Цех помола цемента на цементном заводе производительностью 1,2 млн. тонн в год с выпуском портландцемента и сульфатостойкого шлакопортландцемента - Курсовая работа
Ассортимент выпускаемой продукции: портландцемент с минеральными добавками и сульфатостойкий шлакопортландцемент. Теоретические основы измельчения материала в шаровых мельницах. Расчёт материального баланса производства и объёма гипсового склада.
Аннотация к работе
Морозостойкость растворов и бетонов, приготовленных на цементах с добавками, как правило, ниже, чем у бетонов и растворов приготовленных без добавок. Тонкость помола цемента, характеризуемая остатком на сите N 008 (размер ячейки в свету 0,08 мм), составляет 8 - 12 % для большинства отечественных цементов (согласно стандарту этот остаток не должен превышать 15 %); удельная поверхность такого цемента составляет примерно2500 - 3000 см?/ г. Установлено также, что с увеличением температуры цемента в мельнице падает ее производительность. Технологическая схема цеха помола клинкера включает в себя следующие этапы: хранение исходных компонентов в силосах (клинкера, добавок, гипса), сушку влажных добавок для обеспечения требуемой влажности продуктов, дозирование компонентов, осуществляемое на питателях и дозаторах, для удовлетворения требуемого состава цемента, помол до требуемого гранулометрического состава, охлаждения цемента до 60 - 70? С, для исключения распада гипса, хранение цемента и отгрузка его в автомобильные или железнодорожные цистерны. Перемещение клинкера, добавок, гипса, цемента между силосами и сушильной камерой и мельницами осуществляется с помощью пневмокамерных насосов и конвейера ленточного типа.
Введение
Цемент - важнейший строительный материал. В строительной практике он применяется уже более 150 лет. Крупные научные открытия, послужившие основой создания новых видов цемента и улучшения качества существующих, относятся к последним пяти десятилетиям, причем большинство из них принадлежит советским ученым.
Главные виды цемента, выпускающиеся в настоящее время - это портландцемент, шлакопортландцемент, пуццолановый цемент. Основой всех этих видов цемента является клинкер, получаемый путем обжига в печах сырьевой массы. Обжиг может производится в печах вращающегося или шахтного типа. Изза малой производительности печей шахтного типа, обжиг в них применяют крайне редко.
При обжиге во вращающихся печах, клинкер получают двумя способами: сухим и мокрым. При мокром способе сырье поступает в печь в виде полужидкой массы - шлама, с содержанием воды около 40% от общей массы. При сухом способе, сырьевые материалы, обычно предварительно подсушенные, измельчаются и подаются на обжиг в виде порошкообразной массы.
На отечественных заводах наибольшее распространение получил мокрый способ производства цемента. Общая технологическая схема этого способа выглядит следующим образом: 1) добыча сырья и доставка его на сырьевой склад завода; 2) дробление и мокрый помол сырья; 3) корректирование сырьевой массы - доведение ее до нужного химического состава; 4) подготовку топлива для обжига шлама; 5) обжиг шлама и получение полупродукта - клинкера; 6) помол клинкера и получение цемента.
Основными видами сырья для производства цемента являются глина и известняк. Доставка сырья в сырьевой цех осуществляется различными транспортирующими установками (ленточные транспортеры, железнодорожный и автомобильный транспорт, воздушноканатные дороги т.п). Известняк, поступивший в сырьевой цех, измельчается в дробилках. Тип дробилки и ее производительность определяется производительностью завода и физическими свойствами сырья.
Для измельчения глины и перемешивания ее с водой применяют валковые дробилки и глиноболтушки. Дробление известняка на современных заводах осуществляется в две стадии. В дробилках первичного, крупного дробления известняк измельчается до размеров 200 - 300 мм, а затем в дробилках мелкого, вторичного дробления, на куски размером 25 - 30 мм.
Мелкодробленый известняк и глина с водой направляются в шаровую мельницу для дальнейшего тонкого измельчения. В эту мельницу вода подается из расчета, чтобы готовая сырьевая масса имела влажность 36 - 40%. Готовый шлам центробежными насосами транспортируется для хранения в цилиндрические бассейны. Если шлам нужно корректировать по химическому составу, его перекачивают из одного бассейна в другой.
Для хранения готового, откорректированного шлама используют горизонтальные прямоугольные или цилиндрические бассейны. В этих бассейнах шлам перемешивается с помощью пневмомеханических мешалок. Из горизонтальных бассейнов шлам перекачивается в питательные устройства печи. Питатели обеспечивают равномерную, в определенных количествах, подачу шлама на обжиг в печь.
При вращении печи. Шлам под действием силы тяжести перемещается к разгрузочному концу. Навстречу ему движется поток горячих газов. После целого ряда физических и химических превращений шлам перемещается в зону спекания. Здесь при температуре 1450 - 1550? происходит спекание шлама: из простой смеси глины и известняка он превращается в новый продукт - цементный клинкер.
Достигнув разгрузочного конца печи, клинкер попадает в холодильник. Охлажденный клинкер транспортирующими устройствами подается на клинкерный склад. На этом же складе хранятся добавки (трепел, шлак, гипс и т.п.). Используя те или иные добавки, можно получить различные виды цемента. Для получения готового цемента клинкер вместе с добавками подают в мельницы тонкого помола. Загрузка бункеров мельниц осуществляется грейферными кранами.
Для помола клинкера применяются трубные мельницы диаметром до 3,2 м. и длиной до 15 м. Во время работы внутреннюю полость цементной мельницы необходимо вентилировать, чтобы удалять водные пары и снижать температуру выходящего цемента. Пылевоздушная смесь из мельницы поступает в фильтр, в котором улавливается и осаждается тонкая цементная пыль, вынесенная воздушным потоком при движении через внутреннюю полость мельницы.
Готовый цемент обычно с помощью пневматических транспортирующих устройств из мельницы подается для хранения в железобетонные емкости, именуемые силосами. Из силосов цемент поступает в упаковочные отделения, где специальные машины упаковывают его в специальные мешки, или же специальными пневматическими устройствами подается непосредственно в железнодорожные вагоны.
Кроме основного технологического оборудования, применяемого в производстве цемента, цементные заводы снабжаются различными вспомогательными установками и транспортирующими устройствами. На каждом заводе имеется насосные станции, подающие воду для производственных и бытовых нужд, и компрессорные станции для получения сжатого воздуха и подачи его в производственные цехи.
Ассортимент выпускаемой продукции
Рассматриваемый цех выпускает цемент двух видов: портландцемент с минеральными добавками марки 500, и сульфатостойкий шлакопортландцемент марки 500.
Портландцементом называют вяжущее вещество, получаемое путем тонкого измельчения клинкера с гипсом и добавками и образующее при затворении с водой удобнообрабатываемое тесто, способное твердеть в воде или воздухе.
Химико-минералогический состав портландцементного клинкера характеризуется следующими показателями: · Коэффициента насыщения кремнезема известью - КН, представляющего собой отношение количества окиси кальция в клинкере, фактически связанного с кремнекислотой, к ее количеству, теоретически необходимому для полного связывания кремнекислоты до трехкальциевого силиката. Величина КН находится в пределах 0,85 - 0,95.
· Силикатным кремнеземным модулем, представляющего собой отношение процентного содержания в клинкере кремнекислоты к сумме процентного содержания окислов алюминия и железа. Величина СМ находится в пределах 1,7 - 3,5.
· Глиноземным модулем, представляющим отношение процентного содержания в клинкере окиси алюминия к процентному содержанию окиси железа. Величина ГМ для обычных портландцементов находится в пределах 1 -2,5.
Основные свойства портландцемента. Портландцемент представляет собой тонкий порошок серо - зеленого цвета. Его удельный вес 3,25. Объемный вес в рыхлом состоянии ? - 1220 кг/м3, в уплотненном состоянии путем вибрации ?уп - 1780 кг/м3, угол естественного откоса ? = 41 - 42?. Отличительной особенностью портландцемента является быстрое нарастание прочности, полная воздухостойкость, водостойкость в пресной воде, достаточная морозостойкость в растворах и бетонах.
Объемные деформации. Наличие в составе затвердевшего цементного камня значительных масс гидросиликатных гелей обуславливает в зависимости от условий твердения возникновение деформаций усадки или набухания, величина которых в некоторой степени связана с минералогическим составом цемента.
Тепловыделение. В процессе твердения портландцемент выделяет тепло. Экзотермия цемента в большей степени зависит от его минералогического состава. Тепловыделение цемента зависит также от тонкости помола, количества воды затворения и температуры окружающей среды, т.е. от ряда условий характеризующих кинетику его гидратации. Поэтому расчетным путем невозможно точно установить величину тепловыделения данного цемента, даже если известен его минералогический состав.
Водопроницаемость бетонов и растворов на портландцементе в значительной степени зависит от состава последних и водоцементного отношения, в плотных бетонах она характеризуется маркой В 8 - 10.
Морозостойкость и коррозиеустойчивость портландцемента в основном зависят плотности бетона или раствора и минералогического состава цемента. Наименее морозостойки и коррозиеустойчивы цементы, имеющие в своем составе повешенные количества алюминатов кальция и трехкальциевого силиката. Морозостойкость и коррозиеустойчивость бетона уменьшается с увеличением его пористости и повышением тонкости помола цемента.
Морозостойкость растворов и бетонов, приготовленных на цементах с добавками, как правило, ниже, чем у бетонов и растворов приготовленных без добавок. Поверхностно - активные и воздухововлекающие добавки увеличивают морозостойкость бетонов и растворов.
Сцепление со стальной арматурой бетона на портландцементе через 28 суток твердения составляет R сц = 50 кг/см2, отношение Rсц/R28= 0,14.
Портландцемент марки 500 применяется: · Для изготовления сборных железобетонных конструкций
· Для гидротехнических сооружений ( при службе в пресной воде ), для наружных частей монолитного бетона массивных сооружений, для производства плит оболочек, находящегося в зонах переменного уровня воды
· Для аэродромного строительства
· При производстве бетонных работ с быстрой распалубкой и для зимних бетонных работ по способу " термоса " и с применением дополнительного подогрева (пропаривание, электроподогрев )
· Для производства асбестоцементных изделий
· Для дорожного строительства.
Не допускается применение портландцемента в подводных частях гидросооружений, подвергающихся воздействию морской или минерализованной воды без специальных мер защиты. Для этих сооружений следует применять различные специализированные портландцементы - сульфатостойкий, пуццолановый сульфатостойкий, пуццолановый для пресной воды, шлакопортландцемент.
Сульфатостойкий портландцемент отличается более высокой стойкостью в сульфатных водах.
Причиной разрушения отвердевшего цемента в воде, содержащей растворенные сульфаты, является взаимодействие сернокислого кальция с трехкальциевым алюминатом клинкера. Образующийся при этом гидросульфоалюминат кальция, называющийся изза своего разрушающего действия « цементной бациллой “, значительно увеличивается в объеме по сравнению с исходным трехкальциевым алюминатом. Это вызывает появление в цементном камне растягивающих напряжений и последующее разрушение.
Получают этот цемент путем совместного помола цементного клинкера, гипса, и добавок. Химический и минералогический состав клинкера, используемого при производстве сульфатостойкого портландцемента, должен удовлетворять следующим требованиям: Расчетное содержание трехкальциевого силиката не более 50 %;
Расчетное содержание трехкальциевого алюмината не более 5 %;
Величина глиноземного модуля не менее 0,7.
Расчетное содержание в клинкере суммы С3А С4AF недолжно превышать 22 %.
Необходимость получения клинкера нормированного химико-минералогического состава предопределяет требования к сырью.
Весьма целесообразно использовать трепел либо диатомит или опоку в составе глинистого компонента.
В сульфатостойкий портландцемент не вводят активных минеральных добавок, и лишь при благоприятных условиях его службы в отдельных случаях (по соглашению между поставщиком и потребителем) допускается введение при помоле небольшого количества таких добавок. Последние должны отвечать ГОСТ 6269 - 54 на активные минеральные добавки к вяжущим веществам или в случае применения в качестве добавки гранулированных доменных шлаков - требованиям ГОСТ 3476 - 60 на шлаки доменные гранулированные для производства цементов. Сопротивляемость сульфатостойких портландцементов действию сульфатной агрессии повышается при введении в его состав поверхностно - активной добавки. Поэтому согласно ГОСТ 970 - 61 допускается введение в его состав сульфитно-спиртовой барды либо мылонафта.
По прочностным показателям этот цемент подразделяют на три марки: 400, 500, 600.
В связи с умеренным содержанием в клинкере трехкальциевого силиката и малым содержанием трехкальциевого алюмината сульфатостойкий портландцемент отличается от обычного портландцемента пониженным тепловыделением.
Присущие сульфатостойкому портландцементу свойства обуславливают и возможности его практического использования.
Наиболее целесообразно применять этот цемент для бетонных и железобетонных конструкций, в том числе и предварительно напряженных, гидротехнических сооружений, подвергающихся сульфатной агрессии на переменном уровне горизонта воды, а также для изготовления свай, сооружения опор мостов, молов, предназначенных для службы в минерализованных водах.
Допускается применение сульфатостойкого портландцемента для подводных частей морских и океанских сооружений, однако для этих целей более экономичным является использование сульфатостойкого пуццоланового портландцемента. Поскольку в сульфатостойком портландцементе активные тепловыделяющие минералы (С3S и С3А ) содержатся в малом количестве, его в отдельных частях можно применять вместо портландцемента с умеренной экзотермией в наружных зонах массивных гидротехнических сооружений.
Теоретические основы измельчения материала в шаровых мельницах
Помол клинкера - завершающая стадия производства портландцемента.
Клинкер является только полуфабрикатом. Для того чтобы получить из него портландцемент, клинкер следует измельчить с добавкой гипса, а также с гидравлической добавкой, применяемой в большинстве случаев.
Одно из важнейших требований к портландцементу - это определенная степень измельчения - тонкость помола. От него зависит прочность цемента, и скорость его твердения.
Измельчают клинкер в трубных мельницах. При этом применяют как открытый цикл помола « на проход “, так и замкнутый, с промежуточной сепарацией измельченного продукта.
Отличительной особенностью измельчения клинкера по сравнению с измельчением сырьевых материалов при сухом способе производства портландцемента является более высокая твердость клинкера. Кроме того, для получения портландцемента размалываемые зерна должны иметь заданный гранулометрический состав. Последними исследованиями установлено, что цемент, содержащий в определенном сочетании мелкие и относительно крупные зерна, обладает наиболее высокими физико-химическими характеристиками.
Тонкость помола цемента, характеризуемая остатком на сите N 008 (размер ячейки в свету 0,08 мм), составляет 8 - 12 % для большинства отечественных цементов (согласно стандарту этот остаток не должен превышать 15 %); удельная поверхность такого цемента составляет примерно2500 - 3000 см?/ г. Расход электроэнергии на получение одного килограмма при измельчении клинкера с коэффициентом размолоспособности 1,0 составляет соответственно 32 - 36 КВТ. Ч. С повышением тонкости помола затрата электроэнергии возрастает в значительно большей степени, чем степень измельчения. Так, увеличение тонкости помола на 1 % (уменьшение остатка на сите) повышает расход электроэнергии на 4 -6 % и соответственно снижает производительность мельницы.
Применение замкнутого цикла помола существенно повышает производительность мельницы, на 10 - 20 % и более. Причина заключается в систематическом отделении от общей массы, размалываемого в мельнице материала мельчайших зерен, которые налипают на мелющие тела и снижают размалывающую способность последних.
Для сепарации цемента применяют в основном центробежные сепараторы. Трубная мельница работает в замкнутом цикле с двумя сепараторами. Производительность зависит от тонкости помола, выделяемого при сепарации цемента. Так увеличение удельной поверхности с 2500 см \ г до 3500 см\г уменьшают производительность сепаратора в 1,5 раза, а до 5000 см\ г - в 2 раза.
При замкнутой схеме помола получают цемент более устойчивого качества и более высоких физико-механических свойств, как в отношении марочной прочности, так и в отношении скорости твердения в начальный период. Повышение физик - механических свойств цемента при замкнутом способе помола обуславливается однородным зерновым составом и уменьшением среднего размера цементного зерна. Из сепаратора выходит цемент постоянного зернового состава и с заданной удельной поверхностью, что достигается регулировкой работы сепаратора.
Обогащение цемента мельчайшей фракцией, задерживаемой в фильтрах для очистки аспирационного воздуха мельницы, также позволяет получать быстротвердеющий цемент. Этот способ помола применяют при производстве цемента открытым способом помола, добавляя к части цемента пыль из фильтров.
Чтобы на мелющие тела и футеровку не налипала пыль, применяют интенсификаторы помола: уголь, сажу. Сейчас для этой цели стали впрыскивать распыленную воду в последнюю камеру мельницы в количестве 0,5 - 1,0 % от веса цемента. Это позволяет значительно снизить температуру цемента до 70 - 80 вместо 100 - 150 градусов. Воду подают автоматически, при достижении температуры цемента на выходе из мельницы до 100 - 110 гр.
Снижение температуры достигается также охлаждением корпуса мельницы и интенсивной аспирацией. При аспирации из мельницы удаляют наиболее тонкие фракции цемента, снижающие, как отмечалось, размалывающую энергию мелющих тел. Большие объемы холодного воздуха (до 300 м? на 1 тонну цемента) просасываемого через мельницу и охлаждающего футеровку корпуса, мелющие тела и цемент.
Охлаждение цемента необходимо, во - первых, для того чтобы сократить сроки его выдерживания на складе. Отпускать горячий цемент запрещено, так как он очень быстро схватывается и его невозможно применять в бетоне до полного охлаждения. Установлено также, что с увеличением температуры цемента в мельнице падает ее производительность. Поэтому охлаждение мельницы положительно сказывается на ее производительности. По этим причинам запрещено подавать в мельницы клинкер с температурой более 80 градусов.
Для охлаждения цемента применяют специальные холодильники, представляющие собой вертикальные или горизонтальные шнеки с герметичным корпусом, орошаемые водой. При перемещении цемента в шнеке он интенсивно перемешивается лопастями и охлаждается, соприкасаясь с холодным корпусом шнека. Особое влияние на качество помола и производительность цементной мельницы оказывает выбор ассортимента мелющих тел.
Технологическая схема проектируемого цеха
Технологическая схема цеха помола клинкера включает в себя следующие этапы: хранение исходных компонентов в силосах (клинкера, добавок, гипса), сушку влажных добавок для обеспечения требуемой влажности продуктов, дозирование компонентов, осуществляемое на питателях и дозаторах, для удовлетворения требуемого состава цемента, помол до требуемого гранулометрического состава, охлаждения цемента до 60 - 70? С, для исключения распада гипса, хранение цемента и отгрузка его в автомобильные или железнодорожные цистерны.
В цехе установлено 40 железобетонных силосов для хранения клинкера, добавок, гипса, цемента. Перемещение клинкера, добавок, гипса, цемента между силосами и сушильной камерой и мельницами осуществляется с помощью пневмокамерных насосов и конвейера ленточного типа. Отгрузка цемента в транспорт осуществляется пневматическим способом.
Расчет материального баланса производства
Годовая производительность завода: ПЦ 500: 1200000 ? 0,2 = 240000 тонн в год;
СПЦ 500: 1200000 ? 0,8 = 960000 тонн в год;
Клинкер для ПЦ 500: 240000 ? 0,81 = 194400 тонн в год;
Необходимость сушки активных минеральных добавок, измельчаемых совместно с клинкером, определяется высокой влажностью добавок. Доменные гранулированные шлаки также имеют высокую влажность, так как их получают грануляцией огнненожидкого шлама в специальных водных бассейнах. Содержащаяся в добавках влага начнет реагировать с клинкерной частью цемента и качество его в результате преждевременной гидратации резко ухудшится. Кроме того тонко измельченный материал налипает на мелющие тела, броневые плиты, замазывает междукамерные и разгрузочные перегородки мельницы, затрудняя или полностью прекращая в ней измельчение.
Так как в цементах 6 и 15 разные добавки, то расчет сушильного отделения будем производить отдельно для доменного шлака, имеющего влажность 21 %, и отдельно для диатомита влажностью 18 %.
Производительность сушильного барабана для шлака
Выход высушенного шлака
Qбш = (1000?Q)/3600 = (1000?3,835)/3600 = 1,065 кг/сек. где Q - количество материала, нуждающегося в сушке ( по высушенной массе ), т/час;
Определение рабочего объема сушильного барабана для шлака и выбор его по таблицам.
V = 3600?Qwш/А = 3600?0,272/55 = 17, 8 м?
Где А - удельный паросъем, кг/(м?ч), для шлака 55 - 60 кг/(м?ч), для остальных материалов А = 45 - 55 кг/(м?ч).
Время прохождения материала через сушильный барабан: ? = (120?????( Wн - Wk))/(А(200?(Wн - Wk))) =
= (120?500?0,2?( 21 - 1)/( 55?(200?( 21 -1))) =
= 24,2 минуты. где ? - средняя насыпная плотность материала, кг/м?, ? - коэффициент заполнения барабана в долях единицы, ? = 0,2.
Необходимая мощность привода для вращения барабана N (КВТ): N = 0,0013?Dб??Lб?n???? = 0,0013?2,2??14?3,6?500?0,02 =
= 7 КВТ где - D, L диаметр и длина барабана, м n частота вращения выбранного барабана ? средняя насыпная плотность 500 кг/м? ? коэффициент учитывающий вид теплообменных устройств в барабане, ? = 0,04 - 0,07 для лопастного теплообменника или при навеске цепей, и ? = 0,01 - 0,02 для ячейково - сепараторного теплообменника.
Из выпускаемых сушильных барабанов наиболее оптимальным является СМЦ - 440.
Размеры барабана: D = 2,2 м, L = 14 м, V = 53 м?
Наклон барабана 1-4%
Производительность по сухому материалу 14 т/ч
Влажность материала: На входе 22 %
На выходе 3 %
Частота вращения барабана 3,6 об/мин
Мощность привода двигателя 36 КВТ
Масса 35 тонн.
Определение рабочего объема сушильного барабана для сушки диатомита и выбор его по таблицам.
Рабочий объем сушильного барабана для диатомита
Vд = 3600 Qwд / А = 3600?0,95 / 45 = 76,48 м? где А - удельный паросъем кг/(м??ч) = 45 - 55 кг/(м??ч)
Время прохождения через сушильный барабан ? ? = 120?????(Wн - Wk ) / (А?(200 - (Wн - Wk))) =
? средняя насыпная плотность материала = 900 - 1100 кг / м?
Мощность привода для вращения барабана N (КВТ)
N = 0,0013?Dб??Lб?n???? = 0,0013?2,8??14?4,68?1100?0,02 = 41,13 КВТ где Dб, Lб диаметр и длина барабана, n число оборотов выбранного барабана об/мин, ? коэффициент, учитывающий вид теплообменных устройств = 0,01 - 0,02 Из выпускаемых сушильных барабанов подходит СМЦ - 429, имеющий характеристики: Диаметр барабана 2,8 м
Длина барабана 14 м
Наклон барабана 5 %
Производительность по 20 - 25 т/ч сухому материалу
Влажность материала на входе 20 - 22 % на выходе 1 - 8 %
Частота вращения барабана 4,68 об \мин
Мощность привода двигателя 55 КВТ
Масса 62,4 т
Расчет производительности и количества мельниц
Расчетная производительность мельницы.
Q = 6,45?Vп??vDc?(m/Vп)??К?b?q где n показатель степени = 0,8
Vп - полезный объем мельницы, м?
Dc - диаметр мельницы в свету, м
Lп - полезная длина мельницы, м m - масса мелющих тел, м
К- коэффициент равный 1,1 - 1,2 при замкнутом цикле b - удельная производительность мельницы в т/(КВТ *ч) потребляемой мощности = 0,036 - 0,038 q - поправочный коэффициент на тонкость помола: для портландцемента № 6 = 0,818 для портландцемента №15 = 0,655
Диаметр мельницы в свету Dc
Dc = (0,94…..0,95)?D = 0,94?5,2 = 4,89 ?4,9 м
Полезная длина мельницы.
Lп = L - 0,2 = 16,5 - 0,2 = 16,3 м
Масса мелющих тел. m = 3,77? ??Dc? ?Lп = 3,77? 0,26 ? 4,9? ? 16,3 = 383,6 т
Определение мощности электродвигателя для привода мельницы N КВТ
N = (0,2?m?Dc?nопт")/? где m - масса мелющих тел, т.
Dc - диаметр барабана в свету, м. ? - КПД ? = 0,90 - 0,94 для мельниц с центральным приводом ? = 0,83 - 0,85 для мельниц с периферийным приводом
Nц = (0,2?383,6?4,9?14,4)/0,94 = 5759 КВТ
С учетом пускового момента 10 - 15 %
Nц" = Nц?1,15 = 5759?1,15 = 6920 КВТ
Nпер = (0,2?383,6?4,9?14,4)/0,83 = 6522 КВТ
С учетом пускового момента 10 - 15%
Nпер" = Nпер?1,15 = 6522?1,15 = 7500 КВТ
Техническая характеристика мельницы: Цементная мельница, работающая в замкнутом цикле, 5,2?16,5 м (поставочная ведомость фирмы «Полизиус» на 1972 - 1974 года )
Тип мельницы Замкнутый цикл
Размеры d?l,м 5,2?16,5
Частота вращения об/мин 14,0
Шаровая загрузка, т 390
Мощность двигателя, КВТ 6325
Тип привода Кольцевой двигатель
Расход аспирационного 90000 воздуха, м?/ч
Тип фильтра Электрофильтр
Удельная поверхность цемента, см?/г 3000
Производительность, т/ч 300 производство портландцемент шлакопортландцемент сульфатостойкий
Подбор сепараторов
Воздушные сепараторы являются принадлежностью размольных установок, работающих по замкнутому циклу, и служат для разделения предварительно размолотого материала на отдельные фракции по крупности зерен.
Воздушная сепарация осуществляется двумя способами: при первом способе, через сепаратор проходит пылевоздушный поток, из которого осаждаются лишь крупные частицы материала (крупка), а мелкие выносятся из него воздушным потоком и улавливаются дополнительными устройствами. При втором способе в сепаратор подается только материал, который подхватывается потоком воздуха, циркулирующим внутри сепаратора. Из сепаратора выходит крупная и мелкая фракция по различным патрубкам.
Для сепарации по первому способу применяются простые по конструкции проходные сепараторы, а для работы по второму способу используют более сложные по устройству центробежные сепараторы с замкнутым потоком воздуха.
Сепаратор для мельницы портландцемента №6.
Q = Qm?( 1,20….1,40 ) = 182,3?(1,20…1,40 ) = 218,6….255,2 т/ч где Qm - производительность мельницы по данному виду цемента.
Фирма «Полизиус» вместе с мельницей поставляет сепараторы O 7,3 м, производительностью 210 т/ч, частота вращения ротора 140 об/мин, максимально допустимое количество воздуха 2830 м?/мин.
Сепаратор для мельницы сульфатостойкого портландцемента №15.
Сепараторы O7,3 м, Q воздуха = 2830 м?/мин, Q = 210 т/ч, 2 штуки.
Транспортное и вспомогательное оборудование.
Пневматические насосы
Производство цемента связано с перемещением внутри цехов и между цехами больших масс кусковых и порошкообразных материалов, а так же шлама. В процессе приготовления цемента роль транспортирующих устройств в такой же степени значительна, как и роль основных машин. Непрерывность производственных процессов и равномерность питания технологических установок сырьем, топливом и полупродуктом невозможно осуществлять при плохой работе транспортеров.
Узлы и детали транспортеров подвергаются чрезвычайно быстрому износу, поскольку все перемещаемые ими материалы обладают сильным абразивным действием, а часть из них, например, клинкер, выпадающий из холодильников печей, и цемент из трубных мельниц, имеют иногда высокую температуру. Все это неблагоприятно отражается на работе транспортеров и требует большого внимания к выбору их конструкций, режимов работы и разработке методов ремонта.
Выбор пневмокамерных или пневмовинтовых насосов производят в зависимости от наибольшей производительности мельниц и расположения цементных силосов.
Qmax = 182,3 т/ч
Предлагаю установить на каждую мельницу 3 пневмокамерных насоса ТА - 28 , соединенных параллельно. Третий насос является запасным, он будет использоваться при неисправности, техническом обслуживании или ремонте одного из двух других насосов.
Итого количество пневмокамерных насосов 6 штук.
Техническая характеристика насосов ТА - 28
Производительность, т/ч 100 - 125
Приведенная дальность подачи, м 1000
Внутренний диаметр трубопровода, мм 250
Рабочее давление сжатого воздуха, МПА 0,6
Расход сжатого воздуха, м?/мин 90,4
Масса, кг 14795
Расчет емкости ковша элеватора
Ковшовые элеваторы применяют для транспортирования различных насыпных грузов: пылевидных, зернистых и кусковых (цемента, угля, пемзы и т.д.). Ковшовые элеваторы применяются в качестве основного технологического транспорта цементного производства для подъема материала под углом до 60-85 ° от начального до конечного пункта без промежуточной загрузки и разгрузки. Материал перемещается с помощью ковшей, укрепленных через равные промежутки (или сомкнутых между собой) на бесконечном тяговом гибком органе - цепи или ленте.
Для подачи цемента на разделение в центробежные сепараторы применяют ковшовые элеваторы. Производительность элеватора на 20 - 50% выше большей производительности мельницы.
Примем Qm = 250 т/час t - шаг ковшей элеватора t = 650 мм = 0,65м
V - скорость движения ковшей 0,6 - 1,0 м/с
Кн - коэффициент заполнения ковшей элеватора = 0,7 ?н - насыпная масса материала ? 1,1 т/м? q = (250?0,65)/(3,6?0,8?0,7?1,1) = 73 л по рассчитанной емкости ковша выбираем элеватор: тип элеватора Э2ЦО - 900 ширина ковша, мм 900 емкость ковша, л 118 шаг ковшей, мм 650 мощность электродвигателя, КВТ 40.
Расчет ширины ленты сборочного конвейера.
Для транспортирования сыпучих и кусковых материалов в s горизонтальной и наклонной плоскостях в цементной промышленности широко используют ленточные конвейеры с плоской и желобчатой лентой. Ширина ленточных конвейеров, выпускаемых промышленностью нормализована: 400, 500, 650, 800, 1000, 1200, 1400, 1600, 2000, 2500 и 3000 мм (ГОСТ 22644-77). Ленточные конвейеры позволяют обеспечить высокую производительность (до 30000 т/час) и транспортировать материалы на расстояние нескольких десятков километров.
Ширина ленты: B = ?v(Qk/(155?V??н) где - Qk - производительность конвейера, равная большей производительности мельницы с запасом 20 - 50%
Qk = 250 т/ч
V - скорость ленты = 2,0 м/с ?н - насыпная плотность материала = 1,4…1,5 т/м? ?н= 1,4 т/м?
B = ?v(250/155?2,0?1,4) = 0,76 м
По ГОСТ 22644 - 77 ширина ленты должна составлять 800 мм.
Расчет питателей и дозаторов для подачи клинкера, добавок и гипса в мельницу.
Питатели применяют для равномерной непрерывной подачи материалов из бункеров на транспортирующие машины, в дозирующие аппараты, и другое технологическое оборудование. Питатели стабилизируют технологический процесс и работу машин и позволяют механизировать и автоматизировать производство.
По характеру движения рабочих органов, различают питатели с непрерывным движением по замкнутому контуру (ленточные, пластинчатые, цепные); с колебательным движением (вибрационные, лотковые, секторные); с вращательным движением (винтовые, тарельчатые, барабанные). Конструктивные решения питателей весьма разнообразны.
Дозирование материала можно производить по массе и по объему. Оборудование для объемного дозирования проще по устройству, но точность его работы ниже, чем у весовых дозаторов, так как в этом случае сказывается влияние изменения плотности материала. Объемные дозаторы могут в некоторых случаях применяться при дозировании жидкостей. По режиму работы различают дозаторы циклического и непрерывного действия.
Управление дозаторами осуществляет оператор дистанционно или автоматически. При дистанционном управлении загрузку, дозирование и выгрузку производит оператор с пульта управления по показаниям соответствующих приборов. Наиболее совершенным устройством является весовой автоматический дозатор.
5. Крыхтин Г. С., Кузнецов Л.Н. Интенсификация работы мельниц Новосибирск «Наука» 1993.
6. Колокольников В.С. Производство цемента. Москва. «Высшая школа». 1967.
7. Сатарин В.И. Современные цементные заводы. Москва. Издательство литературы по строительству. 1967.
8. Холина И.И. Справочник по производству цемента. Москва. Государственное издательство литературы по строительству, архитектуре и строительным материалам. 1963.
9. Вальтер Г. Дуда. Цемент. Москва. Стройиздат. 1980.