Ирина Эланс

Автор который поможет с любыми образовательными и учебными заданиями

Сырьевой цех цементного завода

Введение.

Целью курсового проекта является обобщение и закрепление знаний теоретического курса «Вяжущие вещества», а также приобретение навыков самостоятельного решения задач, связанных с проектированием цементных заводов и отдельных его переделов. Таким образом, в объем работы входит проектирование и расчет сырьевого цеха цементного завода, работающего по сухому способу производства с печами с циклонными теплообменниками.

Курсовой проект состоит из графической, теоретической и расчетной части.

Задачами расчетной и теоретической части являются:

- выбор и обоснование принятой схемы сырьевого цеха;

- расчет отделения дробления сырьевых компонентов;

- расчет отделения сырьевых мельниц;

- расчет складов сырьевых компонентов;

- подбор и расчет обеспыливающих устройств;

- определение режимов работы отделений.

Для того чтобы технически грамотно и экономично спроектировать основные переделы цементного завода будем пользоваться ведомственными нормами технологического проектирования цементных заводов, работающих по сухому способу производства. ВНТП 06 -86, а также справочной литературой по проектированию цементных заводов и обзору существующего оборудования предприятий стройиндустрии.

Для наглядного представления расчетных и проектных данных выполним графическую часть, которая будет состоять из чертежа формата А1 и включать технологическую схему сырьевого цеха цементного завода. Чертеж выполним в соответствии с требованиями на оформление: ГОСТ 21.601.78; ГОСТ 21.106-79; СН 460-74; ГОСТ 21.105-79; ГОСТ 21.101-79.

Как было отмечено ранее, одной из задач курсового проекта является проектирование проектирования сырьевого цеха цементного завода, работающего по сухому способу производства для печей с циклонными теплообменниками, поэтому рассмотрим подробнее некоторые достоинства и недостатки этого способа.

При изготовлении сырьевой смеси по любому способу необходимо стремится к наиболее тонкому помолу, теснейшему смещению сырьевых материалов и к возможно большей однородности сырьевой смеси. Все это гарантирует однородность выпускаемого продукта и является одним из необходимых условий нормальной эксплуатации завода. Резкие колебания химического состава сырьевой смеси нарушают ход производственного процесса. Высокая тонкость помола и совершенное смешение необходимы для того, чтобы химическое взаимодействие между отдельными составными частями сырьевой смеси прошло до конца и возможно в более короткий срок.

Рассмотрим поставленные задачи курсового проекта более подробно.

Аналитический обзор.

Отделение дробления сырьевых компонентов.

Обзор существующих схем дробления.

В большинстве отраслей промышленности строительных материалов и особенно на предприятиях нерудных строительных материалов поступающее в производство сырьё подвергается дроблению.

Нерудные строительные материалы – известняк и глина – применяют в качестве заполнителя при изготовлении цемента для гражданского и промышленного строительства.

Полученные при взрыве (добыче) на карьерах куски горной массы имеют разную крупность, начиная от пыли и кончая максимальными кусками до 1000-1200 мм, следовательно, такие куски надо раздробить до наиболее меньших размеров. Чтобы достичь нужных размеров куска сырьё проходит через несколько стадий дробления.

Количество стадий дробления является основным показателем, характеризующим технологическую схему дробильно-сортировочного завода. Обычно современные дробильно-сортировочные заводы имеют две-три стадии дробления и реже четыре. При определении необходимого количества стадий дробления учитывают максимальные размеры отдельных кусков и их количество по массе.

Процесс дробления отличается большим расходом энергии и быстрым износом деталей машин, находящихся в соприкосновении с дробильным материалом.

Перед дроблением из исходного материала следует удалять фракции готового продукта, т.к., распределяясь между более крупными кусками,они повышают упругость измельчённой массы. Для этого перед дробильной машиной устанавливают классификатор (грохот), на который подают исходный материал. Мелкие куски материала проходят через отверстия сита грохота, а крупные поступают в дробильную машину.

При переработке нерудных строительных материалов машины могут работать по открытому и замкнутому циклам.

При дроблении по открытому циклу (рис.I-1,а) материал проходит через дробильную машину только один раз, при этом куски конечного продукта получаются не одинаковыми по величине.

При дроблении по замкнутому циклу (рис.I-1,б) крупные фракции оставшиеся на сите материала после сортировки возвращаются на повторное дробление. Так как материал неоднократно проходит через дробильную машину, то нагрузка (циркуляционная) на неё увеличивается, однако машина работает с большей производительностью, чем при открытом цикле, и выдаёт более равномерный продукт.

Рис I-1. Схема циклов дробления

1-Дробильная машина; 2,3-классификатор(грохот); 4-питатель пластичный.

При замкнутом цикле дробления материал не переизмельчается и уменьшается расход энергии, а тек же износ рабочих органов машины. Недостаток замкнутого цикла дробления заключается в том, что с ростом числа машин и транспортирующих механизмов увеличиваются высота зданий и капитальные затраты.

Применяются одностадийные, двухстадийные, трёхстадийные и реже четырёхстадийные схемы дробления. При определении числа стадий дробления следует учитывать мощность предприятия, размеры кусков исходного и конечного продукта, а так же конструкции дробилок. Число стадий дробления является основным показателем, определяющим схему дробильно-сортировочного завода.

Одностадийную схему дробления (рис. I-2,а) применяют на предприятиях небольшой мощности и при переработке исходного материала с наибольшим размером кусков 400-450 мм. После грохочения сверхмерные куски (не прошедшие сито грохота 3) поступают в щёковую дробилку 2 для повторного дробления. Как видно из схемы, работа совершается по замкнутому циклу.

Двухстадийную схему дробления (рис. I-2,б) применяют на заводах средней и большой мощности и при переработке кусков исходного материала размером до 700-1000 мм. Величина кусков не позволяет осуществить в одной машине (стадии) дробление до крупности 10-20; 20-40;40-70мм. количество сверхмерных кусков в дробимом камне и в этом случае будет значительным, и это потребует установки дробилки для вторичного дробления (вторая стадия). Окончательная сортировка осуществляется на втором грохоте, куда поступает продукт вторичного дробления, а так же материал, отсортированный на первом грохоте. В этой схеме работа совершается также по замкнутому циклу.

Трёхстадийную схему дробления (рис. I-2,в) применяют на заводах большой производительности и при переработке исходного материала с размером кусков до 1000-1200 мм.

Рис. I-2. Схемы стадий дробления
1 — питатель; 2 — щековая дробилка первичного дробления; 3 — грохоты (одно- и трехситные); 4 — конусная дробилка второй стадии дробления; 5 — конусная дробилка третьей стадии дробления; 6 — бункера

Трёхстадийная схема является более гибкой и рациональной, так как обеспечивает выпуск в требуемых пределах как крупных, так и мелких фракций и применяется в качестве основной при дроблении прочных пород.

Типы дробильных установок и их характеристика.

Дробилки классифицируют на щековые, конусные, валковые, молотковые и роторные. К дробилкам следует также отнести бегуны, являющиеся дробильно-помольной машиной.

Щековые и конусные дробилки применяют как для первичного (грубого), так и для вторичного или среднего (и мелкого) дробления каменных пород любой прочности.

Валковые и молотковые дробилки используют для среднего и мелкого дробления каменных пород средней прочности и хрупких. Валковые дробилки применяют для обработки глин.

Роторные дробилки предназначены для дробления неабразивных материалов (известняков). Они характеризуются самой высокой степенью дробления.

Принципиальные схемы основных дробилок представлены на рис. 1-3.

В щековых дробилках (рис. 1-3, а) раздавливание происходит между неподвижной и подвижной щекой в результате периодического нажатия; в отдельных конструкциях раздавливание сочетается с истиранием.

В конусных дробилках (рис. 1-3, б) раздавливание материала и частичное его изгибание происходит между двумя конусами. Внешний конус неподвижен, а внутренний (дробящий), посаженный на вертикальный вал, движется по окружности — эксцентрично по отношению к внешнему конусу. В конусных дробилках процесс дробления непрерывный.

В валковых дробилках (рис. 1-3, б) материал раздавливают валки, вращающиеся навстречу друг другу. В отдельных конструкциях материал измельчается раздавливанием и истиранием, возникающим вследствие различного числа оборотов валков. В валковых дробилках так называемого камневыделительного (дезинтеграторного) типа при измельчении вязких и влажных материалов (обработка глин в керамической промышленности) происходит не только измельчение, но и отделение твердых включений (камни, металлические предметы).

В молотковых дробилках (рис. 1-3, г) материал дробится ударами и отчасти истиранием молотками (билами), свободно подвешенными на быстровращающемся роторе. Раздробленный материал проваливается через колосники.

В роторных дробилках (рис. 1-3, д) дробление осуществляется неподвижно закрепленными билами на быстровращающемся роторе. Раздробленный материал отбрасывается на колосники.

В дезинтеграторах — корзинчатых мельницах (рис. 1-3, ё) материал дробится (измельчается с перемешиванием) между пальцами, укрепленными на двух дисках, вращающихся навстречу друг другу.

Рис. 1-3, Принципиальные схемы основных дробилок

Бегуны (рис. 1-3, ж) в зависимости от величины куска в конечном продукте и свойств материала предназначены для мелкого дробления и помола. Измельчение материала происходит между вращающимися катками и чашей путем раздавливания и истирания.

Оборудование для транспортирования сырья.

Для доставки сырья на завод используют железнодорожный и автомобильный транспорт, воздушно-канатные дороги, ленточные конвейеры, гидротранспорт. Транспорт цементного сырья выбирается в зависимости от рельефа поверхности и физико-механических свойств пород. На карьерах преимущественно применяют автомобильный транспорт.

Применение железнодорожного транспорта эффективно при переме-

щении значительных объемов сырья на расстояния более 8 км. Основное достоинство железнодорожного транспорта: надежность работы в любых климатических условиях, невысокий расход энергии и рабочей силы. Однако его применение связано с большими капитальными затратами. Он получил распространение на карьерах цементного сырья при добыче мягкого карбонатного сырья, на которых из-за низкой несущей способности грунта использование автотранспорта затруднительно. На карьерах наиболее часто используют тепловозы типа ТГМ-1, ТГМ-3, ТЭМ-1 и вагоны – думпкары грузоподъемностью 60 и 80 тонн.

Автомобильный транспорт целесообразно применять для перевозки материалов при сложном рельефе поверхности, малых объемах перевозок, а также небольших (до 8 км) расстояниях. Его преимуществами являются подвижность и маневренность, минимальные капитальные затраты. Однако высокая стоимость обслуживания и ремонта машин повышает затраты на транспортирование, особенно при больших расстояниях. В качестве транспортного оборудования на карьерах цементного сырья, в основном, используются автосамосвалы грузоподъемностью 12-40 тонн. Выбор типа и грузоподъемности автосамосвалов для карьерных перевозок производиться на основании технико-экономических расчетов.

Воздушно-канатные дороги применяют для транспортирования сырья по сильно пересеченной местности. Они просты и надежны в работе, требуют минимума обслуживающего персонала, но связаны с большими капитальными вложениями при строительстве.

Гидротранспорт служит для перемещения материалов, перерабатываемых на карьере в шлам мокрым способом. Его применение обеспечивает удобство эксплуатации и создает необходимые условия для комплексной автоматизации производства.

Для транспортирования сыпучих и кусковых материалов в горизонтальной и наклонной плоскостях в цементной промышленности широко используют ленточные конвейеры с плоской и желобчатой лентой. Ширина ленточных конвейеров, выпускаемых промышленностью, нормализована: 400, 500, 650, 800, 1000, 1200, 1400, 1600, 2000, 2500 и 3000мм. (ГОСТ 22644-77). Ленточные конвейеры позволяют обеспечить высокую производительность (до 30000 т/час.) и транспортировать материалы на расстояние нескольких десятков километров.

Пластинчатые конвейеры применяются для транспортирования крупнокусковых и абразивных материалов. Тяговым органом такого конвейера обычно является одна или две цепи, грузонесущим - жёсткий металлический настил (полотно), состоящий из отдельных пластин. Преимуществом пластинчатых конвейеров является возможность транспортирования тяжёлых крупнокусковых и горячих грузов по горизонтальным и крутонаклонным (до 35÷60 ^о) трассам с большой (до 2000м³/час.) производительностью.

Ковшовые элеваторы применяют для транспортирования различных насыпных грузов: пылевидных, зернистых и кусковых (цемента, угля, пемзы и т.д.). Ковшовые элеваторы применяются в качестве основного технологического транспорта цементного производства для подъёма материала под углом до 60-85 ^оот начального до конечного пункта без промежуточной загрузки и разгрузки. Материал перемещается с помощью ковшей, укреплённых через равные промежутки (или сомкнутых между собой) на бесконечном тяговом гибком органе-цепи или ленте.

Скребковые конвейеры применяют для транспортирования пылевидных и мелкокусковых сыпучих и горячих материалов (золы, клинкера, сырьевой муки, крупки, цемента и т.п.) как горизонтально, так и под углом до 45 ^о к горизонту.

Винтовые конвейеры (шнеки) применяют для транспортирования пылевидных, порошковообразных и мелкокусковых (реже) материалов на расстояние до 100метров как по горизонтали, так и под углом до 15 ^о. Шнеками целесообразно транспортировать липкие, уплотняющиеся а также высокоабразивные материалы.

Аэрожелоба (пневмотранспортные желоба) применяются для транспортирования сухих, порошковообразных, хорошо аэрирующихся материалов с небольшим уклоном в направлении транспортирования, путём придания транспортируемому материалу хорошей текучести путём насыщения его воздухом (аэрации) при помощи вентиляторов.

Дозирование сырьевых компонентов.

Дозирование твёрдых, непластичных сырьевых материалов, клинкера, гипса, добавок осуществляется объёмным (питатели), весовым (дозаторы) или комбинированным способами. Выбор питателя определяется наибольшим размером кусков материала. Питатель должен соответствовать производительности агрегата, обеспечивать равномерную и непрерывную подачу материала, иметь устройство для изменения количества материала.

Пластинчатые питатели предназначаются для транспортирования крупнокусковых насыпных грузов из загрузочных воронок и бункеров. Раз-

личают пластинчатые питатели тяжёлого типа, предназначенные для подачи материала в кусках размером до 1300мм., среднего типа- для подачи кусков до 400-500мм. И лёгкого типа для транспортирования материала с крупностью кусков 50-100мм. Питатели устанавливаются наклонно с подъёмом в направлении транспортировки материала, при этом стандартный угол подъёма равен 15 ^о. Рабочая скорость питателей тяжёлого типа принимается в пределах 0,02-0,08м/с., питателей среднего типа в пределах 0,08-0,30м/с., питателей лёгкого типа в пределах 0,13-0,34м/с. При выборе ширины полотна необходимо учитывать максимальный размером кусков материала. Если количество крупных кусков не превышает 10 % от общей массы, то рекомендуется принимать ширину полотна равной 1,8÷2,5 d _max.

Для подачи сухих сыпучих материалов (сырьевой муки, пыли из бункеров электро- и рукавных фильтров и т.д.) из емкостей, находящихся под разрежением применяются ячейковые (лопастные питатели).

Скребковые питатели предназначаются для подачи сырьевой муки в циклоны при сухом способе производства.

Винтовые (шнековые) питатели предназначаются для питания агрегатов пылевидными и мелкокусковыми сухими материалами (сырьевой мукой, угольной пылью и т.п.).

Тарельчатые (дисковые) питатели просты по конструкции и надежны в эксплуатации. Применяются они для питания агрегатов мелкокусковым и пылевидным материалом. Могут быть открытого и закрытого исполнения.

Для подачи мелкокускового, среднекускового и порошкообразного материала широко применяются ленточные питатели и ленточные весовые дозаторы. Основным параметром при выборе питателя или дозатора является производительность. Ленточные питатели и дозаторы отличаются от ленточных конвейеров более медленной скоростью перемещения ленты (0,1-0,3 м/с).

Весовое дозирование осуществляется с помощью ленточных автоматических дозаторов с постоянной и переменной скоростями движения ленты. Весовые дозаторы могут быть одноагрегатными и двухагрегатными. Двухагрегатный весовой дозатор состоит из электровибрационного питателя и ленточного весоизмерителя. Весовые дозаторы позволяют осуществлять подачу материала с высокой точностью (0,25-0,5%).

Дозаторы ленточные автоматические применяются для дозирования сыпучих материалов (известняк, гипс, добавки и др.) с влажностью более 9%. Их производительность составляет 12, 25, 32, 60, 100 и 130 т/час. Дозатор ЛДА является двухагрегатным – с целью снижения давления материала на ленту подача его из бункера или силоса осуществляется вибропитателем.

Для весового дозирования материалов с максимальной крупностью кусков до 130 мм (известняка, мергеля, подсушенной глины, клинкера) применяются ленточные дозаторы типа СБ. Ширина ленты конвейера 1200 мм, производительность 6,3, 10, 16, 25, 32, 40, 63, 100 и 120 т/час.

Склады сырьевых компонентов.

1.2.1. Приемные устройства, механизм разгрузки.

Конструкция склада должна обеспечивать раздельное хранение всех компонентов без смешивания. Типами складов для хранения разнородных материалов являются склады, оборудованные грейферными кранами, бункерные и силосные склады. В качестве расходных могут применятся эстакадно-гравитационные склады (шатрового или полубункерного типа), которые могут быть как открытыми, так и закрытыми. Базисные склады выполняются открытыми и обеспечиваются средствами механизации, позволяющими перемещать материалы с различными физическими свойствами.

Выбор средств механизации для таковых складов зависит от их грузооборота, количества и свойств материалов, подлежащих хранению. При грузообороте склада более 5000 т в сутки в качестве средств его механизации в большинстве случаев применяются портальные краны, оборудованные грейфером, роторные экскаваторы или штабелеукладчики с ленточными транспортерами.

В зависимости от количества прибывающего на завод материала и от способа его доставки (жд, автотранспорт, гидротранспорт и др.) на заводе сооружаются те или иные виды приемных устройств. Для приемки грузов, прибывающих по железной дороге, на цементных заводах чаще всего используются траншейно-эстакадные и бункерные устройства, оборудованные вагоноопрокидывателями и толкающими разгружателями. Траншейно-эстакадные устройства предназначаются для разгрузки железнодорожных полувагонов типа гондол и применяются преимущественно в открытых складах для приема предварительно измельченных материалов, перемещение которых возможно при помощи грейфера.

Основным недостатком эстакадной разгрузки является трудоемкость полного освобождения вагонов от материалов, обладающих пластическими свойствами, т.е. влажных, склонных к уплотнению, слеживанию и смерза-

нию. В связи с этим полувагоны, прибывшие на склад в зимнее время, должны предварительно обрабатываться в специальных тепляках (прогреваться) или подвергаться воздействию передвижных или стационарных бурорыхлительных машин.

Бункерные устройства применяются для разгрузки разных типов саморазгружающихся вагонов (гондол, думпкаров) и автотранспорта. Фронт разгрузки бункерных устройств в случае железнодорожного транспорта рассчитывается не менее чем на один полувагон, а емкость бункеров для материала – на два полувагона. Пути для разгрузки могут проходить либо сбоку от приемного бункера, либо укладываться по верху бункеров. Для приема пластинчатых материалов применяются устройства, оборудованные толкающим разгружателями, что позволяет предотвращать замазывание приемных устройств и уменьшать заглубление приемных бункеров.

Разгрузка бункерных устройств осуществляется пластинчатыми, лопастными и тарельчатыми питателями, а также с помощью ленточных транспортеров. Тип разгрузочного устройства выбирают в зависимости от физических свойств материала (гранулометрии, пластических свойств и т.д.) и объем материала, находящегося в бункере или силосе.

1.2.2. Базисные, расходные и усреднительные склады, загрузка и разгрузка складов, нормы запаса материалов.

На цементном заводе необходимо иметь запас сырья, шлама, топлива, который обеспечивал бы непрерывную работу предприятия на случай перебоев в снабжении (при непогоде, аварии транспортных устройств и т.д.). Нормами технологического проектирования цементных заводов рекомендуются следующие запасы материалов:

- известняк (3-6 суток);

- корректирующие добавки (15-20 суток);

- гипсовый камень (30-40 суток);

- активные минеральные добавки (15-20 суток);

- твердое топливо (10-15 суток);

- жидкое топливо (15 суток)

Запас мягких пород (мела или глины) обычно достигается хранением грубомолотых шламов (на 2,5-3 суток работы завода). Нормативные запасы сырья и топлива хранят на складах. Обычно склады добавок совмещают со складами сырья или клинкера. Кроме того, в соответствии с потребностью в соответствующих материалах и оборудовании на цементных заводах строят склады огнеупорных материалов, мелющих тел, материальные склады. Последние различают по назначению, конструкции и используемым средствам механизации. Назначение склада определяется видом хранящихся материалов [1].

По конструкции принципиально можно выделить два типа складов: открытые и закрытые, каждый из которых включает несколько разновидностей.

К открытым складам относят:

- эстакадно-гравитационные, в которых отсыпка штабеля производится ленточным конвейером, разгрузка - ленточными конвейерами, установленными в подштабельных галереях;

- штабельные, оснащенные мостовыми перегружателями;

- склады, на которых штабель формируется бульдозерами;

- усреднительные, оборудованные штабелеукладчиками и разгрузочными машинами.

Открытые склады проще, дешевле, но они не обеспечивают хорошей сохранности материалов.

При строительстве новых заводов проектируют главным образом склады закрытого типа. Они бывают:

- ангарного типа, оборудованные мостовыми кранами с грейферами;

- стакадно - гравитационные с конвейерной загрузкой и выгрузкой или с использованием для разгрузки роторных экскаваторов;

- силосные в виде железобетонных емкостей цилиндрической формы;

- усреднительные.

Базисные склады. В зависимости от компоновочного решения склады по отношению к железнодорожному пути могут быть сквозными, тупиковыми и поперечными. Склады базисного типа располагаются на свободной территории в отрыве от производственных цехов завода и обеспечиваются подъездными путями, рассчитанными в зависимости от грузооборота на единовременный прием одного или нескольких маршрутных составов. Разгрузка прибывающих составов осуществляется с помощью эстакадных или бункер-

Сырьевой цех цементного завода

Оглавление

Введение.

Аналитический обзор.

Отделение дробления сырьевых компонентов.

Обзор существующих схем дробления.

Типы дробильных установок и их характеристика.

Оборудование для транспортирования сырья.

Дозирование сырьевых компонентов.

Склады сырьевых компонентов.

1.2.1. Приемные устройства, механизм разгрузки.

1.2.2. Базисные, расходные и усреднительные склады, загрузка и разгрузка складов, нормы запаса материалов.