Ф.7.03-03
Таймасов Б.Т., Колесников А.С.
Методические указания
по лабораторным занятиям по дисциплине
Цементология: структура, свойства цементов и оптимизация
технологических процессов
Шымкент-2017г.
Министерство образования и науки
Республики Казахстан
ЮЖНО-КАЗАХСТАНСКИЙ государственный университет
им. М. Ауезова
Высшая школа химической инженерии и биотехнологии
Кафедра «Технологии цемента, керамики и стекла».
Таймасов Б.Т., Колесников А.С.
Методические указания
по выполнению лабораторных работ
по дисциплине
Цементология: структура, свойства
цементов и оптимизация
технологических процессов
для магистрантов специальности
6М075300 – Химическая технология тугоплавких неметаллических и силикатных материалов
Ш
ымкент,
2017
г.
УДК 666.940
Составители: Таймасов Б.Т., Колесников А.С.
Методические указания по лабораторным занятиям по дисциплине «Цементология: структура, свойства цементов и оптимизация
технологических процессов». - Шымкент: ЮКГУ им. М.Ауэзова, 2017. - 62 с.
Методические указания составлены в соответствии с требованиями учебного плана и программой дисциплины «Цементология: структура, свойства цементов и оптимизация технологических процессов» и включают все необходимые сведения по выполнению тем лабораторных занятий курса.
Краткая аннотация. В методических указаниях рассмотрены методы подбора и оптимизации малоэнергоемких составов сырьевых смесей на основе магматических пород и отходов промышленности, методы приготовления сырьевых шихт и снижения влажности шламов, изучается влияние температуры и продолжительности обжига на усвоение СаО, процессы спекания и микроструктуру клинкера, влияние интенсификаторов помола и суперпластификаторов на дисперсные характеристики цементов, производительность мельниц и удельный расход электроэнергии, на процессы гидратации и твердения цементов.
Методические указания предназначены для магистрантов специальности 6М075300 – Химическая технология тугоплавких неметаллических и силикатных материалов, обучающихся по Государственной программе ГП ИИР–2.
Рецензент: Дубинина Е.С. – канд. техн. наук, ЮКГУ им. М.Ауэзова
Рассмотрено и рекомендовано к печати заседанием кафедры Технологии цемента, керамики и стекла (протокол № _3_ от «_17__» __10__ 2016 г.)
и заседанием Комитета по инновационным технологиям и методическому обеспечению ВШ ХИ и БТ (протокол № _3__от «27» __10___2016 г.)
Рекомендовано к изданию Учебно-методическим советом ЮКГУ
им. М.Ауэзова, протокол № ___ от «____» ______________ 201__ г.
© Южно-Казахстанский государственный университет им.М.Ауэзова, 2017г.
Ответственный за выпуск Таймасов Б.Т.
ОГЛАВЛЕНИЕ
|
Введение |
6 |
1 |
Цели и задачи лабораторных занятий |
8 |
2 |
Рекомендации студентам по подготовке к занятиям |
8 |
3 |
Лабораторные занятия |
|
|
Лабораторная работа 1. Подбор и оптимизация малоэнергоемких составов сырьевых смесей на основе нетрадиционного сырья и промышленных отходов для получения клинкеров общестроительных и специальных цементов. |
9 |
|
Лабораторная работа 2. Зависимость химико-минералогического состава клинкера от вида сырья и модульных характеристик сырьевой шихты. |
25 |
|
Лабораторная работа 3. Методы приготовления сырьевых шихт для получения клинкера |
32 |
|
Лабораторная работа 4. Методы снижения влажности сырьевых цементных шламов при введении суперпластификаторов и комплексных разжижающе-минерализующих добавок |
41 |
|
Лабораторная работа 5. Влияние модульных характеристик, тонкости помола сырьевой шихты, температуры и продолжительности обжига на усвоение СаО свободной и процессы спекания клинкера. |
47 |
|
Лабораторная работа 6. Влияние вида и дозировки интенсификаторов помола и суперпластификаторов на дисперсные характеристики цементов и удельный расход электроэнергии. |
55 |
ВВЕДЕНИЕ
Портландцемент – хлеб строительства. Конструкции и изделия на его основе занимают ведущее место в современном строительстве. В 2015 году мировое производство цемента превысило 4,3 млрд.т. Ведущее место по производству цемента занимает Китай, на втором месте находится Индия. Интенсивно развивается производство цемента и в других странах, России, Казахстане и др. В настоящее время основной мировой тенденцией в сфере производства и оборота цемента является приоритет роста и развития мощностей ввиду благоприятного долгосрочного прогноза в отношении спроса на цемент.
Интенсивному развитию отрасли в Казахстане способствовали Государственные программы индустриально-инновационного развития Республики Казахстан на 2010-2014 гг. и на 2015-2019 гг. Основной тенденцией перспективного развития цементной промышленности Республики Казахстан является строительство новых автоматизированных технологических линий сухого способа с запечными циклонными теплообменниками и реакторами-декарбонизаторами. В последнее пятилетие были построены и введены в эксплуатацию 5 цементных заводов сухого способа мощностью 1,0 – 1,1 млн. тонн цемента в год: ТОО «Стандарт Цемент» в г. Шымкенте, ТОО «JAMBYLCEMENT» французской фирмы Vicat в пос. Мынарал Жамбылской обл., ТОО «Казах Цемент» на станции Шар Восточно-Казахстанской обл., ТОО «Каспий Цемент» фирмы HEIDELBERGCEMENT на станции Шетпе Атырауской обл., ТОО «Юг Строй Цемент» на станции Хантау Жамбылской обл. Были реконструированы и запущены линии сухого способа №5 и №6 Карагандинского цементного завода (АО «Карцемент»). Italcementi Group АО «Шымкентцемент» завершило строительство линии сухого способа на территории действующего цементного завода в г. Шымкент и запустило производство в декабре 2015 г. ТОО «Стандарт Цемент» в сентябре 2015 г. запустило вторую линию мощностью 1 млн.т по выпуску высокопрочных и тампонажных цементов.
Завершается строительство ТОО «Кокше Цемент» на севере Республики мощностью 2 млн. тонн цемента в год. Продолжается строительство цементных заводов ТОО «Сыр цемент» в Кзылординской обл., Каратауского цементного завода в Жамбылской обл., Рудненского завода в г. Рудный, Талды-Курганского завода в Алматинской обл.
Методические указания по дисциплине «Цементология: структура, свойства цементов и оптимизация технологических процессов» предусматривают подбор и оптимизацию малоэнергоемких составов сырьевых смесей, изучение зависимостей химико-минералогического состава клинкера от вида сырья и модульных характеристик шихты, методы приготовления сырьевых шихт, исследование влияния модульных характеристик, тонкости помола сырьевой шихты, температуры обжига на усвоение СаО, процессы спекания и микроструктуру клинкера, изучение влияние вида и дозировки интенсификаторов помола на дисперсные характеристики цементов и удельный расход электроэнергии.
Методические указания предназначены для магистрантов специальности 6М075300 -Химическая технология тугоплавких неметаллических и силикатных материалов и содержат материалы по всем разделам типовой программы «Модернизация и оптимизация производства цемента».
Лабораторные занятия ведутся согласно рабочего учебного плана специальности 6М075300 - Химическая технология тугоплавких неметаллических и силикатных материалов и включают 30 часов в семестр.
Изучая данную дисциплину, магистранты должны уметь сравнивать и оценивать влияние технологических факторов на процессы приготовления шихты, процессы обжига клинкера, процессы помола цемента и его физико-механические свойства, на расход топливно-энергетических ресурсов, пути утилизации промышленных отходов.
Содержание лабораторных занятий соответствует силлабусу данной дисциплины.
Основные общие требования к лабораторным занятиям:
1. лабораторные занятия проводятся в соответствии с рабочей программой учебной дисциплины и календарно-тематическим планом;
2. рекомендуемая литература, данная в указаниях, используется для выполнения лабораторных работ и проверки контрольных вопросов;
3. магистранты должны быть подготовлены к каждому занятию, знать теоретические основы изучаемой темы на основании лекционного материала;
4. магистранты должны вести себя на занятиях согласно политике курса, данной в силлабусе;
5. своевременно выполнять выданные задания и активно участвовать в коллективной работе и обсуждения вопросов.
Результаты экспериментов и вычисления выполняются на листах и предоставляются преподавателю для защиты в течение текущего контроля.
Методические указания составлены для подготовки магистрантов по Государственной программе индустриально-инновационного развития Республики Казахстан -2 на 2015-2019 г. (ГП ИИР-2).
1 ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ лабораторных ЗАНЯТИЙ
Цель лабораторных занятий - развитие у магистрантов креативных способностей, творческой активности и независимого мышления, способность использования знаний теоретических основ технологических процессов для практических производственных расчетов.
Задачи лабораторных занятий:
- развитие творческой активности и самостоятельности магистрантов, их интереса к научной работе;
- закрепление, углубление и расширение знаний химической технологии, изучаемой на лекционных занятиях;
- разрабатывать оптимальные составы сырьевых смесей, клинкеров и цементов;
- организовывать технологический контроль параметров производства;
- обобщать текущие данные технологического контроля производства и оптимизировать процессы дробления, сушки и помола сырья, обжига клинкера, размола клинкера с добавками;
- снимать и анализировать технологические параметры приготовления сырьевых смесей, степени усреднения компонентов шихты, сырьевой муки или шлама, параметры работы печи и теплообменников;
- планировать и проводить эксперименты по оптимизации и интенсификации процессов помола цементов, улучшению механических свойств цементов;
- обобщать данные по оптимизации технологических процессов, делать выводы по полученным данным, дискутировать по возникающим вопросам оптимизации процессов производства цементов;
- разрабатывать оптимальные технологические параметры получения высокоактивных клинкеров и высокомарочных цементов;
- определять влияние вида и дозировки интенсификаторов помола на дисперсные характеристики цементов и удельный расход электроэнергии.
2 ПОРЯДОК ПРОВЕДЕНИЯ ЗАНЯТИЙ
Требования для выполнения лабораторных занятий:
1. Выдача задания;
2. Обсуждение цели и задачи к лабораторным занятиям;
3. Проверка готовности магистрантов к занятиям: наличие учебно- справочной литературы, методических указаний для самостоятельной работы и лабораторных занятий, знание теоретических основ по теме;
4. Обсуждение алгоритма решения контрольных задач;
5. Обсуждение и сравнение результатов решения задач, выводы;
6. Оценка работы каждого магистранта согласно графика выполнения и сдачи задания магистранта (силлабус) принимая во внимание участие магистрантов в аудиторной работе;
7. Выдача задания на следующее занятие.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №1