Линия по производству сухих строительных смесей производительностью 8000 тонн в год

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И  НАУКИ РФ

Белгородский государственный  технологический университет им. В.Г.Шухова

 

 

Кафедра Механического оборудования

 

 

 

 

 

 

 

Курсовая работа по дисциплине:

«Механическое оборудование предприятий

строительной индустрии»

на тему:

«Линия по производству сухих строительных смесей   

производительностью 8000 тонн в год»

 

 

 

 

 

Выполнил:

                                                                                        студентка гр. ПСн-31

Костылёва О.А.

 

Проверил:

Дубинин Н.Н.

 

 

 

 

Белгород 201 2

Содержание 

ВВЕДЕНИЕ………………………………………………………………….3

ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ………………………………………………………..4-24

1. Описание технологии производства цемента по сухому способу…4-6
2. Характеристика сырья и материалов для производства……………7-8
3. Подбор основного технологического оборудования.........................9-11
4. Описание конструкций, принципа действия щековой дробилки со сложным движением щеки, описание основных узлов....................12-19
5. Расчет производительности и мощности дробилки……………….20
6. Подбор электродвигателя…………………………………………...21
7. Основные положения по технике безопасности и охране окружающей среды предприятия…………………………………………………..22-24

ЗАКЛЮЧЕНИЕ……………………………………………………………..25

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ……………………………26

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 

Основная тенденция технического развития цементной промышленности России  -  модернизация производства за счет внедрения сухого способа и уменьшения доли мокрого. Эту тенденцию подтверждает также опыт мировой цементной промышленности по внедрению печных систем с реакторами-декарбонизаторами различных типов, которыми оснащаются новые расширяемые и реконструируемые цементные заводы.

Цементная промышленность потребляет большое количество топлива. При мокром способе производства сырьевая шихта поступает на обжиг с влажностью 35— 50% и на каждую тонну цементного клинкера расходуется около 300 кг угля или 200 м³ природного газа. Сухой способ производства позволяет резко сократить расход топлива на обжиг клинкера—170 кг угля или 110 м³ газа на 1 т клинкера. Кроме того, размеры основного технологического оборудования при сухом способе меньше, чем при мокром, что обусловливает снижение затрат на строительство заводов за счет уменьшения веса оборудования и габаритов зданий.

Широкому внедрению  сухого способа до последнего времени препятствовали трудности подготовки однородной по химическому составу сырьевой шихты, а также затруднения при обеспыливании в процессе подготовки сырьевой смеси и обжига клинкера, связанные с выделением аспирационного воздуха и отходящих газов, содержащих трудноосаждаемые тонкодисперсные высокоомные частицы.

Отечественный опыт подтверждает следующие преимущества печей сухого способа с запечными шахтно-циклонными теплообменниками:

а) высокая производительность; удельный съем клинкера— около 60 кг/м²-ч, а в печах мокрого способа — около 30 кг/м²-ч;

б) активность клинкера, выпускаемого печами сухого способа, как  показывает опыт, например Спасского завода, у которого печи сухого и мокрого способов производства работают на одинаковом сырье, находится на уровне активности клинкеров, получаемых мокрым способом;

в) простота конструкции, отсутствие движущихся частей в запечных теплообменниках, надежность и высокий коэффициент использования;

г) сырьевые материалы  можно измельчать более грубо;

д) расход тепла на тонну  цемента, полученного на Спасском цементном  заводе сухим способом, на 45% меньше, чем при мокром способе производства; соответственно на 21% ниже себестоимость тонны цемента.

В связи с вышеизложенными  конструктивными изменениями  в оборудовании и в организации технологических процессов сухого способа производства цемента, повлекшими снижение затрат топлива и энергии, а также себестоимости цемента, в ряде стран (Германия, Чехия, Словакия, Польша и др.) больше не строят цементных заводов мокрого способа производства. Кроме того, некоторые цементные заводы мокрого способа модернизированы и полностью переведены на сухой способ производства цемента. [ 12 ]

 

1. Описание технологии производства цемента

 по сухому  способу

 

Добыча известняка и глины осуществляется в карьерах. Известняк добывается буровзрывным способом. Взорванную породу размером кусков до 1м, а иногда до 1,2 – 1,5 м в поперечнике грузят с помощью эскалатора на транспортные средства (думкары) и перевозят на завод железнодорожным транспортом. Более крупные глыбы подвергаются дроблению при помощи пневматических перфораторов. Глина на завод транспортируется таким же образом. [ 4]

Известняк, поставленный на завод, проходит две стадии дробления:

- первичное дробление осуществляется в щековой дробилке со сложным движением щеки 2,

- на второй стадии установлена молотковая дробилка 3.

Для бесперебойной работы дробилок питание их осуществляется из расходных  бункеров, снабженных питателями, обеспечивающими  непрерывную подачу материалов в количестве, соответствующем производительности дробилок.

 Размеры кусков известняка, поступающего в щековую дробилку составляют 1000 мм, на выходе из дробилки 200 мм. После вторичного дробления до крупности 25 мм дробленный известняк поступает в объединённый склад сырья.

Глина после доставки на завод попадает в приемное устройство, из которого при помощи пластинчатого транспортера-питателя подается в валковую дробилку 5. Основными рабочими органами валковой дробилки являются валки, вращающиеся навстречу друг другу. Куски глины, втягиваясь в щель между вращающимися валками, сжимаются последними и раздавливаются. Каждый из дробящих валков представляет собой вал с насаженным на него пустотелым барабаном, состоящем из отдельных кольцеобразных дисков, рабочие поверхности которых имеют зубья. Дробилка характеризуется степенью измельчения 16 – 20, на выходе куски глины имеют размер до 30 – 40 мм. Пройдя вальцы, глина попадает на ленточный транспортер и подается на объединенный склад сырья.

На склад поступают также  огарки, затем оттуда сырье подается в мельницу «Аэрофол» 7, сырьевые материалы в которых измельчаются под действием падающих кусков самого материала. Полученная сырьевая мука через циклон-осадитель 8 транспортируется в промежуточные силоса.

Следующая стадия – помол. Осуществляется в трубной мельнице 11. Мельница работает в замкнутом цикле с динамическим сепаратором 10, в котором отделяется более крупная фракция и возвращается на домол в загрузочную часть мельницы. В мельнице происходит помол материала и превращение его в порошок, который в основном проходит через сито № 008 с размером отверстий 0,08 мм.

Полученный продукт транспортируется пневмокамерными насосами в гомогенизационные силоса большой вместимости 12, которые оборудуются усиленными аэрирующими устройствами, где происходит корректировка и пневмоперемешивание (гомогенизация) сырьевой муки. Через 1-1,5 часа пневмоперемешивание заканчивается, после чего сырьевую смесь переводят в запасной силос 13. Каждый силос оснащается уровнемерами.

Из силосов сырьевая мука подается в печь с циклонными теплообменниками 14. Сырьевая мука движется вниз, последовательно переходя из одного циклонного теплообменника в другой. В них происходит декарбонизация. Именно это позволяет уменьшить длину печи, в которой происходит обжиг сырья.

Для охлаждения клинкера применяется колосниковый холодильник 15. Воздух, подаваемый вентилятором через колосниковую решетку, охлаждает слой клинкера. Нагретый воздух поступает во вращающуюся печь, избыток его используется на горение части топлива.

Готовый клинкер из холодильника попадает на ковшовый транспортер, который доставляет его на силосный склад 16 для хранения и вылеживания. В другой силос поступает гипс. Данный склад представляет собой склад клинкера, гипса и добавок.

Помол цемента осуществляется в шаровой трубной мельнице 17, работающей для получения цемента с удельной поверхностью около 400-500 м²/кг. Из нее готовый продукт направляется в цементные силоса 18. Силос представляет собой выполненную из железобетона конструкцию с коническим днищем. Они устанавливаются на фундамент или колонны. Для предотвращения слеживаемости и улучшения текучести цемента во время разгрузки силосов устанавливают аэрирующие устройства, которые представляют собой трубки, установленные вертикально, обернутые бельтитом (пористый материал).

Отгрузка цемента осуществляется авто- и железнодорожным транспортом, проходя упаковку в упаковочной машине. Или при отгрузке в машины-цементовозы, количество подаваемого цемента из бункера регулируется по разности веса машины до загрузки и после. Взвешивание производится на специальных весах. Железнодорожные вагоны подаются в цех погрузки и с помощью специальных устройств осуществляется их загрузка. [ 5 ], [ 11]

 

Рис. 1. Технологическая схема производтва цемента по сухому способу:

1 – бункер известняка; 2 – щековая  дробилка; 3 – молотковая дробилка; 4 – бункер глины; 5 – валковая  дробилка; 6 – объединенный склад  сырья;

7 – мельница «Аэрофол»; 8 – циклон-осадитель; 9 – промежуточный силос; 10 – сепаратор; 11 – трубная мельница; 12 – гомогенизационный силос; 13 – запасной силос; 14 – печь с циклонными теплообменниками; 15 - холодильник; 16 – склад клинкера и добавок; 17 – трубная мельница; 18 – цементный силос.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Характеристика  сырья и материалов для производства

 

При производстве портландцемента применяют разнообразные материалы, одни из которых идут непосредственно на изготовление клинкера, другие же в виде добавок используются при его помоле (гипс и минеральные добавки).

Сырьевыми материалами для производства клинкера служат карбонатные породы с высоким содержанием углекислого кальция и глинистые породы, содержащие кремнезем, глинозем и окись железа. В среднем на изготовление 1 т цемента требуется до 1,5 т исходного сырья.

Наряду с материалами природного происхождения цементная промышленность довольно широко использует побочные продукты (отходы) различных отраслей промышленности, например доменные шлаки, нефелиновый шлам и др.

В производстве портландцемента наиболее широко используются известняки и мел, а также мергели.

Объемная масса плотных известняков  достигает 2400-2700, а меловых пород  – 1500-2000 кг/м³. Влажность этих материалов колеблется соответственно в пределах 2 - 6 и 15 - 30%. Известняки и мел содержат до 90% и более углекислого кальция и небольшие количества кварцевого песка, глинистых минералов и др. По химическому составу эти материалы характеризуются преимущественным содержанием окиси кальция (до 50% и более), СО₂ (до 40% и более). Они содержат также небольшие количества кремнезема, глинозема и др. Содержание окиси магния более 3 – 3,5% и серного ангидрида SО₃ более 1,5 – 1,7% недопустимо.

Мергели, представляющие собой природную  смесь мельчайших частиц углекислого  кальция и глинистых минералов, является ценным сырьем. По содержания СаО, SiО₂, R₂ О₃ в расчете на прокаленное вещество они близки к клинкеру. Мергели, в которых содержание СаСО₃ соответствует содержанию его в искусственно составленной сырьевой смеси, называются натуральными. Подобно известнякам и мелу мергели могут резко различаться по физическим свойствам. Одни имеют плотную структуру и прочны, другие, подобно мелу мягкие, рыхлые и влагоемкие. Объемная масса мергелей достигает 2200 – 2500 кг/м³, а влажность 5 – 20%.

Глины представляют собой тонкодисперсные  осадочные горные породы и легко дают суспензии, когда их разбалтывают с водой. Глины сильно различаются по минералогическому и гранулометрическому составу часто в пределах даже одного месторождения. Не редко они содержат значительное количество включений в виде песка и гравия, что вызывает необходимость их обогащения.

По минералогическому составу  глины характеризуется преимущественным содержанием водных алюмосиликатов и кварцевого песка. Легкоплавкие глины состоят из кремнезема (70 – 80%), глинозема (3 – 10%), окиси железа (3 – 6%) и небольшого количества карбонатов кальция и магния. В отдельных случаях содержание окиси кальция может достигать 10 – 25%, а окиси магния – 3 – 5%. Иногда в глинах присутствуют соединения, содержащие SО₃, Nа₂О и К₂О. Включения веществ, содержащих эти окислы, а также МgО нежелательны, и их количество должно быть минимальным. Влажность глин колеблется в пределах 15 – 25%. Объемная масса комовой глины 1800 – 2000 кг/м³. [ 4 ]

Из глинистых пород в качестве цементного сырья используются в  основном глины и суглинки, реже лесс, содержащие не более 10 % частиц крупнее 0,2 мм. Расход глинистых пород на 1т клинкера составляет 0,27 – 0,3т.

В качестве активных минеральных добавок  используют горные породы осадочного (трепел) и вулканического (пемза, туфры) происхождения, а также искусственные материалы (шлак, зола и др.). [ 2 ]

Поскольку не всегда удается получить клинкер требуемого химического и минералогического состава, изменяя только соотношение между двумя исходными компонентами – известняком и глиной, то применяют корректирующие добавки, содержащие значительное количество какого-либо из недостающих окислов клинкера. Например, содержание SiО₂ увеличивают добавкой высококремнеземистых веществ (опоки, диатомита или других пород). Недостаточной количество в сырьевой смеси окиси железа компенсируется добавкой колчеданных огарков или железной руды. Средний расход добавок на 1т клинкера составляет 0,01 – 0,035. [ 4 ]

Средний удельный расход сухих сырьевых материалов в цементном производстве составляет 1,6 т на 1т цементного клинкера. Например, известняк – 1,3; суглинок – 0,28; огарки пиритные – 0,02 т/т. Общий расход составляет 1,6 т/т.