной среде.

1.7 Правила приемки, маркировки, транспортировки и хранения продукта. Гарантии производителя

Известь должна быть принята отделом технического контроля предприятия - изготовителя. Известь принимается и отгружается партиями. Размер партии устанавливается в зависимости от годовой мощности предприятия в следующем количестве:

200 т - при годовой мощности до 100 тыс. т;

400 т - при годовой мощности св. 100 до 250 тыс. т;

800 т - при годовой мощности св. 250 тыс. т.

Допускается приемка и отгрузка партий и меньшей массы.

Массу поставляемой извести определяют взвешиванием в транспортных средствах на железнодорожных и автомобильных весах. Массу извести, отгружаемой в судах, определяют по осадке судна.

Предприятие-изготовитель производит приемку и паспортизацию продукции и назначает вид и сорт извести на основании данных заводского технологического контроля производства и данных текущего контроля отгружаемой партии.

Журналы с данными текущего контроля отгружаемой партии, используемые для приемки продукции, должны быть пронумерованы и опечатаны гербовой печатью.

Заводской технологический контроль производства осуществляют в соответствии с технологическим регламентом.

Текущий контроль качества отгружаемой партии осуществляют по данным испытания общей пробы. Общую пробу составляют не менее чем за две смены работы предприятия и не менее чем из восьми разовых проб. Пробы отбирают для комовой извести - от транспортных средств подачи продукции на склад, для порошкообразной - от каждой мельницы или гидратора, работающих в данный силос. Общую пробу для комовой извести составляют массой 20 кг, порошкообразной - 10 кг. Отбор разовых проб осуществляют равномерно и в равных количествах. Общую пробу комовой извести измельчают до размеров кусков не более 10 мм.

Пробы, отобранные для текущего контроля отгружаемой партии, тщательно смешивают, квартуют и делят на две равные части. Одну из этих частей подвергают испытаниям для определения показателей, предусмотренных стандартом, другую - помещают в герметически закрываемый сосуд и хранят в сухом помещении на случай необходимости контрольных испытаний.

Контрольную проверку качества извести осуществляют государственные и ведомственные инспекции по качеству или потребитель, применяя при этом указанный порядок отбора проб.

От каждой партии отбирают общую пробу, получаемую объединением и тщательным смешением разовых проб. Общая проба для комовой извести составляет 30 кг, для порошкообразной - 15 кг.

При отгрузке извести навалом пробу отбирают в момент погрузки или выгрузки, при отгрузке извести в таре - со склада готовой продукции или при разгрузке у потребителя.

При поставке извести навалом в вагонах пробу отбирают равными долями из каждого вагона; при поставке извести автомобильным транспортом - равными долями от каждых 30 т извести; при поставке извести в мешках - равными долями из 10 мешков, отобранных случайным образом от каждой партии; при поставке водным транспортом - с транспортных лент или другого вида погрузочно-разгрузочных средств.

Отобранную общую пробу извести подвергают испытаниям для определения показателей, предусмотренных настоящим стандартом.

При контрольной проверке качества известь должна соответствовать всем требованиям настоящего стандарта для данного вида и сорта.

Комовую известь отгружают навалом, порошкообразную - навалом или в бумажных мешках по ГОСТ 2226. Допускается с согласия потребителя применять четырехслойные бумажные мешки.

Для определения средней массы мешков брутто одновременно взвешивают 20 мешков с известью, отобранных случайным образом, и результат делят на 20. Среднюю массу мешка нетто определяют, вычитая из массы брутто среднюю массу нетто мешка. Отклонение средней массы мешков с известью нетто от указанной на упаковке не должно превышать ±1кг.

Изготовитель одновременно с отгрузочными реквизитами обязан направлять каждому потребителю извести паспорт, в котором должны быть указаны:

· название предприятия-изготовителя и (или) его товарный знак;

· дата отгрузки извести;

· номер паспорта и партии;

· масса партии;

· полное наименование извести, ее гарантированный вид и сорт, показатели соответствия продукции требованиям настоящего стандарта;

· время и температура гашения;

· вид и количество добавки;

· обозначение стандарта, по которому поставляется известь.

Кроме того, в каждую транспортную единицу должен быть вложен ярлык, в котором указывают: название предприятия-изготовителя и (или) его товарный знак, полное наименование извести, ее гарантированный вид и сорт, обозначение стандарта, по которому поставляется известь.

При отгрузке извести в бумажных мешках на них должно быть обозначено: название предприятия и (или) его товарный знак, полное наименование извести, ее гарантированный вид и сорт, обозначение стандарта, по которому поставляется известь.

Допускается замена всех обозначений на мешках цифровыми кодами, согласованными с потребителем.

При отгрузке извести одного наименования и сорта повагонными поставками в бесперевалочном железнодорожном сообщении допускается наносить маркировку только на мешки, уложенные у дверей вагона с каждой стороны в количестве не менее четырех.

Изготовитель обязан поставлять известь в исправном и очищенном транспортном средстве.

При транспортировании и хранении известь должна быть защищена от воздействия влаги и загрязнения посторонними примесями.

Известь транспортируют всеми видами крытого транспорта в соответствии с правилами перевозки грузов, действующими на данном виде транспорта. Допускается с согласия потребителя поставка комовой извести в цельнометаллических полувагонах и открытых автомашинах при условии сохранения ее качества и принятия необходимых мер против распыления и воздействия атмосферных осадков.

Известь следует хранить и транспортировать раздельно по видам и сортам.

Изготовитель гарантирует соответствие извести требованиям настоящего стандарта при соблюдении условий ее транспортирования и хранения.

Гарантийный срок хранения извести - 30 сут. со дня ее отгрузки потребителю.

2. Расчетно-проектный раздел

2.1 Выбранная расчетная технологическая схема производства гидравлической извести

В курсовом проекте принят сухой способ производства комовой извести, то есть все операции выполняют, используя материалы естественной влажности. В качестве сырья используется обычный известняк с содержанием СаСО₃ (86%) и карьерной влажностью W=5,5%, то есть не возникает необходимость дополнительно сушить сырье или размачивать его водой (как при мокром способе производства). Со склада сырья известняк поступает в промежуточный бункер, с которого попадает на виброгрохот для отсева кусков менее 50мм. Отсеянная мелочь известняка накапливается в бункере отходов, из которого она вывозится автотранспортом на склад отходов известняка. Очищенная фракция известняка наклонным ленточным транспортером подается на горизонтальный ленточный транспортер с плужковыми сбрасывателями и далее в приемные бункера печей. Из бункера определенная фракция известняка автоматическим дозатором подается в ковш скипового подъемника и далее загружается в шахтную печь.

В печи известняк, по мере опускания, подвергается нагреванию до 1000--1200° С и разлагается на СаО и СО₂. известь, охлажденная в нижней части печи, через выгрузочный механизм поступает на общий для всех печей пластинчатый транспортер. Пластинчатый транспортер подает комовую известь в молотковую дробилку, где она измельчается до размера кусков менее 25мм и ковшовым элеватором загружается в бункер. Из бункера дробленая известь тарельчатым питателем равномерно загружается в шаровую мельницу. Молотая известь из мельницы забирается пневматическим насосом и транспортируется на силосный склад молотой извести, откуда она направляется потребителю автомобильным или железнодорожным транспортом.



2.2 Расчет производственных шихт

Исходной величиной при расчете является заданная годовая производительность предприятия по выпуску молотой извести: G = 35000 т/год.

Расчетный фонд времени работы технологического оборудования (в часах), на основании которого рассчитывается производственная мощность цеха, определяется по формуле:

гдеN - количество рабочих дней в году

n - количество смен

t - количество часов в смену

k₁ - коэффициент, учитывающий простои связанные с текущим ремонтом оборудования (k₁=0,9…0,95 - для оборудования работающего с перерывами; k₁ = 0,85…0,9 - для оборудования работающего непрерывно)

k₂ - коэффициент, учитывающий простои связанные с плановыми остановками на ремонт (k₂=0,9)

1. Приемное отделение: N = 262; n = 1; t = 8; k₁ = 0,95; k₂ = 0,9

Т = = 1792 ч.

2. Сортировочное отделение: N = 262; n = 1; t = 8; k₁ = 0,95; k₂ = 0,9

Т = = 1792 ч.

3. Обжиговое отделение: N = 365; n = 3; t = 8; k₁ = 0,9; k₂ = 0,9

Т = = 7096 ч.

4. Дробильное отделение: N = 365; n = 3; t = 8; k₁ = 0,9; k₂ = 0,9

Т = = 7096 ч.

5. Помольное отделение: N = 365; n = 3; t = 8; k₁ = 0,9; k₂ = 0,9

Т = = 7096 ч.

6. Склад: N = 365; n = 3; t = 8; k₁ = 0,9; k₂ = 0,9

Т = = 7096 ч.

Режим работы проектируемого предприятия

Наименование цехов, отделений	Кол-во рабочих дней в году	Кол-во смен в сутки	Длительность рабочей смены, час	Годовой фонд времени работы технологического оборудования, час
Приемное отделение Сортировочное отделение Обжиговое отделение Дробильное отделение Помольное отделение Склад	262 262 365 365 365 365	1 1 3 3 3 3	8 8 8 8 8 8	1792 1792 7096 7096 7096 7096

Обжиг в шахтной печи:

Дано: W = 5,5 % MgCO3 = 6,5 % Примеси инертные = 7,5 % Недожог = 4 % mкон. сух. = 35495	Решение: mпримесей = m = 35495 - 4082 = 31413 m (MgO) = m (CaO) = 31413 - 2042 = 29371 x 29371 CaCO3 > CaO + CO2 x = =52448 100 56 y 2042 Mg CO3 > MgO + CO2 y = = 4288 84 40 mсух.= m (CaCO3) + m (Mg CO3) + mпримесей = =52448 + 4288 +4082 = 60818 т/год
mнач. вл. - ?

2.3 Расчет производственной программы технологической линии

Исходя из выбранной технологической схемы, производим расчет производственной программы, т.е. определяем годовую и часовую производительность продукта и его компонентов, приходящуюся на технологическое оборудование, с учетом потерь.

При расчете принимаем за исходные значения:

Производительность предприятия по выпуску молотой извести должна составлять 35000 тонн в год.

Механические потери распределяем таким образом, чтобы их общая сумма условно не превышала 3% в год. Физико-химические соответственно влажности компонентов.

Находим часовую производительность продукта и его компонентов, приходящуюся на технологическое оборудование.

Отражаем все данные в таблице.

Подбираем технологическое оборудование с учетом полученной производительности.

Наименование операции	Ед. изм.	Плотность т/м3	Потери %	Производительность
				В час	В смену	В сутки	В год
Склад	т	1,7		4,93	39,46	118,38	35000
	м3			2,90	23,21	69,63	20588
Транспортировка на склад пневмовинтовым насосом	т	1,7	0,5	4,96	39,66	118,97	35176
	м3			2,92	23,33	69,98	20692
Помол в шаровой мельнице	т	1,7		4,96	39,66	118,97	35176
	м3			2,92	23,33	69,98	20692
Бункер	т	1,7		4,96	39,66	118,97	35176
	м3			2,92	23,33	69,98	20692
Подача в бункер ковшовым элеватором	т	1,7	0,5	4,98	39,86	119,57	35353
	м3			2,93	23,45	70,34	20796
Молотковая дробилка	т	1,7		4,98	39,86	119,57	35353
	м3			2,93	23,45	70,34	20796
Подача в дробилку пластинч. транспортером	т	1,7	0,5	5,00	40,02	120,05	35495
	м3			2,94	23,54	70,62	20879
Обжиг в шахтной печи	т	1,7		9,04	72,34	217,01	64163
	м3			5,32	42,55	127,65	37743
Подача в печь скиповым подъемником	т	1,8	0,5	9,09	72,70	218,10	64485
	м3			5,05	40,39	121,17	35825
Бункер	т	1,8		35,98	287,88	287,88	64485
	м3			19,99	159,93	159,93	35825
Подача в бункер ленточным траспортером	т	1,8	0,5	36,17	289,33	289,33	64809
	м3			20,09	160,74	160,74	36005
Отсев мелкой фракции на вибрационном грохоте	т	1,8	15	42,55	340,38	340,38	76246
	м3			23,64	189,10	189,10	42359
Подача на грохот пластинчатым питателем	т	1,8	0,5	42,76	342,09	342,09	76629
	м3			23,76	190,05	190,05	42572
Приемный бункер	т	1,8		42,76	342,09	342,09	76629
	м3			23,76	190,05	190,05	42572

2.4 Подбор основного механического оборудования

,

где К - коэффициент использования оборудования;

N_факт - фактическая производительность;

N_ном - номинальная производительность.

Пластинчатый питатель СМК - 351:

Габаритные размеры, м:

длина8,8

ширина3,3

высота2,1

Масса, т 10

Мощность электродвигателя, кВт5,5

Производительность, м³/ч31

Грохот вибрационный ГВЛ-1250:

Количество сит 2

Полезная площадь сит, м² 6,5

Габаритные размеры, м:

длина 3,1

ширина 2,3

высота1,9

Масса, т2

Мощность электродвигателя, кВт4

Производительность, т/ч40

Ленточные транспортер ЛК-500:

Расстояние между осями барабанов, м1

Ширина ленты, мм 0,4

Габаритные размеры, м:

длина

ширина1

высота0,5

Мощность электродвигателя, кВт5,5

Производительность, м³/ч30

Максимальный угол подачи25^о

Шахтная пересыпная печь:

Расход тепла на 1 кг извести, кДж3530 - 5030

Расход условного топлива, % от массы извести12 - 17

Удельный расход электроэнергии, кВтч/т10

Производительность, т/сут300

Молотковая дробилка МПС-600М:

Размер кусков до измельчения, мм150

Размер измельченного продукта, мм0 - 25

Габаритные размеры, м:

длина 1,85

ширина0,85

высота1,37

Масса дробилки, т1,7

Мощность электродвигателя, кВт 22

Производительность, т/ч 5,5

Конусная шаровая мельница:

Размер цилиндрической части, м:

длина 1,8

диаметр 0,55

Масса, т15,43

Мощность электродвигателя, кВт40

Производительность, т/ч 6

Пневмовинтовой насос ТП-1

Производительность, т/ч 7

Дальность подачи (приведенная), м 230

Высота подъема, м 30-50

Масса, т0,51

Мощность привода шнека, кВт15

Расчет емкости бункеров.

G - производительность, м³/ч

t - время запаса (2ч перед механическим оборудованием, 4ч - перед тепловым)

k_з - коэффициент запаса бункера, равный 0,9.

= 52,8 м³ > 3х3х5,9 м

= 88,8 м³ > 4 х4х5,5м

= 6,5 м³ > 1,5х1,5х2,9 м

Cклад готового продукта (силос)

Рассчитываем V силосов на 10 дней:

=696 м³

Примем количество силосов равное 4.

d принимаем равным 5 м.

2.6 Расчет расхода энергоресурсов технологического оборудования

где W_г - годовой расход электроэнергии

T_гi - годовой фонд чистого рабочего времени

N_i - номинальная мощность оборудования

Пластинчатый питатель:W_г = 5,5 1792 = 9856 кВтч

Грохот вибрационный:W_г = 4 1792 = 7168 кВтч

Ленточные транспортер:W_г = 5,5 1792 = 9856 кВтч

Шахтная печь:W_г = 10 64485 т = 644850 кВтч

Молотковая дробилка:W_г = 22 7096 = 156112 кВтч

Конусная шаровая мельница:W_г = 40 7096 = 283840 кВтч

Пневмовинтовой насос:W_г = 15 7096 = 106440 кВтч

= 1218122 кВтч

Список использованной литературы

1. Сапожников М.Я. «Механическое оборудование предприятий строительных материалов, изделий и конструкций». «Высшая школа», 1971

2. Волженский А.В. Минеральные вяжущие вещества. Стройиздат, 1979

3. Монастырев А.В. Производство извести. «Высшая школа», 1971

4. ГОСТ 22688-77

5. ГОСТ 9179-77