Гашение в пушонку производят в гидраторах периодического или непрерывного действия. К периодически действующим гид-раторам относятся гасильные барабаны цилиндрической или бочкообразной формы емкостью около 15 м3. Барабаны со скоростью вращения от 3 до 5 об/мин устанавливают горизонтально на катках. В барабаны загружают предварительно измельченную в молотковых или конусных дробилках известь с размером кусков 3-5 мм. Известь гасится паром, поступающим через пароподводящее устройство. Продолжительность гашения, включая загрузку и выгрузку продукта, составляет 30-40 мин. После отсева не-прогасившихся частиц известь направляется в бункера или силоса для вылеживания (силосования), где процесс гашения продолжается, что ведет к повышению качества материала.
Заводское производство пушонки по сравнению с производством комовой извести имеет ряд преимуществ: непрогасившие-ся частицы отделяются уже на заводе; транспортировка упакованной пушонки удобнее; такой продукт имеет более длительный период хранения. Вместе с тем себестоимость пушонки выше, так как ее выпуск требует организации гидратного цеха и упаковочного узла.
Процесс гашения в тесто более длителен и сложен. Он применяется, если известь предназначена к использованию на месте производства или на объектах, находящихся поблизости (например, в виде строительных растворов). Качество известкового теста выше, чем у теста из пушонки, полученной из такой же комовой извести.
При механизированном гашении извести в тесто кипелку предварительно измельчают в щековой дробилке до кусков с размером не более 5 см и орошают на виброгрохоте горячей водой. Затем материал поступает в гасильный бункер, где выдерживается 2 часа. Окончательное гашение происходит в гасителе, куда поступает вода, подогретая до 40-50°С. Из гасителя материал в виде известкового молока выливается на виброгрохот. Крупные частицы поступают в бункер отходов, а известковое молоко перекачивается для отстоя в железобетонные чаны, которые имеют по 4 вертикальных фильтра — оцинкованных трубы с отверстиями по всей высоте, заполненных крупным песком и проходящих через днище чана. За время пребывания в чанах (примерно 15—16 часов) избыточная вода уходит через фильтры, а материал приобретает сме-танообразную консистенцию с влажностью 75%. Отстоявшаяся вода возвращается в технологию и вновь применяется для гашения извести.
Posts Tagged ‘производство’
Гашение в пушонку
Понедельник, января 4, 2010Комбинированный способ производства
Пятница, октября 23, 2009Комбинированный способ производства позволяет использовать преимущества подготовки сырьевой смеси по мокрому способу и одновременно снизить расход теплоты на обжиг. При этом способе примерно на 30% уменьшается расход топлива и примерно на 10% капитальные затраты по сравнению с мокрым способом, но на 15—20% повышается расход электроэнергии. Механическое удаление воды при фильтрации шламов значительно усложняет технологический процесс. В нашей стране этот способ пока не нашел широкого применения. Тем не менее это не умаляет перспективности его использования, так как это реальный путь экономии дефицитного топлива при использовании влажного сырья.
Основными способами производства клинкера в мировой цементной промышленности остаются мокрый и сухой. Более распространен мокрый способ. На его основе выпускается около 70% общего производства клинкера в мире. Однако в связи с ростом цен на топливо в последние десятилетия постоянно возрастает доля производства клинкера по сухому способу. В цементной промышленности России 59 цементных предприятия, из них 52 — с полным циклом производства. Среди последних на 39 заводах реализуется мокрый способ (суммарная годовая мощность 67,2 млн. т), 11 заводов работают по сухому способу (суммарная годовая мощность 12,8 млн. тонн) и на 2-х заводах реализуется и тот, и другой способы.
Выбор способа приготовления сырьевой смеси при проектировании новых предприятий или реконструкции действующих определяется целым рядом факторов, связанных не только с технико-экономическими соображениями, но и со свойствами сырья, его однородностью и влажностью, наличием топливной и энергетической базы в зрне строительства.
Мокрый способ может оказаться более выгодным при мягких, пластичных, хорошо размучивающихся сырьевых материалах, обладающих обычно высокой влажностью (20—30% и более). Такое сырье легко диспергируется в водной среде в болтушках и мельницах-мешалках, в результате чего достигается экономия электроэнергии. Мокрый способ более целесообразен и при естественной влажности сырья более 12—15%, поскольку в этом случае при сухом способе требуются высокие затраты на предварительную подсушку сырьевых материалов.
При наличии твердых сырьевых компонентов умеренной влажности (известняка, глинистого мергеля), которые могут быть измельчены только в мельницах, производство портландцемента следует организовывать по сухому способу. Сухой способ целесообразен также при ограниченной топливной базе в районе завода и высокой стоимости топлива.
Производство высокопрочного гипса
Суббота, сентября 19, 2009Технологическая схема получения высокопрочного гипса представлена на рис. 3.4. Если тепловая обработка гипсового камня в варочных котлах и мельницах производится при атмосферном давлении и получаемый продукт состоит преимущественно из fi-CaS04 - 0,5ЩО, то для получения гипса повышенной прочности, состоящего в основном из а-полугидрата, необходимо создать такие условия, чтобы кристаллизационная вода удалялась из двуводного гипса в капельно-жидком состоянии. Это достигается обезвоживанием гипсового камня либо в герметических аппаратах в среде насыщенного пара под давлением выше атмосферного, либо кипячением в водных растворах некоторых солей, температура кипения которых не ниже температуры дегидратации гипсового камня.
Распространение получило производство высокопрочного гипса способом «самозапаривания», предусматривающим создание избыточного давления за счет испарения из гипсового камня гид-ратной воды. Дробленый гипсовый камень загружают в герметически закрываемый вращающийся «самозапарник», куда подают топочные газы с температурой около 600°С. Проходя по находящимся внутри аппарата трубам, газы нагревают материал. Дегидратация гипса протекает в паровой среде при повышенном давлении 0,23 МПа в течение 5-5,5 часов. Излишки пара периодически сбрасываются. После запаривания материал сушат в этом же аппарате, снижая для этого давление в течение 1,5 часов до 0,13 МПа, а затем до атмосферного. Общая продолжительность цикла составляет 12—24 ч. Полученный материал тонко измель-. чают в мельницах. Невысокая производительность и длительность технологического цикла обусловливают достаточно высокую стоимость высокопрочного гипса.
Относительно низкая температура дегидратации двуводного гипса позволяет получать высокопрочный гипс и при атмосферном давлении — кипячением дробленого гипсового камня в растворах солей (СаС/2, MgCl2, MgS04, Na2C03 и др.), температура кипения которых превышает температуру дегидратации гипса. Длительность варки в зависимости от вида раствора и его концентрации — 45—90 мин. Полученный таким образом полуводный гипс, состоящий в основном из а-полугидрата, отцеживают или отделяют от жидкой среды центрифугированием, промывают до полного удаления солей, сушат при 70—80°С и размалывают в порошок. Такая технология позволяет получить продукт высокого качества и сократить длительность производственного цикла, однако необходимость отделения гипса от солевого раствора и сушки усложняет производственный процесс.
Производство строительного гипса
Суббота, сентября 19, 2009Строительный гипс получают с применением варочных котлов, вращающихся печей и установок совмещенного помола и обжига. Наиболее распространено производство строительного гипса с применением варочных котлов.
Полная технологическая схема производства строительного гипса в гипсоварочных котлах представлена на рис. 3.2. Гипсовый камень доставляют обычно с карьеров в кусках размером от 300 до 500 мм, дробят в щековых и молотковых дробилках, а затем размалывают с одновременной сушкой в шахтных мельницах.
Источником теплоты для сушки в большинстве случаев являются отработанные дымовые газы с температурой 100—500°С. Непрерывно поступая под ротор мельницы, они уносят с собой продукт помола в шахту над мельницей, где он подсушивается. При этом имеет место саморегулирование процесса — более крупные частицы выпадают из газового потока и снова поступают в мельницу, где подвергаются повторному измельчению, а мелкие частицы уносятся дымовыми газами в пылеулавливающие устройства.
Тонкомолотый гипс поступает для тепловой обработки в гип-соварочный котел. Широко распространено производство гипса в варочных котлах периодического действия большой емкости (12—15 м3). Гипсоварочный котел представляет собой цилиндр с вогнутым внутрь сферическим днищем, изготовленный из жароупорной стали и обмурованный кирпичной кладкой. Под котлом расположена топка, сводом которой служит днище котла. Внутри котла попарно друг над другом расположены четыре жаровые металлические трубы. Продукты сгорания топлива омывают днище котла, затем, проходя по кольцевым каналам, обогревают его боковые стенки. Далее газы попадают в жаровые трубы, нагревают их, а сами охлажденными удаляются через дымовую трубу. Это обеспечивает равномерный обогрев материала и полное использование теплоты дымовыми газами. Внутри котла расположено перемешивающее устройство — вертикальный вал с прикрепленными к нему верхней и нижней мешалками.
Продолжительность дегидратации гипсового камня в гипсоварочных котлах зависит от емкости котла, тонкости измельчения сырья и т.д. В среднем она колеблется от 50 мин до 2,5 ч. В первый период температура материала поднимается примерно до 120°С, а затем, несмотря на поступление теплоты, температура материала длительное время остается постоянной. Это соответствует периоду выделения из гипса кристаллизационной воды и превращения ее в пар — наблюдается бурное кипение материала, что требует значительных затрат теплоты. Постепенное повышение температуры в конце варки свидетельствует о том, что в массе порошка становится все меньше частиц двуводного гипса, и теплота начинает расходоваться не только на дегидратацию, но и на нагрев материала. Превышение температуры 120°С недопустимо, так как в этом случае начинают изменяться свойства гипсового вяжущего за счет развития процесса дегидратации, и это может привести к второму кипению.
По окончании варки материал выгружают в бункер выдерживания для постепенного охлаждения и выравнивания состава, где он находится 20—30 мин. Выравнивание состава продукта снижает его водопотребность и обеспечивает более высокие прочностные свойства.
История вяжущих материалов
Суббота, сентября 19, 2009Первое вяжущее вещество, которое использовал человек, была природная необожженная глина. Однако со временем из-за ее слабых вяжущих свойств и малой стойкости во влажных условиях она перестала удовлетворять требованиям строителей. Первые способы получения искусственных вяжущих (гипсовых и известковых) были изобретены уже за 2500—3000 лет до н.э. Они заключались в обжиге и последующем тонком измельчении продуктов обжига некоторых горных пород — гипсового камня и известняка.
Со временем научились повышать водостойкость известковых растворов, вводя в них тонкомолотые обожженную глину, бой кирпича или вулканические породы, известные под общим названием «пуццоланы». Так их называли древние римляне по месту залежей близь города Поццуоли.
На Руси развитие производства вяжущих материалов связано со строительством древних городов — Киева, Новгорода, Ростова, Владимира, Москвы. Эти материалы использовали при возведении крепостных стен, башен, соборов. Древнейшее сооружение, построенное на извести — Десятинная церковь в Киеве (990 г). На извести же были сложены в 1485—1495 гг. стены Московского Кремля. В 1584 г. в Москве был учрежден «Каменный приказ», который наряду с заготовкой строительного камня и выпуском кирпича ведал также производством извести.
Несколько тысячелетий гипс и воздушная известь были единственными искусственно получаемыми вяжущими материалами. Основным их недостатком является низкая водостойкость. Развитие мореплавания в XVII—XVIII веках потребовало для строительства портовых сооружений создания новых вяжущих, устойчивых к действию воды. В 1756 г. англичанин Д. Смитон обжигом известняка с примесями глины получил водостойкое вяжущее, названное гидравлической известью. В 1796 г. англичанином Д. Паркером был запатентован романцемент, способный твердеть как на воздухе, так и в воде. Его получали из мергелей, содержащих более 25% глинистого компонента. По сравнению с гипсом и воздушной известью эти строительные материалы обладали несомненным преимуществом — водостойкостью. Поэтому они быстро вошли в строительную практику и до второй половины XIX в. являлись основными вяжущими веществами для гидротехнических сооружений.
После Отечественной войны 1812 г. в Москве развернулись масштабные строительные работы. Начальник военно-рабочей бригады мастерских команд, производивших строительные работы в Кремле, Е.Г. Челиев обобщил накопленный опыт и описал способ производства гидравлического вяжущего. В 1825 г. была издана его книга «Полное наставление как изготовлять дешевый и лучший мертель или цемент, весьма прочный для подводных строений, как-то: каналов, мостов, бассейнов, плотин, подвалов, погребов и штукатурки каменных и деревянных строений».
В Англии в этом же направлении работал Д. Аспдин. В 1824 г. он получил патент на «Усовершенствованный способ производства искусственного камня». Из-за своего сходства с портланд-ским камнем, добываемым вблизи г. Портленда, вяжущее было названо портландцементом. Хотя это название сохранилось и поныне, полученное ДАспдином вяжущее не было портландцементом в современном смысле этого слова. Оно представляло собой разновидность романцемента с несколько повышенной температурой обжига. Гидравлическое вяжущее, описанное Е. Челиевым, ближе по свойствам современному портландцементу и по качеству превосходило портландцемент Д. Аспдина.
Со второй половины XIX в. портландцемент прочно вошел в строительную практику. В России над его совершенствованием много работал А.Р. Шуляченко, которого называют «отцом» русского цементного производства. В 1856 г. был пущен в действие первый русский завод по выпуску портландцемента в г. Гроздец, затем были построены заводы в Риге (1866 г.), Щурове (1870 г.), Пунане-Кунда (1871 г.), Подольске (1874 г.), Новороссийске (1882 г.). К началу первой мировой войны в России работало 60 цементных заводов общей производительностью около 1,6 млн. т цемента. Одновременно росло производство извести и гипса.
В 1880 г. немецким ученым Михаэлисом был предложен способ приготовления силикатного кирпича с применением автоклавной обработки сырца. Древнейший строительный материал — известь — получил новое применение: Россия в конце XIX в. одной из первых стран в мире начала массовый выпуск силикатного кирпича.
Перемешивание керамических шихт
Суббота, сентября 19, 2009Особенно разнообразны способы перемешивания керамических шихт. Это связано, с одной стороны, с необходимостью полного разрушения структуры основного компонента шихт — глины. Керамические изделия высокого качества можно получить только тогда, когда естественная структура глин полностью разрушена, исходные материалы достаточно тонко измельчены, разрыхлены и тщательно перемешаны до получения однородной, легко формуемой массы. С другой стороны, разнообразие способов перемешивания обусловлено тем, что керамические сырьевые шихты могут иметь различную влажность (от 5 до 50 %) , то есть готовятся как в виде сухих порошков, так и в виде пластичных масс (паст) или шликеров (текучих суспензий). Кроме того, возможны варианты, когда один компонент готовится в виде сухого порошка, а другой — в виде шликера, после чего они смешиваются до получения однородной массы с заданной влажностью.
Аппараты для смешивания керамических шихт можно подразделить на две группы:
• для смешения сухих и пластических материалов (мешалки юпастного типа, мешалки с Z—образными валами (массомески), месительные бегуны, мешалки со сложным движением перемешиваемой массы);
• для перемешивания жидких масс (лопастные мешалки, пропеллерные мешалки, мешалки с применением жидкого воздуха).
Лопастные мешалки (одно- и двухвальные) применяют для перемешивания грубозернистых керамических масс из компонентов, полученных сухим помолом, (производство кирпича, огне-vпоров и пр.). Это корытообразный желоб, внутри которого вращаются один или два параллельно установленных вала с укреп-!енными по винтовой линии лопастями. Благодаря такому размещению лопастей при их вращении происходит перемешивание, а также частичное измельчение отдельных комьев при одновременном перемещении массы к разгрузочному отверстию. Двух-ц.шьные мешалки при относительно меньшей длине дают значи-1ельно более высокую степень перемешивания. Как правило, перемешивание компонентов совмещается с их увлажнением. Все > ю повышает пластичность керамической массы. Достаточная сте-пень увлажнения подобных масс (W= 17-20%) приводит к размоканию и набуханию зерен связующей глины. Образование глинистых прослоек на поверхности зерен отощающих материалов (песка) и необходимое сцепление между ними достигаются без воздействия значительных внешних усилий. Еще лучшие результаты дает пароувлажнение. Увлажнение глины паром ускоряет размокание и повышает равномерность увлажнения массы.
Однако строение массы после переработки в таких мешалках остается рыхлым — в массах содержится много вовлеченного воздуха, который перед формованием необходимо максимально удалить для получения наиболее плотного сырца. Поэтому массы подвергают обязательному вакуумированию.
Шахтная и струйная мельницы
Суббота, сентября 19, 2009Шахтная мельница состоит из размольной камеры и быстро вращающегося ротора с дисками, на которых шарнирно укреплены молотки. Над мельницей расположена прямоугольная металлическая шахта высотой 9—14 м. На высоте 1 м от размольной камеры находится течка, через которую в мельницу поступает предварительно раздробленное сырье. Попадая во вращающийся ротор, оно измельчается. Источником теплоты для сушки в большинстве случаев являются отработанные дымовые газы с температурой 380-500°С и выше. Непрерывно поступая под ротор мельницы, они уносят с собой продукт помола в шахту, где он подсушивается. В результате этого более крупные частицы выпадают из газового потока и снова поступают в мельницу, где подвергаются повторному помолу, мелкие же частицы уносятся с дымовыми газами в пылеулавливающие устройства. При уменьшении скорости газового потока в шахте помол становится более тонким, при увеличении — более грубым.
Струйные мельницы применяют для сверхтонкого измельчения материала в основном в керамике, в последние годы проводятся работы по внедрению их в цементное производство. В струйной мельнице измельчение происходит без участия мелющих тел. Материал захватывается струей сжатого воздуха или перегретого пара, проходящей с большой скоростью. На пути движения взвешенных частиц устанавливают перегородки, увеличивающие число ударов частиц, т.е. измельчение происходит в результате соударений частиц друг с другом, либо удара их о перегородки. За внешней простотой устройства струйных мельниц скрывается сложное компрессорное хозяйство или котельное отделение для подготовки газа или пара. Энергетическое хозяйство струйных мельниц усложняет систему, удорожает активацию измельчением и увеличивает эксплуатационные расходы. Однако струйные мельницы обладают одним неоспоримым преимуществом — работа в них осуществляется во встречных потоках, активация происходит почти без износа рабочих органов и не сопровождается загрязнением размалываемого материала (например, отсутствует намол железа). Основным преимуществом струйных мельниц является более высокая удельная энергонапряженность, что позволяет не только существенно снизить их массу и габариты, но создает благоприятные условия для химической активации размалываемых материалов. Бесшумность работы и отсутствие пылевыделения в рабочем помещении улучшают экологические условия работы.
Сырье, перерабатываемое в силикатной промышленности, разнообразно не'только по составу, физическим свойствам, но и по своей естественной влажности, что обуславливает выбор различных способов его измельчения. Существуют два основных варианта измельчения — сухое и в водной среде.
Сухое измельчение применяется для продуктов обжига (цементный клинкер, известь, шамот и пр.), а также в тех случаях, когда сырьевая шихта должна представлять собой сухой порошок (стекольные, керамические, цементные сырьевые шихты). Оно может производиться во всех рассмотренных выше типах измельчителей. Однако, каждый измельчитель имеет свои ограничения по влажности перерабатываемого сырья: шаровая мельница — Wuq более 0,5% (при более высокой влажности мельница замазывается); дезинтегратор — Whq более 13%. Поскольку природное сырье, как правило, имеет более высокую влажность, в каждом конкретном случае должен быть решен вопрос о целесообразности предварительной сушки исходного сырья в отдельном аппарате либо о совмещении процессов сушки и помола, например в шахтной, аэро-бильной или шаровой мельницах. В последнем случае упрощается технологическая схема, сушка идет наиболее интенсивно. Как правило, аппараты совмещенного помола и сушки могут использоваться, если влажность сырья не превышает 10 %. При более высокой влажности необходима предварительная сушка сырья, что усложняет технологическую схему.
Сухой помол происходит особенно трудно. По мере роста удельной поверхности порошка возрастает и его поверхностная энергия, следовательно, усиливается процесс агломерации. Для успешной работы мельниц сухого помола необходимо осуществлять аспирацию — вентилировать мельничное пространство, просасывая через него воздух. Большие объемы холодного воздуха охлаждают футеровку корпуса, мелющие тела и сам материал. Кроме того, воздушный поток, проходя через мельницу, увлекает мельчайшие частицы, которые отделяются в пылеочистительных устройствах. Тем самым повышается эффективность помола и предотвращается агломерация мелких частиц. Благодаря аспирации производительность мельницы повышается на 20—25%, уменьшается пылевыде-ление, улучшаются санитарно-гигиенические условия труда.
Высокоактивные алюмосиликатные породы
Суббота, сентября 19, 2009Перлит, пемза, туф, трасс - высокоактивные алюмосиликатные породы вулканического происхождения - используются в керамическом производстве в качестве плавней, в цементной промышленности — в качестве активных минеральных добавок. Туфы и трассы образовались из вулканических пеплов, а пемза и перлит — из лавы. Высокая активность этих пород связана с тем, что алюмосиликаты находятся в них в виде метастабильного вулканического стекла.
Известняк, мел — основное сырье для производства извести, портландцемента, глиноземистого цемента, важный компонент стекольных и керамических шихт. Известняк и мел состоят в основном из минерала кальцита — СаС03 и отличаются лишь плотностью. Известняк — твердая и плотная осадочная порода. Мел — осадочная микрозернистая, слабосцементированная и рыхлая порода, состоящая из мельчайших скелетных частей и панцирей простейших организмов.
Качество карбонатного сырья зависит от его структуры, количества и вида примесей, а также их распределения в массе. Для производства портландцемента пригодны карбонатные породы при содержании СаО — 40-43,5%, MgO- 3,2-3,7%. Желательно, чтобы сумма Na20 и К20 не превышала 1%, а содержание S03 было не выше 1,5—1,7%. Более благоприятны породы с постоянным химическим составом и однородной мелкозернистой структурой. Полезны также примеси тонкодисперсного глинистого вещества и аморфного кремнезема при равномерном йх распределении в карбонатной породе. Включения же значительных количеств доломитов и крупнокристаллического кварца, имеющих низкую реакционную способность, нежелательны.
Наиболее высокие требования предъявляются к карбонатному сырью для производства стекла. В известняке и меле для сортовой посуды допускается не более 0,03% Fe203, для оконного стекла - 0,2%.
Мергель — лучшее сырье для производства портландцемента, может также использоваться в составе стекольных шихт. Это переходная горная порода от известняков к глинам; она представляет собой природную смесь из 20—50% глинисто-песчаных веществ и 50—80% мельчайших частиц углекислого кальция. В зависимости от содержания СаС03 и глинисто-песчаного вещества мергели подразделяют на песчаные, глинистые и известковые. Наиболее ценное сырье — известковый мергель, содержащий примерно 75—80% СаС03 и 20—25% глины. По химическому составу он близок к портландцементной сырьевой смеси, что упрощает производство портландцемента. В стекольные шихты введение мергеля желательно при производстве бутылочного стекла.