Chel-remont174.ru

Ремонт 174
1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

НЕОРГАНИЧЕСКИЕ ВЯЖУЩИЕ ВЕЩЕСТВА

Портландцемент

Портландцемент и его разновидности являются основным вяжущим материалом в современном строительстве. В СССР его производство составляет около 65 % от выпуска всех цементов.

Портландцемент — продукт тонкого измельчения клинкера, получаемого обжигом до спекания, т. е. частичного плавления сырьевой смеси, обеспечивающей преобладание в нем высокоосновных силикатов кальция (70. 80 %). Для регулирования схватывания и некоторых других свойств при помоле клинкера в цемент добавляют небольшое количество гипса (1,5. 3,5 %). В соответствии с ГОСТ 10178—85 за таким бездобавочным цементом сохранено название портландцемент (ПЦ-ДО). Ш Сырье и производство.

Для получения доброкачественного портландцемента химический состав клинкера, а следовательно, и состав сырьевой смеси должны быть устойчивы.

Многочисленные исследования и практический опыт показывают, что элементарный химический состав клинкера должен находиться в следующих пределах (% по массе): СаО — 63. 66; SiO2 — 21. 24; А12О3 — 4. 8; Ре2Оз — 2. 4, их суммарное количество составляет 95. . 97 %. Следовательно, для производства портландцемента следует применять такие сырьевые материалы, которые содержат много карбоната кальция и алюмосиликатов (известняки, глины, известковые мергели). Чаще используют искусственные сырьевые смеси из известняка или мела и глинистых пород при соотношении между ними в сырьевой шихте примерно 3:1 (% по массе): СаСО3 — 75. 78 и глинистого вещества — 22. 25. Вместо глины или для частичной ее замены используют также отходы различных производств (доменные шлаки, нефелиновый шлам и т. п.). Нефелиновый шлам, получающийся при производстве глинозема, уже содержит 25. 30 % SiOЈ и 50. 55 % СаО; достаточно к нему добавить 15. 20 % известняка, чтобы получить сырьевую смесь. При этом производительность печей повысится примерно на 20 %, а расход топлива снизится на 20. 25 %. Для обеспечения нужного химического состава сырьевой смеси применяют корректирующие добавки, содержащие недостающие оксиды. Например, количество S1O2 повышают, добавляя в сырьевую смесь трепел, опоку. Добавление колчеданных огарков увеличивает содержание Fe2O3.

В качестве топлива используют природный газ, реже мазут и твердое топливо в виде угольной пыли. Стоимость топлива составляет до 26 % себестоимости готового цемента, поэтому на цементных заводах много внимания уделяется его экономии.

Технология портландцемента в основном сводится к приготовлению сырьевой смеси надлежащего состава, ее обжигу до спекания (получают клинкер) и помолу в тонкий порошок.

Сырьевую смесь приготовляют сухим или мокрым способом (см. 5.2). В соответствии с этим различают и способы производства цемента — сухой и мокрый. В СССР преобладает мокрый способ производства цемента, но все шире внедряется сухой. Важнейшим преимуществом сухого способа производства является не только снижение расхода теплоты на обжиг в 1,5. 2 раза, чем при мокром, но и более высокие удельные съемы в печах сухого способа.

Обжиг сырьевой смеси чаще осуществляют во вращающихся печах, но иногда (при сухом способе) в шахтных.

Вращающаяся печь (5.2) представляет собой сварной стальной барабан длиной до 185 м и более, диаметром до 5. 7 м, футерованный изнутри огнеупорными материалами. Барабан уложен на роликах под углом 3. 4° к горизонту и медленно вращается вокруг своей оси. Благодаря этому сырьевая смесь, загруженная в верхнюю часть печи, постепенно перемещается к нижнему концу, куда вдувают топливо, продукты горения которого просасываются навстречу сырьевой смеси и обжигают ее. Характер процессов, протекающих при обжиге сырьевой смеси, приготовленной по сухому и мокрому способам, по существу, одинаков и определяется температурой и временем нагревания материала в печи. Рассмотрим эти процессы.

В зоне сушки поступающая в верхний конец печи сырьевая смесь встречается с горячими газами и постепенно при повышении температуры с 70 до 200 °С (зона сушки) подсушивается, превращаясь в комья, которые при перекатывании распадаются на более мелкие гранулы. По мере перемещения сырьевой смеси вдоль печи происходит дальнейшее постепенное ее нагревание, сопровождаемое химическими реакциями.

Читайте так же:
Как делать цемент зимой

В зоне подогрева при 200. 700 °С сгорают находящиеся в сырье органические примеси, удаляется химически связанная вода из глинистых минералов и образуется безводный каолинит Al2O3-2SiO2. Подготовительные зоны (сушки и подогрева) при мокром способе производства занимают 50. 60 % длины печи, при сухом же способе подготовки сырья длина печи сокращается за счет зоны сушки.

В зоне декарбонизации при температуре 700. s..l 100 °С происходит процесс диссоциации карбонатов кальция и магния на CaO, MgO и СО2, алюмосиликаты глины распадаются на отдельные оксиды SiO2, A12O3 и Fe2O3 с сильно разрыхленной структурой. Термическая диссоциация СаСО3 — это эндотермический процесс, идущий с большим поглощением теплоты (1780 кДж на 1 кг СаСО3), поэтому потребление теплоты в третьей зоне печи наибольшее. В этой же зоне оксид кальция в твердом состоянии вступает в реакцию с продуктами распада глины с образованием низкоосновных силикатов, алюминатов и ферритов кальция (2CaO-SiO2, СаО-АШ3, 2CaO-Fe2O3).

В зоне экзотермических реакций обжигаемая масса, передвигаясь, быстро нагревается от 1100 до 1300°С, при этом образуются более основные соединения: трех-кальциевый алюминат ЗСаО-А12О3(С3А), четырехкальциевый алюмоферрит 4CaO-Al2O3-Fe2O3(C4AF), но часть оксида кальция еще остается в свободном виде. Обжигаемый материал агрегируется в гранулы.

В зоне спекания при 1300. 1450 °С обжигаемая смесь частично расплавляется. В расплав переходят С3А, C4AF, MgO и все легкоплавкие примеси сырьевой смеси. По мере появления расплава в нем растворяются C2S и СаО и, вступая во взаимодействие друг с другом, образуют основной минерал клинкера — трехкальциевый силикат 3CaO-SiO2(C3S), который плохо растворяется в расплаве и вследствие этого выделяется из расплава в виде мелких кристаллов, а обжигаемый материал спекается в кусочки размером 4. 25 мм, называемые клинкером.

В зоне охлаждения (заключительная стадия обжига) температура клинкера понижается с 1300 до 1000 °С, происходит окончательная фиксация его структуры и состава, включающего C3S, C2S, C3A, C4AF, стекловидную фазу и второстепенные составляющие.

По выходе из печи клинкер необходимо быстро охладить в специальных холодильниках, чтобы предотвратить образование в нем крупных кристаллов и сохранить в не-закристаллизованном виде стекловидную фазу. Без быстрого охлаждения клинкера получится цемент с пониженной реакционной способностью по отношению к воде.

После выдержки на складе (1. 2 недели) клинкер превращают в цемент путем помола его в тонкий порошок, добавляя небольшое количество двуводного гипса. Готовый портландцемент направляют для хранения в силосы и далее на строительные объекты.

Сухой способ производства цемента значительно усовершенствован. Наиболее энергоемкий процесс — декарбонизация сырья — вынесен из вращающейся печи в специальное устройство — декарбонизатор, в котором он протекает быстрее и с использованием теплоты отходящих газов (5.3). По этой технологии сырьевая мука сначала поступает не в печь, а в систему циклонных теплообменников, где нагревается отходящими газами и уже горячей подается в декарбонизатор. В декарбонизаторе сжигают примерно 50 % топлива, что позволяет почти полностью завершить разложение СаСО3. Подготовленная таким образом сырьевая мука подается в печь, где сжигается остальная часть топлива и происходит образование клинкера. Это позволяет повысить производительность технологических линий, снизить топливно-энергетические ресурсы, примерно вдвое сократить длину вращающейся печи, соответственно улучшить компоновку завода и занимаемой им земельной территории.

В СССР создана низкотемпературная солевая технология производства цемента, базирующаяся на открытии советских ученых. Сущность открытия заключается в установлении нового явления — образования высокоосновного силиката кальция — алинита, близкого по составу к алиту в области температур 9ОО. 11ОО°С, т. е. значительно ниже температур кристаллизации трехкальциевых силикатов — алитов. Алинит, являющийся основной вяжущей фазой портландцементных клинкеров нового типа, обусловливает их высокую гидравлическую активность. Вхождение анионов хлора в структуру является обязательным условием образования алинита и клинкеров нового типа. Введение в шихту, например, 10. 12 % СаС12 сопровождается образованием хлоркальциевого расплава при чрезвычайно низких температурах (600. 800 С), что смещает все основные реакции образования минералов в область температур 1000. 1100 "С и позволяет получать клинкер при пониженных температурах.

Читайте так же:
Марки цемента для ремонта крыши

Внедрение новой технологии позволит сократить удельные расходы топлива, резко повысить производительность печей и помольного оборудования.

Технологии и способы производства цемента

При производстве цемента в современных условиях существуют несколько технологий и способов:

  • мокрый способ;
  • сухой способ;
  • полусухой;
  • комбинированный.

Наиболее распространенными являются сухой и мокрый способы производства цемента. Вкратце суть технологии получения цемента можно представить с помощью следующей схемы.

Способы производства цемента

Мокрый способ производства цемента

Мокрый способ производства цемента

Технология производства цемента мокрым способом следующая. Поступающий из карьера известняк направляется на дробление, в результате которого образуется масса с размером частиц 8-10 мм. То же происходит и с глиной, которую по окончании процесса измельчения отмачивают до влажности 70%. Затем глиняную массу и известняк смешивают и дополнительно измельчают в сырьевых мельницах.

Продуктом этого процесса является глиняно-известняковый шлам с влажностью 40%, который направляется в шламовый бассейн, где происходит окончательная корректировка рецептуры под контролем лаборатории.

После этого шлам направляется на обжиг, который производится в специальных вращающихся печах. В результате получается клинкер, который после охлаждения подается на мельницы для измельчения.

Измельченная масса, которую уже можно назвать цементом, поступает в бункеры хранения, где лаборанты отбирают пробы и подтверждают марку цемента.

После этого цемент подается на фасовочные автоматы, где упаковывается в бумажные мешки весом по 40-50 кг и складируется для последующей отгрузки потребителям. Основная масса цемента доставляется потребителям навалом в специальных цементовозах или железнодорожных вагонах.

Сухой способ производства цемента

Сухой способ производства цемента

Совершенно другая технология применяется при производстве цемента сухим способом.

Поступающая из карьера глина и известняк подаются в дробилки, откуда, после предварительного измельчения, попадает в сепараторную мельницу. Там смесь подвергается сразу нескольким процессам: тонкий помол, смешивание и сушка. Далее смесь поступает в смесительные установки, где происходит окончательная корректировка состава сырья.

Далее масса поступает в специальные шнековые смесители, где происходит ее дополнительное увлажнение до 10%. Полученное сырье направляют на обжиг.

Дальнейшие процессы аналогичны технологии производства цемента мокрым способом.

Сравнение двух способов производства.

Наибольшее распространение получил мокрый способ, так как он позволяет наиболее точно получить гомогенизированную сырьевую массу. Единственным недостатком такого способа является большой расход топлива.

Сухой способ получил распространение в тех районах, где в сырьевой массе преобладает доменный шлак вместо глины, где используются некоторые сорта каменного угля — мергели. При сухом способе расход топлива не такой большой, как при мокром, поэтому такой способ получения цемента набирает популярность.

Выбор оборудования для производства цемента. Технология производства цемента мокрым способом

Каждый из нас прекрасно знает, что одной из наиболее перспективных отраслей современности является строительство. Именно по этой причине многие решаются начинать своё дело с производства цемента.

Но сразу же можно столкнуться с рядом трудностей. Одна из таких проблем — это выбор оборудования для производства цемента, так как от этого напрямую будет зависеть качество готового продукта. Конечно, еще один важный момент — это выбранная технология.

Читайте так же:
Как мешать цемент с песком для заливки

Общая информация

Не лишним будет отметить, что доходность подобного бизнеса достаточно велика. Тем не менее, конкуренция тоже высокая, поэтому большую роль играет выбранная технология производства, о чём мы обязательно поговорим. Основная трудность заключается в том, что даже в пределах всего одного месторождения сырья его показатели, такие как плотность, влажность и твёрдость, изменяются в широком диапазоне.

Так как производить цемент можно тремя способами (сухой, мокрый и комбинированный), для каждого из них оборудование приобретается в отдельности. Потому нужно сначала определиться, по какой технологии мы будем изготавливать товар, а затем уже производить закупку техники. Для начала давайте сделаем правильный выбор оборудования для производства цемента. Несмотря на множество нюансов, это достаточно просто.

выбор оборудования для производства цемента

Выбор оборудования для производства цемента

Сразу стоит отметить, что в качестве сырья используется глина и известняк, а эти материалы нуждаются в предварительном дроблении. Поэтому нам нужна дробилка (валковая, щековая и т. п.) Кроме того, понадобится приобрести специальную мельницу-мешалку, в которой будет измельчаться глина с добавлением воды.

Также важным оборудованием является шаровая мельница тонкого измельчения. Стоимость такой установки составляет порядка 3 000 000 рублей. Чтобы получить клинкер, нам необходимо обжечь полученную смесь во вращающейся печи. Но и это еще не всё. Хотелось бы обратить ваше внимание на то, что клинкер для производства цемента можно получить в шаровых мельницах. Для его охлаждения нужен специальный холодильник. Дальше идёт побочная техника, которая служит для упаковки, разгрузки и погрузки товара.

клинкер для производства цемента

Технология производства цемента мокрым способом

Сразу хочется сказать, что если добывается сырьё с большим содержанием влаги, то использовать сухой метод изготовления продукта нецелесообразно. Сама по себе технология мокрого способа достаточно проста. Она состоит в том, что сырье измельчается в дробилках, при этом добавляют небольшое количество воды.

Смесь перемешивается до тех пор, пока не станет однородной. Полученный шлам усредняют и подают в печь. Если говорить более подробно, то известняк можно дробить в несколько этапов. Фракция должна равняться примерно 8-10 мм. После этого следует вальцовка. Но на этом всё не заканчивается. Добытая глина тоже проходит дробление, размеры комков не должны превышать 100 миллиметров, после чего она поступает в болтушки, где отмачивается.

Производство цемента: этап 2

После того как из глины мы получили шлам с влажностью 70 %, нам нужно смешать сырьё с известняком. По окончании процесса количество влаги снижается до 40 %. Тут наступает один из наиболее важных производственных этапов. Шлам поступает в центральный бассейн, где проводится корректировка состава.

В результате получаем постоянную химическую формулу. После обжига мы получаем клинкер, который подвергается помолу в специальных мельницах, о чём уже было сказано выше. Тут же выполняется сушка. Вот мы и получили готовый продукт, который транспортируется в складское помещение, где упаковывается и хранится.

Но прежде определяется марка цемента. А сейчас давайте немного поговорим о сухом методе, который тоже имеет место быть, но только в том случае, если изначальное сырье имеет небольшой процент влаги. Тут технология немного отличается.

добавки для производства цемента

Сухое производство цемента

После того как известняк и глина поступили из карьера, сырье перемалывается. Далее идёт смешивание и сушка, а также помол в сепараторной мельнице. На следующем этапе полученная смесь при помощи пневматических установок перемещается к смесительным аппаратам, где производится корректировка.

Читайте так же:
Как отстирать вещи от цементного раствора

Если говорить о применении глиняного компонента, то необходимо подать сырьё в шнеки, где осуществляется увлажнение водой до 10-11 %. В остальном производство цемента сухим способом ничем не отличается от вышеописанного.

Единственное, что можно сказать на эту тему, так это то, что тут крайне важен процесс подготовки сырья. Обжиг может осуществляться не только во вращающихся печах, но и в шахтных и т. д. Естественно, выбор оборудования для производства цемента влияет на метод, которым будут проводиться работы.

производство цемента сухим способом

Какой из способов лучше?

Дать однозначный ответ здесь вряд ли получится. Всё дело в том, что при мокром методе сырьевую смесь получают на порядок проще и быстрее, а это уже большое преимущество. Именно из-за этого его используют чаще. Как уже было отмечено выше, его рационально использовать тогда, когда сырьё имеет высокую влажность.

Еще один важный показатель — наличие сторонних примесей в глине. Если таковых много, то однозначно лучше мокрый метод. Но тут есть один существенный недостаток, который заключается в том, что при обжиге требуется большое количество топлива, а это дорого.

Сухой способ хорош тем, что он на порядок дешевле, так как угля требуется меньше. Именно по этой простой причине он получает всё большее распространение. Как вы видите, преимуществ и недостатков поровну. Хотя более предпочтительно использовать мокрое производство. Это связано с тем, что производственной пыли гораздо меньше, да и качество товара получается отличным.

Несколько важных моментов

Нельзя не отметить, что существуют специальные добавки для производства цемента. Как правило, они имеют минеральную (гидравлическую) основу и могут быть как искусственными, так и природными. Если говорить о добавках природного происхождения, то это различные осадочные горные, а также вулканические породы.

Что же касается искусственных, то это разнообразные отходы промышленности, такие как шлаки, топливные золы и т. п. Что же касается результатов, которые получаются вследствие включения специальных добавок, то это пониженная себестоимость, а также приобретение цементом различных гидравлических свойств: высокая скорость затвердевания, сульфатостойкость и т. п. Всё это делает возможным использование вяжущего вещества в любых условиях, например, при низких или чрезмерно высоких температурах.

как производить цемент

Заключение

Теперь вы знаете, какие факторы влияют на выбор оборудования для производства цемента. Что же касается расходов, то вся техника будет стоить порядка 4 миллионов рублей. Это с учётом месячной аренды помещения и первоначальных затрат. Вы наверняка заметили, что само по себе производство достаточно сложное, но такого рода бизнес приносит хороший доход, поэтому дело окупится уже через год.

Современный рынок способен поглотить весь выпущенный вами товар, главное — найти покупателя. Производить цемент можно несколькими способами, вы же выбирайте тот, который принесёт больше прибыли. Вот, пожалуй, и вся полезная информация по данной теме. Как вы видите, тут достаточно много нюансов, которые касаются непосредственно технологии и выбора оборудования.

Способы производства цемента

С появлением первых цивилизаций человечество использовало протобетоны. Менялось только связующее вещество и наполнители. Прототипы современных бетонов использовались при строительстве египетских пирамид в Африке, храмов Мачу-Пикчу в Америке и Баальбека в Азии, римских водопроводов и крымских дольменов в Европе. При различии химических составов, способ изготовления смеси остался неизменен до наших дней. Сегодня связующим веществом для производства бетона является цемент.
В зависимости от свойств, цементы имеют разные наименования и предназначены для различных целей. Самый типовой — Портландцемент. Самые распространенные его марки — М400 и М500.

Читайте так же:
Берк цемент кто это

Существуют специальные виды цемента: быстротвердеющий, водонепроницаемый безусадочный, напрягающий, белый, гидрофобный, глиноземистый, сульфатостойкий, пуццолановый. Каждый из них имеет индивидуальные свойства и назначение.

Цемент — продукт скоропортящийся, быстро теряет связующие качества при повышении влажности, потому требует особых условий упаковки, транспортировки и хранения. Перевозка цемента производится по отдельной технологии, с соблюдением требования защиты от влаги. Современный потребитель критичен к качеству цемента. При выявлении брака производитель несет финансовые риски, потому уделяет пристальное внимание надлежащей доставке и складированию.

Заводы, занимающиеся производством цемента, располагаются в местности залежей сырья. Сырьевые материалы для производства могут отличаться, потому может быть отличен химсостав, однако ГОСТ на различные марки цемента един.

Технология производства цемента

Существуют три способа: сухой, мокрый и комбинированный. Выбор того или иного определяется физическими, техническими и химическими особенностями сырья. Моменту получения готового продукта потребителем предшествуют стадии карьерной добычи и дробления сырья, доставка к месту переработки, непосредственно процесс производства цемента и перевозка цемента заказчику специализированным транспортом.

Сухой способ производства цемента

  • Экскаваторным способом из карьера извлекается известняк, глина и присадки (мергель, мел, уголь).
  • Производится измельчение дробильными машинами каждого компонента в отдельности.
  • Каждый компонент направляется в сушильный барабан, где сушится до требуемого процента влажности.
  • Все компоненты поступают в мельничный узел, где происходит помол и смешивание, в соответствии с рецептурой. На выходе узла образуется полуфабрикат в виде гранул необходимой фракции.
  • Гранулы поступают в механизированную печь с температурой 1450 °C. Результат термообработки — цементный клинкер, представляющий собой спекшиеся гранулы.
  • После охлаждения клинкер дробится и поступает на мельницу для доведения до консистенции муки.
  • Далее готовый цемент поступает на специализированные склады, где производится окончательный контроль качества и присваивается марка цемента.

Сухая технология производства цемента менее сложна и затратна, чем мокрая. Кроме того, существует сухое производство цемента, дающее значительную рентабельность. Суть в том, что исходным сырьем является не горная порода, переработка, которой чрезвычайно энергозатратно, а отходы производства — зольная пыль.

Существует производный от сухого метода — полусухой. Технология несколько отлична размерами гранул шлама и его влажностью. Отличие конечного продукта при полусухом методе в пониженном уровне карбонизации (содержания углерода).

Мокрый способ производства цемента

В настоящее время такой способ считается устаревшим, применяется реже, однако, также используется на практике.

  • Известняк и глина подвергаются первичному дроблению и смешиванию.
  • Полученная смесь с добавлением воды поступает на мельницу.
  • На выходе мельницы, в результате мокрого помола, образуется шихта (или шлам) в виде суспензии на водной основе с влажностью 30-50%.
  • Шлам подвергается обжигу во вращающейся печи.
  • Полученный клинкер поступает в мельницу для помола в цемент. На этом этапе добавляется гипс и нужные присадки.
  • Готовый цемент подвергается контролю, получает марку и поступает на склад.
  • На этом процесс производства цемента завершается, продукт готов к отгрузке потребителю.

Комбинированый способ производства цемента

Производствами цемента используется такая технология, когда технологические и технико-экономические свойства сырья не позволяют воспользоваться первыми двумя способами.

Первичная обработка рудных объемов соответствует мокрому методу. После чего шлам обезвоживается до 16-18% влажности и отправляется на обжиг. Последующие этапы производства цемента соответствуют сухому методу.

К такому способу производители прибегают вынужденно, в основном из характера первичного сырья. Способ требует дополнительного специального оборудования, что отражается на себестоимости цемента.

На сегодня, сухой метод производства цемента предпочтителен и, вновь создаваемые, предприятия ориентированы на такую технологию.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector