2. Выбор способа и технологической схемы производства
Функциональная схема 1
Гипс
Клинкер
Диатомит
Дробление + Сушка
Дробление
Обеспыливание
Сушка
Помол
Обеспыливание
Сепарация
Складирование
Функциональная схема 2
Гипс
Диатомит
Клинкер
Дробление + Сушка
Дробление
Помол
Обеспыливание
Сушка
Помол
Обеспыливание
Обеспыливание
Помол
Смешивание
Складирование
Первая функциональная схема отличается от второй тем, что помол осуществляется в одной мельнице, что значительно экономичнее.
Она заключается в совместном помоле клинкера, гипса и диатомита в трубной мельнице. В данном случае оборудования по количеству мало, следовательно снижаются затраты на запуск производства. Недостатками применения помола в трубной мельнице являются чуть большие капзатраты, повышенные удельные энергозатраты. Применение тихоходной мельницы с малой скоростью движения мелющих тел имеет такое преимущество, как небольшие эксплуатационные расходы.
Отличием второй схемы является раздельный помол всех составляющих. Соответственно, приходится рассматривать дополнительно место для мельниц, что приводит к увеличению оборудования и рабочего пространства. К тому же необходимо продумать определённую площадь для расположения смесителя.
При проектировании цементного завода будет использоваться первая функциональная схема, так как она менее энергоёмка, требует меньших капзатрат и при ней рациональнее используется площадь цеха, тем самым позволит значительно понизить себестоимость цемента и повысит его конкурентоспособность на рынке.
Дробление
На начальном технологическом этапе для дробления гипса можно использовать различные типы дробилок, в частности валковые, молотковые или же конусные. Гипс является мягкой породой с прочностью на сжатие около 10...30 МПа. Для второй стадии можно также рассмотреть конусные, молотковые дробилки. Для измельчения минеральной добавки –диатомит наиболее выгодно использовать валковые дробилки или самоочищающиеся молотковые для обеих стадий. Т.к. размер зерен клинкера не большой, то в этом случае дробление не применяется.
Валковые дробилки предназначены для среднего и мелкого дробления горных пород. С помощью неё измельчают такие материалы, как доломит, известняк, мергель, гипс, мрамор и другие материалы малой абразивности, прочность которых не превышает 160 МПа [1].
Преимущества валковой дробилки:
высокая производительность;
низкий износ деталей;
форма готовой продукции идеальна;
удобство в ремонте и обслуживании;
надежность и безопасность;
простота и удобство в установке;
удобство управления;
непрерывное движение дробящих элементов в дробилке (позволяет предотвращать замазывание валков при дроблении достаточно вязких и пластичных материалов);
освобождение приемного бункера от элементов дробления без остановки дробилки.
Эффективность захвата частиц дробильного материала, а также производительность дробилки повышается за счет различной скорости вращения валков.
Одним из недостатков валковой дробилки является то, что при обработке прочных и абразивных материалов происходит неравномерный износ рабочих поверхностей валков. Изнашивается бандаж в основном в средней части валка, а это не дает поддерживать стабильный размер входной щели по всей длине [1].
Молотковые дробилки применяют для среднего и мелкого дробления.
Размер готового продукта регулируется количеством и формой молотков, изменением частоты вращения ротора, на котором закреплены молотки, зазором между колосниками разгрузочной решетки, а также расстоянием между окружностью вращения молотков и окружностью колосниковой решетки. Степень дробления молотковых дробилок составляет u=8,0-12. Количество возможных изменений в работе дробилки является преимуществом молотковых дробилок, так как позволяет подобрать режим максимально соответствующий поставленной задачи [2].
К достоинствам молотковых дробилок относятся простота конструкции, надежность, компактность, большая производительность, высокая степень дробления (10—20 и более) и сравнительно невысокий удельный расход энергии.
К недостаткам молотковых дробилок относится быстрый износ молотков и колосниковой решетки, поэтому они не рекомендуются для дробления крепких, абразивных, а также слишком вязких (глинистых) и влажных материалов, так как решетка быстро забивается, что ведет к снижению производительности. Для дробления глинистых и влажных пород применяют молотковые дробилки с подвижной дробящей плитой.
Таким образом, при дроблении гипса с размером зёрен до 200 мм и диатомита с размером зёрен до 300 мм рационально применить молотковые дробилки СМД-102 [2].