Министерство образования и науки Российской Федерации

Ростовский Государственный Строительный Университет

Кафедра технологии вяжущих веществ, бетонов и строительной керамики

Пояснительная записка к курсовому проекту

По теме:

«Производство портландцемента сухим способом в городе Магнитогорск»

Выполнил:

Студент группы ПСМ-297

Сиомикова А.Е.

Проверил:

Доцент кафедры ТВВБиСК

Шляхова Е.А.

г. Ростов-на-Дону

2012г.

Содержание

Введение

1. Сырьевые материалы для производства портландцемента

2. Основные технологические схемы производства портландцемента

3. Расчет состава сырьевой смеси для производства портландцементного клинкера

4. Расчет годового фонда рабочего времени основных цехов и производительности основного оборудования

5. Составление технологической схемы производства портландцемента сухим способом

6. Подбор технологического оборудования для производства портландцемента сухим способом

7. Карта приемочного контроля качества портландцемента

Список использованной литературы

Введение

Цемент является вторым после воды наиболее употребляемым ресурсом на земле: ежегодно его потребление на нашей планете составляет около 1 тонны на человека. Цемент производится в 156 странах мира. Однако 70% мирового производства цемента сосредоточено лишь в 10 странах мира, где проживает 70% населения земли. Цементная промышленность имеет ключевое значение для экономического развития, поскольку производит основной вид строительных материалов для жилищного, промышленного строительства и для строительства объектов инфраструктуры. Темпы ее развития в 1,5-2 раза выше, чем темпы роста мирового ВВП.

Цемент – один из базовых строительных материалов, который называют "хлебом строительства". В современной строительной практике роль цемента в выпуске новых прогрессивных материалов и изделий для полносборного домостроения постоянно возрастает. Являясь основным вяжущим компонентом, цемент находит широкое применение в производстве бетона, железобетона, строительных растворов, а также в асбестоцементной, нефтедобывающей и других отраслях промышленности. Он пользуется спросом при возведении новых промышленных объектов, реконструкции и строительстве зданий и сооружений, в том числе гидротехнических объектов, индивидуальном строительстве. Уникальные свойства цемента позволяют на его основе изготавливать специальные конструкции, такие как железнодорожные шпалы, строительные блоки, панели и плитки, многие другие изделия.

Цементная промышленность – одна из ведущих отраслей производства строительных материалов. Выпускаются различные виды цемента: портландцемент, шлакопортландцемент, пуццолановый портландцемент, специальные цементы (декоративные, тампонажный, глинозёмистый, сульфатостойкий, цемент для гидротехнических сооружений, быстротвердеющий цемент и др.).

В качестве основных характеристик цемента выделяют такие свойства как морозостойкость, прочность, плотность, водопотребность. Именно от этих свойств зависит долговечность цемента и объектов, на которых он используется.

Цемент и получаемые на его основе прогрессивные строительные материалы успешно заменяют в строительстве дефицитную древесину, кирпич, известь и другие традиционные материалы.

Цемент представляет собой важный и незаменимый материал, используемый для различных процессов строительства. Крупными потребителями цемента являются нефтяная и газовая промышленность, строительные фирмы различного масштаба. Цемент часто используется частными лицами в отделке помещений или индивидуального строительства

1. Сырьевые материалы для производства портландцемента

Основными сырьевыми материалами для производства портландцемента являются широко распространенные в природе осадочные известняковые горные породы с высоким содержанием углекислого кальция CaCO₃ и глинистые породы с высоким содержанием кремнезёма SiO₂, глинозема Al₂O₃ и оксида железа Fe₂O₃.

Кроме того, при помоле в состав портландцемента вводят гипс, чтобы замедлить сроки схватывания, а также в целях экономии клинкера вводят активные минеральные добавки и некоторые отходы отраслей промышленности (гранулированные доменные шлаки, топливные золы, нефелиновые шламы и др.). В состав портландцемента вводят и небольшое количество (до 1%) корректирующих добавок для интенсификации процесса помола и улучшения отдельных свойств готового продукта.

Карбонатные породы

К известняковым породам, применяемым в цементной промышленности России, относятся известняки, мел, известковый туф, известняк-ракушечник и др. Все эти материалы представляют собой первый карбонатный компонент сырьевой смеси. Средняя плотность плотных известняков достигает 2400-2700 , а меловых пород – 1500-2000 . Влажность этих материалов соответственно 2-6% и 15-30%. Известняки и мел содержат до 90% и более углекислого кальция (CaCO₃) и небольшие количества кварцевого песка, глинистых минералов, кремнезема, глинозема и др. Для производства цемента пригодны карбонатные породы при содержании 40-43,5% CaО и 3,2-3,7% MgO. Желательно, чтобы содержание Na₂O и К₂О в сумме не превышало 1%, а SO₃ – 1,5-1,7%. Содержание MgO и SO₃ в известковых породах должно быть ограничено. Более благоприятны породы с постоянным химическим составом и однородной мелкокристаллической структурой.

Глинистые породы

Из глинистых пород используют обычно глину, суглинок, глинистый сланец, мергелистую глину, лесс, лессовидный суглинок. Глинистые породы существенно отличаются по структуре и физическим свойствам. Глина - осадочная горная порода, образующая с водой пластичное тесто и сохраняющая после высыхания приданную ему форму.

Плотность глины 1,7-2,1 ,, естественная влажность 10-30%. Глины характеризуются значительным содержанием тонких частиц размером менее 0,001 мм. Они состоят из глинистого вещества и примесей. Первое представляет собой либо один глинистый минерал (мономинеральные глины), либо смесь различных минералов (полиминеральные глины). Глинистое вещество – это в основном гидроалюмосиликаты mAl₂O₃·nSiO₂·pH₂O, где значения коэффициентов при окислах для отдельных глинистых минералов различны. В кристаллическую решетку гидроалюмосиликатов могут также входить K, Na, Mg, Ca, Fe.

Известен ряд групп глинистых минералов: каолинитовая Al₂O₃·2SiO₂·2H₂O, галлуазитовая Al₂O₃·2SiO₂·4H₂O, монтмориллонитовая Al₂O₃·3–5SiO₂·nH₂O, монотермитовая 0,2К₂О·Al₂O₃·3SiO₂ ·1,5H₂O (вместо калия в монотермит могут входить Na, Mg, Ca), гидрослюды – в виде железистых соединений, кварца, карбонатов кальция и магния, гипса, полевого шпата и ряда других веществ. Сырьем для производства портландцемента служат различные виды глин, поскольку обычно используют глины, залегающие вблизи месторождения карбонатных материалов. Чаще других применяют гидрослюдистые и монтмориллонитовые глины, реже каолинитовые и др. Главным признаком пригодности глины для производства портландцемента, являются значения ее силикатного и глиноземного модулей, которые определяют величину этих модулей в портландцементе, так как карбонатный компонент сырьевой смеси обычно содержит немного глинистых примесей.

Корректирующие добавки

Только при особо благоприятном химическом составе сырьевых материалов портландцементная сырьевая смесь заданного состава может быть приготовлена из двух компонентов — карбонатного и глинистого. В большинстве случаев требуемую смесь из двух компонентов получить практически не удается, и поэтому применяют третий или даже четвертый компонент — корректирующие добавки, содержащие значительное количество одного из оксидов, недостающих в сырьевой смеси.

Если в шихте не хватает SiO₂, то в качестве кремнезёмсодержащей корректирующей добавки используют кварцевый песок, трепелы, опоки, диатомиты. Если недостает Fe₂O₃, то вводят железную руду, колчеданные и пиритовые огарки и колошниковую пыль. Если не хватает Al₂O₃, то вводят высокоглиноземистые глины и бокситы. Содержание оксидов в корректирующих добавках должно быть: железистых Fe₂O₃не менее 40%; кремнеземистых SiO₂не менее 70%; глиноземистых А1₂О₃ не менее 30%.

Активные минеральные добавки

Активные минеральные добавки – это минеральные добавки, которые в тонко измельченном виде обладают гидравлическими или пуццоланическими свойствами. Активные минеральные (иначе гидравлические) добавки могут быть природными и искусственными. К природным активным минеральным добавкам относят некоторые осадочные горные породы (диатомит, трепел, опоку, глиежи — естественно обожженные глинистые породы), а также породы вулканического происхождения (вулканический пепел, туф, пемзу, трасс). В качестве искусственных активных минеральных добавок используют побочные продукты и отходы промышленности: быстроохлажденные (гранулированные) доменные и электротермофосфориые шлаки, топливные золы и шлаки, нефелиновый шлам (побочный продукт производства глинозема, состоящий на 80% из двухкальциевого силиката), обожженные при температуре до 800°С глины (глиниты, цемянка) и др. Содержание активных минеральных добавок в цементе регламентируется ГОСТом 10178-85, определяется видом цемента и варьируется от 0 до 80%.

Активные минеральные добавки вводят не для улучшения свойств цемента, но и с целью экономии клинкера и снижения себестоимости готового продукта.

Побочные продукты и отходы других отраслей промышленности

Наибольшее применение в цементной промышленности нашли доменные шлаки, топливные золы, нефелиновый (белитовый) шлам. Как правило, такие побочные продукты проходят тепловую обработку в основном производстве, не содержат СаСО₃ и могут даже включать ряд клинкерных минералов. Поэтому введение их в состав сырьевых смесей позволяет снизить температуру обжига и повысить производительность печей.

Доменные шлаки образуются при полном расплавлении в домне исходных компонентов шихты: руды и флюса — в восстановительной среде. Минералогический состав доменных шлаков представлен в основном силикатами и алюмосиликатами кальция. Топливные золы образуются при сжигании топлива. Термическое воздействие на неорганическую (минеральную) часть топлива приводит к образованию твердых зерен различных соединений. Мелкие и легкие частицы с удельной поверхностью 150-300 /кг уносятся из топки газами. По химическому составу 85-90% золы состоят из оксидов кремния, алюминия, железа, кальция и магния

Нефелиновый (белитовый) шлам — отход комплексной переработки апатито-нефелиновых пород в глинозем, соду, поташ. Химический состав шлама, % по массе: SiO₂ – 26-30; А1₂О₃ - 2,2-6,5; Fe₂O₃ – 2,1-5,5; СаО – 52-59; MgO – 2-2,5; Na₂O – 1-2,5. Поскольку этот шлам прошел термообработку, он состоит в основном из двухкальциевого силиката — минерала, входящего в состав цементного клинкера.