1.4 Описание схемы технологического процесса

Процесс производства высокоглиноземистого цемента складывается из следующих основных технологических операций:

а) доставка и складирование сырьевых материалов;

б) плавление и охлаждение сырьевых материалов;

в) двухстадийное дробление сырьевых материалов;

г) помол сырьевых материалов;

д) складирование и отгрузка готовой продукции.

Доставку добытого сырья на завод производят с помощью автомобильного транспорта.

Производство высокоглиноземистого цемента будет производиться методом плавления в электрической печи, работающей преимущественно на переменном токе.

В электрических печах используется теплота, развиваемая током, проходящим через расплавленную шихту. Шихта обычно состоит из боксита, металлических добавок (железная стружка, скрап) и кокса.

Кокс является восстановителем кремнезема и окислов железа, а металлические добавки вводятся для связывания образующегося кремния в ферросилиций.

Восстановление кремнезема начинается при температуре от 1150 до 1200 °С. Часть кремния (до 15 %) при этом улетучивается, а остальное его количество растворяется в расплаве так же восстановленного железа и образует малокремнистый ферросилиций.

В электрические печи сырье подают размером 20-40 мм, причем известняк обычно предварительно обжигают до удаления СО₂, боксит же сушат, а иногда и обжигают для обезвоживания. При загрузке в электрическую печь влажного боксита и необожженного известняка, они, попадая сразу в зону с высокой температурой, вызывают бурление расплава, выбросы и взрывы, а выделяющаяся из известняка углекислота, кроме того, реагирует с углеродом электрода, ускоряя его обгорание.

В процессе плавления высокоглиноземистого цемента следует выделить четыре основных зон: зона декарбонизации, зона экзотермических реакций, зона плавления и зона охлаждения.

В зоне декарбонизации температура повышается от 800 до 1000 ºС, где происходит разложение.

В зоне экзотермических реакций температура повышается от 1000 до 1350 ºС.

В зоне спекания температура повышается от 1350 до 1450 ºС. Эта температура нужна для получения жидкой фазы, то есть для появления расплава.

В зоне охлаждения температура снижается с 1450 до 50 ºС.

В нижней части печи скопляется ферросилиций, который затем используют в качестве раскисляющих и легирующих добавок для выплавки электротехнических и жаростойких сталей, а в верхней - глиноземистый цемент, очищенный от кремнезема, что улучшает качество цемента.

Оба материала периодически выпускают через летки в изложницы.

Электроплавление дает возможность получать из низкосортных бокситов высококачественный глиноземистый цемент.

Расплавленная масса охлаждается медленно. Это повышает качество глиноземистого цемента, так как образующиеся при медленном охлаждении кристаллические алюминаты кальция обладают более высокими гидравлическими свойствами.

Охлажденный шлак подвергается двухступенчатому дроблению на щековой и конусной дробилке, а затем измельчается в валковых мельницах. Глиноземистый цемент измельчается до прохождения сквозь сито № 008 не менее 90 % подвергаемой просеиванию пробы. В состав глиноземистого цемента при помоле можно вводить до 2 % специальных добавок.

Из мельницы измельченный материал движется в аспирационную шахту, а из нее - в расходный бункер цемента, из которого насосом готовый цемент перекачивается на склад в цементные силосы. Выходя из барабана мельницы, сильно запыленный цементный воздух очищается в аспирационной шахте, затем в циклонах и в электрофильтре. Цемент, осажденный в циклонах и электрофильтре, собирается винтовым конвейером, направляется в передаточный винтовой конвейер, аиз него - в расходный бункер цемента.

Цемент, выходящий из мельничной установки, взвешивают для учёта эффективности её работы, а затем направляют на склады с помощью пневмовинтовых насосов.

Хранят цемент в железобетонных силосах диаметром от 8 до 18 м и высотой от 25 до 40 м. Вместимость их достигает от 2500 до 10000 т и более. Силосы размещают блоками на колоннах или на железобетонной плите, уложенной прямо на грунт. Общая вместимость силосов соответствует обычно не менее 10-суточной производительности завода.

Склад оборудуют подъездными путями, а также устройствами для взвешивания цемента, отправляемого в железнодорожных вагонах и авто цементовозах. В силосах устанавливают автоматически действующие измерители уровня цемента, а также пневматические устройства для разрыхления и выгрузки цемента, а иногда и для его гомогенизации[ ].