Технология производства портландцемента, производительность 800 тысяч тонн в год

 

Министерство образования  Российской Федерации

 

Томский государственный 

архитектурно – строительный университет

 

КАФЕДРА СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ

И ТЕХНОЛОГИИ

 

 

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

ПО ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА СТРОИТЕЛЬНЫХ

МАТЕРИАЛОВ

 

На тему: Технология производства портландцемента, производительность 800 тысяч тонн в год

 

Расчетно-пояснительная  записка

 

 

Выполнил студент гр.: 88/1 Брехов А.Д.  29.11.2011г

 

Проверил и допустил к 

Защите руководитель проекта: Петров Геннадий Григорьевич 29.11.2011г

 

 

Нормоконтролер

 

Проект защищен с  оценкой 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ленинск – Кузнецкий 2010г.

Введение

Примерно 3000-4000 лет до н.э. были найдены способы получения  искусственных вяжущих веществ  путем обжига некоторых горных пород  и тонкого измельчения продуктов  этого обжига. Первые искусственные вяжущие вещества - строительный гипс, а затем и известь - были применены при строительстве уникальных сооружений: бетонной галереи легендарного лабиринта в древнем Египте (3600 год до н.э.), фундаментов древнейших сооружений в Мексике, Великой Китайской стены, римского Пантеона.

 

Глина, гипс и известь  способны твердеть и служить только на воздухе, поэтому эти вяжущие  материалы получили название воздушных. Все воздушные вяжущие вещества характеризуются относительно невысокой  прочностью. Со временем научились повышать водостойкость известковых растворов, вводя в них тонкомолотые обожженную глину, бой кирпича или вулканические породы, известные под названием "пуццоланы". Так их называли древние римляне по месту залежей близ города Поццуолли.

 

На территории некогда  существовавшей Руси, развитие производства вяжущих материалов связано с  возникновением древних городов - Киева, Новгорода, Москвы и др. Вяжущие материалы  использовали при возведении крепостных стен, башен, соборов. В 1584 г. в Москве был учрежден "Каменный приказ", который наряду с заготовкой строительного камня и выпуском кирпича ведал также производством извести.

В начале 20 века, в России работало 60 цементных заводов общей  производительностью около 1,6 млн. тонн цемента. Однако после Первой мировой войны большинство цементных заводов было разрушено. С приходом советской власти цементную промышленность России пришлось создавать практически с нуля.

 

Уже в 1962 году, СССР занял  первое место в мире по выпуску  цемента. В 1971 году выпуск цемента в стране превысил 100 млн. тонн. Цементная промышленность СССР отличалась высокой концентрацией производства. Средняя мощность цементного завода в СССР была почти в 2 раза выше, чем в США, и на 30% выше, чем в Японии.

Сегодня, Россия занимает пятое место в мире по объемам производства цемента, уступая Китаю, Индии, США и Японии.

Российская цементная  промышленность находится в числе  самых быстрорастущих мировых индустрий  с темпами около 9%, при этом в  ближайшие годы можно прогнозировать увеличение темпов роста.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Содержание:

I. Исходные данные  для проектирования………………………………….стр.2

1.1 Характеристика материала  изделия……………………………………стр.2

1.2 Режим работы и  производственная программа……………………….стр.8

1.3 Характеристика сырьевых материалов………………………………..стр.9

II. Технологическая часть………………………………………………….стр.12

2.1 Обоснование выбора  технологической схемы производства……….стр.12

2.2 Описание технологической  схемы……………………………………стр.14

 

 

 

 

 

 

 

 

 

						ТГАСУ ЭиУС                                   РПЗ
						Технология производства портландцемента производительность 800 тысяч тонн в год	Стадии			Лист
Выполнил							Кафедра Строительных материалов и технологий
Руковод.
И.констр.
Зав.каф.

 

 

 

 

 

 

 

1. Исходные данные для проектирования.

1.1 Характеристика материала,  требования предъявляемые к нему:

  Портландцемент – это гидравлическое вяжущее вещество, получаемое тонким измельчением портландцементного клинкера состоящего из известняка и глины обожженного про температуре 1350 – 1375 С.

Для регулирования сроков схватывания в портландцементный  клинкер при помоле добавляют  гипсовый камень не менее 1% и не более 3,5% от массы цемента.

ПЦ выпускают без  добавок и с активными минеральными добавками.

Спекшаяся сырьевая смесь в виде зёрен размером до 40 мм называется клинкером. От его качества зависят важнейшие свойства цемента прочность и скорость её нарастания, долговечность, стойкость в различных эксплуатационных условиях ГОСТ 101 78 – 85 предусматривает выпуск трёх разновидностей портландцемента:

• ДО – без добавок
• Д 5 – сведением до 5 % активных минеральных добавок всех видов
• Д 20 –сведением не ниже 5% и не выше 20% доменных гранулированных шлаков.

Клинкер – качество клинкера зависит от его химического и минералогического составов. Для производства портландцементного клинкера применяют известняк и глину.

Помол клинкера является важным технологическим процессом  получения ПЦ, многие свойства цемента  зависят не только химического и  минералогического состава клинкера, но и тонкости помола. Для получения ПЦ надлежащего качества с удельной поверхностью 2,5 – 3 м /кг клинкер измельчают совместно с гипсовым камнем в многокамерных трубных мельницах. Клинкер и гипсовый камень подаётся питателями из расходов бункеров в мельницу, где подвергаются совместному тонкому измельчению.

 

Выпускают портландцемент марок 300, 400, 500, 550, 600

Согласно ГОСТ 10178-85 условное обозначение цемента должно состоять из:

- наименования типа цемента – портландцемент. Допускается применять сокращенное обозначение наименования – ПЦ

- марки цемента;

- обозначения максимального  содержания добавок в портландцементе:  Д0, Д5, Д20;

- обозначения быстротвердеющего  цемента – Б;

- обозначения пластификации  и гидрофобизации цемента –  ПЛ ,ГФ;

- обозначения цемента, полученного на основе клинкера нормированного состава – Н;

- обозначения стандарта,  которому соответствует цемент.

Пример условного обозначения  бездобавочного портландцемента марки 400:

ПЦ 400-Д0 ГОСТ 10178-85.

 

Пример условного обозначения  портландцемента марки 400, с добавками до 20% :

ПЦ 400-Д20 ГОСТ 10178-85.

 

Пример условного обозначения  портландцемента марки 400, с добавками  до 20%, быстротвердеющего, пластифицированного:

ПЦ 400-Д20-Б-ПЛ ГОСТ 10178-85.

 

Пример условного обозначения  бездобавочного портландцемента марки 500:

ПЦ 500-Д0 ГОСТ 10178-85.

 

Пример условного обозначения  портландцемента марки 500, с добавками  до 20%:

ПЦ 500-Д20 ГОСТ 10178-85.

 

Пример условного обозначения  портландцемента марки 500, с добавками  до 20%, быстротвердеющего, пластифицированного:

ПЦ 500-Д20-Б-ПЛ ГОСТ 10178-85.

 

Свойства портландцемента:

а) Прочность портландцемента – согласно ГОСТ 10178 – 85 прочность ПЦ характеризуют пределами прочности при сжатии и изгибе.

Марку цемента определяют по пределу прочности образцов балочек 40*40*160 мм при изгибе и при сжатии их половинок изготовленных из раствора 1:3 по массе с нормальным Вольским песком при водоцементном отношении 0,4 и испытанных через 28 суток. Образцы в течении этого времени хранят во влажных условиях при температуре 20 2 С. Предел прочности при сжатии в возрасте 28 суток называют активностью цемента.

б) Тонкость помола. Заводские цементы должны иметь тонкость помола с характерным остатком на сите с размером ячеек в свету 0,08мм не более 15%.

в) Водопотребность цемента. Определяется количеством воды выраженной в процентах от массы цемента необходимым для получения теста нормальной густоты.

Большое влияние на рост прочности цементного камня оказывает  влажность и температура среды.

Твердение цементного камня  на практике может происходить в широком диапазоне температур, нормальное твердение – при температуре 15 – 20 С, пропаривание 80 – 90 С, давление пара до 0,8 – 1,2 МПа.

Длительное хранение цемента даже в самых благоприятных  условиях влечёт за собой некоторую  потерю его активности. После 3 месяцев хранения потеря активности может достигать 20%, а через год 40%.

Разновидность портландцемента:

1. ПЦ с органическими добавками.
0. Пластифицированный ПЦ. Отличается от обыкновенного содержанием поверхностно активной пластифицирующей добавки. Обеспечивает получение более удобно укладываемых бетонных смесей и морозостойких бетонов.
0. Гидрофобный ПЦ. Отличается от обыкновенного с содержанием поверхностно активной гидрофобизующей  добавки. Способствует повышению морозостойкости бетона, отличается более высокой водостойкостью и водонепроницаемостью.
2. Быстро твердеющий ПЦ. Это ПЦ с минеральными добавками,  отличается  повышенной прочностью через 3 суток твердения , что достигается путём более тонкого помола цемента.
3. Сульфатостойкие ПЦ. Применяют для получения бетонов, работающих в минерализованных и пресных водах.
0. Сульфатостойкий ПЦ с минеральными добавками.
0. Сульфатостойкий шлакопортландцемент 

4. ПЦ с минеральными добавками

4.1 Пуццолановый ПЦ. Его получают путём совместного помола активных минеральных добавок и гипсового камня. Применяют его для подводных и подземных бетонных и железобетонных конструкций т.к обладают большой водонепроницаемостью и высокой водостойкостью.

4.2 Быстро твердеющий  шлакопортландцемент. В нём применяют  клинкер быстро твердеющего цемента и доменные шлаки высокой активности. Его применяют гидротехнических сооружениях, а также в конструкциях находящихся в условиях влажной среды.

5.Белый ПЦ. Получают  из сырьевых материалов имеющих  минимальное содержание окрашивающих оксидов (железо, марганца, хрома).

6. Цветные  ПЦ. Получают  путём совместного помола клинкера  белого цвета и щёлоча стойкими  минеральными красителями.

Белые и цветные цементы  применяют для изготовления цветных  бетонов, растворов отделочных смесей и цементных красок.

7. Тампонажные ПЦ. Изготовляются  измельчением портландцементного  клинкера гипса с добавками  или без них. Применяют для  цементирования нефтяных, газовых  и специальных скважин.

8.Глиноземестый ПЦ. По сравнению с другими вяжущими обладает огне и химической стойкостью, против действия высоких температур (1200 – 1400 С), что позволяет использовать его для изготовления жаростойких бетонов.

9. Расширяющиеся и  безусадочные цементы. К этой  группе вяжущих относятся цементы, несколько увеличивающиеся в объёме при твердении во влажных условиях или не дающие усадки при твердении на воздухе.

9.1 Водонепроницаемый  расширяющийся цемент. Является  быстро схватывающим и быстро  твердеющим.

9.2 Гипсоглинозёместый расширяющийся цемент. Это быстро твердеющее гидравлическое вяжущие, получаемое совместным тонким измельчением глиноземистого клинкера или шлака и гипса до 30%, применяется для амоналичивания стыков сборных конструкций, гидроизоляционных штукатурок.

9.3 Нагревающий цемент. Состоит из 65 – 75 % ПЦ из 13 – 20% глиноземистого цемента и 6 – 10% гипса. В прессе расширения в определённых условиях твердения этого цемента создаёт в арматуре независимо от её положения железобетонной конструкции предварительное напряжение.

Железобетонные конструкции  на таких цементах отличаются повышенной трещиностойкостью и поэтому их применяют для газонепроницаемых конструкций, хранилищ бензина, подводных и подземных напорных сооружений.

 

 

 

 

Режим работы предприятия и его производственная программа

Принимаем следующий  режим, номинальное количество рабочих суток в году 335.продолжительность рабочих смен при обжиге 3 смены для других цехов 2 смены.

Таблица №1. Производственная программа предприятия.

Наименование изделия	Производственная программа
	Год	Сутки	Смена	Час
Портландцемент	800 тысяч тонн	2388,1	796,02	99,5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Характеристика сырьевых материалов

Для производства портландцемента  и его разновидностей используют природные сырьевые материалы, в  том числе гипсовые, карбонатные, глинистые, мергелистые, и другие горные породы, а также отходы промышленности – шлаки, золы и т.д.