Alsatelecom.ru

Стройматериалы
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Какая температура обжига сырья при получении цемента

7.5. Обжиг сырьевой смеси и получение клинкера

Образованию конечного продукта — клинкера предшествует ряд физико-химических процессов, в результате которых клинкер приобретает сложные минералогический состав и микрокристаллическую структуру.

Обжиг сырьевой смеси как при сухом, так и при мокром способе производства осуществляется в основном во вращающихся печах. Шахтные печи применяют иногда только при сухом способе. Вращающаяся печь представляет собой длинный, расположенный слегка наклонно цилиндр (барабан), сваренный из листовой стали с огнеупорной футеровкой внутри. Длина печей 95— 185—230 м, диаметр 5—7 м. В нашей стране стали применять вращающиеся печи, работающие по сухому способу, размером 7×95 м, производительностью 3000 т/сут при расходе теплоты на обжиг 3400 кДж/кг. На предприятиях, работающих по мокрому способу производства, применяют печи 7х230 м, производительностью 3000 т/сут при расходе теплоты 5600 кДж/кг. Для улучшения теплообмена внутри печей ближе к верхнему (холодному) концу устраивают цепные завесы, устанавливают теплообменники различной конструкции.

Вращающиеся печи работают по принципу противотока. Сырье в виде порошка (сухой способ) или шлама (мокрый способ) подается автоматическим питателем в печь со стороны ее верхнего (холодного) конца, а со стороны нижнего (горячего) конца вдувается топливо (природный газ, мазут, воздушно-угольная смесь), сгорающее в виде 20—30-метрового факела. Сырье занимает только часть поперечного сечения печи и при ее вращении со скоростью 1—2 об/мин медленно движется к нижнему концу навстречу горячим газам, проходя различные температурные зоны. Выдающийся советский ученый В. Н, Юнг, разработавший основы теории обжига клинкера, условно разделил вращающуюся печь на шесть температурных зон в зависимости от характера протекающих в них процессов. Рассмотрим эти процессы, начиная с поступления сырьевой смеси в печь, т. е. по направлению с верхнего ее конца (холодного) к нижнему (горячему).

В зоне испарения(сушки)происходит высушивание поступившей сырьевой смеси при постепенном повышении температуры с 70 до 200 °С (в конце этой зоны), поэтому первую зону называют еще зоной сушки. Подсушенный материал комкуется, при перекатывании комья распадаются на более мелкие гранулы.

В зоне подогрева, которая следует за зоной сушки сырья, при постепенном нагревании сырья с 200 до 700 °С сгорают находящиеся в нем органические примеси, из глиняных минералов удаляется кристаллохимическая вода (при 450—500 °С) и образуется безводный каолинит Al2О32Si02. Подготовительные зоны (испарения и подогрева) при мокром способе производства занимают 50-60 % длины печи (считая от холодного конца); при сухом же способе подготовка сырья сокращается за счет зоны испарения.

В зоне декарбонизации(ее протяженность 20—23 % длины печи) температура обжигаемого материала поднимается с 700 до 1100 °С; здесь завершается процесс диссоциации карбонатных солей кальция и магния и появляется значительное количество свободного оксида кальция. Термическая диссоциация СаСО3—это эндотермический процесс, идущий с большим поглощением теплоты (1780 кДж на 1 кг СаСОз), поэтому потребление теплоты в третьей зоне печи наибольшее. В этой же зоне происходит распад дегидратированных глинистых минералов на оксиды SiO2, А12Оз, Fе2O3, которые вступают в химическое взаимодействие с СаО. В результате этих реакций, происходящих в твердом состоянии, образуются минералы ЗСаО-А12Оз, СаО-А12Оз и частично 2CaO-SiO2.

В зоне экзотермических реакций(1100—1250 °С) проходят твердофазовые реакции образования ЗСаОА12О3; 4CaO-AI2O3-Fe2O3и белита. Эти экзотермические реакции на сравнительно коротком участке печи (5—7 % ее длины) сопровождаются выделением большого количества теплоты (до 420 кДж на 1 кг клинкера) и интенсивным повышением температуры материала (на 150—200 °С).

В зоне спекания(1300—1450—1300С) температура обжигаемого материала достигает наивысшего значения (1450°С), необходимого для частичного плавления материала и образования главного минерала клинкера — алита. В начале спекания, начиная с 1300 °С, образуется расплав в количестве 20—30 % объема обжигаемой массы из относительно легкоплавких минералов ЗСаО-А12Оз, 4СаО-А12Оз-Fе2Оз, а также MgO и легкоплавких примесей. При повышении температуры до 1450°С в клинкерной жидкости растворяются 2CaO-SiO2и СаО и из них в расплаве происходит образование алита ЗСаО-SiO2, проходящее почти до полного связывания оксида кальция (в клинкере СаОсвобне более 0,5—1 %). В расплаве сначала образуются тетраэдры SiO4 4- , которые потом соединяются с ионами Са 2+ , образуя кристаллическую решетку трехкальциевого силиката. Алит плохо растворяется в расплаве и вследствие этого выделяется из него в виде мелких кристаллов, что влечет дальнейшее растворение в расплаве 2CaO-SiO2и СаО. Процесс образования алита заканчивается за 15—20 мин пребывания материала в зоне спекания (ее протяженность 10—15% длины печи). Поскольку при вращении печи частично расплавленный материал непрерывно перекатывается, мелкие частички слипаются в гранулы. Понижение температуры с 1450 до 1300°С вызывает кристаллизацию из расплава ЗСаО-А12Оз, 4СаОА12Оз-Fе2Оз и MgO (в виде периклаза), которая заканчивается в зоне охлаждения, следующей за спеканием.

В зоне охлаждениятемпература клинкера понижается с 1300 до 1000 °С; здесь полностью формируются его структура и состав, включающий алит С3S, белит C2S, C3A, C4AF, MgO (периклаз), стекловидную фазу и второстепенные составляющие.

Цементный клинкер выходит из вращающейся печи в виде мелких камнеподобных зерен — гранул темно-серого или зеленовато-серого цвета. По выходе из печи клинкер интенсивно охлаждается с 1000 до 100—200 °С в колосниковых, рекуператорных и других холодильниках воздухом, идущим навстречу клинкеру или просасываемым через слой горячего клинкера. После этого клинкер выдерживается на складе одну-две недели.

Сухой способ производства цемента в последние годы значительно усовершенствован. Наиболее энергоемкий процесс — декарбонизация сырья — вынесен из вращающейся печи в специальное устройство — реактор-декарбонизатор, в котором он протекает быстрее и с использованием теплоты отходящих газов.

Читайте так же:
Пикнометрический метод определения плотности цемента

Из расходных силосов сырьевая мука сначала поступает в систему циклонных теплообменников, где, находясь во взвешенном состоянии, нагревается движущимися навстречу (снизу-вверх) отходящими газами и уже горячей подается в декарбонизатор. Непосредственно в декарбонизаторе сжигают около 50 % топлива, что позволяет быстро и почти полностью (на 90 %) завершить разложение СаСОз. Остальная часть топлива сжигается, как обычно, в горячем конце вращающейся печи, в которой получают клинкер из уже подготовленной к обжигу, т. е. декарбонизированной, сырьевой муки. Теплообменное устройство с декарбонизатором устанавливают около печи.

Повсеместное распространение сухого способа производства с применением декарбонизатора обусловлено возможностью ускорить технологический процесс, повысить суточную производительность технологических линий до 3000 т клинкера, использовать теплоту газов, отходящих из печи и холодильника, и тем самым снизить затраты топливно-энергетических ресурсов. При системе декарбонизатор—печь сокращается примерно вдвое длина вращающейся печи, компоновка цементного завода получается более компактной, соответственно уменьшается потребность в земельных площадях.

В СССР открыт новый способ производства портландцемента — путем обжига клинкера в солевом растворе хлоридов. При этом способе основная реакционная среда в печи (силикатный расплав) заменена солевым расплавом на основе хлорида кальция. В солевом расплаве ускоряется растворение основных клинкерообразующих оксидов (CaO, SiO2, А12Оз, Fe2O3) и образование минералов завершается при 1100—1150 °С вместо обычных 1400—1500 °С, что существенно снижает энергоемкость получения цементного клинкера. Полученный клинкер, наряду с алитом, содержит минерал – хлорсодержащий аналог алита, названный алинитом. Алинит — это высокоосновный А1—С1— силикат кальция, содержащий около 2,5 % хлорида. Клинкер, синтезированный в солевом расплаве, размалывается в 3—4 раза легче, чем обычный. Это позволяет снизить электрозатраты на помол и увеличить производительность цементных мельниц. При этом сокращается число помольных агрегатов. Алинитовый цемент быстрее гидратируется в начальные сроки. Технология нового цемента осваивается на цементных заводах. Сейчас глубоко изучаются коррозионная стойкость бетона на этом цементе и поведение стальной арматуры в бетоне с учетом наличия в нем хлора. Все это позволит определить рациональные области применения алинитового цемента.

Приготовение сырьевой муки для производства цемента из переувлажненного сырья

Автор: Пользователь скрыл имя, 19 Февраля 2013 в 00:10, курсовая работа

Описание работы

Цемент — один из важнейших строительных материалов, предназначенных для изготовления бетонов и строительных растворов, скрепления отдельных элементов (деталей) строительных конструкций, гидроизоляции и др.
Цемент представляет собой гидравлический вяжущий материал, который после смешения с водой и предварительного затвердения на воздухе продолжает сохранять и наращивать прочность в воде.

Содержание

Введение 5
1 Обзор литературных и патентных источников6
1.1 Сырьевые материалы для производства цемента 6
1.2 Общая характеристика технологических схем производства
портландцемента 9
1.3 Приготовление сырьевой смеси 11
1.4 Технология приготовления сырьевой муки из переувлажненного сырья 16
1.5 Процессы производства клинкера с использованием мела 17
1.6 Оборудование по переработке влажных сырьевых материалов 21
2 Расчет состава сырьевой смеси и материального баланса производства23
2.1 Методы расчёта сырьевой смеси23
2.2 Расчет состава сырьевой смеси24
2.3 Материальный баланс производства портландцементного клинкера по сухому способу производства из переувлажненного сырья 26
3 Характеристика готовой продукции и области ее применения29
Заключение 31
Список используемых источников 32

Работа содержит 1 файл

Сырьевая мука.docx

1 Обзор литературных и патентных источников6

1.1 Сырьевые материалы для производства цемента 6

1.2 Общая характеристика технологических схем производства

1.3 Приготовление сырьевой смеси 11

1.4 Технология приготовления сырьевой муки из переувлажненного сырья 16

1.5 Процессы производства клинкера с использованием мела 17

1.6 Оборудование по переработке влажных сырьевых материалов 21

2 Расчет состава сырьевой смеси и материального баланса производства23

2.1 Методы расчёта сырьевой смеси23

2.2 Расчет состава сырьевой смеси2 4

2.3 Материальный баланс производства портландцементного клинкера по сухому способу производства из переувлажненного сырья 26

3 Характеристика готовой продукции и области ее применения29

Список используемых источников 32

Цемент — один из важнейших строительных материалов, предназначенных для изготовления бетонов и строительных растворов, скрепления отдельных элементов (деталей) строительных конструкций, гидроизоляции и др.

Цемент представляет собой гидравлический вяжущий материал, который после смешения с водой и предварительного затвердения на воздухе продолжает сохранять и наращивать прочность в воде.

Наряду с расширением ассортимента видов цемента развивается и культура производства портландцемента, совершенствуется оборудование цементных заводов, увеличивается объем производства.

Цементная промышленность в настоящее время вступила в такой этап развития, когда техническое совершенствование производства, рост выпуска цемента, повышение технико-экономических показателей отрасли должно в основном осуществляться путем реконструкции и технического перевооружении действующих цементных заводов.

Цементная промышленность в настоящее время высокомеханизированная отрасль народного хозяйства. На многих заводах непрерывно модернизируется технологическое оборудование, возрастает единичная мощность производственных агрегатов и заводов в целом, внедряются автоматизированные системы управления технологическими процессами [1]. Большинство заводов-производителей цемента отдают предпочтение сухому способу производства.

Конечно специфика сырья, а именно его высокая карьерная влажность, достигающая 30-33%, может служить веским аргументом в пользу мокрого способа. Это как раз и характерно для Республики Беларусь, где среднегодовая влажность мелов составляет 26%, а глин примерно 20% [2].

Однако постоянный рост стоимости углеводородного топлива (природного газа) вызвал необходимость пересмотра технической политики в области цементного производства. Это касается в первую очередь перехода на сухой способ обжига цементного клинкера при использовании природного сырья повышенной влажности (до 30-33%), что еще совсем недавно считалось совершенно нерациональным. Из-за достоинств с теплотехнической точки зрения сухой способ (из сыревой муки) характеризуется также меньшим объемом печных газов (на 30-40%) при одинаковой производительности печи, что влечет за собой более низкие расходы на их обеспыливание [2].

Читайте так же:
Как убрать твердый цемент

1 Обзор литературных и патентных источников

Цемент – один из важнейших строительных материалов, предназначенных для изготовления бетонов и строительных растворов, скрепления отдельных элементов (деталей) строительных конструкций, гидроизоляции и др.

Портландцементом (ГОСТ 10178 – 76) называется гидравлическое вяжущее вещество, твердеющее как на воздухе, так и в воде, получаемое путем совместного тонкого помола портландцементного клинкера и гипса, вводимого в качестве регулятора сроков схватывания.

Клинкер — важнейший компонент цемента — получают путем обжига до спекания сырьевой смеси, состоящей из карбонатных (75-80%) и глинистых (25-20%) пород и обеспечивающей в клинкере преобладание высокоосновных силикатов кальция [2].

1.1 Сырьевые материалы для производства цемента

Для введения необходимых оксидов СаО, SiO2, Al2O3 и Fe2O3 в состав цементного клинкера используют в основном природное минеральное сырье — известняки или мела, а также различные глины.

На сырье, используемое для производства цемента, стандартов не существует, есть только определенные ограничения по содержанию MgO и SO3.

Карбонатные породы. Для производства портландцемента могут применяться все виды карбонатных пород, в том числе чистые известняки, мел, ракушечники, известковые туфы и природные смеси известняков с глинами — мергели. Содержание СаО в карбонатном сырье колеблется от 44 до 56, а в мергелях-натуралах – от 40 до 44 %. Наилучшим карбонатным сырьем для цементной промышленности являются мел, а также карбонатные породы с однородной аморфной или мелкокристаллической структурой. Нежелательно применять сильно доломитизированные и загипсованные известняки. Наименее желательны для цементной промышленности известняки с явно выраженной кристаллической структурой (мраморы), а также окремненные известняки.

При измельчении мрамора резко увеличивается расход электроэнергии, кроме того, ухудшается спекаемость клинкера. Кремнистые известняки, в которых карбонатные породы пропитаны водным кремнеземом, также имеют повышенную прочность и трудно поддаются измельчению из-за отдельных включений и прослоек, состоящих почти полностью из халцедона.

По физическим свойствам карбонатные породы делятся на мягкие, размучиваемые водой; мягкие и средней твердости, не размучиваемые водой; плотные.

К мягким, размучиваемым водой породам принадлежат мел, а также некоторые разновидности мергелей. Мел и мягкие мергели (в частности, подгоренские и

амвросиевские) имеют относительно большую карьерную влажность (от 15-20 до

30, а иногда и до 37 %), легко разрабатываются в карьерах, могут подаваться на завод гидротранспортом, не требуют для измельчения большого расхода электроэнергии, но вызывают повышенный расход топлива при обжиге. Недостатком этого вида сырья является и то, что в осенне-зимний период оно смерзается и залипает, затрудняя транспортировку всеми видами транспорта, за исключением гидравлического.

Ракушечники и туфы в воде, как правило, не распускаются, карьерная влажность их может в отдельных случаях достигать 10-15, а иногда и 18 %. Они легко разрабатываются и измельчаются.

Известняки с мажущимися включениями – маложелательное сырье, так как его переработка, особенно в осенне-зимний период, крайне затрудняется из-за смерзаемости и налипания. При измельчении такого сырья в результате различной размалываемости трудно добиться стабильности состава шихты. Обычно оно перерабатывается мокрым способом.

Плотные известняки имеют низкую карьерную влажность (от нескольких долей до 5-6 %), обладают различной твердостью и прочностью [3].

Диоксид кремния и оксид алюминия в сырьевую смесь вводят через глинистое сырье. В общем случае глина состоит из глинистой, неглинистой частей и органических включений. В свою очередь, глинистая часть, представляющая собой кристаллические гидросиликаты алюминия, подразделяется по преимущественному содержанию соответствующих минералов на следующие разновидности: каолинитовые, галлуазитовые, монтмориллонитовые и гидрослюдистые.

К каолинитовым глинам относятся глины, содержащие в основном каолинит Al2O3 · 2SiO2 · 2H2O, имеющий сложную структуру. Общая формула каолинитовой глины имеет вид Al4(OH4)8[Si2O5]. Каолинит мало набухает и плохо диспергируется в воде. Удаление кристаллизационной воды протекает в одну стадию при температуре около 500°С. Удельная поверхность его находится в пределах 15 м 2 /г.

Галлуазитовые глины содержат в своем составе не только галлуазит Al2O3 · 2SiO2 · 4H2O, но и метагаллуазит и ферригаллуазит. В этих минералах каолинитовые слои расположены беспорядочно относительно друг друга. Кристаллизационная вода удаляется при термообработке в две стадии, о чем свидетельствуют два эндотермических эффекта на кривой ДТА. Первый эндоэффект с минимумом при 125°С, а второй, связанный с удалением остатков более прочно связанной воды, — при 580°С. Удельная поверхность такой глины более развитая, чем у предыдущей, и составляет порядка 40 м 2 /г.

К монтмориллонитовой группе относятся монтмориллонит Al2O3 · 4SiO2 · пH2O, бейделит, нонтронит. Кристаллизуется монтмориллонит в виде очень мелких частичек, образующих скопления с размытыми очертаниями. Такая дисперсность глинистых частичек обусловила и гораздо большую удельную поверхность природных алюмосиликатов, достигающую 800 м 2 /г. Данная удельная поверхность положительно скажется на скорости твердофазового взаимодействия в сырьевой смеси, но в то же время при мокром способе производства цемента это повлечет за собой повышенную влажность сырьевого шлама. Кроме того, высокая дисперсность глинистых частиц обуславливает наличие тонких пор и нахождение в них цеолитной воды, имеющей большую энергию связи с кристаллической решеткой алюмосиликата. В результате относительно слабосвязанная вода из монтмориллонита удаляется в две стадии при сравнительно низкой температуре — 160 и 210°С, а цеолитная — только при 750 и 780°С.

Гидрослюды представлены следующими глинистыми минералами: монотермитом, иллитом, глауконитом. Все они являются промежуточными соединениями между минералами каолинитовой группы и слюдами, т. е. они представляют собой продукты неполной каолинитизации слюд. Эти глинистые минералы не набухают, удельная поверхность их лежит в пределах 100 м 2 /г. Гидрослюды являются одними из самых подходящих для цементной промышленности по сравнению с другими мономинеральными природными алюмосиликатами.

Читайте так же:
Цемент с доставкой со склада

Однако чаще всего глинистое сырье представляет собой смесь различных глинистых минералов. Нежелательны в глинах крупные зерна кварца, полевого шпата и слюд.

Кроме карбонатного и глинистого компонентов, на которые припадает свыше 90% сырьевой смеси, практически всегда используют и железосодержащие корректирующие добавки. Традиционными видами корректирующей добавки являются пиритные (колчеданные) огарки, колошниковая пыль, пыль газоочистки, характеризующиеся довольно высоким (не менее 75%) содержанием оксидов железа [2].

Для производства цемента используют в качестве сырья побочные продукты и отходы других отраслей промышленности. Причем их применяют как в виде основных компонентов, так и модифицирующих добавок. Наиболее широко используют доменные гранулированные, электротермофосфорные шлаки, топливные шлаки и золы, нефелиновый шлам, глиносодержащие отходы. На цементных заводах Беларуси из перечисленных отходов используют преимущественно доменные шлаки.

Доменные шлаки образуются при выплавке чугуна вследствие полного расплавления железной руды и флюса в восстановительной среде. Белорусские цементные заводы используют преимущественно доменный граншлак завода «Азовсталь» (Украина) следующего химического состава (мас. %): SiO2 — 36,9; Al2O3 — 10,5; CaO — 45,9; MgO — 2,9; MnO — 2,07; S — 1,59. Температура плавления его лежит в пределах 1200-1400°С.

Доменные шлаки чаще всего используют в качестве активной минеральной добавки, при помоле цементного клинкера, а в ряде случаев и в виде сырьевого компонента вместо глины и части карбонатного компонента. В зависимости от режима охлаждения различают доменный гранулированный шлак, в котором преобладает стекловидная фаза, образующаяся вследствие резкого охлаждения расплава. При медленном охлаждении расплав застывает, образуя стеклокристаллический продукт, обладающий низкой гидравлической активностью.

Минералогический состав шлаков представлен в основном силикатами и алюмосиликатами кальция.

Гидравлическая активность доменного гранулированного шлака при содержании в нем MgO до 10% оценивается при помощи коэффициента качества (K), определяемого по формуле:

при содержании MgO более 10%:

В зависимости от величины коэффициента доменные гранулированные шлаки подразделяются на 3 сорта со значением K соответственно 1,65; 1,45 и 1,20.

Высокоосновные доменные гранулированные шлаки, содержащие преимущественно стеклофазу, гидратируются быстрее закристаллизованных медленноохлажденных. Высокая внутренняя химическая энергия стеклофазы обеспечивает такому шлаку повышенную растворимость и последующее образование кристаллогидратов.

Гранулированный шлак близок по составу портландцементной сырьевой смеси и в связи с тем, что он не содержит СаСО3, требующий затраты большого количества тепловой энергии на разложение, его выгодно использовать в качестве сырьевого компонента. Это обусловлено и тем, что в качестве кристаллических фаз в шлаке присутствуют минералы, близкие по составу минералам цементного клинкера. К сожалению, доменный молотый шлак при мокром способе производства цемента вызывает загустевание сырьевого шлама.

Наряду с вышеуказанными побочными продуктами в ряде случаев эффективно применение специально вводимых добавок, которые либо обеспечивают интенсификацию процесса обжига сырьевой смеси, либо могут придавать определенные свойства цементам. В первом случае такие добавки называют минерализаторами, в качестве которых могут использоваться фторид кальция, гексафторсиликат натрия. Перспективным минерализатором может быть шлам станции нейтрализации ОАО «Гомельский химический завод», состоящий в основном из солей плавиковой, гексафторкремниевой и ортофосфорной кислот. Минерализаторы могут снизить температуру обжига клинкера на 100-150°С, что позволит увеличить компанию вращающейся печи [2].

1.2 Общая характеристика технологических схем производства портландцемента

Процессы при обжиге

Процессы, протекающие при обжиге сырьевой смеси

При обжиге сырьевой смеси при 1300—1450 °С в результате физико-химических и термохимических процессов получают портландцементный клинкер, состоящий как отмечалось ранее, из четырех основных клинкерныл минералов: трехкальцневого силиката C3S (алита) двухкальциевого силиката C2S (белита), трехкальцневого алюмината С3А и четырехкальциевого алюмоферрита C4AF.
Процесс образования клинкерных минералов при обжиге, минералогический состав получаемого клинкера и свойства портландцемента зависят от физико-механических свойств и химического состава обжигаемой сырьевой смеси, вида и качества топлива, температурь и продолжительности обжига, а также от скорости ох лаждения клинкера.
Клинкер получают во вращающихся печах, применте мых как при мокром, так и при сухом способах произ водства портландцемента.
Характер физико-химических реакций, протекающи при обжиге сырьевых смесей, приготовленных по мокро му или по сухому способу, по-существу, одинаков и оп ределяется температурой нагревания материала.
При обжиге в печи по характеру определенных пре- ррашений сырьевой смеси можно выделить шесть температурных участков-зон: I — до 200 °С, испарение (подушка материала); II—200—800°С, подогрев (дегидратация)’ III — 800—1200°С, декарбонизация (кальцинирование); IV— 1200—1300 °С, экзотермические реакции; V— 1300—1300 «С, спекание; VI — 1300—1000°С, охлаждение.
Рассмотрим процессы, протекающие при обжиге сырьевой смеси во вращающейся печи, работающей по мокрому способу.
Исходное сырье — шлам поступает в зону / — зону подсушки с начальной влажностью 35—42 %. В этой зоне сначала происходит разжижение шлама, вызванное его нагреванием. Затем по мере нагревания и испарения механически примешанной к нему воды шлам загустевает (увеличивается его вязкость), в результате чего образуются комья. При дальнейшем нагревании комья распадаются на мелкие гранулы. Скорость распада комьев зависит от пластичности исходных компонентов сырьевой смеси.
В следующую зону — зону подогрева материал поступает с температурой около 90—110°С и нагревается до 500—650 °С. В этой зоне начинаются химические реакции, изменяется химический состав и физические свойства сырьевой смеси. Органические вещества разлагаются и дегидратируется глинистый компонент. При дегидратации, начинающейся при температуре 450 °С, каолинит распадается на свободные оксиды Si02 и А1203. В результате дегидратации ухудшаются пластические свойства глинистого компонента, что приводит к превращению гранул в порошкообразную массу.
В зоне декарбонизации известняковый компонент сырьевой смеси разлагается по реакциям: СаСОэ= =Ca0 + C02; MgC03=Mg0+C02. Образовавшееся значительное количество свободной извести в виде тонкодисперсного порошка вступает во взаимодействие с кремнеземом и полуторными оксидами глинистого компонента, в результате чего получают клинкерные минералы. Эти реакции протекают в твердом состоянии (в твердых фазах) с большим выделением теплоты и сопровождаются превращением порошкообразной массы Е крупные гранулы.

Читайте так же:
Чем очистить цементный клей

Углекислый газ С02, образовавшийся в результате разложения СаС03 и MgC03> удаляется из печи с о; ходящими газами.
Зона декарбонизации является основной теплопо- требляющей зоной в печи.
Дальнейшее увеличение температуры материала я 1300 °С происходит в экзотермической зоне за счет вя деления теплоты при реакциях образования двухкаль- циевого силиката C2S, алюминатов С3А5 и С3А и алюмо- ферритов. При этом в сырьевых компонентах быстро уменьшается содержание свободной извести.
Наиболее ответственная часть печи — зона спекания где при 1300—1450 °С завершается процесс клинкеропб- разования. В зоне спекания материал расплавляется, в результате чего образуется жидкая фаза. Жидкая фаза вступает во взаимодействие с продуктами реакции в твердом состоянии, т. е. начинается процесс спекания. В начальный период спекания в состав жидкой фазы входят С3А, C4AF, СаО, MgO, при этом C2S находится в твердом состоянии. По мере повышения температуры C2S быстро растворяется в жидкой фазе, насыщается известью СаО до образования 3Ca0-Si02(C3S). C3S выделяется из жидкой фазы в виде кристаллов. Размер кристаллов C3S, зависящий от режимов обжига и охлаждения, влияет на прочность цемента. Наиболее прочные цементы дают клинкеры с мелкокристаллической структурой C3S. При длительном пребывании клинкера в зогіе спекания и медленном охлаждении кристаллы Сз» укрупняются, что приводит к понижению прочности цемента. При понижении температуры до 1300°С жидкая фаза начинает застывать, процесс спекания заканчивается.
В зоне охлаждения температура клинкера снижается до 1100—1000 °С. Жидкая фаза застывает, частично вы деляя кристаллы минералов С3А, C4AF, C2S, MgO |i частично переходя в стекловидное состояние. Из эт$ зоны клинкер поступает в холодильник печи для окон чательного охлаждения.
Качество клинкера повышается при быстром его ох лаждении, так как при этом не происходит роста крис таллов C3S и C2S, жидкая фаза в большей мере остас* ся в стекловидном состоянии и большая часть MgO od храняется в клинкерном стекле.

ОГЛАВЛЕНИЕ: ТЕХНОЛОГИЯ ЦЕМЕНТА

  • Процессы клинкерообразования
  • Приготовление сырья
  • Рекомендации по выбору бизнеса
  • Строительное оборудование МСД
  • Тепловые насосы

Цемент

«Искитимцемент» расширяет линейку специальных цементов для дорожного строительства

АО «Искитимцемент» (управляющая компания – АО «ХК «Сибцем») освоило выпуск специального портландцемента для производства бетона дорожных и аэродромных покрытий, расширив тем самым ассортимент продукции до восьми видов. Новый портландцемент …

Готовые бетонные смеси

Бетонные смеси давно уже, если не хочется, не нужно готовить самостоятельно, тратя на это кучу времени и сил. Все можно купить. Они могут продаваться, как в магазинах, так и предлагаются …

Шнековый дозатор — фасовка муки, цемента и другой пыли

Производство и продажа дозаторов шнековых для фасовки смесей пылящих и трудно-сыпучих Цена — 24000грн(950дол.США) без дискрета(дозатор равномерный с регулируемыми оборотами шнека) или 35000грн с дискретом(дозатор порционный с системой точного дозирования) …

Продажа шагающий экскаватор 20/90

Цена договорная
Используются в горнодобывающей промышленности при добыче полезных ископаемых (уголь, сланцы, руды черных и
цветных металлов, золото, сырье для химической промышленности, огнеупоров и др.) открытым способом. Их назначение – вскрышные работы с укладкой породы в выработанное пространство или на борт карьера. Экскаваторы способны
перемещать горную массу на большие расстояния. При разработке пород повышенной прочности требуется частичное или
сплошное рыхление взрыванием.
Вместимость ковша, м3 20
Длина стрелы, м 90
Угол наклона стрелы, град 32
Концевая нагрузка (max.) тс 63
Продолжительность рабочего цикла (грунт первой категории), с 60
Высота выгрузки, м 38,5
Глубина копания, м 42,5
Радиус выгрузки, м 83
Просвет под задней частью платформы, м 1,61
Диаметр опорной базы, м 14,5
Удельное давление на грунт при работе и передвижении, МПа 0,105/0,24
Размеры башмака (длина и ширина), м 13 х 2,5
Рабочая масса, т 1690
Мощность механизма подъема, кВт 2х1120
Мощность механизма поворота, кВт 4х250
Мощность механизма тяги, кВт 2х1120
Мощность механизма хода, кВт 2х400
Мощность сетевого двигателя, кВ 2х1600
Напряжение питающей сети, кВ 6
Более детальную информацию можете получить по телефону (063)0416788

Из чего получают цемент: характеристики материала, состав и особенности производства

Большинство зданий и сооружений держатся благодаря цементу. Созданный на его основе бетон в течение многих лет будет выдерживать серьезные нагрузки и негативные воздействия. Но что же особенного в цементе? Может, у него уникальный состав? Или все дело в технологии изготовлении? Стоит подробно в этом разобраться.

  1. Характеристики материала
  2. Что в составе
  3. Особенности производства

Характеристики материала

Цемент обладает несколькими важными свойствами, среди которых:

  • прочность. Этот показатель нужно учитывать, выбирая сырье для строительства. Узнать о нем можно по маркировке блока. Чаще всего встречаются такие обозначения как М400 и М500. Компании-изготовители предлагают вяжущие варианты цемента, начиная от М300 и заканчивая М800;
  • сроки схватывания. Они могут быть разными. Время схватывания цементного состава варьируется в пределах от 45 мин. до 10 ч. Этот процесс ускоряется при повышении температуры;
  • активность при пропаривании. Данный показатель влияет на уровень прочности вяжущего компонента;
  • насыпная плотность. Для находящегося в рыхлом состоянии цемента она достигает 900-1100 кг/см 3 , для уплотненного материала это значение 1400−1700 кг/см3;
  • водопотребность. Речь идет о количестве воды, необходимом для гидратации цемента и приготовления теста, являющегося достаточно пластичным. Обычно берут 17% жидкости от массы цемента, нужной для гидратации. Иногда происходит увеличение показателя из-за более высокой водопотребности цемента.
Читайте так же:
Цемент пгс пропорции м300

Что в составе

Главным компонентом вяжущего считается цементный клинкер. И лишь 15-20% приходится на минеральные добавки. Именно цементный клинкер определяет крепость создаваемого из него бетона и разные его характеристики. Сам он является продуктом обжига сырья (чаще всего глины и известняка), выполненным в форме гранул от 1 до 6 см.

Обжиг осуществляется в специальных печах, где температура доходит до +1500°C. В итоге возникает вязкое вещество, задача которого заключается в скреплении всех гранул клинкера. Затем эти гранулы должны пройти дополнительную обработку и дробление.

Составляющие цемента таковы:

  • окись алюминия – 5%;
  • оксид кальция – 67%;
  • оксид железа – 3%;
  • диоксид кремния – 22%;
  • иные компоненты – 3%.

Особенности производства

В настоящее время известно несколько вариантов получения цемента:

  • Мокрый. Одна из первых технологий изготовления цемента. Применима и по сей день, но слегка усовершенствована.
  • Сухой. Считается более современным методом получения вяжущего. Позволяет сэкономить сырье и энергетические ресурсы. Применение данной технологии позволит сократить объем выбросов в атмосферу.
  • Комбинированный. В РФ редко используется, обычно на предприятиях, сотрудничающих с иностранными партнерами.

Стоит подробнее остановиться на мокром методе получения цемента. Ведь большая часть российских цементных заводов по нему работает.

Добытое в карьере сырье проходит обработку и отправляется в печку мокрого измельчения. Там оно превращается в шлам. Полученная масса должна оказаться в сырьевых мельницах и шлам бассейнах. Следующий этап – обжиг во вращающейся печи при +1450°C. В итоге получается клинкер. Его необходимо охладить, поместив в специальные установки, а потом отправить в мельницу для последующего измельчения. Потом туда же вводят минеральные добавки и гипс, являющийся тонкодисперсным. Полученный цемент будет храниться в специальных бункерах.

А вы знаете, по каким критериям следует выбирать цемент?

Способы производства строительного цемента

Цемент – универсальный строительный материал, используемый в чистом виде, а также как компонент штукатурных смесей, бетона и железобетона. Производство цемента – это энергоемкий и дорогостоящий процесс, осуществляемый разными способами. Традиционные методики основаны на предварительном получении клинкера. Гораздо дешевле конечный продукт, изготовленный по бесклинкерной технологии или кустарным методом.

Технологии производства с клинкером

Крупные куски известкового компонента (мела) и глины сначала дробят, затем перемалывают в мельницах или измельчают в болтушках с помощью воды. Глиняный шлам перекачивается в мельницу, где он перерабатывается вместе с известняком. В специальных бассейнах выравнивается химический состав сметанообразной шламовой смеси, затем она подается в наклонную печь – вращающийся барабан диаметром 7 м и длиной около 200 м. На выходе из печи (в месте горения топлива) при температуре около 17 000 °C происходит спекание клинкера. Его охлаждают, дробят и перемалывают с гипсом и минеральными добавками (не путать с пластификаторами для цементного раствора), сушат, вновь измельчают.

Метод применяют, если влажность добытых ископаемых больше 10% или если глина и известняк имеют низкую твердость. Плюс: упрощение измельчения с помощью воды. Минус: большой расход тепла.

Схема меняется на стадии изготовления известково-глиняного шлама. Его сушат и перемалывают в сырьевую муку (операции проводятся одновременно или раздельно). Плюс: при образовании клинкера вдвое сокращается длина печи и расход топлива; если в шихту ввести СаС12, то реакция идет при пониженной температуре. Эта методика получает широкое распространение на цементных заводах, она более приемлема при влажности сырья менее 10%.

Начало процесса сходно с мокрым производством. Подготовленный шлам влажностью до 45% обезвоживается в вакуумфильтре до 20%, в смесь добавляется пыль для поглощения воды. Обжиг производится в шахтной печи, из нижней части которой выгружается клинкер. Плюсы: экономия энергоносителей, упрощение конструкции оборудования.

Для декоративного оформления фасадов применяют белый портландцемент. Белизну материалу придают гипс, диатомит и клинкер с малым содержанием железа, марганца и титана. Технология получения цемента отличается повышенными требованиями к чистоте сырья, проведением отжига на топливе, не образующем золы. Клинкер отбеливают в три этапа: вводят в его состав хлориды, выдерживают в специальной жидкости, охлаждают в конвертированном газе.

В качестве сырья используют зольную пыль, известняк, глину с содержанием песка, минеральные отходы с кальцием, алюминием, кремнием, доменный шлак после выплавки чугуна. Этапы получения цемента «холодным способом»:

  • плавление сырья при 1 450 °C в плавильной печи, работающей на угле, жидком топливе или газе;
  • водное охлаждение расплава с одновременной грануляцией, помол гранулята;
  • смешивание гранул с определенным количеством порошкообразного шлака, песка, глины или извести, добавление специального активизатора (2 – 5%).

Преимущества метода: исключаются расходы на строительство барабанной печи, снижается потребление топлива, сокращается технологическое время. Даже при мелкосерийном производстве себестоимость продукта уменьшается втрое.

Изготовление своими руками

При возведении каменного забора или бетонировании дорожки иногда используют цемент собственного производства: в домашних условиях изготавливают его оригинальный заменитель. Смесь получают, взяв по 1-й части серы и смолы (расплавленных в разных емкостях), 2 части просеянного песка, 3 части свинцового глета (оксида свинца). Поверхность, на которую наносится домашний цемент, предварительно покрывают олифой и высушивают.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector