Главная » Книжные издания

1 ... 11 12 13 14 15 16


для обеспыливания. Осажденная в циклонах пыль шнеком 9 направляется в печь. Мелкие зерна обжигаемого материала, которые проваливаются через щели колосниковой решетки, скапливаются в нижней камере и подаются в печь транспортером 12 и элеватором 10.

Принцип работы печи с конвейерным кальцинатором заключается в следующем. Из гранулятора сырьевая смесь в виде гранул диаметром 10-20 мм непрерывно поступает на движущуюся колосниковую решетку и ровным слоем толщиной 15-

20 см распределяется на ней.

Печные газы, охлажденные в горячей камере цо температуры 250- 300° С, по трубопроводу 8 засасываются вентилятором 5 и нагнетаются в холодную камеру 3 - пространство под решеткой.

Охлажденные в горячей камере газы по трубе 8 засасываются вентилятором 5 и нагнетаются в пространство над решеткой. Затем они просасываются через слой материала, подсушивая его, и охлажденные до 90-110° С вентилятором удаляются из кальцинатора.

Под воздействием высоких температур сырьевая смесь полностью высушивается и частично кальцинируется. Подготовленная таким образом сырьевая смесь с температурой до 800-900°С поступает в печь на окончательный обжиг.

Характеристика вращающихся печей с конвейерными каль-цинаторами приведена в табл. 15.

Правила эксплуатации печи. Разжигать печь следует с небольшой подачей топлива и при равно.мерном подъеме температуры в кальцинаторе. Делают это для того, чтобы решетка не забивалась. Пускать печь нужно при медленном движении решетки и пониженной высоте слоя. При пуске печи следует руководствоваться правилами, рассмотренными на стр. 258, применительно к длинным вращающимся печам.

До пуска решетки необходимо обеспечить возможно полное сгорание топлива в печи, иначе оно будет догорать на решетке и разрушать гранулы.

Рис. 81. Схема установки вращающейся

печи с конвейерным кальцинатором: / - гранулятор, 2 - колосниковая решетка, 3 - холодная камера, 4 - перегородка, 5 - нагнетательный вентилятор, 6 - горячая камера, 7 - циклон, 8 - труба, 9 - шнек, 10 - элеватор, - вращающаяся печь, 12 - транспортер, 13 - отсасывающий вентилятор

Разжигают печь с помощью вспомогательной трубы и только после того, как печь начнет нормально работать. Затем медленно открывают шибер дымососа.

При эксплуатации печи необходимо следить, чтобы шиберы (перегородки) между холодной и горячей камерами кальцинатора не пропускали пламени из горячей в холодную камеру, так как это может разрушить гранулы в холодной камере. Разрушенные гранулы забивают решетку, нарушают тягу и процесс обжига в целом. Подъем температуры в этой камере должен быть равномерным.

Необходимо также обеспечивать равномерность размера гранул и их однородность; при смеси гранул, неодинаковых по размеру, ухудшается газопроницаемость слоя на решетке, уменьшается разрежение в печи (тяга) и ухудшается процесс обжига.

§ 70. ВРАЩАЮЩАЯСЯ ПЕЧЬ С ЦИКЛОННЫМИ ТЕПЛООБМЕННИКАМИ

Устройство печи. Схема установки печи с циклонными теплообменниками приведена на рис. 82. Принцип работы ее заключается в следующем.

Сырьевая мука (на схеме сплошные стрелки) пневмонасосом подается в расходный бункер 12 печного отделения и элеватором переносится на дозатор 7. Из него мука поступает в газоход 6, подхватывается дымовыми газами, отходящими из циклона 8, и переносится в батарейный циклон 5 (направление движения газов на схеме показано стрелками).

Осажденная из газового потока мука из батарейного циклона 5 поступает в трубу от циклона 4, подхватывается отходящими из него газами и направляется в циклон 8. Осажденная в этом циклоне мука поступает в трубу от циклона 9, подхватывается отходящими из него газами и переносится в циклон 4. Мука, осевшая в этом циклоне, поступает в трубу 15, подхватывается раскаленными газами, отходящими непосредственно из печи, и переносится в циклон 9. Мука в этом циклоне уже достаточно подогрета и частично кальцинирована, так как при движении по


Рис. 82. Схема вращающейся печи с циклонными теплообменниками:

/ - печь, 2 - вентилятор, 3, 4, 8, 9 - циклоны, 5 - батарейный Циклон, 6 - газоход, 7 - дозатор, 10 - течка. 11 - элеватор, 12 - бункер сырьевой муки, расходный бункер печи, 14 - шнек, 15 - труба



циклонам она все время находилась в потоке горячих газов. По течке 10 она ссыпается в печь /.

Отработанные дымовые газы из батарейного циклона 5 засасываются вентилятором 2, создающим разрежение во всей установке, и выбрасываются в атмосферу, предварительно пройдя окончательную очистку в циклоне 3 или лучще - в электрофильтре.

Уловленная этим циклоном пыль направляется также в печь. Установка предусматривает подачу сырьевой муки в печь непосредственно из бункеров сырьевой муки 12. При этом мука вначале поступает в расходный бункер 13, откуда питательным шнеком 14 направляется в печь.

Характеристики вращающихся печей с циклонными теплообменниками приведены в табл. 15.

Правила эксплуатации печи. Вращающиеся печи с циклонными теплообменниками в основном разжигают так же, как длинные печи. Особенности состоят в том, что после разогрева печи и стабилизации теплового режима пускается дымосос с закрытым дросселем (щибером). Постепенно дроссель открывают, прогревая циклонные теплообменники и газоходы. Температура газов перед дымососом не должна превышать 250° С.

После прогрева всей системы (при достижении температуры газов перед дымососом 200° С) включают питание сырьем циклонных теплообменников.

Пускать печи при забитых циклонах и неисправных затворах-мигалках под циклонами запрещается.

Не рекомендуется повышать температуру газов за печью выше 900° С, так как при этом в последней ступени циклонов могут зависать материалы.

§ 71. ВРАЩАЮЩАЯСЯ ПЕЧЬ С КОНЦЕНТРАТОРОМ ШЛАМА

Устройство печи. Установка вращающейся печи с концентратором шлама показана на рис. 83. Шлам из бассейнов насосом подается по шламопроводу / в специальный автоматический питатель 2 с электромагнитным управлением, откуда через распределитель 4 поступает в концентратор шлама 5. Концентратор представляет собой вращающийся барабан диаметром от 3 до 4, 5 и шириной от 2 до 4 м, набранный из колосников.

Внутренняя часть барабана заполнена на 60% цилиндрами диаметром 100-200 мм и длиной 120--250 мм. Барабан заключен в стальной кожух, футерованный внутри огнеупорным кирпичом.

Кожух имеет три отверстия: верхнее, по которому в концентратор поступает шлам; боковое для отвода из концентратора дымовых газов, поступающих из печи; и нижнее, сообщаемое с

питательной течкой печи, через которое подсушенный шлам (сухарь) ссыпается в печь.

При вращении барабана жидкий шлам налипает на образующие барабан колосники и цилиндры внутри его и быстро подсушивается с влажности 36-42 до 8-12% при прохождении через концентратор печных газов. Образовавшийся сухарь в виде лепешек сваливается в питательную течку 9 вращающейся печи 8. Дымовые газы удаляют по газоходу 15 в группу циклонов 14 дымососом 12. Очищенные газы через трубу 13 выбрасываются в атмосферу.

Печи с концентраторами отличаются значительным пылеуносом сырья, достигающим 15-30%. Чтобы предотвратить это, устанавливают мощные пылеосадительные устройства в виде группы циклонов 14 и установку по использованию пыли. Пыль из циклонов 14 поступает в сборный шнек переносится элеватором 10 в расходный бункер 3, откуда питателем равномерно подается по течке 6 в гранулятор 7.

Полученные гранулы направляются в печь на обжиг.

Технические характеристики печей с концентраторами шлама приведены в табл. 15.

Правила эксплуатации печи. Печи с концентратором шлама эксплуатируют в основном так же, как длинные вращающиеся печи.

Особенности эксплуатации печей с концентратором шлама состоят в следующем.

Для розжига печи на расстоянии 3,6-4 м от конца топливной форсунки укладывают клеткой 6-8 м^ сухих дров так, чтобы дрова не доходили на 0,5-1 м до свода печи. Затем вхолостую опробуют работу дутьевого вентилятора и дымососа, питателей топлива и шлама.

После этого открывают шибер над угольным питателем и закрывают шибер холодного воздуха на дутьевом вентиляторе, а также закрывают все дымовые шиберы. Пускают концентратор вхолостую (наливают шлам через питатель на слив, минуя концентратор) и вводят в действие пылеулавливающую систему.


Рис. 83. Вращающаяся печь с концентратором шлама:

/ - шламопровод, 2 - питатель, 3 - расходный бункер, 4 - распределитель, 5 - концентратор шлама, 6 - течка, 7 - гранулятор, 8 - печь, 9 - течка, 10 - элеватор, 11 - шиек, 12 - дымосос, 13 - труба, 14 - циклон, 15 - газоход



После этого поджигают дрова, а затем в небольших количествах подают топливо.

Убедившись в том, что стенки печи нагрелись до красного свечения, пускают печь от вспомогательного тихоходного привода и приоткрывают шибер, регулирующий тягу в печи. В то же время внимательно следят за повышением температуры газов за печью и концентратором. Как только температура газов при выходе из концентратора достигнет 200° С, в концентратор подают воду.

По достижении температуры за печью 550-600° С включают привод печи, пускают дымосос и включают питатель шлама на 50% нормальной нагрузки. Одновременно пускают гранулятор.

Спустя 45-н50 мин останавливают на одну-две минуты печь для осмотра, предварительно прекратив подачу шлама и топлива. Убедившись, что печь работает нормально, включают печь, увеличивают на 75% подачу шлама в концентратор и прекращают подачу в него воды. Однако при повышении температуры газов за концентратором сверх 200° С снова пускают воду.

Если шлам систематически пересушивается, следует выгрузить часть тел из концентратора. Останавливают концентратор только при угрозе неочастного случая или аварии. При аварийной остановке немедленно прекращают подачу шлама, после чего очищают шламовый питатель и ванну концентратора от остатков шлама.

Для плановой остановки концентратора сначала прекращают подачу шлама, затем концентратор совместно с питателем промывают водой, пока температура газов за концентратором снизится до 200° С. Вращение концентратора не прекращают до полного охлаждения его.

Смазывают концентратор централизованно маслонасосом; выключают смазку после остановки концентратора.

Режим работы печи с концентратором рекомендуется следующий:

разрежение за концентратором не более 60 мм вод. ст.;

температура газов перед концентратором 650-700° С, за ним -1Ш^1бО°С;

влажность сухаря на выходе из концентратора 10-ili2%, а температура 90-95° С;

подсосы наружного воздуха в концентраторе не более 10%, пылеунос - не выше 4 г/ч.

ГЛАВА XIV.

ШАХТНЫЕ ПЕЧИ И ДРУГИЕ АППАРАТЫ ДЛЯ ОБЖИГА КЛИНКЕРА

§ 72. ШАХТНЫЕ ПЕЧИ

Устройство печи. В шахтных печах обжигают сырьевую смесь в виде гранул. При этом особое значение приобретает прочность гранул. Они не должны разрушаться от давления вышележащих слоев. Гранулы должны быть примерно одинаковыми по величине; в этом случае обеспечивается наилучшая газопроницаемость слоя материала в шахте печи. Наряду с гранулами сырьевую смесь применяют также в виде брикетов, но это устаревший способ.

Шахтные печи работают автоматически.

Установка для обжига клинкера в шахтной печи (рис. 84) состоит из гранулятора 6 и непосредственно шахтной печи. Дробленый уголь из бункера / и сырьевая мука из бункера 4 питателями 2 и 5 подаются в смесительный шнек 5, а затем в гранулятор 6. Полученные гранулы поступают в воронку загрузочного желоба 8, вращающегося вокруг вертикальной оси и равномерно распределяющего гранулы по сечению шахты печи. Шахта в верхней части футерована огнеупорным кирпичом 10, а в нижней части - чугунными кольцами 12.

Шахта может быть условно разделена на три зоны: зону подогрева и кальцинирования (/); зону спекания (Я) и зону охлаждения ( /). Гранулированный материал равномерно загружается с верху шахты и постепенно проходит все три зоны. В зоне / он высушивается, подогревается до температуры 12001300° С и кальцинируется, т. е. происходит разложение СаСОз на СаО^и СОг. В зоне он спекается при температуре от 1300 до 1450° С, а на протяжении зоны / полученный клинкер охлаждается холодным воздухом, подаваемым мощным дутьевым вентилятором по воздуховоду 17.

Воздух, отбирая тепло от клинкера, нагревается и в подогретом виде поступает в зону обжига. Образующиеся в этой зоне дымовые тазы, удаляются по газоходу 7 дымососом и после очистки их от пыли в фильтре выбрасываются в атмосферу.

При выходе из зоны обжига дымовые газы раскалены, но проходя через слой более холодного материала в зоне /, они охлаждаются и подогревают его. Шахтные печи отличаются вы-



сокой степенью использования тепла дымовых газов, а потому расход топлива в них сравнительно невысокий, 900-ИЗОО ккал на обжиг 1 кг клинкера.

Обожженный и охлажденный клинкер выгружают из печи с помощью разгрузочной колосниковой решетки 13. Эта решетка (конструкции шпона) состоит из ступенчатых сегментов. Решетка вращается на валу 14 и при этом сегменты захватывают и

измельчают куски клинкера по всему сечению печи, равномерно их направляя к разгрузочной течке 15.

По течке они поступают в затвор 16. Затвор шахтной печи должен быть герметичным, для того чтобы подсос наружного воздуха был минимальным. Чтобы обеспечить непрерывную разгрузку клинкера, устанавливают затвор, состоящий из нескольких самостоятельных отсеков (шлюзов), снабженных клапанами.

Клинкер поступает в верхний отсек при закрытых клапанах всех шлюзов. Затем клапан, сообщающий верхний отсек с соседним, открывается и, пропустив порцию материала, закрывается. После этого срабатывает кла-


Рис. 84. Схема установки для обжига клинкера в шахтной печи:

/. . / зоны; / - бункер угля, 2 и 3 - питатели, i - бункер сырьевой муки, 5 - смесительный шнек, 6 - гранулятор, 7 - газоход, 8 - загрузочный желоб, S - труба подачи кислорода, 10 - футеровка, - шахта печи, 12 - чугунные кольца, /3 -разгрузочная решетка, 14 - приводной вал, /5 - разгрузочная течка, 16 - затвор, /7 - воздуховоды

пан второго сверху отсека, пропуская клинкер в третий отсек. Как только клинкер поступил в третий отсек, клапан второго отсека закрывается и т. д. до выхода клинкера из печи. Клапаны приводятся в действие гидравлическим или механическим способом.

Для интенсификации процесса обжига клинкера в печь по трубе 9 вводят кислород. Применение кислородного дутья позволяет на 4-0-50% повысить производительность печи и на 20-25% снизить удельный расход топлива.

Производительность шахтной печи зависит от следующих факторов.

Размер шахты влияет на производительность так: чем она больше, тем больше в печи обжигается материала и тем выше ее производительность. Однако удельная производительность печи-количество килограммов клинкера, получаемого с 1 лг печи в течение 1 ч, оказывается наиболее высокой при высоте шахты 10-12 м с диаметром в 3-4 раза меньше высоты, т. е. 2,5-3 м.

Производительность печи зависит также от времени пребывания материала в печи с момента его загрузки до выхода клинкера: чем меньше это время, т. е. чем быстрее перемещается материал по ша.хте, тем выше производительность. Однако качество обжига во всех.случаях должно быть высоким и клинкер не должен содержать недожога , что может иметь место при чрезмерном форсировании обжига.

Скорость движения газов в печи влияет на ее производительность таким образом: чем выше скорость, тем лучше теплообмен между газами и материалами. Это ускоряет обжиг и увеличивает производительность печи.

От размера гранул (или кусков) обжигаемого материала и их зернового состава также зависит производительность печи. С уменьшением размера кусков быстрее происходит прогрев их и повььшается производительность печи. Но при этом возрастает сопротивление слоя материала движению газового потока и уменьшается скорость последнего, вызывая снижение производительности. Оптимальным, наиболее выгодным размером гранул является 15-25 при этом они должны быть по возможности одинакового размера, так как сочетание крупных зерен с мелкими повышает плотность слоя и снижает скорость движения газового потока из-за того, что мелкие зерна входят в пустоты между крупными, перекрывая таким образом каналы движения газов между зернами.

Напор, скорость и количество подаваемого дутьевым вентилятором воздуха также влияют на производительность печи. При уменьшении напора и скорости воздуха снижается скорость движения газового потока в печи, а с у.меньшением количества воздуха ухудшаются условия горения топлива. В результате



значительная часть топлива удаляется из печи в виде СО (окиси углерода) - наиболее ценной горк>чей части топлива, а не в виде СОг (углекислого газа), образующегося при сгорании СО. Напор дутьевого вентилятора шахтных печей принимают от 1500 до 3000 мм вод. ст.

Связь приведенных факторов выражают в виде следующей формулы, принимаемой для расчета производительности шахтной печи:

Q 0,785D2Hi t

где Q - производительность шахтной печи, кг/ч;

D - внутренний диаметр печи, м;

Н - высота печи, м;

Y - объемная масса материала, кг/м^;

X - время пребывания материала в печи, ч. В табл. 17 приведены технические показатели некоторых шахтных печей.

Таблица 17

Характеристики шахтных клинкерообжигательных печей

Размеры печи, м

Наименование показателей

Площадь поперечного сечения, .......

Вид обжигаемого материала ..........

Тип разгрузочного устройства .........

Влажность обжигаемого материала, %.....

Давление дутья (напор), мм вод. ст.........

2,5x9

2,78Х Х9,7

2,8X12

2,7x10

2,6x10

2,7х Х14,4

2,5Х

5,72

6,15

5,72

5,72

Гранулы

Валюшка

Брикеты

Валюшка

Гранулы

Решетка

12-15

1500-2000

900- 1000

1200

1000

1800

1800

6,25

6,04

5,83

4,58

4,58

1350

1275

1055

1000

1277

1209

1320

1236

1330

1170

Производительность, mj4...........

Удельная производительность, /сг/. 2 . ч . . .

Удельный расход тепла, ккал1кг клинкера

В результате обжига сырья в печи иногда получается недожог или пережог . При недожоге гранулы недостаточно обожжены, они имеют вид не спекшихся кусков .клинкера; npiY пережоге гранулы превращаются в крупные твердые спекшие-

ся комки. В небольших количествах недожог не снижает качества клинкера. Пережог затрудняет помол клинкера.

Недожог может получаться при недостатке топлива, низкой температуре в зоне спекания в результате весьма большого дутья или значительных подсосов. Причина пережога - неравномерное просасывание воздуха по сечению зоны спекания. В результате воздух идет по краю печи, а центральная часть насадки материала перегревается и образуется пережог. В этом случае следует ускорить разгрузку и загрузку печи.

Правила эксплуатации шахтных печей. При пуске печи не-, обходимо соблюдать следуюшие правила. Перед розжигом печи следует тщательно осмотреть футеровку и механизмы загрузки и разгрузки, дымосос и воздуходувку, бункера муки и угля, сигнальную и контрольно-измерительную аппаратуру, транспортирующие механизмы, пылеочистительные устройства, (предохранительные ограждения.

Перед розжигом полностью разгруженной печи шахта должна быть заполнена пропущенным через грохот клинкером до нижнего уровня зоны спекания.

При угрозе аварии или несчастного случая печь немедленно останавливают. Остановка печи необходима также, если прогорела футеровка, нет сырья или топлива.

Перед остановкой следует подать сигнал, чтобы прекратили подачу сырьевых материалов во избежание завала ими транспортных устройств, бункеров, загрузочного механизма печи.

При кратковременной остановке дутьевых устройств печь, следует перевести на естественную тягу с минимальной скоростью загрузки сырьем. При остановке печи для ремонта механизмов сроком до 2-3 суток разгрузочное устройство и дутье выключают, печь герметизируют, верхний слой материала засыпают мелочью, а шибер дымовой трубы закрывают.

При длительной остановке материал полностью выгружают из печи, тщательно осматривают футеровку и удаляют с нее привары клинкера. Затем осматривают все механизмы печного цеха.

Запрещается разжигать печь при отсутствии суточного запаса сырьевой смеси и пятисуточного запаса топлива, при неисправности механизмов или неочищенных пылеосадительных устройствах.

Во время работы печи необходимо: наблюдать за положением зоны горения; регулировать процесс обжига, руководствуясь показателями контрольно-измерительных приборов и данными лаборатории о качестве сырьевой смеси и клинкера. Рабочие, обслуживающие печь, должны наблюдать за состоянием печи и вспомогательных устройств и механизмов; не допускать, подачи в печь сырьевых материалов и применения топлива несоответствующего качества; обеспечивать равномерную загруз-

10-2176 273



ку и разгрузку печи. Выгружать клинкер с температурой, выше установленной, запрещается.

Если печь необходимо подогреть, в нее нужно добавить топливо в пересыпку с гранулами или .брикетами.

Правила техники безопасности. При эксплуатации шахтных печей необходимо соблюдать следующие специфические правила.

Разрушать возникающие в шахте печи козлы и нависания разрешается только с площадки печи, не спускаясь в шахту, и при остановленном дутье. Запрещается применять для разрушения спекшихся глыб пар во избежание ожогов.

Запрещается при розжиге печи поливать дрова керосином лли другим жидким топливом во избежание взрыва.

При появлении газа на загрузочной площадке печи необходимо весь обслуживающий персонал немедленно удалить, прекратить дутье, провентилировать помещение, а шахту печи наглухо закрыть крышками.

§ 73. ДРУГИЕ КЛИНКЕРООБЖИГАТЕЛЬНЫЕ АППАРАТЫ

Кроме вращающихся и шахтных печей, для обжига клинкера применяют другие клинкерообжигательные аппараты, но в них выпускают всего немногим более 1% клинкера. Этими аппаратами являются спекательные решетки и установки для обжига клинкера во взвешенном состоянии и для получения плавленого цемента.

Спекателъная решетка. Спекательная решетка представляет собой бесконечную ленту из налет, движущуюся по роликам. Налеты собраны из множества колосников с отверстиями 3- 10 мм и закреплены на раме длиной 1 м. Ширина палет (и ре-щетки) 1,5-2 м.

Сырьевая смесь в виде гранул с запрессованным в них дробленым углем питателем равномерно .подается на палеты. В результате движения ленты со скоростью 0,3-5 м/мин на ней образуется слой гранул; толщину слоя принимают равным 40- 50 см.

При движении ленты слой гранул поступает в зажигательную камеру, имеющую мазутные, газовые или угольные форсунки, расположенные непосредственно над слоем материала и служащие для зажигания угля в гранулах. Снизу решетки мощным вентилятором просасывается воздух; благодаря этому горение топлива распространяется от поверхности в глубь слоя.

Дымовые газы из слоя обожженного материала засасываются в камеру с низу решетки. Под действием развивающейся в слое материала температуры и при непрерывном движении гранулы высушиваются, декарбонизируются и в них происходит процесс спекания.

Полученный клинкер примерно на 7з длины решетки охлаждается просасываемым воздухом, сходит с палет при огибании ими ведомого барабана ленты решетки и попадает в разгрузочную камеру. Из нее клинкер поступает в дробилку.

Для защиты решетки от резкого воздействия высокой температуры на палеты вначале укладывают слой дробленого клинкера (подстил) с зернами размером 8-20 мм, а затем елок гранул.

Основное достоинство решетки - это быстрый обжиг. Весь процесс подсушки, декарбонизации, спекания и охлаждения длится на решетке 15-20 мин. Она отличается большой производительностью (табл. 18). Так, спекательная установка с полезной площадью решетки 26 м^ имеет производительность 310 т/сут. Она может обеспечить выпуск более 800 тыс. клинкера в год.

Однако качество клинкера, .полученного этим способом, весьма невысокое. Пребывание клинкера в зоне обжига при движении решетки составляет 1-(1,5 мин. Этого времени недостаточно для образования большого количества трехкальциевого силиката, и цемент получается медленно твердеющий с относительно небольшой прочностью. Поэтому, несмотря на то что этот способ получения клинкера существует давно, он не применяется широко. Но быстрота обжига, компактность и высокая производительность установки заставляют технологов и конструкторов изыскивать способы повышения качества цемента на спе-кательной решетке в целях расширения этого метода. В табл. 18 приведены технические характеристики трех сцекательных решеток, работающих в Польше и ФРГ.

Таблица 18 Технические характеристики спекательных решеток

Наименование показателей

Цементный завод

,Пяст Опель Польша

Доштерихаузеи ФРГ

Площадь решетки, м'2.....

Производительность, т/ч ....

13,0

14,8

17,9

Удельный расход тепла, ккал1кг

клинкера .............

1700

1374

1200

Удельная производительность,

кг1м2ч..............

Установки для обжига клинкера во взвешенном состоянии^

Сущность этого метода заключается в том, что через слой сухо мелко гранулированной сырьевой смеси, расположенной на колосниковой решетке или пористом основании, пропускают под напором горячие дымовые газы.

Проникая внутрь слоя, они вызывают непрерывную цирку-



ляцию зерен и весь слой материала приобретает сходство с кипящей жидкостью. Всестороннее омывание мелких зерен горячим газом создает наиболее благоприятные условия теплообмена и определяет высокую удельную производительность таких установок. Качество клинкера при этом получается высокое вследствие равномерного обжига мелких гранул.

В стадии практического освоения находится несколько технологических схем обжига клинкера в .кипящем слое. Принщи-пиально эти схемы можно разделить на две группы. В одну группу входят та.кие технологические схемы, по которым все стадии о'бжига осуществляются в одном аппарате (реакторе). Другую группу составляют схемы, при которых подготовка материалов (сушка, кальцинирование) осуществляется в реакторе, -а спекание - в короткой вращающейся печи.

Установки для получения плавленого цемента. В 1944 г. в СССР был предложен способ производства плавленого цементного клинкера путем обогащения жидких металлургических шлаков известью. Жидкие шлаки по своему химическому составу близки к клинкеру, но из-за недостатка извести в них отсутствует трехкальциевый силикат - основ,ной составляющий, отличающий портландцемент от других гидравлических вяжущих и придающий последнему наиболее ценные свойства.

Для получения плавленого цемента жидкий шлак заливают в конвертер из шлаковозных ковшей, добавляют к нему известняк и руду и через отверстия (фурмы) с низу конвертера вдувают подогретый до 800° С воздух вместе с расплавленным ма--зутом. Темнература в конвертере достигает 1900-2000° С. При этой температуре руда и образующаяся из известняка окись кальция растворяется в шлаке, взаимодействует с Si02, образуя ЗСаО Si02.

Полученный клинкер в расплавленном состоянии выпускают из конвертера и охлаждают в грануляционном барабане струей воды, а затем воздуха. При резком воздействии воды расплав рассыпается на мелкие гранулы цементного клинкера.

Проводятся также большие работы по одновременному получению чугуна из руды и плавленого цементного клинкера в до-м&шой печи.

ГЛАВА ХУ.

ПОМОЛ КЛИНКЕРА И ХРАНЕНИЕ ЦЕМЕНТА

§ 74. ПОМОЛ КЛИНКЕРА

Помол клинкера - завершающая стадия производства портландцемента.

Клинкер является только полуфабрикатом. Для того чтобы иолучить из него портландцемент, клинкер следует измельчить совместно с добавкой гипса, а также и с гидравлической добавкой, применяемой в большинстве случаев.

Одно из важнейших требований к портландцементу - это определенная степень измельчения - тонкость помола. От нее зависит прочность портландцемента и скорость твердения его.

Измельчают клинкер в трубных мельницах, аналогичных рассмотренным в гл. V. При этом применяют как открытый цикл помола на проход , так и замкнутый с промежуточной сепарацией измельченного продукта. Эти схемы помола рассмотрены в гл. V.

Отличительной особенностью измельчения клинкера по сравнению с помолом сырьевых материалов при сухом способе производства портландцемента является более высокая твердость клинкера. Кроме того, для получения цемента 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-механическими показателями.

Твердость клинкера и его размолоспособность зависят от режима и способа обжига (в шахтных или вращающихся печах), а также от минералогического состава сырья. В качестве характеристики способности клинкера к измельчанию пользуются коэффициентом размолоспособности. Его принимают равным 1,0 для клинкеров вращающихся печей средней размолоспособности, 0,8,9 с повышенным и 1,1 с пониженным сопротивлением размолу.

Клинкер шахтных печей более пористый, так как из гранул выгорает уголь, поэтому сопротивление размолу такого клинкера оказывается меньше и коэф.фициент размолоспособности его принимают равным 1,15-1,35. Чем выше коэффициент размоло-



способности, тем быстрее измельчается клинкер и тем больше будет производительность мельницы.

При очень быстром охлаждении клинкера размолоспособ-ность его понижается в результате значительного содержания в клинкере клинкерного стекла - не успевшего закристаллизоваться расплава. Примерно также на свойства клинкера влияет содержание двухкальциевого силиката по сравнению с трехкальциевым силикатом. Последний, обладая более хрупкими кристаллами, размалывается быстрее.

Тонкость помола цемента, характеризуемая остатком на сите № 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 примерно 2500-3000 сж/г. Расход электроэнергии на получение одного килограмма цемента при измельчении клинкера с кО;Эффициентом размолоспособ-ности 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 каждый 1% (уменьшения остатка на сите № 008) 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 этого подробно рассмотрена в гл. V. Заключается она 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 сепаратора зависит от тонкости помола, выделяемого при сепарации цемента. Так, увеличение удельной поверхности с 2500 см/г до 3500 см/г уменьшает производительность сепаратора в 1,5 раза, а до 5000 смУг -в 2 раза.

Сепараторы принимают диаметром от 2800 до 55О0 мм, их производительность при отделении цемента с удельной поверхностью 2500 см/г составляет соответственно от 18 до 85 т/ч.

При замкнутой схеме помола получают цемент более устойчивого ка1чества и более высоких физико-механических свойств как в отношении марочной прочности, так и в отношении скорости твердения в начальный период. Например, по этой схеме получают быстротвердеющий цемент. Повышение физико-механических свойств цемента при замкнутом цикле помола обусловливается однородным зерновым составом и уменьшением среднего размера цементного зерна. Из сепаратора выходит цемент постоянного зернового состава и с заданной удельной поверх-

ностью, что достигается соответствующей регулировкой работы сепаратора.

Обогащение цемента мельчайшей фракцией, задерживаемой в фильтрах для очистки аспирационного воздуха мельницы, также позволяет получать быстротвердеющий цемент. Этот способ применяют при открытом цикле помола, добавляя к части цемента пыль из фильтров.

Чтобы на мелющие тела и футеровку мельницы не налипала пыль, применяют интецсификаторы помола: уголь, сажу. Сей-час для этой цели стали вспрыскивать 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° С. Воду подают автоматически при достижении цементом на выходе из мельниц температуры выше im-\l 10° С.

Снижение температуры цемента достигается также водяным 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 т цемента), просасываемые через мельницу, охлаждают футеровку корпуса, мелющие тела и цемент.

Охлаждение цемента необходимо, во-первых, для того, чтобы сократить сроки его выдерживания на окладе. Отпускать горячий цемент запрещено, так как он очень быстро схватыв'ается и его невозможно применять в бетоне до полного охлаждения. Установлено также, что с увеличением температуры цемента в мельнице производительность ее снижается. Поэтому охлаждение мельницы полезно сказывается и на ее производительнбсти. По этим причинам запрещено подавать в мельницу клинкер или добавки с температурой выше 80° С.

Для охлаждения цемента применяют .специальные холодильники, представляющие собой вертикальные или горизонтальные шнеки с герметически1}г' 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. Рекомендуется следующее соотношение мелющих тел по их виду и размерам в трубной мельнице с самосортирующей футеровкой (табл.19).

Трубные мельницы для помола клинкера .применяют те же, что и для измельчения сырьевых материалов. Однако в первом случае их производительность оказывается несколько меньше. Она составляет при измельчении цемента до остатка на сите № 008 6-% у мельниц размером 2x10,5 ж - 10-12 т/ч; 2,2Х



Рекомендуемые размеры мелющих тел

Таблица 19

Мелющие тела и их размеры

Мельница и вес мелющих тел, т

2x10.5 1 2,2x13 1 2,6x13 3,2x15

1 камера

Шары диаметром 100 мм..........

10,0

, ,90 мм..........

12,5

80 мм..........

12,5

70 мм..........

20,0

60 мм..........

10,0

,50 мм..........

13,0

, 40 мм..........

11 камера

Цильпебс размером 25x40 мм.......

10,0

15,0

28,0

18x27 мм.......

20,0

31,0

34,0

X 13 Ж -17 т/ч; 2,6x13 - 26 т/ч; 2,4x13 ж -22 т/ч; Зх X 14 ж - 50 т/ч и 3,2X15 ж - до 54 т/ч.

Б остальном пути интенсификации процесса помола в трубных мельницах, а также правила обслуживания цементных мельниц те же, что и рассмотренные в гл. V.

§ 75. ХРАНЕНИЕ ЦЕМЕНТА

Цемент от мельниц или из сепаратора подают механическим или'пневматическим способом в цементные силосы. Силос представляет собой железобетонную (реже металлическую) емкость на 2500-4000 т цемента каждая. Диаметр силосов 10-tl2 м, высота 20-25 м.

Общая емкость силосов должна соответствовать не менее чем 10-суточной производительности цеха помола. Такая емкость силосов необходима не только на случай нарушения отгрузки цемента, но требуется для охлаждения цемента и его магази-нирования (вылеживания). В процессе магазинирования содержащаяся в цементе свободная известь гасится влагой из воздуха; этим обеспечивается получение цемента с равномерным изменением объема при твердении (см. стр. 23).

При механическом транспортировании цемента горизонтальное перемещение его осуществляется шнеками, а вертикальное- ковшовыми элеваторами. Сейчас этот способ транспортирования применяют редко, в основном на заводах небольшой мощности.

Наиболее распространенным видом транспорта является пневматический (см. стр. 284): перемещение цемента в горизон-

талыюм направлении аэрожелобами, а в вертикальном - пневматическими насосами, подъемниками, аэролифтами.

Схема силосного склада мощного цементного завода показана на рис. 85. Цемент подается из цеха помола аэрожелобом / и поступает в приемный бункер 2 пневматического насоса 3 (или другого механизма вертикального транспортирования це-.мента). Сжатый воздух подводится к насосу по воздуховоду 4. Цемент в виде аэрос.меси транспортируется насосом по цементо-проводу 5.


Рис. 85. Схема склада цемента с пневматическим транспортом

/ - аэрожелоб, 2 - бункер, 3 - пневмонасос, 4 - воздуховод, 5 - це меитопровод, 6 - шибер, 7 - ответвляющийся цемеитопровод, 8 - рас пределительный цемеитопровод, 9 - уровнемеры, 10 - фильтр. II -со единительные трубы, 12 - боковой разгружатель. 13 - дойный разгру-жатель, /4 -днище силоса, - соединительные патрубки, К - двух ходовой шибер, 17 - силосы

Для переключения подачи цемента в ответвляющийся цемеитопровод 7 устанавливается двухходовой шибер 6 с пневматическим дистанционным управлением. На верху силоса находится распределительный цемеитопровод 8, соединенный с питательным цементопроводом 5. Из него цементная аэросмесь через двухходовые шиберы 16 поступает в патрубки 15, а затем в силос 17.

Скорость движения аэросмеси по трубам от 1,5 до 5 м/сек. При такой скорости цементные зерна удерживаются в воздушном потоке. Но при входе в силос скорость резко падает, и из аэросмеси выпадает цемент.

Воздух уходит из силоса в атмосферу, предварительно пройдя фильтр 10. Силосы соединяются между собой трубами , по



которым воздух может переходить из одного силоса в другой и удаляться через один или сразу через несколько фильтров.

Для контроля наполнения силосов установлены уровнемеры 5 (ом. стр. 195).

Разгружаются силосы .пневматически. Для этого днище силоса 14 устраивают с наклоном 4-57о, а 20-25% площади покрывают коробка,ми с аэроплитами. В коробки нагнетается под давлением 2-3 ат предварительно охлажденный и обезвожен-


Рис. 86. Разгружатели:

а - доннып: / - воронка, 2 - корпус, 3 - аэроплиты, 4 - рыхлитель, 5 - задвижка, 6 - воздуховод, 7 - Jильтp, 8 - выпускная течка, 9 - к.1апан: 6 - боковой: / - плита, 2 - входное отверстие, 3 - задвижка, 4 - рукоятка, 5 - клапан, 6 - шпиндель, 7 - маховик, в - шкала, 9 - разгрузочный патрубок

ный воздух. В результате цемент насыщается воздухом и приобретает свойство жидкости, стекая в отверстие в центре днища. .4эрация силоса служит также для того, чтобы цемент не слеживался и охлаждался. Способы аэрации цемента в силосе могут применять те же, что для перемешивания сырьевой муки (см. стр. 161).

Разгружают силосы с помощью специальных разгружателей донных или боковых.

При помощи донного разгружателя (рис. 86, а) цемент из силоса разгружают следующим образом. Цемент стекает в корпус 2 через воронку 1, разгружается и попадает на

аэроплиты сЗ, служащие верхней поверхностью корпуса пневматического рыхлителя 4. Сжатый воздух подводится в рыхлитель 4 и в корпус 2. Цемент, находящийся на аэроплите, насыщается проходящим через нее воздухом и приобретает текучесть. Дальнейшее транспортирование легко подвижного цемента осуществляется сжатым воздухом, подаваемым в корпус 2, и цемент направляется к выпускной течке 8. Поток цемента можно регулировать и полностью выключать коническим клапаном 9.

На воздуховоде 6 перед подачей воздуха в корпус 2 установлен воздушный фильтр 7, препятствующий выбиванию цемента из корпуса 2 в воздуховод. Между воронкой / и кор,пусом 2 установлена шиберная задвижка 5 для полного отключения подачи цемента из силоса в разгружатель.

Производительность донного разгружателя до!1Б0 г/ч, расход воздуха составляет 1 на 1 т цемента при давлении 2-3 ат.

Боковой разгружатель (рис. 86, б) крепится на стенке цементного силоса стальной плитой /, перекрывающей разгрузочное отверстие в силосе. На плите смонтированы все детали разгружателя. Входное отверстие 2 разгружателя перекрывается задвижкой 3 с рукояткой 4. Сжатый воздух, поступая через аэроплитки, насыщает цемент, он приобретает текучесть и начинает вытекать через отверстие 2 в разгрузочный патрубок 9. Поток вытекающего цемента регулируют коническим клапаном 5, закрепленным на шпинделе 6. С помощью маховика 7 можно изменить положение клапана, конт)ролируя его по шкале 8 указателя .на шпинделе.

Производительность бокового разгружателя до 150 г/ч при расходе 1 сжатого воздуха давлением 2-3 на 1 г цемента.

Отгружают цемент в таре - бумажных мешках - или навалом, в специально оборудованном транспорте - цементовозах или контейнерах автомобильного, железнодорожного или водного транспорта со специальными разгрузочными устройствами.

Для отправки цемента в таре применяют 4-5-слойные мешки из натроноцеллюлозной бумаги (.крафт-бумага), непромокаемой и выдерживающей температуру до 150° С. Упаковывают цемент в мешки механически, специальными автоматическими машинами производительностью от 25 до 120 г/ч. Если учесть, что в один мешок затаривается 50 кг цемента, то одна машина запаковывает за час от 500 до 2400 мешков.

Цементный завод каждую партию цемента, отправляемую потребителю, снабжает паспортом, в котором указывается: название цементного завода; номер паспорта и партии; год, месяц и число отправки цемента; вес партии; наименование и адрес получателя; номера вагонов и накладных; название цемента и его марка (на основе результатов текущего контроля .производства); вид и количество гидравлической добавки в %; указания о соответствии цемента требованиям ГОСТ 10178-62.



1 ... 11 12 13 14 15 16