О производстве портландцемента

Тип работы: Курсовая работа
Бесплатно: Антиплагиат
Объем: 34 страниц
В избранное:

ВВЕДЕНИЕ

Минеральные вяжущие известны с древности. Примерно в IV в. до н.э.
применяли искусственные способы изготовления таких вяжущих веществ, как
гипс, известь: обжиг соответствующих горных пород – природного гипса и
известняка. Основной недостаток этих вяжущих – низкая водостойкость –
ограничивал возможности древних строителей, поэтому они не прекращали
поиски новых вяжущих, которые бы обеспечивали изделиям не только большую
прочность, но и водостойкость. Так, при строительстве морских сооружений в
I в. н.э. в Древнем Риме было замечено, если известь смешать с
тонкомолотой обожженной глиной (боем кирпича и черепицы) или рыхлой
вулканической породой пуццоланой, то полученное на их основе изделие не
только приобретает водостойкость, но и будет повышать свою прочность,
находясь в воде. Такую известь назвали гидравлической. Русские строители
назвали это вяжущее цементом и широко использовали при строительстве
Десятинной церкви в Киеве (конец XV в.), Петровских верфей (XVIII в.), стен
Московского Кремля (конец XV в.). Самым монументальным сооружением,
построенным в Беларуси с использованием известкового вяжущего, является
Софийский собор (XI в.), затем Борисоглебовский храм, Спасский собор в г.
Полоцке (XII в.), исторические памятники в Несвиже (XIV в.).
Проводимые в разных странах многолетние научные исследования в этой
области, привели к созданию нового вида водостойкого минерального вяжущего
– цемента.
Одновременно цемент был изобретен и запатентован англичанином Дж.
Аспдином, который назвал его портландцементом по сходству свойств в
затвердевшем состоянии известным природным строительным камнем, добываемым
около города Портленд. До настоящего времени эту технологию производства
совершенствуют ученые разных стран.
Российский ученый Е.Г. Чилеев предложил свой способ изготовления
цемента с лучшими строительными свойствами, чем цемент, вырабатываемый по
способу Аспдина. Щвецкий ученый Тернеб назвал основные минералы клинкера
(алитом, белитом, целлитом).
В настоящие время в качестве сырья цемента кроме известняка и глины
применяют свыше 30 разновидностей природного сырья и робочных продуктов, в
результате появились разновидности цементов 1.
Портландцемент является важнейшим вяжущим веществом и широко
применяется в настоящие время в строительстве. Он относится к классу
гидравлической извести - это продукт тонкого измельчения цементного
клинкера, который получают путем обжига до спекание природного сырья или
искусственной сырьевой смеси определенного состава, обеспечивающей в
цементе преобладание силикатов кальция 2.
Портландцемент основной материал современной строительной индустрии,
занимающий по масштабу производства и применения первое место среди вяжущих
материалов. Основными способами производства в мировой цементной
промышленности остаются мокрый и сухой способ. Преобладает мокрый способ,
которым выпускает около 70 % общего производства клинкера в мире. Однако
постоянно растет производство сухим способом. В 1979 г выпускалось клинкера
сухим способом: в Японии – 100 %, ФРГ – 95 %, Франции – 82 %, ГДР – 76 %.
Доля прироста мощностей сухого способа производства в период 1981 – 1985
гг., составляла около 60 %, в 1986 – 1990 гг., составляла 80 %. После 1990
г доля сухого способа в отросли удвоилась 3.
В России основоположником теории и практики заводского производства
портландцемента является профессор Военно – инженерной академии А. Р.
Шуляченко (1841 – 1903), которого по справедливости можно назвать отцом
русского цементного производства. Разработанная А. Р. Шуляченко теория
твердения гидравлической извести и цементов остается в основном
справедливой и до нашего времени 2.
В Казахстане существуют следующие заводы по производству цемента:
Шымкенский, Карагандинский, Семипалатинский, Сас – Тугенский,
Ускаменагорский. Наиболее фиктивные самые крупные в Р.К. Карагандинский,
Шымкенский и Ускаменагорский.
Наиболее фиктивные самые крупные в Р.К. Карагандинский, Шымкенский и
Ускаменагорский.
Карагандинский угольный бассейн и близость природного газа к
Шымкенту, значительно влияет на снижение себестоимость цемента. В Р.К. как
и во всех странах СНГ преобладает мокрый способ производства – 85 %, хотя
многие заводы уже переустраивают технологию на более экономичный по расходу
топлива. В Японии, Германии, Испании сухим способом изготавливают цемент
100 % заводов, в США – 60 %, в Ново – Карагандинском цементном заводе и
одна линия Шымкенского завода.

1. НОМЕКЛАТУРА ПРОДУКЦИИ

По ГОСТ 10178 – 76 наряду с портландцементом выпускают портландцемент
с активными минеральными добавками: гранулированными доменными и
электротермофосфорными шлаками – до 20 %, добавками осадочного
происхождения и глиежей – до 10 %, прочими – до 15 %.
Качество клинкера зависит от его химического и минералогического
состава.
1.1 Химический состав клинкера
Химический состав характеризуется содержанием в клинкере различных
оксидов, а минералогический-количеством соотношением минералов,
образующихся в процессе обжига. Портландцементный клинкер состоит в
основном из (% по массе): 64 – 67 – СaO; 21 – 25 – SiO2; 4 – 8 – Аl2O3; 2 –
4 – Fe2O3. Кроме того, в виде примесей могут присутствовать щелочи – МgO,
TiO2
Главнейшие оксиды CaO; SiO2; Al2O3; F2O3 при обжиге взаимодействуют
между собой, образуя клинкерные минералы, соотношение которых определяет
свойства портландцемента. Портландцементный клинкер состоит из ряда
кристаллических фаз, отличающихся друг от друга по химическому составу, и
стекловидной фазы. Основные минералы клинкера: трехкальциевый силикат
(алит) – 3CaO*SiO2 (сокращенная запись C3S); двухкальциевый силикат (белит)
– β – модификация 2CaO*SiO2 (β – С2S); трехкальциевый алюминат – 3CaO*Al2O3
(C3A) и алюмоферриты кальция переменного состава от 8CaO*3Al2O3*Fe2O3 до
2CaO*Fe2O3 (C8A3F – С2F).
В небольших количествах в виде различных соединениях могут входить
MgO, SO3, Na2O и K2O, а также TiO2, Cr2O3, P2O5 4.
1.2 Минералогический состав клинкера
Алит 3СаО*SiO2 – самый важный минерал клинкера, определяющий
быстроту твердения, прочность и другие свойства портландцемента; содержится
в клинкере в количестве 45 – 60 %. Алит представляет собой твердый раствор
трехкальциевого силиката и небольшого количества (2 – 4 %) MgO, Al2O3,
P2O5, Cr2O3 и других примесей, которые могут существенно влиять на
структуру и свойства. Алит в клинкере фиксируется в виде тригональной
модификации. Предпочтительнее правильно сформировавшиеся кристаллы
вытянутой форме размером 3 – 20 мкм, благоприятствующие повышению марки
цемента.
Белит 2СаО* SiO2 – второй по важности и содержанию (20 – 30 %)
силикатный минерал клинкера. Он медленно твердеет, но достигает высокой
прочности при длительном твердении портландцемента. Белит в клинкере
представляет собой твердый раствор β – двухкальциевого силиката (β - C2S) и
наибольшего количества (1 – 3 %) Al2O3, Fe2O3, MgO, Cr2O3. Регулируя
скорость охлаждения, получают клинкер, содержащий белит в виде округлых
плотных кристаллов 5.
Процесс нарастания прочности клинкерных минералов портландцемента
различен. Наиболее быстро набирает прочность трехкальциевый силикат: 7 сут.
Около 70 % от 28 – суточной прочности; дальнейшее нарастание прочности его
значительно замедляется.
Картина твердения двухкальциевого силиката совершенно иная. В
начальный период С2S набирает незначительную прочность, составляющую
примерно 15 % прочности трехкальциевого силиката, но в последующий период
твердении его прочность быстро повышается и в какой – то период достигает и
даже может превысить прочность С3S. Это объясняется тем, что С3S
гидратируется быстрее, чем C2S. К 28 – суточному возрасту гидратация С3S
почти заканчивается, а гидратация C2S только начинает интенсивно
развиваться. Поэтому при необходимости получить бетон достаточной прочности
в короткие сроки применяют цемент с большим содержанием трехкалбциевого
силиката, так называемый алитовый цемент, и наоборот, если требуется
высокая прочность в более позднее время, например, для гидротехнических
сооружений, то следует применять белитовый цемент.
Наиболее быстро гидратируется трехкальциевый алюминат, и казалось
бы, что его прочность в начальный период должна быть наиболее высокой.
Однако в связи с тем, что продукты гидратации трехкальциевого алюмината
образуют пористую структуру, в отличии от плотной структуры новообразований
при гидратации С3S и C2S, прочности его оказывается ничтожной по сравнению
с прочностью силикатов. Образование пористой структуры цементного камня
отрицательно влияет также и на морозостойкость.
Низкая прочность трехкальциевого алюмината характерна для
мономинеральной смеси, т.е. состоящей из одного минерала С3А. В
полиминеральных же смесях, каким являются цемент, трехкальциевый алюминат
способствует уплотнению коллоидных силикатных масс, а следовательно,
повышению прочности цементного камня и скорости его твердения.
Быстротвердеющий цемент, обеспечивающий в короткие сроки высокую
прочность, содержит в своем составе значительное количество С3S и С3А
(около 60 – 70 %, в том числе до 10 % С3А) 6.
Минералогический состав клинкера определяет как характер протекания
технологического процесса, так и основные физико – технические свойства
цемента, что позволяет делать соответствующие прогнозы.
Зная свойства клинкерных минералов, в частности величину
тепловыделения при взаимодействии с водой, и минералогический состав
данного клинкера, можно в первом приближении выявить основные особенности
цемента, получаемого из этого клинкера. Зависят вяжущие свойства цемента от
характера кристаллической структуры. Наибольшую гидравлическую активность
имеют клинкеры со средним размером кристаллов 20 – 40 мкм 3.
Если менять минералогический состав клинкера и изготовлять на их
основе цементы с различными добавками, то можно получить большую гамму
гидравлических вяжущих веществ с разнообразными строительными свойствами, В
зависимости от содержания в клинкере основных минералов существенно
изменяются свойства получаемого цемента.
Классификация клинкера по преобладающему минералу в его составе
приведена в таблице 1 4.

Таблица 1 – Классификация клинкеров в зависимости от содержания основных
минералов
Клинкер Примерное содержание, %
C3S C2S C3A C4AF
Алитовый Более 60 Менее 15 - -
Нормальный (по
содержанию 60 – 37,5 15 – 37,5 - -
алита)
Белитовый Менее 37,5 Более 37,5 - -
Алюминатный - - Более 15 Менее 10
Нормальный (по
содержанию - - 15 – 7 10 – 18
алюмината)
Целитовый - - Менее 7 Более 18

1.3 Сроки схватывания
Сроки схватывания и равномерность изменения объема цемента определяют
в тесте нормальной густоты.
Для получения нормальных сроков схватывания при помоле клинкера
вводят добавку двуводного гипса в количестве до 3,5 % . Замедление
схватывания объясняет отложением на зернах цемента тонких пленок
гидросульфоалюмината кальция, образовавшегося при взаимодействии введенного
сульфата кальция с трехкальциевым алюминатом. Эти пленки замедляют диффузию
воды к цементным зернам, и скорость их гидратации уменьшается.
Замедлителями схватывания портландцемента являются также бура или
борная кислота, фосфаты и нитраты кальция, натрия и аммония. Нитраты
образуют с Са(ОН)2 соединения, хорошо растворимые в воде. Диссоциация этих
соединений увеличивает концентрацию ионов кальция, поэтому процесс
гидролиза трехкальциевого силиката подавляется, а схватывание происходит
медленнее. Замедлители схватывание могут органические вещества (например,
СДБ), адсорбирующиеся на частицах цемента и замедляющие их гидратацию.
Ускорителями схватывания портландцемента являются карбонаты и
сульфаты металлов. Влияние хлорида кальция на сроки схватывания
портландцемента зависит от дозировки. При введении в бетонную смесь в
обычной дозировке 1 – 2 % массы цемента хлорида кальция мало влияет на
сроки схватывания, но существенно повышает начальную прочность бетона. При
использовании хлорида кальция в качестве противоморозной добавки его можно
вводить в больших количествах, тогда он ускоряет схватывание, и бетонную
смесь рекомендуется затворять на холоде, чтобы избежать преждевременного
загустеванния.
Одним из методов ускорения процессов схватывания и твердения
заключается во введении добавок, являющихся центрами кристаллизации.
Ускорителями, помимо широко применяемых неорганических солей, могут быть
органические вещества, например триэтаноламин 7.
1.4 Марка цемента
Прочность цементного камня и скорость его твердения зависит от
минералогического состава клинкера, тонкости помола цемента, содержания
воды, влажности и температуры среды и продолженительности хранения.
Производство цементов высоких марок, достигаемое за счет
совершенствования технологического процесса на цементных заводах,
равноценно дополнительному выпуску значительных количеств цемента. Также за
счет повышения в содержание в цементе трехкальциевого силиката (алитовые
цементы). Прочность цементов высоких марок нарастает быстрее, чем цемента
низких марок.
Существуют следующие марки портландцемента, выпускаемые
промышленностью строительных материалов:
1. ПЦ 400 ДО и ПЦ 400 Д20. Применяется для производства
асбестоцементных изделий, строительства жилья, промышленных зданий и
сооружений.
2. ПЦ 500 ДО. Применяется для строительства мостов, путепроводов,
железобетонных труб, пролетных строений и блоков.
3. ПЦ 600 ДО. Применяется для строительства мостов, туннелей,
высокопрочных сооружений на объектах Министерства Обороны
Требования к маркам портландцемента и некоторым его разновидностям
приведены в таблицы 2 8.
Таблица 2 – Требования к маркам портландцемента и его разновидностям.
Предел прочностиПредел прочности
Наименование цемента Марка при изгибе, МПа,при сжатии, МПа,
цемента в возрасте, сут.в возрасте, сут.
3 28 3 28
Портландцемент и 400 - 5,5 - 40
портландцемент с 500 - 6,0 - 50
минеральными добавками 550 - 6,2 - 55
600 - 6,5 - 60
Быстротвердеющий 400 4 5,5 25 40
портландцемент 4,5 6,0 28 50
300 - 4,5 - 30
Шлакопортландцемент 400 - 5,5 - 40
500 - 6,0 - 50
Быстротвердеющий 400 3,5 5,5 20 40
Шлакопортландцемент

Производство портландцемента из клинкера включает следующие процессы:
дробление клинкера, подготовку минеральных добавок (дробление, сушку),
дробление гипсового камня, помол клинкера с активными минеральными
добавками и гипсом, складирование, упаковку и отправка цемента потребителю.
В зависимости от особенностей приготовления сырьевых смесей различают
четыре способа производства портландцемента: мокрый, сухой, полусухой,
комбинированный 3.

1.5 Область применения портландцемента
Область применения портландцемента обширна и разнообразна. Высокая
прочность, способность сравнительно быстро твердеть на воздухе и в воде
выдвигают портландцемент на первое место среди других видов цементов. Он
является основным вяжущим, для применения изготовления сборных бетонных и
железобетонных изделий. Этот материал широко применяют также для
приготовления строительных растворов, но не следует применять
портландцемент для изготовления конструкций, подвергающихся действию воды
морской, минерализованной или даже пресной – прочной или подаваемой под
большим давлением.
Его применяют для изготовления монолитного и сборного бетона,
железобетона, асбестоцементных изделий, строительных растворов, многих
других искусственных материалов, скрепления отдельных элементов (деталей)
сооружений, жароизоляции и др. Крупными потребителями цемента являются
нефтяная и газовая промышленность. Цемент и получаемые на его основе
прогрессивные строительные материалы успешно заменяют в строительстве
дефицитную древесину, кирпич, известь и другие традиционные материалы.
Следует помнить, что портландцемент является наиболее ценным видом
вяжущего. Поэтому строители должны особо бережно относиться к его
применению, максимально заменяя портландцемент другими эффективными и
дешевыми вяжущими (известью, смешанными цементами), где это технически
оказывается возможно. Не следует расходовать портландцемент при возведении
конструкций, не требующих большой прочности.

1.6 Виды портландцемента
В настоящие время выпускают: портландцемент без добавок и с активными
добавками; быстротвердеющий портландцемент; шлаковый портландцемент;
пуццолановый портландцемент; портландцемент с пластифицирующими и
гидрофобными добавками; сульфатостойкий портландцемент; белый и цветные
портландцементы 2.
Быстротвердеющий портландцемент (БТЦ) – портландцемент с
минеральными добавками, отличающийся повышенной прочностью через 3 сут.
Твердения. Его выпускают М 400 и 500. БТЦ обладает более интенсивным, чем
обычный, нарастанием прочности в начальный период твердения. Это
достигается путем более тонкого помола цемента (до удельной поверхности
3500 – 4000 см2г), а также повышенным содержанием трехкальциевого силиката
и трехкальциевого алюмината (60 – 65 %). В остальном свойства его не
отличаются от свойств портландцемента. БТЦ применяют в производстве
железобетонных конструкций, а также при зимних бетонных работах, а при
повышенном тепловыделении его не следует использовать в массивных
конструкциях.
Сульфатостойкий портландцемент применяют для получения бетонов,
работающих в минерализованных и пресных водах. Его получают из клинкера
нормированного минералогического состава. Содержание в этом цементе C3S
должно быть не более 50 %, C3A – не более 5 % и сумма C3A + C4AF – не более
22 %. Введение инертных и активных минеральных добавок не допускается. Этот
цемент, являясь по существу белитовым, обладает несколько замедленным
твердением в начальные сроки и низким тепловыделением. Сульфатостойкий
портландцемент выпускают М 400. Остальные требования к нему предъявляются
такие же, как и к портландцементу.
Сульфатостойкий портландцемент с минералогическими добавками
производят М 400 и 500. В качестве минеральной добавки вводят 10 – 20 % от
массы цемента гранулированный доменный шлак или электротермосфосфорный шлак
или 5 – 10 % активных минеральных добавок осадочного происхождения (кроме
глиежа). Клинкер для производства этого цемента не должен содержать
соответственно более 5 % C3A и MgO, а сумма С3А и C4AF не должна превышать
22 %.
Сульфатостойкий шлакопортландцемент производят М 300 и 400. Его
получают путем совместного тонкого помола клинкера и гранулированного
доменного шлака в количестве 21 – 60 % и небольшого количества гипса. В
этом цементе ограничивается содержание в клинкере С3А – до 8 %, MgO – до 5
%.
Пуццолановый портландцемент производят М 300 и 400. Его получают
путем совместного помола клинкера и 25 – 40 % от массы цемента активных
минеральных добавок и гипсового камня по ГОСТ 4013 – 74. Клинкер для
пуццоланового цемента не должен содержать более 8 % С3А и не более 5 %
MgO. В остальном свойства его не отличаются от свойств портландцемента.
Белый портландцемент получают из сырьевых материалов, имеющих
минимальное содержание окрашивающих оксидов (железа, марганца, хрома). В
качестве сырьевых материалов используют чистые известняки или мраморы и
белые каолиновые глины, а в качестве топлива – газ или мазут, не
загрязняющие клинкер золой. Основным свойством белого цемента, определяющим
его качества как декоративного материала, является степень белизны. По
этому показателю белый цемент разделяют на три сорта: I, II и III. По
прочности белый цемент выпускают М 400 и 500. Начало схватывания белого
цемента должно наступать не ранее 45 мин., конец – не позднее 12 ч.
Транспортировка и хранение белого цемента производится только в закрытой
таре. Вследствие особых требований к сырью и технологическому процессу
стоимость белого портландцемента выше стоимости обычного цемента.
Цветные портландцементы получают путем совместного помола клинкера
белого цемента со светло- и щелочестойкими минеральными красителями: охрой,
железным суриком, ультрамарина, окисью хрома, сажей. Также для получения
цветных цементов в процессе приготовления сырьевой смеси вводят оксиды
некоторых металлов (0,05 – 1,0 %). Эффективное окрашивание дает оксид хрома
(желто – зеленый цвет), марганца (голубой или бархатно – черный), кобальта
(коричневый). При этом получают цементы клинкеров редких цветов, трудно
достигаемых при смешивании с пигментами.
Белые и цветные цементы применяют для отделочных работ, при
приготовлении облицовочных плиток, лестничных ступеней, подоконных плит,
фактурного слоя панений, искусстного мрамора и т.д.
Тампонажный портландцемент изготавливают измельчением
портландцементного клинкера, гипса с добавками или без них.
Тампонажный цемент производят четырех разновидностей:
1. утяжеленный – обеспечивающий повышение плотности цементного теста;
2. песчанистый – имеющий повышенную коррозие- и термостойкость;
3. солестойкий – с повышенной коррозиестойкостью в соленосных пластах
хлористого натрия и в среде пластовых вод с минерализацией до 400
гл хлористых солей комплексного состава;
4. низкогигроскопичный – характеризующийся повышенной сохранностью
при длительном хранении.
Тампонажные цементы применяют для цементирования нефтяных и газовых
скважин. Основная прочностная характеристика – предел прочности при изгибе
7.
Основу большинства цементов составляет портландцементный клинкер.
Нормируя его минералогический состав и вводя минеральные и органические
добавки, получают различные цементы, несколько отличающиеся по свойствам и
применяемые в различных областях строительства.
Рассматриваемые разновидности портландцемента выделены в отдельную
группу, так как они в отличие от обычного портландцемента имеют особое,
ярко выраженные свойства. Поэтому особые виды портландцемента применяют
только тогда, когда их свойства могут быть использованы с максимальным
эффектом.
К недостаткам цементного камня относится ползучесть, которая
проявляется в увеличении деформации под влиянием длительно действующих
постоянных по величине нагрузок. Снижение ползучести достигают за счет
введения жесткого недеформированного заполнителями и снижения расхода
цемента 2,1.
В строительстве часто требуется цемент с умеренной экзотермией
преимущественно для массивных бетонных гидротехнических сооружений.
Известно, что при большом тепловыделении твердеющего цемента бетон сильно
расширяется во внутренних частях массива и меньше в наружных, которые
естественно охлаждаются воздухом или водой. Объемные деформации,
возникающие при неравномерном расширении и сжатии бетона, вызывают
образование трещин и часто приводят к аварийному разрушению сооружений.
Поэтому в массивных бетонных конструкциях (например, гидротехнических
сооружений) не применяют цементы, отличающиеся большим тепловыделением 9.

2. СЫРЬЕВЫЕ МАТЕРИАЛЛЫ

Основными видами сырья, применяемого для производства
портландцементного клинкера, являются известковые, мергелистые и глинистые
породы. Используются и другие виды природного сырья, а также искусственные
материалы, являющиеся отходами (попутными продуктами) других отраслей
промышленности. Это сырье может быть применено и при комплексном
производстве портландцемента и других важных промышленных продуктов.
Для получения сырьевой шихты необходимого химического состава
пригодны в небольшом количестве так называемые "корректирующие добавки",
представляющие собой искусственные либо естественные материалы, используют
и активные минеральные добавки, в том числе гранулированные доменные шлаки
для получения портландцемента, пуццолановых и шлакопортландцементов.
Обычно для облегчения процесса спекания клинкера стремятся понизить
глиноземный модуль. Железистыми добавками служат колчеданные огарки, отходы
производства серной кислоты, колошниковая пыль, образующаяся в доменном
процессе выплавки чугуна. Содержание оксида железа в колчеданных огарках
составляет 70 – 72 % при 1,5 % глинозема, а в колошниковой пыли – около 50
% Fе203 и примерно 5 % А12О3. В качестве добавок, корректирующих значения
силикатного и глиноземного модулей, применяют различные материалы. Чтобы
увеличить содержание в сырьевой смеси Fe2O3, используют колчеданные огарки,
колошниковую пыль, железную руду. Обе эти добавки богаты окисью железа. Для
повышения содержания SiO2 употребляют трепел, диатомит, опоку, маршалит,
кварцевый песок, а для повышения содержания Al2O3 – боксит и богатые
глиноземом маложелезистые глины.
Необходимо, чтобы сырьевая шихта, составляемая обычно из карбонатного
и глинистого компонентов и корректирующей добавки, удовлетворяла принятым
на данном заводе требованиям, но значениям коэффициента насыщения
кремнезема известью, силикатного и глиноземного модулей. Строго
ограничивается содержание в шихте оксидов магния, фосфорного ангидрида,
щелочей, серного ангидрида, диоксида титана, оксидов марганца и хрома.
Содержание каждого из этих оксидов в установленном количестве оказывает
положительное действие на процессы обжига клинкера 10.
Известняк – горная порода, состоящие в основном из кальцита – СaCO3.
Могут содержать примеси глины, кварца, железосто-магнизиальных и других
соединений. Образовались в водных бассейнах из остатков животных организмов
и растений, а также частью из счет химических осадков. Рыхлые скопления
раковин и их обломков уплотнялись давлением воды и скреплялись углекислым
кальцием в более или менее плотную породу. По структуре известняки
подразделяются на плотные, пористые, мраморные, ракушечниковые, и другие.
Плотные извястники имеют среднею плотность 2,0-2,6 гсм3, придел
прочности при сжатия 20 – 50 МПа. Окраска их разнообразна белая, светло-
серый, желтовая-до черного в зависимости от примесей. Применяют их для
изготовления облицовочных плит, архитектурных деталей, щебня в качестве
сырья для цемента, извести. Широко распространены в Крыму, Молдовии, на
Украине, Кавказе и др., 12.
Известняк имеет твердость около 3 по шкале твердости. При большой
примеси кремнезема их твердость и прочность повышается, что затрудняет
обработку. Большое содержание в известняках глины и пирита оказывает на них
вредное влияние. Так, при содержание более 3 % глины извястники становятся
влагоемкими и недостаточно морозостойкими. В зависимости от относительного
содержания CaCO3 известняки называются чистыми (не менее 98 % CaCO3) и
мергелистыми (не менее 90 % CaCO3).
Они образуются в морских бассейнах в основном из остатков животного
мира, а также частью за счет химических осадков рыхлых скоплений раковин и
их обломков уплотнялись давлением воды и скреплялись углекислым кальцием в
более или менее плотную породу 2.
Для производства портландцемента могут применятся все виды
известняковых пород, в том числе чистые извястники, мел, ракушечники,
известняковые туфы, мрамор и природные смеси известняков с глинами –
мергель. Наилучшим карбонатным сырьем для цементной промышленности являются
мел, а также карбонатные породы, имеющие однородную аморфную или
мелкокристаллическую структуру. Крупнокристаллические разновидности не
желательны, так как они менее реакционноспособны. Нежелательно применять
также сильнодоломитизированные и за гипсованные известняки и некоторые
разновидности кремнистых известняков.
По физическим свойствам известняковые породы делятся на мягкие,
размучиваемые водой, мягкие и средней твердости, не размучиваемые водой, и
плотные.
К мягким, легко размучиваемым водой породам принадлежат, в первую
очередь, 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 до 37%), легко
разрабатываются в карьерах, могут транспортироваться на завод
гидротранспортом, не требуют для измельчения большого расхода
электроэнергии, их переработку экономичнее вести мокрым способом.
Недостаток этого вида сырья является то, что в осеннее – зимний период оно
смерзается и залипает, затрудняя транспортировку всеми видами транспорта,
за исключением гидротранспорта.
Ракушечники и туфы в воде, как правило, не распускаются, а карьерная
влажность их может в отдельных случаях достигать 10 – 15, а иногда 18 %.
Они легко разрабатываются и измельчаются. В зависимости от влажности могут
перерабатываться как мокрым, так и сухим способом.
Известняки с мажущимися включениями являются маложелательным сырьем,
так как их переработка, особенно в осеннее – зимний период, крайне
затрудняется из – за смерзаемости и налипания. При измельчении такого сырья
в результате различной размалываемости трудно добиться стабильности состава
шихты. Обычно они перерабатываются мокрым способом.
Плотные известняки имеют низкую карьерную влажность (от нескольких
долей 5 – 6 %), обладают различной твердостью и прочностью 200 – 250 МПа,
плотность 2600 – 2700 кгм3. Из разновидностей плотных известняков наименее
желательные для цементной промышленности извястники с ясно выраженной
кристаллической структурой (мраморы), а также окремненные известняки. При
измельчении мрамора резко увеличивается расход электроэнергии, кроме того,
ухудшается спекаемость клинкера 13.
Глинистые сланцы – твердые плотные горные породы с ориентированным
расположением слагающим минералов, тонкослоистой структурой и хорошо
выраженной слаецеватостью – способностью легко раскалываются на тонкие
пластинки и частично перекристаллизовавшихся под влиянием большого
давления. Средняя плотность составляет 2,7 – 2,9 гсм3, предел прочности
при сжатии 60 – 120 МПа. Раскалываются на тонки пластинки толщиной 3 – 10
мм. Они обладают высокой атмосферостойкостью и долговечностью. Глинистые
сланцы по сравнению с глиной характеризуются меньшей влажностью, более
постоянным составом и не смерзаются зимой при хранении на складах. Они
значительно тверже глин, при смешивании с водой не переходят в пластичное
состояние. Состоят они не только из мелких глинистых частиц, но и из
листочков слюды, мелкой пыли, полевых шпатов, зерен кварца и других
минералов; цвет имеют преимущественно темно – серый; применяемый как самый
долговечный кровельный материал, известный под названием природный шифер.
Месторождения глинистых сланцев имеются на Урале, Украине, Кавказе (в
Грузинской ССР) и других районах 1.
4. ВЫБОР ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ

Молотковая дробилка
Размер кусков до измельчения, мм 500
Размер измельченного продукта, мм 100
Габаритные размеры, м:
длина 2
ширина 1,8
высота 1,6
Масса дробилки, т 5,05
Мощность электродвигателя, кВт 125
Производительность, тч 50

Элеватор ЦБ – 350
Ширина ковша, мм 350
Шаг ковша, мм 250
Емкость ковша, м 7,8
Мощность двигателя, кВт 7
Высота подъема, м 20

Элеватор В - 450
Ширина ковша, мм 450
Шаг ковша, мм 640
Емкость ковша, м 16
Мощность двигателя, кВт 10
Высота подъема, м 20

Сушильный барабан
Размер барабана 2,2*20
Производительность:
По высушенному материалу, тч 20
По испаренной влаге, тч 5100
Скорость вращения, обмин 5
Мощность двигателя, кВт 14

Насос
Габаритные размеры:
длина, мм 4520
ширина, мм 2325
высота, ... продолжение

Вы можете абсолютно на бесплатной основе полностью просмотреть эту работу через наше приложение.