Календарний план

№	Назва етапів курсового проекту	Термін виконання етапів проекту	Примітка
1	Вступ	23.09.2013
2	Загальна частина	30.09.2013
3	Технологічна частина	7.10.2013
4	Розрахункова частина	11.11.2013
5	Техніка безпеки	18.11.2013
6	Технічні рисунки	25.11.2013
7	Креслення	25.11.2013
8	Готовність проекту до захисту	28.11.2013
9	Захист	2-6.12.2013

Студент___________________________________

Керівник______________________М.С.Велегура

«_____»______________20_____р.

ВСТУП

Одним Із головного видів будівельних матеріалів є цемент, який по праву називають «хлібом БУДІВНИЦТВА».

Цемент - це збірна назва групи гідравлічних терпких речовин, головною складовою частиною яких є силікати і алюмінати кальцію, що утворилися при високотемпературній обробці сировинних матеріалів, доведених до часткового або повного плавлення. Цемент є одним з найважливіших будівельних матеріалів. Його застосовують для виготовлення бетонів, бетонних і залізобетонних виробів, будівельних розчинів, азбестоцементних виробів. Виготовляють його на крупних механізованих і автоматизованих заводах.

Цемент почали виготовляти в минулому столітті. На початку 20-х років XIX ст. Є. Делієв отримав обпалювальне терпке з суміші виведеної з глини і опублікував результати своєї роботи в книзі, виданій в Москві в 1825 р. У 1856 р. був пущений перший в Росії завод портландцемента. Технології добування були відомі у стародавньому Єгипті. Вважається також, що єгипетські піраміди були побудовані з бетонних блоків, на основі гіпотези, що серед кам'яних брил пірамід було знайдено волосину.У Стародавній Індії для скріплення каменів при будівлях каменярі використовували вапно, розмішане соком цукрової тростини, що і надавало вікову міцність старовинним баштам і храмам.

Дніпродзержинський цементний завод став першим серед цементних підприємств України, які отримали сертифікат на відповідність системи екологічного управління стандартам ISO 14000.Завод спеціалізується на виробництві шлакопортландцементу.

Виробництво цементу включає два ступені: перша – отримання клінкеру шляхом сушки і випалення цементної сировини, друга – доведення клінкеру до порошкоподібного стану з додаванням до нього гіпсу або інших добавок.

Перший етап найдорожчий, саме на нього припадає 70% собівартості цементу. Будь цемент через наявність в ньому сполук заліза з вихідними сировинними матеріалами має сірий колір.

Виробництво цементу здійснюється за мокрим, сухим чі комбінованім способами.

Характерною рисою мокрого способу є введення в технологічний процес значної кількості води, в основному при подрібнюванні і помелі вихідної сировини (вапняка, крейди, глини). Мокрій спосіб найпошіренішій у країнах, Що мають значні джерела палив.

Сухий – передбачає виготовлення з попередньо висушених тонкомелених компонентів і випалювання їх до порошкоподібного стану. При мокрому способі тонке подрібнення і гомонізацію суміші здійснюють у водному середовищі.

Комбінований – включає операцію з виготовлення сировинного борошна за мокрим способом з послідуючим зневодненням її на фільтрах до вологості не більше 18%.

ЗАГАЛЬНА ЧАСТИНА

*Класифікація

Цементні заводи України, переважно, працюють за мокрим способом виробництва, де витрата палива на випал портландцементного клінкеру є вдвічі вищою порівняно з виратами на сучасних виробництвах сухого способу.Розрізняють довгі і короткі обертові печі. Довгі печі мають довжину до 185 м і більше , а короткі - від 40 до 85 м. Перші застосовуються для мокрого та сухого способів виробництва , а другі - для сухого або комбінованого способів. Довгі обертові печі розрізняються не тільки по довжині і діаметру , але і по внутрішньому устрою печі. Залежно від конструкції довгі печі бувають з теплообмінними пристроями і без них , види теплообмінних пристроїв і запечні установки в цих агрегатах також бувають різні.Запечні установки застосовують для попередньої підготовки сировини до випалу з метою більш повного використання тепла димових газів, що утворюються при згорянні палива , і зниження витрати останнього.Теплообмінні пристрої застосовують для поліпшення теплообміну між обпіканням матеріалу і димовими газами. Їх встановлюють усередині корпусу печі. При цьому конструкція теплообмінників печі для мокрого та сухого способів відрізняється тільки в зоні сушки.

Довгі печі при сухому способі виробництва застосовують для випалювання негранульовані сировинної муки. При цьому використовують як сухе сировинне борошно, так і незначно зволожене. Перевага довгих печей полягає в тому, що вони мають більшу продуктивність і в них значно знижується витрата тепла на випал клінкеру. Чим довше піч, тим більш повно будуть охолоджуватися димові гази при своєму русі по довгому корпусу печі і тим менше виявиться непродуктивна втрата тепла з димовими газами.Продуктивність довгих обертових печей залежить від поверхні теплопередачі між обпікаємим матеріалом і димовими газами , вологості,яка надходить на випал сировинної муки , швидкості обертання печі, різниці температури газів і випалювального матеріалу , швидкості газового потоку в барабані , стійкості футеровки печі , якості режиму випалу та організації технологічного процесу в цілому , величини виносу пилу з печі і багатьох інших факторів. Однак вихідним показником продуктивності печі є поверхня теплообміну ; їм визначаються розміри корпусу печі , поверхню і конструкція теплообмінних пристроїв у самій печі .

Продуктивність коротких обертових печей залежить в основному від тих же факторів, що і довгих печей. Однак короткі печі відрізняються більш високою питомою продуктивністю, внаслідок більшої різниці температур між газом і обпікаємим матеріалом.Короткі обертові печі можуть працювати як самостійні агрегати без кальцинаторів, циклонних теплообмінників або концентраторів, однак при цьому вони мають продуктивність на 40-60% нижче, а питома витрата тепла на 25-30% вище.

При сухому способі печі, що обертаються, виконуються короткими і температура що відходять з печі газів не перевищує 1100 °С. Сировинна мука подається після дозування транспортуючими пристроями у вихідний газохід циклона і завдяки високій швидкості потоку димових газів в газоходах (12.20 м/с) вноситься в циклон . Тут сировинна суміш уловлюється і по тічках поступає у вихідний газохід , звідки потім вноситься в циклон. Між гарячими газами і сировинною сумішшю відбувається інтенсивний теплообмін, який здійснюється таким же чином . З циклону матеріал подається в піч. Сировина нагрівається до 700...800°С і частково декарбонизируется. Остаточна декарбонізація і процеси клинкерообразования здійснюються в печі.

Температура димових газів на виході батареї не перевищує 300 °С. Коефіцієнт очищення цих циклонів складає приблизно 0,85.Перед електрофільтрами, що проводять остаточне очищення димових газів, звичайно вмонтовується зволожувальна установка, що знижує температуру газів до 200...250 °С. Для подолання великих опорів в газовому тракті пічного агрегату необхідні димососи, створюючі високе розрідження (5...6 кПа). Часто використовується система двох димососів - перед електрофільтрами і за ними.

В сучасних технологічних лініях тепло що відходить з циклонних теплообмінників газів використовується для сушки сировини в помольних відділеннях.

Обгрунтування

Пічний агрегат сухого способу виробництва складається з печі, що обертається, системи теплообмінників , завантажувальної головки , зволожувача , електрофільтрів , димососів , розвантажувальної головки , пристрої для спалювання палива , охолоджувача клінкеру . Агрегат оснащений станцією циркуляційного мастила вузлів печі, а також комплексом контрольно-вимірювальних і регулюючих пристроїв управління. На відміну від мокрого способу виробництва, при сухому способі матеріал у вигляді сухої сировинної муки перед подачею в піч заздалегідь підігрівається в циклонних теплообмінниках потоком гарячих газів, що виходять з печі.

При сухому способі печі, що обертаються, виконуються короткими і температура що відходять з печі газів не перевищує 1100 °С. Сировинна мука подається після дозування транспортуючими пристроями у вихідний газохід циклона і завдяки високій швидкості потоку димових газів в газоходах (12.20 м/с) вноситься в циклон . Тут сировинна суміш уловлюється і по тічках поступає у вихідний газохід , звідки потім вноситься в циклон. Між гарячими газами і сировинною сумішшю відбувається інтенсивний теплообмін, який здійснюється таким же чином . З циклону матеріал подається в піч. Сировина нагрівається до 700...800°С і частково декарбонизируется. Остаточна декарбонізація і процеси клинкерообразования здійснюються в печі.

Температура димових газів на виході батареї не перевищує 300 °С. Коефіцієнт очищення цих циклонів складає приблизно 0,85.Перед електрофільтрами, що проводять остаточне очищення димових газів, звичайно вмонтовується зволожувальна установка, що знижує температуру газів до 200...250 °С. Для подолання великих опорів в газовому тракті пічного агрегату необхідні димососи, створюючі високе розрідження (5...6 кПа). Часто використовується система двох димососів - перед електрофільтрами і за ними.

В сучасних технологічних лініях тепло що відходить з циклонних теплообмінників газів використовується для сушки сировини в помольних відділеннях.

Пічні агрегати сухого способу виробництва мають більш високі техніко-економічні показники в порівнянні з агрегатами мокрого способу. На випалення сировини в них затрачується значно менша кількість тепла.

В розвитку пічних агрегатів сухого способу виробництва цементу спостерігається тенденція до поєднання запічних циклонних теплообмінників з виносними реакторами декарбонізаторами. Вони встановлюються безпосередньо за піччю, будучи додатковим ступенем теплообмінника. За піччю встановлений реактор-декарбонизатор , є вихровою камерою з додатковим пристроєм спалювання палива . Для спалювання палива в реактор подається нагріте до 600 °С повітря з охолоджувача клінкеру з повітряходу .

Сухий спосіб, незважаючи на його техніко-економічні переваги впорівнянні з мокрим, тривалий час знаходив обмежене застосування внаслідок зниженоЇ якості одержуваного клінкеру. Однак успіхи в техніці тонкого подрібнення і гомогенізації сухих сумішей забезпечив можливість отримання високоякісних портландцементів і по сухомуспособу. Це зумовило різке зростання в останні десятиріччя виробництва цементу за цим способом.

Виготовлення клінкеру по сухому способу технічно і економічно більш доцільно в тих випадках, коли вихідні сировинні матеріали характеризуються:

вологістю до 10 - 15%;

Відносній однорідністю по хімічному складу і фізичної структури,що забезпечує можливість отримання гомогенної сировинної муки при подрібненні сухої сировини.

При сухому способі витрати тепла на випалення клінкеру сягають 3150 - 4190кДж/кг, що значно менше витрат при виробництві по мокрому способу.

При сухому способі виготовлення клінкеру вихідні матеріали після дроблення піддаються висушуванню і спільно з цим виконується помел у кульових і інших млинах до залишку 6 - 10% на ситі № 008.

Сухий спосіб знижує витрату палива на 30—40 % порівняно з мокрим способом, а металомісткість пічних агрегатів — у 2,5—3 рази. Застосування сухого способу дасть можливість збільшити одиничну потужність агрегатів, що, в свою чергу, зменшить витрати на одиницю продукції.

Призначення та сутність процесу процесів ,які відбуваються при випалі цементного клінкеру

Клінкер — продукт рівномірного випалу до спікання однорідної сировинної суміші, що складається з вапняку і глини певного складу, що забезпечує переважання силікатів кальцію (3СаО ∙ SiO2 і 2СаО ∙ SiO2 70-80%). Найпоширеніші методи виробництва портландцементу так звані «сухий» і «мокрий». Все залежить від того, яким способом змішується сировинна суміш — у вигляді водних розчинів або у вигляді сухих сумішей. При подрібненні клінкеру вводять добавки: 1,5 … 3,5% гіпсу CaSO4 ∙ 2H2O (у перерахунку на ангідрид сірчаної кислоти SO3) для регулювання термінів схоплювання, до 15% активних мінеральних добавок — для поліпшення деяких властивостей і зниження вартості цементу. Сировиною для виробництва портландцементу служать суміші, що складаються з 75 … 78% вапняку (крейди, черепашнику, вапнякового туфу, мармуру) і 22 … 25% глин (глинистих сланців, суглинків), або вапнякові мергелі, використання яких спрощує технологію. Для отримання необхідного хімічного складу сировини використовують коригуючі добавки: піритні недогарки, колошниковий пил, боксити, піски, опоки, трепели.

Випалення сировинної суміші проводиться при температурі 1470 ° C в довгих обертових печах (3,6 х127 м, 4 × 150 м і 4,5 х170 м,4,5 х80,0) з внутрішніми теплообмінними пристроями, для спрощення синтезу необхідних мінералів цементного клінкеру. В матеріалі,що випалюється відбуваються складні фізико-хімічні процеси. Обертову піч умовно можна поділити на зони: сушіння (температура матеріалу 100 … 200 ° C — тут відбувається часткове випаровування води); підігріву (200 … 650 ° C — вигорають органічні домішки і починаються процеси дегідратації і розкладання глинистого компонента). Наприклад, розкладання каолініту відбувається за такою формулою: Al2O3 ∙ 2SiO2 ∙ 2H2O → Al2O3 ∙ 2SiO2 + 2H2O; далі при температурах 600 … 1000 ° C відбувається розпад алюмосилікатів на оксиди і метапродукти. декарбонізації (900 … 1200 ° C) відбувається декарбонізація вапнякового компонента: СаСО3 → СаО + СО2, одночасно триває розпад глинистих мінералів на оксиди. В результаті взаємодії основних (СаО, MgO) і кислотних оксидів (Al2O3, SiO2) у цій же зоні починаються процеси твердофазових синтезу нових сполук (СаО ∙ Al2O3 — скорочений запис СА, який при більш високих температурах реагує з СаО і врешті жідкофазового синтезу утворюється С3А), що протікають ступінчасто; екзотермічних реакцій (1200 … 1350 ° C) завершется процес твердофазових спікання матеріалів, тут повністю завершується процес утворення таких мінералів як С3А, С4AF (F — Fe2O3) і C2S (S — SiO2) — 3 з 4 основних мінералів клінкеру; спікання (1300 → 1470 → 1300 ° C) часткове плавлення матеріалу, в розплав переходять клінкерні мінерали крім C2S, який взаємодіючи з рештою в розплаві СаО утворює мінерал Аліт (С3S); охолодження (1300 … 1000 ° C) температура знижується повільно. Частина рідкої фази кристалізується з виділенням кристалів клінкерних мінералів, а частина застигає у вигляді скла. Дізнатися даний вид цементу можна за зовнішнім виглядом — це зеленувато-сірий порошок. Як і всі цементи, якщо до нього додати воду, він при висиханні приймає камнеобразний стан і не має суттєвих відмінностей за своїм складом та фізико-хімічними властивостями від звичайного цементу.

При сухому способі знижується витрата палива і збільшується продуктивність печей. Однак при сухому способі виробництва значно зростає споживання електроенергії, а також пред'являються більш жорсткі вимоги до складу сировини.