Механическое оборудование предприятий по производству вяжущих строи

Стали с содержанием углерода до 0,25 % имеют большую удар­ ную вязкость, но не воспринимают закалки. Для улучшения меха­ нических характеристик такие стали подвергают химико-термиче­ ской обработке.

Широкое распространение получили цементация и азотирование. Цементация заключается в насыщении поверхностного слоя дета­ лей углеродом на глубину до 0,2 мм. После закалки поверхностный слой цементованных деталей приобретает высокую твердость, а серд­ цевина остается вязкой. Азотирование заключается в диффузион­ ном насыщении поверхностных слоев детали азотом. Наибольшее распространение получили газовое и жидкостное азотирование в пе­ чах и ваннах. В последние годы внедряется более прогрессивный и эффективный способ азотирования — ионное азотирование, обла­ дающее по сравнению с классическим рядом преимуществ. Основ­ ными преимуществами являются ускорение процесса в 3—5 раз, большая упругость и прочность слоя.

Механическое упрочнение заключается в упрочнении поверх­ ностных слоев металла пластическим деформированием. Это простой и эффективный метод упрочнения рабочих поверхностей деталей из стали, чугуна и различных цветных сплавов. Механическое упроч­ нение производится различными способами: дробеструйным, накат­ кой гладкими роликами или шариками, чеканкой, ротационно-удар­ ным наклепом шариками, дорнованием и др. Таким упрочнением удается повысить прочность деталей из недорогостоящих материа­ лов, избежать применения высоколегированных сталей глубокой прокаливаемое™. Упрочнение повышает предел выносливости де­ талей, особенно валов, имеющих концентраторы напряжений (вы­ точки, галтели).

Более широкое распространение получают методы упрочнения, основанные на нанесении на рабочие поверхности деталей износо­ стойких слоев с помощью наплавки и напыления.

При изготовлении основных деталей оборудования для произ­ водства вяжущих строительных материалов применяют материалы, приведенные в табл. 1.

§ 5. Основные понятия о надежности оборудования

Для повышения производительности и качества готовой продукции можно реализовать потенциальные возможности техно­ логической линии производства цемента лишь тогда, когда каждый вид оборудования в отдельности и вся линия в целом будут иметь высокую надежность в работе.

В теории надежности оперируют понятиями «система» и «эле­ мент». Под системой понимают совокупность элементов, объединен­ ных функционально и конструктивно, под элементами — недели­ мые в дальнейшем части системы. Примерами элементов редуктора являются подшипники, зубчатые колеса редуктора (в этом случае редуктор— система); примерами систем — помольный агрегат, где входящие в его состав мельница., редуктор, сепаратор являются

насосов — средний ресурс (в часах). При этом предельное состоя­ ние для щековых дробилок определяется необходимостью замены или ремонта шатуна, подвижной щеки, эксцентрикового вала, а для пневмовинтовых насосов — увеличением радиального зазора между поверхностью броневой гильзы и шнеком более 5 мм.

Долговечность и безотказность — это показатели, дополняющие один другого и связанные между собой.

Ремонтопригодность — свойство объекта, заключающееся в при­ способлении к предупреждению и обнаружению причин возникно­ вения его отказов, повреждений и устранению их последствий пу­ тем проведения ремонта и технического обслуживания.

С точки зрения ремонтопригодности оборудование должно удов­ летворять следующим требованиям:

конструкция должна быть рационально расчленена на отдельно изготовляемые и обслуживаемые элементы;

конструктивные элементы должны быть доступны для обслужи­ вания и ремонта;

ответственные подшипниковые узлы должны быть оснащены средствами диагностики, контролирующими давление масла в си­ стеме и температуру нагрева узла, а также отключающими привод оборудования при повышении температуры подшипникового узла выше допустимой;

в конструкции машины должны быть сменные и регулируемые элементы, подверженные наиболее интенсивному воздействию рабо­ чих нагрузок, внешней среды и др.

Комплексными показателями надежности являются: коэффи­ циент готовности, коэффициент технического использования и др. Для оборудования цементной промышленности более важным яв­ ляется коэффициент технического использования /Ст. и, характери­ зующий работоспособность оборудования в определенный проме­ жуток календарного времени:

где Т — календарное время эксплуатации оборудования; /р и /0 — плановое время соответственно на ремонт и техническое обслуживание, необходимое для восста­ новления работоспособности оборудования, за время Т

Плановый коэффициент технического использования оборудования определяют по действующим системам планово-предупредительного ремонта (ППР).

При определении фактического Кт.и учитывают все плановые и внеплановые простои оборудования (обычно за месяц, квартал, год).

Отказы оборудования классифицируют по нескольким призна­ кам. В зависимости от скорости изменения заданных параметров объекта различают внезапные (аварийные) и постепенные отказы. Примерами внезапных отказов могут служить поломки осей опорных роликов вращающихся печей, разрушение зубчатых колес приводов, разрыв звеньев цепей транспортеров уборки просыпи охладителей клинкера и др. Постепенные отказы характеризуются постепенным изменением параметров и проявляются в основном в виде износа

ности предыдущих технологических переделов по сравнению с мощ­ ностью обжигового передела.

Для обеспечения работоспособности технологической линии та­ кое же значение имеет надежность ее технологической системы. Дан­ ная система должна контролировать основные параметры технологи­ ческого процесса производства и осуществлять оперативное вмеша­ тельство при их отклонении от заданных норм.

Технологическая система — это комплекс организационно-тех­ нических мероприятий, предусматривающих возможность усредне­ ния сырьевых материалов на стадии добычи, доведение сырьевых материалов перед тепловой обработкой до заданных химического и гранулометрического составов, соблюдение режимов обжига и по­ мола клинкера. Для контроля технологических параметров произ­ водственных процессов в настоящее время разработаны и находят широкое применение комплексы приборов, а также автоматические системы управления технологическими процессами (АСУТП).

Техническая и технологическая системы взаимосвязаны: при снижении уровня одной соответственно изменяется уровень и дру­ гой. Например, при обжиге шлама с неоткорректированным химиче­ ским составом в печи слабо образуется защитная обмазка, что при­ водит к преждевременному изнашиванию футеровки печи и прожо­ гам ее корпуса. Одновременно с этим обжиг некондиционного сырья вызывает образование большого количества мелкого клинкера, что снижает качество полуфабриката, способствует его большей просыпи через щели колосников и подрешеточное пространство охладителя и, как следствие, разрушению колосников и транспортеров уборки про­ сыпи.

Г л а в а 2

ПРОИЗВОДСТВО ЦЕМЕНТА

§ 6. Способы производства

В зависимости от подготовки сырьевых материалов к об­ жигу различают мокрый, сухой и комбинированный (полусухой) спо­ собы производства цемента.

При мокром способе дробленые сырьевые материалы перемеши­ ваются, измельчаются и корректируются с добавлением воды. Полу­ чаемая при этом сметанообразная масса влажностью 32—45 % — шлам — подается на обжиг в печной агрегат. При сухом способе дроб­ леные сырьевые материалы перемешиваются, измельчаются с одно­ временной сушкой и корректируются. Полученный порошок влаж­ ностью до 1 % — сырьевая мука — подается на обжиг в печной аг­ регат.

При комбинированном способе шлам, подготовленный по мокрому способу, подвергается глубокому обезвоживанию в фильтрах. Полу­ чающийся в результате такой обработки кек влажностью 15—20 %

Опыт эксплуатации современных технологических линий сухого способа производства цемента, накопленный цементной промышлен­ ностью в СССР и за рубежом, позволил выявить их высокие технико­ экономические показатели: более низкий расход теплоты на обжиг клинкера (в современных печах с запечными теплообменниками 3350 кДж на 1 кг клинкера, по сравнению с 6281 кДж на 1 кг клин­ кера в печах по мокрому способу); меньшие размеры печей, в сравне­ нии с печами мокрого способа при одинаковой производительности и, следовательно, меньшие металлоемкость, капитальные затраты на строительство и потери теплоты через корпус печи; снижение объе­ мов отходящих печных газов и др.

Вместе с тем расширение производства цемента по сухому спо­ собу вызвало необходимость решения ряда проблем. Наиболее важ­ ная из них — повышение требований к техническому уровню проек­ тирования, качеству изготовления технологического и вспомогатель­ ного оборудования, его монтажу, наладке и организации правиль­ ной эксплуатац* и. Это связано с тем, что по проектным, компоновоч­ ным решениям, набору оборудования, уникальности технологиче­ ских схем и схем автоматического регулирования технологических процессов современные линии сухого способа производства цемента значительно сложнее, чем линии мокрого способа. Тем не менее бла­ годаря высоким технико-экономическим показателям сухой способ находит fece более широкое применение в мировой практике. Так, к концу 70-х гг. большую часть цемента в ГДР, ЧССР, ФРГ, Японии

инекоторых других странах производят по сухому способу.

Внастоящее время в СССР намечена программа увеличения вы­ пуска цемента сухим способом путем строительства новых заводов на базе месторождений кондиционных сырьевых материалов, а также реконструкции ряда действующих цементных заводов мокрого спо­ соба.

Комбинированный способ пока'не нашел применения в отечест­ венной практике. В ближайшие годы отдельные цементные заводы мокрого способа, работающие на сырье с большими отклонениями по химическому составу и высокой карьерной влажностью, планируется оснастить фильтрующими установками для глубокого обезвоживания шлама.

§7. Технологические линии цементных заводов

В укрупненном виде цементное производство можно раз­ делить на следующие технологические переделы.

A.Добыча, первичная обработка сырья в горном цехе (карьере)

идоставка его на территорию цементного завода.

Б. Подготовка сырья в сырьевом цехе — измельчение и обеспе­ чение однородности сырья заданного химического состава; при су­ хом способе производства также предварительная сушка сырья в про­ цессе измельчения.

B. Тепловая обработка сырья в печных агрегатах цеха обжига с получением клинкера — исходного полуфабриката для производ­ ства цемента.