База

Цементы IIго типа делится на группы. Это касается цементов с добавкой шлака и композиционных (делятся на группы А и Б). Портландцемент с добавкой шлака группы А содержит 6 ... 20% шлака ( доменного гранулированного ) , а группы Б - 21 ... 35% шлака. Ранее разрешалось по действию ГОСТу только до 20 % шлака. Если вводится в эту композицию пуццоланы или известняк , то их количество не может превышать 20 %.

В цементы IIго типа разрешается вводить не более 10 % пуццолановых добавок осадочного происхождения , добавки золы до 20%. Наиболее эффективная добавка доменного шлака. Добавки повышают чувствительность цемента к температурным факторам. При снижении температуры цементы с добавками твердеют медленнее ( особенно пуццолановый ) .

Шлакопортландцементы ( ШПЦ ) и пуццолановый цементы соответствии III-

го и IV - го типов содержат повышенное количество доменного гранулированного шла ¬ ку и пуццоланы . Они делятся на две группы - А и Б.

Группа Б имеет повышенное содержание добавок. В ШПЦ группы А - вводят

36 ... 65 % шлака , а в группе Б - 66 ... 80 %. Кроме того , разрешается вводить до 5 % дополнительных компонентов. Пуцолановые цементы группы А содержат 21 ... 35% пуццолановый добавки , включая и золу уноса , в

цементы группы Б входит в 55 % пуццолановых добавок , включая золу.

В композиционные цементы типа В рядом с другими минеральными

добавками обязательно вводится шлак. Цементы группы А содержат 36 ...

60% композиций различных добавок , группы Б - 61 ... 80 %. Добавка шлака в цементах группы А составляет 18 ... 40% , в группе Б - 41 ... 60 %.

Допускается введение в цемент при его помоле специальных пластифицирующих и гидрофобизирующих поверхностно активных добавок в количестве не более 0,3 % от массы цемента в пересчете на сухое вещество добавки. Для интенсификации помола цемента разрешается вводить технологические добавки (каменный уголь , различные ПАВ) , не ухудшающие качество цемента , в количестве не более 1 % , в том числе

9 1

органических - не более 0,15 %.

Действие ПАВ как интенсификаторов помола цемента базируется на так называемом эффекте Ребиндера . Согласно этого эффекта при помоле материала сначала образуются микротрещины , в них адсорбируются ЮАР снижающие прочность материала ( имеют расклинивающего действие ) .

Такие добавки повышают производительность мельниц до 20 % , или при постоянной производительности повышают тонкость помола.

Кроме прочности цемента , которая определяется при нормальных условиях твердения , на цементном заводе определяют активность цемента при пропаривании . При этом используют такие же образцы как обычно - призмы

( 40 * 40 * 160 мм). Температура пропаривания 80 ° С , режим пропаривания ( 2 +3 +6 +2 ) : 2 час. - Предварительное выдерживание образцов; 3 -

продолжительность подъема температуры; 6

- Изотермическое выдерживание ; 2 - охлаждение. Прочность при пропаривании дает представление об эффективности цемента в производстве сборного железобетона. Неэффективны при пропаривании есть цементы с повышенным содержанием алюминатов , с неоптимальной тонкостью помола. Цементы , содержащие шлак или пуццолановый добавки надо пропаривать при максимально высокой температуре ( 90 ... 95 ° С). Цементы ,

которые эффективны при пропаривании показывают прочность после пропаривания до 30 МПа.

Начало схватывания всех типов цемента марок 300 , 400 , 500 должно наступать не ранее 60 минут , марок 550 и 600 - не ранее 45 минут , а конец не позднее 10 часов от начала затворения . Технология бетонных работ показала , что все технологические операции завершаются , как правило , на про ¬ тяге одного часа от начала затворения . Для марок 550 и 600 в связи с тем , что они имеют повышенное количество активных минералов и тонкость помола , начало схватывания наступает быстрее , не ранее чем через 45

минут.

Качество цемента тем выше , чем короче интервал между началом и концом

9 2

схватывания . После окончания схватывания нежелательны технологические вмешательства , так как они приводят к снижению прочности затвердевшего бетона. Изготовитель должен испытывать цемент также на наличие признаков ложного схватывания равномерно по мере отгрузки , но не менее 20 % отгруженных партий.

Тонкость помола должна быть такой , чтобы при просеивании его сквозь сито № 0,08 проходило не менее 85 % массы пробы .

Дополнительные требования предъявляются для бетонов дорожных и аэродромных покрытий , железобетонных напорных и безнапорных труб , железобетонных шпал , мостовых конструкций , стоек опор высоковольтных линий электропередачи. Для такого бетона должен поставляться цемент, который изготовляется на основе клинкера нормированного состава с содержанием С3А в количестве не более 8 % по массе . Это ограничение обусловлено требованиями высокой морозостойкости бетона . Для этих изделий по согласованию с потребителем желательно поставлять такие виды цемента :

- УЦИ - 400- Н , УЦИ -500- Н без добавок , для всех изделий ( Н -

нормированный состав , прежде всего нормируется С3А ) ;

-УЦИ -500- H с содержанием добавок до 5 % - для труб , шпал , опор , мостовых конструкций ( для напорных труб должен поставляться цемент I- й

или II- й группы по эффективности пропаривания ) ;

-ПЦ ИИ/А-Ш-400-Н и ПЦ ИИ/А-Ш-500-Н - для бетонов дорожных и аэродромных покрытий при использовании добавки гранулированного шлака в киль ¬ кости не более 15 %.

Для бетонов дорожных и аэродромных покрытий начало схватывания цемента должно наступать не ранее 2 часов, для труб - не ранее 2:00 15 минут от начала замешивания .

Удельная поверхность портландцемента с добавкой шлака для аэродромных и дорожных покрытий должна быть не менее 280 м / кг.

Подвижность цементно -песчаного раствора при испытании обычного

9 3

цемента составляет 106 ... 115 мм , пластифицированного - не ниже 135 мм при В / Ц = 0,4 .

Гидрофобный цемент не должен впитывать в себя воду в течение 5 минут с момента нанесения капли воды на поверхность слоя цемента.

Потери при прокаливании цемента I типа и шлакопортландцемента IIIго типа не должны превышать 5 % по массе . Нормируется также нерастворимый остаток , для этих цементов : он не должен превышать 5 % (залы ¬ шок, при химическом анализе не растворился в НСИ , например зерна кварца ) .

Для регулирования сроков схватывания в цемент вводят гипс. Его содержание нормируется в пересчете на БО3 .

Вместе с сырьем в цемент могут попадать хлористые соли. Они оказывают коррозионного действия на арматуру в бетоне , на металлическое оборудование . Поэтому производитель цемента должен проводить периодическое определение содержания хлоридов в цементах всех видов и марок не менее одного раза в месяц. Количество хлоридов не должна превышать 0,5 ... 1,0 % от массы цемента. Если производится предварительно напряженный железобетон , то содержание хлоридов вообще не допускается. Содержание щелочных оксидов ( Ка2О + К2О ) в пересчете на № 2О ( Ка2О + 0 , 658 К2О ) в цементе , который предназначен для изготовления массивных бетонных и железобетонных сооружений с использованием реакционно способного заполнителя , устанавливается по согласованию с потребителем . Он , как правило , не должен превышать 0,6 %.

16.2 . Способы производства портландцементов Различают два основных способа получения клинкера - мокрый и сухой . При

мокром способе сырьевая смесь готовится и выжигается в виде водной суспензии - шлама влажностью 35 ... 42%. Сухой способ предусматривает высушивания материалов к их совместного измельчения . Сырьевая смесь при сухом способе поступает на обжиг в порошкообразном или гранулированном состоянии.

9 4

Во многих странах , как и в Украине , наиболее распространенным является мокрый способ производства клинкера , при котором достигается высокая однородность сырьевой смеси, повышает качество клинкера. Вместе с тем при сухом способе производства расхода теплоты в 1,5.3 раза ниже чем при мокром и могут достигать около 3000 кДж / кг. В настоящее время благодаря разработке эффективного оборудования для переработки сухих смесей и их обжига сухой способ получает более широкое распространение .

Преимущества мокрого и сухого способов производства объединяются при комбинированном способе , когда сырьевая смесь готовится сначала в виде шлама , а затем обезвоживается и подается на обжиг .

Исходя из многообразия сырьевых материалов , применяются соответствующие технологические схемы переработки сырьевых материалов для сухого мокрого или комбинированного способа производства клинкера.

Мягкие материалы - мел и глину перерабатывают в глинобетономешалках ,

мельницах самопомола и других измельчителях - с последующим помолом в трубных шаровых мельницах . Твердые материалы - известняк , сланцы предварительно измельчаются в щековых , конусных , молотковых , ударно -

отражательных , роторных дробилках с последующим помолом в трубных шаровых мельницах . По сухому способу сырьевые компоненты обезвоживают предварительно в сушилках или перерабатывают в мельницах

- сушилках. Комбинированный способ предусматривает изготовление шлама его обезвоживание и обжиг коржа . Помол сырьевых компонентов выполняют как в открытом цикле , так и с промежуточной классификации с применением для мокрого способа дуговых сит , грохотал , гидроциклонов , а

для сухой - сепараторов.

16.4 . Основные подразделения предприятия по производству портландцемента К основным подразделений производства портландцемента относятся склады

сырья , цех измельчения сырья , помольных цех сырья , цех помола клинкера

, цех обжига портландцементного сырьевой шихты , отделение аспирации и

9 5

обеспыливания , склады готовой продукции . 16.4.1 . склады сырья

Склады цементного производства можно разделить на несколько характерных групп в зависимости от принадлежности к тому или иному технологического передела или от физического состояния хранимых :

1 . Склады кусковых материалов ( сырьевых материалов , гидравлических и корректирующих добавок , гипса , клинкера , твердого топлива) ; 2 . Склады сырьевой шихты ; 3 . Склады цемента ;

4 . Склады вспомогательных материалов .

Если состав связан с приемом навалочных грузов , поступающих по железной дороге , то он может иметь следующие приемные устройства:

эстакады для разгрузки железнодорожных вагонов , приемные бункеры различных типов ….

В качестве вспомогательных разгрузочных устройств могут применяться платформоразгружатели ( для разгрузки платформ ) , рихлящие машины (для смерзающихся ) , зачистные вибропустановки, люкозакрыватели .

К устройству и организации работы складов предъявляются следующие требования :

-Все работы по выгрузке , погрузке и штабелевки материала на складе должны быть полностью механизированы ;

-Производительность устанавливаемых на складе механизмов должна соответствовать производительности агрегатов , обслуживаемых и превышать ее на 10-20 % ;

-Организация ремонта средств механизации должна предусматривать возможность непрерывной подачи материалов со склада ( за счет резервных механизмов и т. п. ) ;

-Средства механизации складов должны иметь высокую степень надежности в работе , должны быть удобными и безопасными в управлении ;

-Капиталовложения на сооружение состава и расходы, связанные с его

9 6

эксплуатацией , должны быть минимальными ;

- Должна предусматриваться возможность дальнейшего расширения состава.

Большая емкость склада вызывает потребность в использовании устройств механизации складов с большим пролетом ( крупным транспортным полем) .

Для этого на складах устанавливают мостовые перегружатели . 16.4.2 . Цех измельчения сырья

Основными факторами, определяющими выбор схемы измельчения сырьевых материалов , является их физические свойства , а также размеры кусков , поступающих на дробление . Оптимальная степень предварительного измельчения сырьевых материалов зависит от их розмолопригодности . Чем хуже размалываются сырьевые материалы , тем в меньших размеров куска нужно их измельчать . Дробление материалов может производиться в одну , две или три стадии .

Основными типами дробильных устройств для измельчения твердых пород известняков имеются конусные , щековые и молотковые дробилки.

Для особо твердых кристаллических пород применяется трехстадийное дроблиние : на первой стадии - конусные или щековые , второй - одно-или двухроторные молотковые и третий - однороторные молотковые дробилки.

Дробление твердых кристаллических пород известняков в большинстве случаев применяется в двухстадийных в дробилках тяжелых типов: на первой стадии - конусные или щековые и на второй - одно-или двухроторные молотковые дробилки.

Дробление влажных пород известняков средней твердости выполняется на первой стадии в щековых и на второй - в самоочищующихся дробилках .

Помол мягких нерозмулюючихся в воде пород выполняется в одну стадию в самоочищающихся дробилках .

Сухой помол сырья выполняется в большинстве случаев в мельницах,

работающих по замкнутому циклу, с одновременным сушкой. Для сушки используют тепло отходящих газов вращающихся печей.

16.4.4 . Цех помола клинкера

9 7

Помол клинкера может проектироваться как по открытому , так и по замкнутому циклу с применением центробежных сепараторов.

Помол по замкнутому циклу по сравнению с помолом по открытому циклу эффективнее в тех случаях , когда необходимо получить цемент с высокой удельной поверхностью или цементы различной тонкости помола , а также компоненты, измельчаются , сильно отличаются по помолоспособности .

Запас производительности мельниц при помоле клинкера определяется для каждого завода отдельно в зависимости от его мощности , ассортимента выпускаемой продукции и количества вводимых добавок при помоле .

При получении цемента с удельной поверхностью 2500 ... 2800 см / г помол по замкнутому циклу не имеет значительных преимуществ по сравнению с открытым циклом. Цементы с более высокой удельной поверхностью получают помолом по замкнутому циклу с центробежными сепараторами .

Цементы с удельной поверхностью выше 3500 см / г получать помолом по открытому циклу неэффективно.

Для мельниц размером 3,2 * 15 м с промежуточным выгрузкой принята схема с одним элеватором и двумя сепараторами ( рис. 16.9 ) . По этой схеме материал с обеих камер транспортируется сепараторов одним элеватором .

Крупные фракции возвращаются на домел во вторую и частично в первую камеру . Мелкие фракции из сепараторов и перехвачен пыль представляют собой готовый цемент. Предполагается также возможность работы мельницы и по открытому циклу.

16.4.5. Цех обжига портландцементного сырьевой шихты Выжигание - главная технологическая операция в производственном цикле

изготовления цементного клинкера, осуществляемая как правило во вращающихся печах (рис. 16.11). При обжиге проходят сложные физико-

химические процессы результате которых сырьевая смесь превращается в клинкерные гранулы. Выжигание - наиболее энергоемкая операция. При мокром способе на выпаливание расходуется 5-7 тыс. Дж / кг при сухом способе расхода топлива и теплоты в 1,5 ... 2 раза ниже чем при мокром

9 8

способе.

16.4.6 . Отделение аспирации и обеспыливания Обеспыливание отходящих газов и аспирационного воздуха при

производстве цемента предусматривает уменьшение загрязнения пылью как воздушных бассейнов населенных мест , так и воздуха производственных помещений , а также возвращение пыли , перехваченного из отходящих газов и аспирационного воздуха в производство или использование их для других нужд народного хозяйства .

Основным способом очистки отходящих газов вращающихся печей от пыли является электрический - применение электрофильтров разных типов .

Очистка аспирационного воздуха выполняется как электрофильтрами , так и рукавными фильтрами.

Для обеспечения необходимой степени очистки отходящих газов и аспирацийного воздуха , запыленность которого после очистки должна обеспечивать санитарные нормы , применяют одно - , двух - и

трехступенчатые схемы пылеулавливающих установок.

Лекция - 13.

Предприятия по производству стальных деталей и конструкций: основы технологии и организации.

8.1. Классификация и состав предприятий.

Предприятия по изготовлению металлических конструкций делятся на предприятия небольшой мощности - 25 ... 30 тыс. Тонн изделий в год; средней - 30 ... 70 тыс. Тонн и большой мощности - свыше 70 до 200 тыс. Тонн в год.

Предприятия небольшой мощности изготавливают отдельные конструкции легких каркасов промышленных зданий, эстакад, опор ЛЭП, радиомачт и др. Большинство заводов небольшой мощности имеют в уборочных и сварочных цехах мостовые краны грузоподъемностью 10-15 тонн, а в малярных и загрузочных цехах - 20 т, что ограничивает вес готовых изделий. Технологические схемы предприятий этой группы предусматривают возможность сбора и сварки конструкций на открытых площадках, оборудованных козловыми или башенными кранами, а также самоходными кранами на железнодорожном, гусеничном или пневмоколесном ходу. При

9 9

этом электросварочное оборудование для предупреждения воздействия атмосферных осадков размещается в небольших закрытых помещениях или под навесами.

Характерной особенностью заводов небольшой мощности является то, что цеха подготовки металла и малярно-загрузочный размещаются в пролетах с поперечным движением кранов, а цеха обработки, сборки и сварки конструкций - В пролетах с продольным движением кранов, параллельно

производственном потока.

Предприятия средней мощности изготавливают конструкции каркасов основных цехов металлургических заводов, цехов заводов тяжелого машиностроения, теплоэлектроцентралей и т. П. Все виды цехов основного производства заводов средней мощности размещаются в главном корпусе с поперечными пролетами. Уборочно-сварочные цеха оборудуются мостовыми кранами грузоподъемностью 15-20 т, а малярно-загрузочные цеха кранами грузоподъемностью З0 тонн.

Предприятия большой мощности изготавливают тяжелые и сложные укрупненные конструкции доменных цехов, автодорожных и железнодорожных мостов больших пролетов, конструкции высотных зданий и т.п. Сборочные цеха этих предприятий оснащаются мостовыми кранами грузоподъемностью 60 и 100 тонн. На крупных заводах мощностью до 200 тыс. Тонн в год, производственные цеха специализируются на выпуске стальных конструкций по сокращенной номенклатуре на текущие автоматизированных линий, позволяет на 30% повысить съем продукции с 1 м2 производственной площади.

По специализации предприятия по изготовлению металлических конструкций делятся на универсальные, выпускающие металлические конструкции для промышленных, жилых, общественных зданий и сооружений и специализированные, производящих один или несколько видов однородных конструкций (опор ЛЭП, мостовых конструкций, резервуаров, конструкций для гидротехнических сооружений и т.п.)

Предприятия по изготовлению металлических конструкций бывают с единичным типом производства, при котором каждый раз изготавливают конструкции различных видов и типоразмеров и серийным производством, при котором одновременно, в течение определенного времени, изготавливают конструкции одного типоразмера и вида, а в дальнейшем возможен переход на изготовление второй серии конструкций. Предприятия с серийным производством делятся на мелкосерийные, среднесерийныеи крупносерийные. Различают предприятия, изготавливающие металлические конструкции из строительных сталей и алюминиевых сплавов.

Типичное предприятие по изготовлению металлических конструкций состоит из цехов основного производства:

1) цеха подготовки металла 2) первичной обработки металла и заготовки отдельных деталей, 3) основного сборочных; 4) малярно-погрузочного и цехов вспомогательного производства:

1 0 0