Проектирование предприятия по производству глиноземистого цемента в г. Костанай мощностью 200 000 т в год, выпускающее глиноземистый цемент различной номенклатуры
Содержание
Введение 6
Аналитический обзор 9
Технико-экономическое обоснование строительства предприятия 12
Технологическая часть 14
Номенклатура выпускаемого вяжущего 14
Характеристика вяжущего 15
Характеристика сырья 19
Выбор и обоснование технологического способа производства 21
изделий
Разработка технологии производства вяжущего 26
Контроль производства и качества выпускаемой продукции 30
Производственно - технологические расчеты 34
Режим работы предприятия 34
Расчет состава сырьевой смеси 35
Материальный баланс 36
Расчет потребности в сырьевых материалах и полуфабрикатах 36
Расчет производительности предприятия 38
Выбор технологического оборудования 39
Расчет складов сырьевых материалов и готовой продукции 40
Анализ принятых в работе технологич еских и технико- 43 экономических решений
Безопасность жизнедеятельности и экологичность проекта 48
Характеристика и анализ производственных условий 48
Характеристика и анализ экологических условий 52
Экономическая часть проекта 55
Введение 55
Краткое описание состояния отрасли планируемого производства 56
Разработка и обоснование производственной программы 58
Разработка стратегии и плана маркетинга 59
Разработка плана материально-технического снабжения 61
Разработка плана по кадрам и оплате труда 63
Планирование себестоимости продукции. Ценообразование 67
Финансовое планирование. Расчет эффективности инвестиций 70
Оценка риска 73
Заключение 76
Список использованной литературы 78
Введение
В современных условиях производство строительных материалов является одним из важных направлений нашей отечественной промышленности. Это объясняет ся ежегодным повышающимся темпом строительства и дефицитом высококачественных стройматериалов. Предлагается проект создания предприятия по производству глиноземистого цемента, который занимает особое место в ряду специальных цементов. Он обладает весьма ценными свойствами, из которых в первую очередь следует отметить способность быстро затвердевать: трехдневная прочность цементного камня соответствует и даже в ряде случаев превышает 28- дневную прочность обычного портландцемента.
Цемент характеризуется повышенной химической устойчивостью против воздействия различных агрессивных сред и высокой огнеупорностью. Эти качества предопределяют широкий спрос на эти цементы. [1]
Целью данного дипломного проекта является улучшение строительно- технических свойств глиноземистого цемента, разработка технологических параметров для получения цементов со стабильным ростом прочности цементного камня при длительном твердении.
Новизна работы заключается в следующем:
- научно обоснована и экспериментально подтверждена возможность улучшения строительно-технических свойств глиноземистого цемента и предотвращение сбросов прочности цементного камня в процессе длительного твердения путем использования неорганических и органических добавок, а также модифицирования его состава на различных стадиях производства;
выявлена зависимость превращения гексагональных гидроалюминатов кальция в кубический гексагидрат трехкальциевого алюмината от степени пересыщения жидкой фазы цементной пасты ионами Са2+. Установлено, что максимальная скорость указанного превращения происходит при соотношении СаОAl2O3 более 2;
установлено, что введение в клинкерный расплав глиноземистого цемента микропримесей изменяет скорость кристаллизации основных минералов, их состав, количество, микроструктуру и количественное соотношение стекло- и кристаллических фаз при одном и том же режиме охлаждения клинкера;
выявлены закономерности процессов, протекающих при гидратации модифицированных цементов. Образующиеся гидроалюминаты кальция, содержащие в своем составе примеси, более устойчивы по сравнению с продуктами гидратации бездобавочного цемента, снижается степень пересыщения жидкой фазы ионами Са2+ , уменьшается соотношение СаОAl2O3, при этом не наблюдается сбросов прочности при длительном твердении за счет перехода гексагональных гидроалюминатов кальция в кубическую форму. [2]
Актуальность темы
Цемент характеризуется повышенной химической устойчивостью против воздействия различных агрессивных сред и высокой огнеупорностью. Эти качества предопределяют широкий спрос на эти цементы. Однако имеются две причины, ограничивающие их применение:
дефицитность высокосортного сырья,
-фазовые превращения при твердении, сопровождающиеся снижением прочности цементного камня при длительном твердении.
В связи с истощением запасов высокосортных бокситов качество цемента постоянно снижается из-за повышенного содержания SiO2 в низкосортных бокситах, что приводит к образованию в цементе гидратационно неактивного геленита, вследствие чего снижается прочность глиноземистого цемента и
соответственно его конкурентная способность, как на отечественном, так и на мировом цементном рынке. В отношении конкретных причин изменения прочности цементного камня при длительном твердении глиноземистых цементов имеются расхождения во взглядах.
С одной стороны считается, что спад прочности связан с уменьшением дисперсности гидратных соединений в процессе их перекристаллизации, с другой - увеличением пористости, сопровождающем эти превращения. В целях получения цемента, наиболее полно удовлетворяющего требованиям к строительным материалам, постоянно ведутся поиски оптимального его состава. Дальнейшие исследования по расширению ассортимента и улучшения качества цемента является актуальными. [3]
1 Аналитический обзор
Производство глиноземистого цемента на территории СНГ.
В настоящее время на российском рынке цемента наблюдается рост спроса на специальные цементы, в частности и на глиноземистый цемент. Так в период 2007-2011 г спрос на глиноземистый цемент в России увеличился на 22,4%: с 22 тыс т до 27 тыс т. В 2008 и 2009 г в России наблюдалось снижение спроса на глиноземистый цемент. Это связано с тем, что в условиях кризиса наблюдалось массовое замораживание строительных объектов.
Глиноземистый цемент на российском рынке преимущественно реализуются через внутреннюю торговлю. В 2007-2011 гг доля внутренних натуральных продаж в структуре спроса колебалась от 86% в 2007 г до 93% в 2011 г. Соответственно доля экспорта в объѐме спроса за аналогичный период времени варьировала от 7% в 2011 г до 14% в 2007 г. За пятилетний период 2007-2011 гг экспорт глиноземистого цемента из России снизился с 3 тыс т до 1,9 тыс т, что составило 37,5%.
Обзор рынка полазал, что объемы продаж цемента в России выросли с 19 тыс т в 2007 г до 25,1 тыс т в 2011 г. За пятилетний период рост продаж составил 31,9%. В 2012-2016 гг продажи данной продукции будут расти в среднем на 5,3% в год и к 2016 г достигнут 32,5 тыс т.
Глиноземистый цемент в России с 2008 г производится в двух регионах
-- в Московской области и Пермском крае. В 2011 г в Пермском крае было произведено 7,5 тыс т продукции, в Московской области -- 0,1 тыс т [4].
Крупнейшими странами-импортерами глиноземистого цемента являются Казахстан, Украина и Узбекистан.
В 2011 г суммарная доля этих трѐх стран в общем объѐме экспорта составила 84,6%. С 2007 г по 2011 г натуральный объѐм экспорта в Казахстан сократился почти на 30%: с 1 082,5 т до 759 т, в Украину - на 50,3%: с 1 196 т до 595 т. С 2008 г по 2011 г объѐм экспорта глиноземистого цемента в Узбекистан увеличился на 5,8%: с 240 т до 254 т.
Рисунок 1.Натуральный объем экспорта глиноземистого цемента в Казахстан, Украина, Узбекистан
Мировые производители глиноземистого цемента:
Kerneos (Франция)
Компания Kerneos (Франция, Германия, Нидерланды) является одним из мировых лидеров в производстве глиноземистых цементов. За 5 лет она сумела завоевать более трети казахстанского рынка, ежегодно увеличивая свою долю. В 2014-2016 гг. компания занимает второе место среди поставщиков глиноземистого цемента в Казахстане.
Gorka Cement (Польша)
Завод Gorka CEMENT выпускает продукцию более 90 лет. За это время совершенствовались технологии производства, и повышалось качество продукции. На сегодняшний день продукция этого завода отлично зарекомендовала себя на мировых рынках. Польша, Италия, Германия, Бельгия, Греция, Великобритания, Македония, Франция, Эстония, Египет являются потребителями продукции заводов Gorka CEMENT.
Цементы глиноземистые марки GORKAL используются при изготовлении, как сухих строительных смесей, так и при строительстве (ремонте) печей и нагревательных элементов в энергетической
промышленности, черной и цветной ме таллургии, химической промышленности.
Cimsa(Турция)
Oreworld Trade (Tangshan) Co. Ltd ( Китай)
Tangshan Polar Bear Building Materials Co., LTD (Китай)
На протяжении всего рассматриваемого периода времени баланс производство-потребление глиноземистого цемента в Казахстане оставался отрицательным. Ежегодный дефицит цемента составлял 5,9-21,5 тыс. т и покрывался за счет импортных поставок. Импортѐры ГЦ: Великобритания, КНР, Турция, Польша, Нидерланды - 24,5 тыс.т. Возрастание спроса на глиноземистый цемент в 2010- 2011 гг., обусловило существенное увеличение импорта данной продукции. По итогам 2011 г. импорт глиноземистого цемента достиг 24,4 тыс. т, а доля импортной продукции в общем объеме потребления превысила 82%, хотя докризисные годы на долю импортной продукции приходилось не более 63% от объема потребления глиноземистого цемента в стране [5].
Согласно проведенному анализу спрос на глиноземистый цемент растет с каждым годом и строительство нового завода по производству глиноземистого цемента в Казахстане является экономически выгодным. Учитывая тот факт, что в Казахстане на сегодняшний день отсутствуют заводы производящие глиноземистый цемент.
В данном дипломном проекте для производства глиноземистого цемента был выбран способ спекания с использованием электродуговых печей. Этот способ отличается высокой производительностью, отсутствием потребности в топливе, высокой экологичностью, однако требует большое количество электроэнергии.
2 Технико-экономическое обоснование строительства предприятия
Объект строительства - главный производственный корпус завода по производству глиноземистого цемента - расположен на территории Республики Казахстан г. Костанай мощностью 200 000 т\год.
Климат города резко континентальный, сопровождающийся большими колебаниями температур, сухостью воздуха, малым количеством осадков, большим количеством ясных дней и сильными ветрами.
Строительная и климатическая характеристика района.
Самым теплым месяцем является июль, самым холодным - январь.
Годовая амплитуда средних температур составляет 38.8°С.
Абсолютный максимум температуры воздуха равен +41.1°С, абсолютный минимум наблюдался в 1940 году и равен - 46°С. Таким образом, годовая амплитуда колебания температур воздуха может достигать 86°С. Однако, среднегодовая температура воздуха положительная и равна +1.5°С.
Продолжительность безморозного периода составляет 127 дней.
Средняя глубина промерзания грунта равна 2.20 м, максимальная - 2.6 м; минимальная - 1.80 м.
Максимальное количество осадков выпадает в июле, а минимальное - в марте. Из общего годового количества осадков 256 мм в теплый период выпадает 174мм, т.е. 68%; в холодные месяцы 82 мм.
Высота снежного покрова достигает 33 - 53 см, обычно в феврале марте.
Среднегодовая скорость ветра равна 0.5 мсек. Максимальное значение скорости ветра достигает, 20-24 мсек.
В планах строительства объекта предполагается его размещение в промышленной зоне г. Костанай, Костанайской области. Это наиболее удачное место расположения в промышленном районе с удобной примыкающей транспортной развязкой, близостью подъездных железнодорожных путей и пролегающих коммуникаций.
Немаловажным фактором является близость мест разработки бокситных отложений (Восточно-Аятского месторождение - 72 км) и известняка (Шекубаевкого месторождения - 12 км).
Основными потребителями цементов являются местные строительные компании, производящие строительные работы на территории Костонайского и соседних районов, а также может обеспечить глиноземистым цементом весь Казахстан. [6].
Применение глиноземистого цемента
Учитывая все специфические свойства глиноземистого цемента, а также его хорошее сцепление с арматурой, целесообразно его применять:
для возведения оборонительных и военнотранспортных сооружений;
для восстановления разрушенных военнотранспортных сооружений, мостов, искусственных сооружений, автомагистралей и т. д. в условиях крайней стесненности сроков;
для возведения сооружений, подверженных действию приливов и отливов (набережные, порты, плотины и другие гидротехнические сооружения);
при зимних бетонных и железобетонных работах и при работе при низких температурах;
для возведения бетонных и железобетонных сооружений, находящихся в минерализованных водах;
во всех срочных случаях строительной практики: ликвидация аварии конструкций, ремонт после пожаров и т. д.
Технологическая часть
Номенклатура выпускаемого вяжущего
Глиноземистый цемент - это высокопрочная вяжущая смесь, быстро затвердевающая в воде и на воздухе, которая, главным образом, используется при изготовлении бетона и жаростойких строительных растворов. Классификация и общие требования к цементам, в т. ч. и глиноземистому цементу, приведены в ГОСТ 30515-2013* .Основные требования к глиноземистому цементу установлены ГОСТ 969 -- 91* .[7]
Выпускается глиноземистый цемент марок 400, 500 и 600. Маркировка осуществляется по результатам испытаний стандартно изготовленных призм размером 40*40*160 мм из раствора пластичной консистенции состава 1:3 с нормальным Вольским песком, погруженных в воду через 6 ч после начала затворения и испытанных через 3 сут твердения.
Требовании ГОСТ 969 -- 91* к глиноземистому цементу приведены в таблице1.
Таблица 1. Номенклатура выпускаемой продукции
Марка цемента
Предел прочности, МПа (не менее) при
сжатии через
24 ч
3 сут
400
23
40
500
28
50
600
33
60
В данном дипломном проекте запроектировано промышленное здание по производству глиноземистого цемента производительностью 200 000 т\год.
3.2 Характеристика вяжущего
Глиноземистый цемент -- быстротвердеющее в воде и на воздухе высокопрочное вяжущее вещество, получаемое путем обжига до плавления или спекания смеси материалов, богатых глиноземом, с известью или известняком и последующего тонкого измельчения продукта обжига. В отличие от портландцемента, клинкер которого состоит главным образом из силикатов кальция, глиноземистый цемент получают из шлака (расплава) или клинкера, содержащего преимущественно низкоосновные алюминаты кальция. Важнейшим минералом глиноземистого цемента является моноалюминат кальция (СаО :: А1203).
Рисунок 2. Микрофотография клинкера
В зависимости от количества окиси алюминия и нежелательных при- месей в их составе глиноземистые цементы, выпускаемые на мировом рынке, делятся на четыре вида:
обычный глиноземистый цемент, выпускаемый по ГОСТ 969 -- 91;
высокоглиноземистый цемент алюминотермического производства по ТУ 21-РСФСР-3.283-84;
высокоглиноземистый цемент -- талюм, изготовляемый в соответствии с ТУ 03-399-78 ;
особочистый высокоглиноземистый цемент по ТУ 21-20 12-78 .
Химический состав глиноземистых цементов разнообразен и зависит от состава исходных сырьевых материалов и технологии производства. Содержание важнейших оксидов характеризуется большими колебаниями (%): Si02 5 -- 10, А1203 35 -- 50, Fe203 5 -- 15 (включая оксид железа, СаО 35 -- 45).
В зависимости от способа производства различают глиноземистые цементы: плавленые, полученные плавлением в различных агрегатах и спеченные -- при спекании сырьевой смеси.
При наличии в сырье значительного количества кремнезема, оксидов- желееза цементы называют белито-глиноземистыми, железосодержащими или алюмоферритными.
Введение в состав сырьевой смеси различных материалов приводит к изменению названия цемента, при этом добавляется термин, отражающий вид добавки. Например, барийглиноземистый (при добавлении ВаО), бороглиноземистый (В2 03), сульфоалюминатный (CaS04) и т.д.
В ряде стран для повышения жаростойких свойств цемента используют оксид магния. В частности, в глиноземистый цемент добавляют от 50 до 90 % порошкообразного оксида магния. Введение в сырьевую смесь MgC03 частич- но или полностью взамен СаС03 позволяет получить цемент с высокой огнеупорностью и хорошими прочностными свойствами. [7]
Глиноземистый цемент -- нормально схватывающееся гидравлическое вяжущее, отличающееся от других цементов высокой прочностью, достигаемой в раннем возрасте. По внешнему виду он представляет собой тонкий порошок, цвет которого (от светло-серого до темно-коричневого) зависит от состава сырья и способа производства. Цвет нашего глиноземистого цемента доменной плавки светло-серый.
Основные признаки, позволяющие распознать глиноземистый цемент, является химический состав и быстрое нарастание прочности в раннем возрасте. Реакция на фенолфталеин -- слабощелочная.
Плотность -- 3 -- 3,1, она может достигать и 3,2; средняя плотность в рыхлом состоянии -- 1000-1200 кгм[3]. [4]
Нормальная густота раствора почти не отличается от нормальной густоты раствора портландцемента и составляет 23 -- 28. Увеличение содержания воды в тесте на 1 -- 2% сверх определенной по ГОСТ несколько замедляет схватывание, особенно его начало. Глиноземистый цемент характеризуется нормальными сроками схватывания, он отнюдь не быстросхватывающийся, как считали раньше. Начало схватывания -- не ранее 30 мин и конец схватывания не позднее 12 ч от начала затворения. Сроки схватывания глиноземистого цемента можно значительно изменять, применяя добавки.
При этом следует учесть, что некоторые добавки неблагоприятно влияют на прочность цемента, поэтому применять их можно после соответствующих испытаний. Обращает на себя внимание сахар, который в количестве 1% и более может не только замедлить схватывание на длительное время, но и вовсе прекратить твердение. [5]
Рисунок 3. Повышение температуры бетона на разных цементах в
процессе твердения
Тепловыделение глиноземистого цемента имеет свои характерные особенности.
При твердении выделяется значительное количество тепла, которое составляет 315 -- 399 кДжг, в отдельных случаях 50-100 кДжг у цемента высоких марок и 252 -- 291 кДжг у цемента средних и низких марок за 28 сут. твердения. Общее количество тепла находится примерно в тех же пределах, что и у высокопрочного портландцемента, но более быстрая гидратация глино- земистого цемента ускоряет тепловыделение. Экзотермические реакции начинаются не сразу после затворения водой и даже не непосредственно после конца схватывания, а через 5- 8 ч. Начавшееся тепловыделение продолжается затем столь интенсивно, что через сутки выделяется уже 70 -- 80% общего количества тепла, тогда как у портландцемента столько же тепла выделяется обычно к семисуточному возрасту. Приращение температуры в бетоне при твердении примерно пропорционально содержанию в нем цемента. Затворяют глиноземистый цемент только на пресной воде.
Химическая стойкость глиноземистого цемента по сравнению с портландцементом также весьма высока из-за особенностей минералогического состава цементного камня.
Отсутствие в нем растворимого, легко выщелачивающегося гидроксида кальция, наличие мало растворимого гидроксида алюминия и плотных образований низкоосновных гидроалюмииатов кальция придают этому цементу весьма высокую коррозионную стойкость.
Твердение бетона на глиноземистом цементе можно ускорить путем более длительного перемешивания бетонной смеси в бетономешалке.
Так, например, при расходе глиноземистого цемента 350 кг и ВЦ=0,4 перемешивание бетонной смеси в течение 30 мин при укладке вибрированием позволяет получить:
- через 6 ч прочность бетона 25 -- 30 Мпа ;
- через 8 -- 10 ч -- 40 -- 45 МПа.
В последующие сроки твердения прочность сколько-нибудь заметно не снижается. Бетонные работы на глиноземистом цементе целесообразно вести в теплое время года, когда прохладно - ночью, ранним утром, чтобы материалы не нагревались солнцем. [7]
3.3 Характеристика сырья
Важнейшим глиноземосодержащим сырьевым компонентом в производстве глиноземистого цемента являются сравнительно малораспро- страненные бокситы. Это дефицитное сырье, используемое, главным образом, для получения металлического алюминия. Боксит содержит гидраты глинозема в виде бемита, гидрагиллита и редко диаспора с примесями кремнезема, оксидов железа, магния, титана и др. Так, например, в бокситах некоторых месторождении содержатся бемит и диаспор, а также железо в виде гематита и кремнезем в виде кварца либо опала. Содержание глинозема в бокситах может достигать 70 %. Качество боксита характеризуется содержанием Al2О3 и коэффициентом качества -- отношением количества глинозема по массе к соответствующему количеству оксида железа. [4]
Для производства глиноземистого цемента применяют бокситы, главным образом, марок Б-2, Б-3 и Б-7, с коэффициентом качества соответственно 5-7, содержание глинозема в них должно быть не менее 30- 46%. Используют также бокситы марки Б-1 с коэффициентом качества 9, содержащие не менее 49 % глинозема. Месторождения бокситов имеются в ряде районов Казахстана.
Количество оксида железа хотя и не регламентируется ГОСТ, но из изложенного выше видно, что оно исключительно важно для технологии производства глиноземистого цемента. В используемых у нас бокситах содержание оксида железа достигает 28%. В последнее время начали применять отвальные шлаки алюминотермического производства ферроспла- вов, а также шлаки вторичной переплавки алюминия н его сплавов. Для получения высокоглнноземнстого и особо чистого высокоглиноземистого цементов применяют чистый глинозем разных марок. [7]
Бокситы доставляется автотранспортом из Восточно-Аятского месторождения, Костанайская область.
Месторождение Восточно-Аятское расположено в Тарановском районе Костанайской области, в 72 км юго-западнее г. Костаная. На стадии детальной разведки разбурено по сети 50 х 50 м, 50 х 25 м. В основании разреза месторождения залегают известняки визе. Мощность бокситоносных отложений 100-150 м, мощность покровных отложений - 55-80 м. На месторождении выделено 8 рудных участков, объединяющих 205 рудных тел. Длина рудных тел 300-1000 м, ширина - 500 м и более. Бокситы каменистые (47%), рыхлые (19%) и глинистые (31%).
Средний химический состав бокситовых отложений состовляет, вес %: Al2O3 - 44,22, SiO2 - 8,34, Fe2O3 - 20,34, TiO2 - 2,43, CaO - 0,21, CО2 - 1,14, S - 0,21,
ППП - 23,63, кремневый модуль - 5,3.
Марка бокситов по ГОСТу 972-74 Б-3, сорт II. От общего количества балансовых запасов различные типы бокситов составляют: глиноземистые - 62,1%, абразивные - 29,5%, бокситы для черной металлургии - 8,4% .
Известковым компонентом служат известняки и в отдельных случаях обожженная известь. В известняках, предназначенных для производства глиноземистого цемента, содержание кремнезема и оксида магния не должно превышать соответственно 1,5 и 2 %.
Известняк доставляется автотранспортом из Шекубаевкого месторождения. Резервы известняка Шекубаевкого месторождения категории А+В+С1 составляют 225 млн. тонн.
Пластифицирующая добавка С-3 доставляется на завод автотранспортом из ТОО БАСФ Центральная Азия в бочках по (200 кг) и хранится на складе.
С-3 является пластифицирующей добавкой, относящейся к классу суперпластификаторов. Представляет собой смесь натриевых солей полиметиленнафталинсульфокислот различной молекулярной массы.
Вода необходимую для производства глиноземистого цемента используют водопроводную питьевую, а также любую воду, имеющую водородный показатель рН не менее 4 (т.е. некислую, не окрашивающую лакмусовую бумагу в красный цвет). Вода не должна содержать сульфатов более 2700 мгл (в пересчѐте на SO4) и всех солей более 5000 мгл.
Пар для пропаривания изделий поступает с собственной котельной. Электроэнергия поступает с электросетей города Костанай. [8]
3.4 Выбор и обоснование технологического способа производства изделий
Существует два принципиально различных способа производства глиноземистого цемента -- плавление шихты и спекание. При выборе того или иного способа нужно учитывать ряд факторов и прежде всего химический состав боксита определенной марки и в особенности содержание в нем кремнекислоты и оксида железа.
На основе экспериментальных исследований определяют температуры спекания и плавления и интервал между ними, а также качество получаемого расплава либо клинкера.
Технико-экономический анализ позволяет выявить, какой способ производства в данных условиях рациональнее. При этом учитывают наличие и стоимость электроэнергии, качество кокса и др. [4]
Плавление
Глиноземистый цемент можно получать плавлением в ватержакетных печах (вагранках с водяным охлаждением). Боксит, известняк и кокс в установленном расчетом соотношении загружают в верхнюю часть печи. Подогретый в рекуператорах воздух вдувают через фурмы; образующийся внизу печи расплав при 1773 -- I873K выпускается через летку; расплав металлического железа выпускается из печи отдельно. Проводились опыты но применению для этих печен воздуха, обогащенного кислородом.
Производительность их достигала 50 т в сутки при удельном расходе топлива около 500 кг на 1 т расплава. Для этого производства необходимы высококачественные бокситы с малым содержанием кремнезема, так как восстановление кремнезема до кремния и получение одновременно кремнистого чугуна или ферросилиция происходят при высоких температурах, которые в этих печах создать трудно. Расплав (шлак) охлаждается в специальных изложницах и в охлажденном виде измельчается в дробилках и затем подвергается тонкому измельчению в многокамерных трубных мельницах.
Во Франции и Англии применяются мартеновские пламенные печи, снабженные вертикальной трубой, через которую в печь поступает сырьевая шихта. Печи работают на пылевидном топливе при горячем дутье. Шлак выпускается при 1823 -- I873K. Производительность достигает 70 т в сутки.
Существует способ электроплавки глиноземистого цемента, при применении которого продукт не загрязняется кремнекислотой, содержащейся в золе кокса, поскольку одновременно выплавляется ферросилиций.
Есть опыт использования дуговых печей, работающих преимущественно на переменном токе. Для интенсификации процесса плавки сырьевые компоненты предварительно высушивали, измельчали и после тщательного смешивания брикетировали или гранулировали. [5]
Во избежание выбросов из печи, которые бывают из-за быстрого выделения воды и углекислоты из сырьевой шихты, предварительно прокаливают боксит и кальцинируют известняк.
Благодаря высокой температуре в такой электропечи, достигающей температуры - 2273К, и применению кокса в шихте кремнезем шихты восстанавливается до кремния и в результате взаимодействия с металлическим железом образуется ферросилиций.
Недостаток этого способа -- ограниченный предел восстановимости кремнезема из-за образования значительных количеств карбида кальция, увеличивающихся с повышением температуры плавки.
Глиноземистый цемент в США получают, сочетая процесс слабого спекания шихты во вращающейся печи с последующим расплавлением ее в ванной печи. Высказываются мнения о возможности плавления но вра- щающихся печах, но этот способ в промышленности не применяется. Большое значение имеет способ доменной плавки чугуна и высокоглиноземистого шлака, успешно разработанный советскими учеными. За рубежом его называют русским способом производства глиноземистого цемента. Организации производства этого цемента в России предшествовали широкие экспериментальные исследования, которые позволили установить рациональный состав доменной шихты, условия плавки и в особенности режим охлаждения выплавляемого шлака.
Исследования строительно-технических свойств получаемого цемента и технико-экономические показатели его производства и применения свидетельствовали об эффективности этого способа. [9]
Спекание
Исследованию процесса спекания глиноземистого цемента уделялось у нас в свое время большое внимание, потому что из-за сравнительно невысоких температур, обычно составляющих около 1473 -- 1673 К, его можно вести в широко применяемых в промышленности обжигательных агрегатах.
Способ спекания во вращающихся и других печах при окислительном и восстановительном обжиге тщательно и глубоко исследовался, но не был внедрен в производство по ряду причин.
Это, в частности, малый интервал между температурами спекания и плавления, что приводит к появлению колец и настылей в печи, а также необходимость применения высококачественных низкокремнеземистых и маложелезистых бокситом, необходимых для изготовления металлического алюминия.
Скорость охлаждения расплава (шлака) имеет большое значение, так как она существенно влияет на его кристаллическую структуру, отчего в значи- тельной степени зависит качество цемента. Как известно, быстрое охлаждение горячих расплавов (например, доменных шлаков), для предупреждения их кристаллизации обычно существенно повышает их гидравлическую активность в качестве добавки к цементу, а также способность твердеть самостоятельно. Предполагалось, что и высокоглиноземистые расплавы в стекловидном со- стоянии, быстро охлажденные, будут обладать более высокими вяжущими свойствами. [10]
Однако оказалось, что характерные для глиноземистых цементов строительно-технические свойства и. в первую очередь, высокая начальная прочность проявляется только у равномерно закристаллизованных, т. е. медленно охлажденных цементов.
Однако при таком способе наряду с алюминатами кальция будет кристаллизоваться и геленит кальция -- соединение, которое в кристаллическом состоянии инертно и приобретает гидравлическую активность только в виде стекловидной фазы.
Было установлено, что стекловидная фаза алюминатов кальция почти полностью утрачивает спою высокую активность.
Можно считать, что кристаллические образования алюминатов кальция, обладающие вяжущими свойствами, теряют их, если находятся на стекловидном состоянии.
Поэтому возникла необходимость изыскать комбинированный способ охлаждения, при котором создавались бы условия для застывания геленита в виде стекла при кристаллизации алюминатов кальция.
Физико-химическая основа его такова. В системе CaO -- Al2O3 -- SiO2 есть поле устойчивости геленита, в котором обычно располагаются составы выпускаемого у нас глиноземистого цемента. Равновесная кристаллизация таких расплавов приводит к появлению в первую очередь геленита. кристаллизующегося при 1683 -- 1793К. После этого при более низких температурах кристаллизуются алюминаты кальция, также в виде твердых растворов. Поэтому было предложено создавать такие условия, при которых расплав быстро проходил бы указанный температурный интервал за счет быстрого охлаждения. Это предупреждает кристаллизацию геленита и образование активного алюмосиликатного стекла при последующей по мере понижения температуры, кристаллизации алюминатов кальция.
Степень охлаждения при грануляции должна быть очень точной, чтобы алюминаты кальция не перешли в состав стекловидной фазы, что недопустимо. Опыты показали, что спустя некоторое время после выпуска из домны расплав должен подвергаться не водной, а паровоздушной грануляции. Для этого гра- нуляционную установку разместили на некотором расстоянии от летки домны.
Исследование полученных шлаков под микроскопом показало, что поверхность образующихся гранул размером 20 -- 30 мм состоит из стекло, а внутри они содержат хорошо закристаллизованные алюминаты кальция и эвтектические прорастания моноалюмината кальция и двух- кальциевого силиката.
При этом способе удалось существенно повысить качество глиноземистого цемента, довести содержание в нем Si02 до 11 -- 13%.
Дробление быстро охлажденного шлака резко улучшается и соответственно повышается производительность цементных мельниц. Испытания опытных цементов показали, что прочность их увеличивается примерно в 1,5 -- 2 раза по сравнению с прочностью цементов, полученных из расплавов медленного охлаждения.
В данном дипломном проекте для производства глиноземистого цемента был выбран способ спекания с использованием электродуговых печей.
Этот способ отличается высокой производительностью, отсутствием потребности в топливе, высокой экологичностью, однако требует большое количество электроэнергии. [11]
3.5 Разработка технологии производства вяжущего
Известняк из карьера доставляется на предприятие автотранспортом. В первую очередь, он направляется на первичное дробление в щековые дробилки с диаметром впускного отверстия 500-750 мм.
Принцип работы щековой дробилки заключается в следующем. В камеру дробления, имеющую форму клина и образованную двумя щеками, из которых одна в большинстве случаев является неподвижной, а другая подвижной, подастся материал, подлежащий дроблению. Благодаря клинообразной форме камеры дробления куски материала располагаются по высоте камеры в зависимости от их крупности - более крупные вверху, менее крупные - внизу.
Подвижная щека периодически приближается к неподвижной, причем при сближении щек (ход сжатия) куски материала раздрабливаются, при отходе подвижной щеки (холостой ход) куски материала продвигаются вниз под действием силы тяжести или выходят из камеры дробления, если их размеры стали меньше наиболее узкой части камеры, называемой выходной
щелью, или занимают новое положение, соответствующее своему новому размеру. [12]
Затем известняк измельченный до размера кусков в диаметре 200-300 мм транспортируется на стадию вторичного дробления, т.е. в молотковые дробилки, из которых он, измельченный до среднего размера куска 10-20 мм, направляется на склад сырья (силосы в количестве 2 шт.).
Принцип работы молотковых дробилок состоит в том, что материал, который поступает в дробилку, подвергается быстрым чередующимся ударам молотков вращающегося ротора.
Вследствие этого материал разрушается до необходимого размера и поступает на конвейер через отверстия колосниковой решетки.
Размер готовой продукции регулируется при помощи молотков, размер и форма которых зависит от желаемого результата, а также зависит от частоты вращения ротора, установленного зазора между колосниковой решетки, и расстоянием между окружностью вращения молотков ротора. [13]
Боксит доставляется на предприятие также автотранспортом. Перед непосредственным использованием его необходимо высушить до влажности 1% в сушильных барабанах. Затем он через дозаторы транспортируется на помол в валковую мельницу. Измельченный боксит хранится в силосах.
Предварительно обработанный известняк и боксит поступают в дозировочный узел, а далее в гомогенизационные силосы на данном этапе в сырьевую шихту добавляют модифицирующую добавку - С-3. Равной 1% на тонну сырьевой шихты, данный вид пластифицирующей добавки повышает количество СА, снижает количественной содержание геленита и предотвращает образование С12А7 .
Далее готовая сырьевая шихта поступает в электрическую печь. Обжиг является основным процессом при производстве глиноземистого цемента. Обжиг идет при температуре 1400[0]С.
В электрических печах используется теплота, развиваемая током, проходящим через расплавленную шихту.
Шихта обычно состоит из боксита, извести, модифицирующие добавки и кокса. Кокс является восстановителем кремнезема и окислов железа, а металлические добавки вводятся для связывания образующегося кремния в ферросилиций. В этих печах можно плавить шихту в сильно восстановительных условиях. Это необходимо при использовании сырья с высоким содержанием кремнезема. Восстановление кремнезема начинается при температуре 1150-1200°С и идет достаточно интенсивно при температуре 1800-2000 С при избытке углерода. [11]
Часть кремния (до 15%) при этом улетучивается, а остальное его количество растворяется в расплаве так же восстановленного железа и образует малокремнистый ферросилиций. Удельный вес его достигает 6,5, а удельный вес высокоглиноземистого шлака около 3,0.
При таком способе производства бокситы должны содержать не более 15-18% SiO2; 15-17% окислов железа, отношение АI2О3 к SiO2 должно быть не менее 3. В электрические печи сырье подают в виде кусков размером 20-40 мм, причем известняк обычно предварительно обжигают до удаления СО2, боксит же сушат, а иногда и обжигают для обезвоживания. При загрузке в электрическую печь влажного боксита и необожженного известняка, они, попадая сразу в зону с высокой температурой, вызывают бурление расплава, выбросы и взрывы, а выделяющаяся из известняка углекислота, кроме того, реагирует с углеродом электрода, ускоряя его обгорание. [8]
В нижней части печи скопляется ферросилиций, а в верхней - глиноземистый цемент, очищенный от кремнезема, что улучшает качество цемента. Оба материала при температуре 1550-1650°С периодически выпускают через летки в изложницы. Электроплавка дает возможность получать из низкосортных бокситов высококачественный глиноземистый цемент.
Далее, обожженная до спекания смесь боксита и известняка, направляется в холодильники, где медленно охлаждается.
Охлаждение глиноземистого клинкера, получаемого плавлением, ведется по заданному режиму. До 1400°С его желательно охладить быстро для предотвращения кристаллизации гелиенита. В стекловидном состоянии этот минерал имеет гидравлические в отличие от кристаллического. Охлаждение ниже 1400°С нужно производить медленно, поскольку активность основных фаз цемента - низкоосновных алюминатов в кристаллическом состоянии выше чем в стекловидном.
Полученный клинкер измельчается до среднего размера частиц 0,06 мм в центробежных мельницах, откуда полученный цемент под ается на склад готовой продукции. [4]
Рисунок 4.Технологическая схема производства глиноземистого цемента
3.6 Контроль производства и качества выпускаемой продукции
Приемка
Цементы принимают по ГОСТ 22236-85* со следующими дополнениями:
объем партии высокоглиноземистых цементов не должен превышать 75т для заводов с годовым выпуском цемента до 5,0 тыс. т и вместимости одного силоса (но не более 200 т) для заводов с годовым выпуском цемента св. 5,0 тыс. т;
партия цемента принимается и может быть отгружена, если результаты приемосдаточных испытаний по прочности, тонкости помола, срокам схватывания и химическому составу удовлетворяют требованиям настоящего стандарта;
огнеупорность высокоглиноземистых цементов определяют не менее чем для 20% партий цемента. [14]
Методы контроля
Физико-механические свойства цементов определяют по ГОСТ 310.1 - ГОСТ 310.4 со следующими дополнениями:
а) при изготовлении образцов высокоглиноземистых цементов для испытания на прочность водоцементное отношение подбирают таким, чтобы расплыв стандартного конуса был 105 - 110 мм;
б) формы с образцами глиноземистых цементов хранят в течение (6+-0,5) ч в воздушно влажных условиях при относительной влажности воздуха не менее 90%, затем помещают в ванну с водой. Через (24+-2) ч с момента изготовления формы извлекают из воды, образцы расформовывают, часть подвергают испытаниям, остальные помещают в ванну с водой и хранят в ней до установленных сроков испытания.
Химический состав цементов определяют по ГОСТ 5382.
3. Огнеупорность высокоглиноземистых цементов определяют по ГОСТ
4069.
Пирометрические конусы, необходимые для проведения испытаний, изготавливают из цементного теста нормальной густоты. Тесто ручным уплотнением набивают в разборные металлические конусообразные формы и хранят их в камере воздушно-влажного хранения в течение 24 ч при температуре (20+-2) °С и относительной влажности не менее 90%. После этого конусы освобождают от форм и проводят их испытания. [7]
Транспортирование
Транспортирование и хранение цементов производят по ГОСТ 22237-85* со следующими дополнениями:
отгрузку высокоглиноземистых цементов производят только в упакованном виде;
отгрузку глиноземистых цементов без упаковки в специализированном транспорте производят по согласованию изготовителя с потребителем;
допускается отгрузка цементов без упаковки в мягких контейнерах по нормативно- технической документации, утвержденной в установленном порядке.
Требования безопасности
Содержание цементной пыли в воздухе рабочей зоны не должно превышать предельно допустимой концентрации 6 мгкуб. м согласно ГОСТ 12.1.005.
Температура, влажность и подвижность воздуха рабочей зоны должны удовлетворять требованиям ГОСТ 12.1.005.
Ввиду того что химическая природа глиноземистого цемента различна от портландцемента и других вяжущих материалов, необходимо раздельно хранить и перевозить его. Химическим уравнениям гидратации главнейших соединений, входящих в ... продолжение
Вы можете абсолютно на бесплатной основе полностью просмотреть эту работу через наше приложение.
Введение 6
Аналитический обзор 9
Технико-экономическое обоснование строительства предприятия 12
Технологическая часть 14
Номенклатура выпускаемого вяжущего 14
Характеристика вяжущего 15
Характеристика сырья 19
Выбор и обоснование технологического способа производства 21
изделий
Разработка технологии производства вяжущего 26
Контроль производства и качества выпускаемой продукции 30
Производственно - технологические расчеты 34
Режим работы предприятия 34
Расчет состава сырьевой смеси 35
Материальный баланс 36
Расчет потребности в сырьевых материалах и полуфабрикатах 36
Расчет производительности предприятия 38
Выбор технологического оборудования 39
Расчет складов сырьевых материалов и готовой продукции 40
Анализ принятых в работе технологич еских и технико- 43 экономических решений
Безопасность жизнедеятельности и экологичность проекта 48
Характеристика и анализ производственных условий 48
Характеристика и анализ экологических условий 52
Экономическая часть проекта 55
Введение 55
Краткое описание состояния отрасли планируемого производства 56
Разработка и обоснование производственной программы 58
Разработка стратегии и плана маркетинга 59
Разработка плана материально-технического снабжения 61
Разработка плана по кадрам и оплате труда 63
Планирование себестоимости продукции. Ценообразование 67
Финансовое планирование. Расчет эффективности инвестиций 70
Оценка риска 73
Заключение 76
Список использованной литературы 78
Введение
В современных условиях производство строительных материалов является одним из важных направлений нашей отечественной промышленности. Это объясняет ся ежегодным повышающимся темпом строительства и дефицитом высококачественных стройматериалов. Предлагается проект создания предприятия по производству глиноземистого цемента, который занимает особое место в ряду специальных цементов. Он обладает весьма ценными свойствами, из которых в первую очередь следует отметить способность быстро затвердевать: трехдневная прочность цементного камня соответствует и даже в ряде случаев превышает 28- дневную прочность обычного портландцемента.
Цемент характеризуется повышенной химической устойчивостью против воздействия различных агрессивных сред и высокой огнеупорностью. Эти качества предопределяют широкий спрос на эти цементы. [1]
Целью данного дипломного проекта является улучшение строительно- технических свойств глиноземистого цемента, разработка технологических параметров для получения цементов со стабильным ростом прочности цементного камня при длительном твердении.
Новизна работы заключается в следующем:
- научно обоснована и экспериментально подтверждена возможность улучшения строительно-технических свойств глиноземистого цемента и предотвращение сбросов прочности цементного камня в процессе длительного твердения путем использования неорганических и органических добавок, а также модифицирования его состава на различных стадиях производства;
выявлена зависимость превращения гексагональных гидроалюминатов кальция в кубический гексагидрат трехкальциевого алюмината от степени пересыщения жидкой фазы цементной пасты ионами Са2+. Установлено, что максимальная скорость указанного превращения происходит при соотношении СаОAl2O3 более 2;
установлено, что введение в клинкерный расплав глиноземистого цемента микропримесей изменяет скорость кристаллизации основных минералов, их состав, количество, микроструктуру и количественное соотношение стекло- и кристаллических фаз при одном и том же режиме охлаждения клинкера;
выявлены закономерности процессов, протекающих при гидратации модифицированных цементов. Образующиеся гидроалюминаты кальция, содержащие в своем составе примеси, более устойчивы по сравнению с продуктами гидратации бездобавочного цемента, снижается степень пересыщения жидкой фазы ионами Са2+ , уменьшается соотношение СаОAl2O3, при этом не наблюдается сбросов прочности при длительном твердении за счет перехода гексагональных гидроалюминатов кальция в кубическую форму. [2]
Актуальность темы
Цемент характеризуется повышенной химической устойчивостью против воздействия различных агрессивных сред и высокой огнеупорностью. Эти качества предопределяют широкий спрос на эти цементы. Однако имеются две причины, ограничивающие их применение:
дефицитность высокосортного сырья,
-фазовые превращения при твердении, сопровождающиеся снижением прочности цементного камня при длительном твердении.
В связи с истощением запасов высокосортных бокситов качество цемента постоянно снижается из-за повышенного содержания SiO2 в низкосортных бокситах, что приводит к образованию в цементе гидратационно неактивного геленита, вследствие чего снижается прочность глиноземистого цемента и
соответственно его конкурентная способность, как на отечественном, так и на мировом цементном рынке. В отношении конкретных причин изменения прочности цементного камня при длительном твердении глиноземистых цементов имеются расхождения во взглядах.
С одной стороны считается, что спад прочности связан с уменьшением дисперсности гидратных соединений в процессе их перекристаллизации, с другой - увеличением пористости, сопровождающем эти превращения. В целях получения цемента, наиболее полно удовлетворяющего требованиям к строительным материалам, постоянно ведутся поиски оптимального его состава. Дальнейшие исследования по расширению ассортимента и улучшения качества цемента является актуальными. [3]
1 Аналитический обзор
Производство глиноземистого цемента на территории СНГ.
В настоящее время на российском рынке цемента наблюдается рост спроса на специальные цементы, в частности и на глиноземистый цемент. Так в период 2007-2011 г спрос на глиноземистый цемент в России увеличился на 22,4%: с 22 тыс т до 27 тыс т. В 2008 и 2009 г в России наблюдалось снижение спроса на глиноземистый цемент. Это связано с тем, что в условиях кризиса наблюдалось массовое замораживание строительных объектов.
Глиноземистый цемент на российском рынке преимущественно реализуются через внутреннюю торговлю. В 2007-2011 гг доля внутренних натуральных продаж в структуре спроса колебалась от 86% в 2007 г до 93% в 2011 г. Соответственно доля экспорта в объѐме спроса за аналогичный период времени варьировала от 7% в 2011 г до 14% в 2007 г. За пятилетний период 2007-2011 гг экспорт глиноземистого цемента из России снизился с 3 тыс т до 1,9 тыс т, что составило 37,5%.
Обзор рынка полазал, что объемы продаж цемента в России выросли с 19 тыс т в 2007 г до 25,1 тыс т в 2011 г. За пятилетний период рост продаж составил 31,9%. В 2012-2016 гг продажи данной продукции будут расти в среднем на 5,3% в год и к 2016 г достигнут 32,5 тыс т.
Глиноземистый цемент в России с 2008 г производится в двух регионах
-- в Московской области и Пермском крае. В 2011 г в Пермском крае было произведено 7,5 тыс т продукции, в Московской области -- 0,1 тыс т [4].
Крупнейшими странами-импортерами глиноземистого цемента являются Казахстан, Украина и Узбекистан.
В 2011 г суммарная доля этих трѐх стран в общем объѐме экспорта составила 84,6%. С 2007 г по 2011 г натуральный объѐм экспорта в Казахстан сократился почти на 30%: с 1 082,5 т до 759 т, в Украину - на 50,3%: с 1 196 т до 595 т. С 2008 г по 2011 г объѐм экспорта глиноземистого цемента в Узбекистан увеличился на 5,8%: с 240 т до 254 т.
Рисунок 1.Натуральный объем экспорта глиноземистого цемента в Казахстан, Украина, Узбекистан
Мировые производители глиноземистого цемента:
Kerneos (Франция)
Компания Kerneos (Франция, Германия, Нидерланды) является одним из мировых лидеров в производстве глиноземистых цементов. За 5 лет она сумела завоевать более трети казахстанского рынка, ежегодно увеличивая свою долю. В 2014-2016 гг. компания занимает второе место среди поставщиков глиноземистого цемента в Казахстане.
Gorka Cement (Польша)
Завод Gorka CEMENT выпускает продукцию более 90 лет. За это время совершенствовались технологии производства, и повышалось качество продукции. На сегодняшний день продукция этого завода отлично зарекомендовала себя на мировых рынках. Польша, Италия, Германия, Бельгия, Греция, Великобритания, Македония, Франция, Эстония, Египет являются потребителями продукции заводов Gorka CEMENT.
Цементы глиноземистые марки GORKAL используются при изготовлении, как сухих строительных смесей, так и при строительстве (ремонте) печей и нагревательных элементов в энергетической
промышленности, черной и цветной ме таллургии, химической промышленности.
Cimsa(Турция)
Oreworld Trade (Tangshan) Co. Ltd ( Китай)
Tangshan Polar Bear Building Materials Co., LTD (Китай)
На протяжении всего рассматриваемого периода времени баланс производство-потребление глиноземистого цемента в Казахстане оставался отрицательным. Ежегодный дефицит цемента составлял 5,9-21,5 тыс. т и покрывался за счет импортных поставок. Импортѐры ГЦ: Великобритания, КНР, Турция, Польша, Нидерланды - 24,5 тыс.т. Возрастание спроса на глиноземистый цемент в 2010- 2011 гг., обусловило существенное увеличение импорта данной продукции. По итогам 2011 г. импорт глиноземистого цемента достиг 24,4 тыс. т, а доля импортной продукции в общем объеме потребления превысила 82%, хотя докризисные годы на долю импортной продукции приходилось не более 63% от объема потребления глиноземистого цемента в стране [5].
Согласно проведенному анализу спрос на глиноземистый цемент растет с каждым годом и строительство нового завода по производству глиноземистого цемента в Казахстане является экономически выгодным. Учитывая тот факт, что в Казахстане на сегодняшний день отсутствуют заводы производящие глиноземистый цемент.
В данном дипломном проекте для производства глиноземистого цемента был выбран способ спекания с использованием электродуговых печей. Этот способ отличается высокой производительностью, отсутствием потребности в топливе, высокой экологичностью, однако требует большое количество электроэнергии.
2 Технико-экономическое обоснование строительства предприятия
Объект строительства - главный производственный корпус завода по производству глиноземистого цемента - расположен на территории Республики Казахстан г. Костанай мощностью 200 000 т\год.
Климат города резко континентальный, сопровождающийся большими колебаниями температур, сухостью воздуха, малым количеством осадков, большим количеством ясных дней и сильными ветрами.
Строительная и климатическая характеристика района.
Самым теплым месяцем является июль, самым холодным - январь.
Годовая амплитуда средних температур составляет 38.8°С.
Абсолютный максимум температуры воздуха равен +41.1°С, абсолютный минимум наблюдался в 1940 году и равен - 46°С. Таким образом, годовая амплитуда колебания температур воздуха может достигать 86°С. Однако, среднегодовая температура воздуха положительная и равна +1.5°С.
Продолжительность безморозного периода составляет 127 дней.
Средняя глубина промерзания грунта равна 2.20 м, максимальная - 2.6 м; минимальная - 1.80 м.
Максимальное количество осадков выпадает в июле, а минимальное - в марте. Из общего годового количества осадков 256 мм в теплый период выпадает 174мм, т.е. 68%; в холодные месяцы 82 мм.
Высота снежного покрова достигает 33 - 53 см, обычно в феврале марте.
Среднегодовая скорость ветра равна 0.5 мсек. Максимальное значение скорости ветра достигает, 20-24 мсек.
В планах строительства объекта предполагается его размещение в промышленной зоне г. Костанай, Костанайской области. Это наиболее удачное место расположения в промышленном районе с удобной примыкающей транспортной развязкой, близостью подъездных железнодорожных путей и пролегающих коммуникаций.
Немаловажным фактором является близость мест разработки бокситных отложений (Восточно-Аятского месторождение - 72 км) и известняка (Шекубаевкого месторождения - 12 км).
Основными потребителями цементов являются местные строительные компании, производящие строительные работы на территории Костонайского и соседних районов, а также может обеспечить глиноземистым цементом весь Казахстан. [6].
Применение глиноземистого цемента
Учитывая все специфические свойства глиноземистого цемента, а также его хорошее сцепление с арматурой, целесообразно его применять:
для возведения оборонительных и военнотранспортных сооружений;
для восстановления разрушенных военнотранспортных сооружений, мостов, искусственных сооружений, автомагистралей и т. д. в условиях крайней стесненности сроков;
для возведения сооружений, подверженных действию приливов и отливов (набережные, порты, плотины и другие гидротехнические сооружения);
при зимних бетонных и железобетонных работах и при работе при низких температурах;
для возведения бетонных и железобетонных сооружений, находящихся в минерализованных водах;
во всех срочных случаях строительной практики: ликвидация аварии конструкций, ремонт после пожаров и т. д.
Технологическая часть
Номенклатура выпускаемого вяжущего
Глиноземистый цемент - это высокопрочная вяжущая смесь, быстро затвердевающая в воде и на воздухе, которая, главным образом, используется при изготовлении бетона и жаростойких строительных растворов. Классификация и общие требования к цементам, в т. ч. и глиноземистому цементу, приведены в ГОСТ 30515-2013* .Основные требования к глиноземистому цементу установлены ГОСТ 969 -- 91* .[7]
Выпускается глиноземистый цемент марок 400, 500 и 600. Маркировка осуществляется по результатам испытаний стандартно изготовленных призм размером 40*40*160 мм из раствора пластичной консистенции состава 1:3 с нормальным Вольским песком, погруженных в воду через 6 ч после начала затворения и испытанных через 3 сут твердения.
Требовании ГОСТ 969 -- 91* к глиноземистому цементу приведены в таблице1.
Таблица 1. Номенклатура выпускаемой продукции
Марка цемента
Предел прочности, МПа (не менее) при
сжатии через
24 ч
3 сут
400
23
40
500
28
50
600
33
60
В данном дипломном проекте запроектировано промышленное здание по производству глиноземистого цемента производительностью 200 000 т\год.
3.2 Характеристика вяжущего
Глиноземистый цемент -- быстротвердеющее в воде и на воздухе высокопрочное вяжущее вещество, получаемое путем обжига до плавления или спекания смеси материалов, богатых глиноземом, с известью или известняком и последующего тонкого измельчения продукта обжига. В отличие от портландцемента, клинкер которого состоит главным образом из силикатов кальция, глиноземистый цемент получают из шлака (расплава) или клинкера, содержащего преимущественно низкоосновные алюминаты кальция. Важнейшим минералом глиноземистого цемента является моноалюминат кальция (СаО :: А1203).
Рисунок 2. Микрофотография клинкера
В зависимости от количества окиси алюминия и нежелательных при- месей в их составе глиноземистые цементы, выпускаемые на мировом рынке, делятся на четыре вида:
обычный глиноземистый цемент, выпускаемый по ГОСТ 969 -- 91;
высокоглиноземистый цемент алюминотермического производства по ТУ 21-РСФСР-3.283-84;
высокоглиноземистый цемент -- талюм, изготовляемый в соответствии с ТУ 03-399-78 ;
особочистый высокоглиноземистый цемент по ТУ 21-20 12-78 .
Химический состав глиноземистых цементов разнообразен и зависит от состава исходных сырьевых материалов и технологии производства. Содержание важнейших оксидов характеризуется большими колебаниями (%): Si02 5 -- 10, А1203 35 -- 50, Fe203 5 -- 15 (включая оксид железа, СаО 35 -- 45).
В зависимости от способа производства различают глиноземистые цементы: плавленые, полученные плавлением в различных агрегатах и спеченные -- при спекании сырьевой смеси.
При наличии в сырье значительного количества кремнезема, оксидов- желееза цементы называют белито-глиноземистыми, железосодержащими или алюмоферритными.
Введение в состав сырьевой смеси различных материалов приводит к изменению названия цемента, при этом добавляется термин, отражающий вид добавки. Например, барийглиноземистый (при добавлении ВаО), бороглиноземистый (В2 03), сульфоалюминатный (CaS04) и т.д.
В ряде стран для повышения жаростойких свойств цемента используют оксид магния. В частности, в глиноземистый цемент добавляют от 50 до 90 % порошкообразного оксида магния. Введение в сырьевую смесь MgC03 частич- но или полностью взамен СаС03 позволяет получить цемент с высокой огнеупорностью и хорошими прочностными свойствами. [7]
Глиноземистый цемент -- нормально схватывающееся гидравлическое вяжущее, отличающееся от других цементов высокой прочностью, достигаемой в раннем возрасте. По внешнему виду он представляет собой тонкий порошок, цвет которого (от светло-серого до темно-коричневого) зависит от состава сырья и способа производства. Цвет нашего глиноземистого цемента доменной плавки светло-серый.
Основные признаки, позволяющие распознать глиноземистый цемент, является химический состав и быстрое нарастание прочности в раннем возрасте. Реакция на фенолфталеин -- слабощелочная.
Плотность -- 3 -- 3,1, она может достигать и 3,2; средняя плотность в рыхлом состоянии -- 1000-1200 кгм[3]. [4]
Нормальная густота раствора почти не отличается от нормальной густоты раствора портландцемента и составляет 23 -- 28. Увеличение содержания воды в тесте на 1 -- 2% сверх определенной по ГОСТ несколько замедляет схватывание, особенно его начало. Глиноземистый цемент характеризуется нормальными сроками схватывания, он отнюдь не быстросхватывающийся, как считали раньше. Начало схватывания -- не ранее 30 мин и конец схватывания не позднее 12 ч от начала затворения. Сроки схватывания глиноземистого цемента можно значительно изменять, применяя добавки.
При этом следует учесть, что некоторые добавки неблагоприятно влияют на прочность цемента, поэтому применять их можно после соответствующих испытаний. Обращает на себя внимание сахар, который в количестве 1% и более может не только замедлить схватывание на длительное время, но и вовсе прекратить твердение. [5]
Рисунок 3. Повышение температуры бетона на разных цементах в
процессе твердения
Тепловыделение глиноземистого цемента имеет свои характерные особенности.
При твердении выделяется значительное количество тепла, которое составляет 315 -- 399 кДжг, в отдельных случаях 50-100 кДжг у цемента высоких марок и 252 -- 291 кДжг у цемента средних и низких марок за 28 сут. твердения. Общее количество тепла находится примерно в тех же пределах, что и у высокопрочного портландцемента, но более быстрая гидратация глино- земистого цемента ускоряет тепловыделение. Экзотермические реакции начинаются не сразу после затворения водой и даже не непосредственно после конца схватывания, а через 5- 8 ч. Начавшееся тепловыделение продолжается затем столь интенсивно, что через сутки выделяется уже 70 -- 80% общего количества тепла, тогда как у портландцемента столько же тепла выделяется обычно к семисуточному возрасту. Приращение температуры в бетоне при твердении примерно пропорционально содержанию в нем цемента. Затворяют глиноземистый цемент только на пресной воде.
Химическая стойкость глиноземистого цемента по сравнению с портландцементом также весьма высока из-за особенностей минералогического состава цементного камня.
Отсутствие в нем растворимого, легко выщелачивающегося гидроксида кальция, наличие мало растворимого гидроксида алюминия и плотных образований низкоосновных гидроалюмииатов кальция придают этому цементу весьма высокую коррозионную стойкость.
Твердение бетона на глиноземистом цементе можно ускорить путем более длительного перемешивания бетонной смеси в бетономешалке.
Так, например, при расходе глиноземистого цемента 350 кг и ВЦ=0,4 перемешивание бетонной смеси в течение 30 мин при укладке вибрированием позволяет получить:
- через 6 ч прочность бетона 25 -- 30 Мпа ;
- через 8 -- 10 ч -- 40 -- 45 МПа.
В последующие сроки твердения прочность сколько-нибудь заметно не снижается. Бетонные работы на глиноземистом цементе целесообразно вести в теплое время года, когда прохладно - ночью, ранним утром, чтобы материалы не нагревались солнцем. [7]
3.3 Характеристика сырья
Важнейшим глиноземосодержащим сырьевым компонентом в производстве глиноземистого цемента являются сравнительно малораспро- страненные бокситы. Это дефицитное сырье, используемое, главным образом, для получения металлического алюминия. Боксит содержит гидраты глинозема в виде бемита, гидрагиллита и редко диаспора с примесями кремнезема, оксидов железа, магния, титана и др. Так, например, в бокситах некоторых месторождении содержатся бемит и диаспор, а также железо в виде гематита и кремнезем в виде кварца либо опала. Содержание глинозема в бокситах может достигать 70 %. Качество боксита характеризуется содержанием Al2О3 и коэффициентом качества -- отношением количества глинозема по массе к соответствующему количеству оксида железа. [4]
Для производства глиноземистого цемента применяют бокситы, главным образом, марок Б-2, Б-3 и Б-7, с коэффициентом качества соответственно 5-7, содержание глинозема в них должно быть не менее 30- 46%. Используют также бокситы марки Б-1 с коэффициентом качества 9, содержащие не менее 49 % глинозема. Месторождения бокситов имеются в ряде районов Казахстана.
Количество оксида железа хотя и не регламентируется ГОСТ, но из изложенного выше видно, что оно исключительно важно для технологии производства глиноземистого цемента. В используемых у нас бокситах содержание оксида железа достигает 28%. В последнее время начали применять отвальные шлаки алюминотермического производства ферроспла- вов, а также шлаки вторичной переплавки алюминия н его сплавов. Для получения высокоглнноземнстого и особо чистого высокоглиноземистого цементов применяют чистый глинозем разных марок. [7]
Бокситы доставляется автотранспортом из Восточно-Аятского месторождения, Костанайская область.
Месторождение Восточно-Аятское расположено в Тарановском районе Костанайской области, в 72 км юго-западнее г. Костаная. На стадии детальной разведки разбурено по сети 50 х 50 м, 50 х 25 м. В основании разреза месторождения залегают известняки визе. Мощность бокситоносных отложений 100-150 м, мощность покровных отложений - 55-80 м. На месторождении выделено 8 рудных участков, объединяющих 205 рудных тел. Длина рудных тел 300-1000 м, ширина - 500 м и более. Бокситы каменистые (47%), рыхлые (19%) и глинистые (31%).
Средний химический состав бокситовых отложений состовляет, вес %: Al2O3 - 44,22, SiO2 - 8,34, Fe2O3 - 20,34, TiO2 - 2,43, CaO - 0,21, CО2 - 1,14, S - 0,21,
ППП - 23,63, кремневый модуль - 5,3.
Марка бокситов по ГОСТу 972-74 Б-3, сорт II. От общего количества балансовых запасов различные типы бокситов составляют: глиноземистые - 62,1%, абразивные - 29,5%, бокситы для черной металлургии - 8,4% .
Известковым компонентом служат известняки и в отдельных случаях обожженная известь. В известняках, предназначенных для производства глиноземистого цемента, содержание кремнезема и оксида магния не должно превышать соответственно 1,5 и 2 %.
Известняк доставляется автотранспортом из Шекубаевкого месторождения. Резервы известняка Шекубаевкого месторождения категории А+В+С1 составляют 225 млн. тонн.
Пластифицирующая добавка С-3 доставляется на завод автотранспортом из ТОО БАСФ Центральная Азия в бочках по (200 кг) и хранится на складе.
С-3 является пластифицирующей добавкой, относящейся к классу суперпластификаторов. Представляет собой смесь натриевых солей полиметиленнафталинсульфокислот различной молекулярной массы.
Вода необходимую для производства глиноземистого цемента используют водопроводную питьевую, а также любую воду, имеющую водородный показатель рН не менее 4 (т.е. некислую, не окрашивающую лакмусовую бумагу в красный цвет). Вода не должна содержать сульфатов более 2700 мгл (в пересчѐте на SO4) и всех солей более 5000 мгл.
Пар для пропаривания изделий поступает с собственной котельной. Электроэнергия поступает с электросетей города Костанай. [8]
3.4 Выбор и обоснование технологического способа производства изделий
Существует два принципиально различных способа производства глиноземистого цемента -- плавление шихты и спекание. При выборе того или иного способа нужно учитывать ряд факторов и прежде всего химический состав боксита определенной марки и в особенности содержание в нем кремнекислоты и оксида железа.
На основе экспериментальных исследований определяют температуры спекания и плавления и интервал между ними, а также качество получаемого расплава либо клинкера.
Технико-экономический анализ позволяет выявить, какой способ производства в данных условиях рациональнее. При этом учитывают наличие и стоимость электроэнергии, качество кокса и др. [4]
Плавление
Глиноземистый цемент можно получать плавлением в ватержакетных печах (вагранках с водяным охлаждением). Боксит, известняк и кокс в установленном расчетом соотношении загружают в верхнюю часть печи. Подогретый в рекуператорах воздух вдувают через фурмы; образующийся внизу печи расплав при 1773 -- I873K выпускается через летку; расплав металлического железа выпускается из печи отдельно. Проводились опыты но применению для этих печен воздуха, обогащенного кислородом.
Производительность их достигала 50 т в сутки при удельном расходе топлива около 500 кг на 1 т расплава. Для этого производства необходимы высококачественные бокситы с малым содержанием кремнезема, так как восстановление кремнезема до кремния и получение одновременно кремнистого чугуна или ферросилиция происходят при высоких температурах, которые в этих печах создать трудно. Расплав (шлак) охлаждается в специальных изложницах и в охлажденном виде измельчается в дробилках и затем подвергается тонкому измельчению в многокамерных трубных мельницах.
Во Франции и Англии применяются мартеновские пламенные печи, снабженные вертикальной трубой, через которую в печь поступает сырьевая шихта. Печи работают на пылевидном топливе при горячем дутье. Шлак выпускается при 1823 -- I873K. Производительность достигает 70 т в сутки.
Существует способ электроплавки глиноземистого цемента, при применении которого продукт не загрязняется кремнекислотой, содержащейся в золе кокса, поскольку одновременно выплавляется ферросилиций.
Есть опыт использования дуговых печей, работающих преимущественно на переменном токе. Для интенсификации процесса плавки сырьевые компоненты предварительно высушивали, измельчали и после тщательного смешивания брикетировали или гранулировали. [5]
Во избежание выбросов из печи, которые бывают из-за быстрого выделения воды и углекислоты из сырьевой шихты, предварительно прокаливают боксит и кальцинируют известняк.
Благодаря высокой температуре в такой электропечи, достигающей температуры - 2273К, и применению кокса в шихте кремнезем шихты восстанавливается до кремния и в результате взаимодействия с металлическим железом образуется ферросилиций.
Недостаток этого способа -- ограниченный предел восстановимости кремнезема из-за образования значительных количеств карбида кальция, увеличивающихся с повышением температуры плавки.
Глиноземистый цемент в США получают, сочетая процесс слабого спекания шихты во вращающейся печи с последующим расплавлением ее в ванной печи. Высказываются мнения о возможности плавления но вра- щающихся печах, но этот способ в промышленности не применяется. Большое значение имеет способ доменной плавки чугуна и высокоглиноземистого шлака, успешно разработанный советскими учеными. За рубежом его называют русским способом производства глиноземистого цемента. Организации производства этого цемента в России предшествовали широкие экспериментальные исследования, которые позволили установить рациональный состав доменной шихты, условия плавки и в особенности режим охлаждения выплавляемого шлака.
Исследования строительно-технических свойств получаемого цемента и технико-экономические показатели его производства и применения свидетельствовали об эффективности этого способа. [9]
Спекание
Исследованию процесса спекания глиноземистого цемента уделялось у нас в свое время большое внимание, потому что из-за сравнительно невысоких температур, обычно составляющих около 1473 -- 1673 К, его можно вести в широко применяемых в промышленности обжигательных агрегатах.
Способ спекания во вращающихся и других печах при окислительном и восстановительном обжиге тщательно и глубоко исследовался, но не был внедрен в производство по ряду причин.
Это, в частности, малый интервал между температурами спекания и плавления, что приводит к появлению колец и настылей в печи, а также необходимость применения высококачественных низкокремнеземистых и маложелезистых бокситом, необходимых для изготовления металлического алюминия.
Скорость охлаждения расплава (шлака) имеет большое значение, так как она существенно влияет на его кристаллическую структуру, отчего в значи- тельной степени зависит качество цемента. Как известно, быстрое охлаждение горячих расплавов (например, доменных шлаков), для предупреждения их кристаллизации обычно существенно повышает их гидравлическую активность в качестве добавки к цементу, а также способность твердеть самостоятельно. Предполагалось, что и высокоглиноземистые расплавы в стекловидном со- стоянии, быстро охлажденные, будут обладать более высокими вяжущими свойствами. [10]
Однако оказалось, что характерные для глиноземистых цементов строительно-технические свойства и. в первую очередь, высокая начальная прочность проявляется только у равномерно закристаллизованных, т. е. медленно охлажденных цементов.
Однако при таком способе наряду с алюминатами кальция будет кристаллизоваться и геленит кальция -- соединение, которое в кристаллическом состоянии инертно и приобретает гидравлическую активность только в виде стекловидной фазы.
Было установлено, что стекловидная фаза алюминатов кальция почти полностью утрачивает спою высокую активность.
Можно считать, что кристаллические образования алюминатов кальция, обладающие вяжущими свойствами, теряют их, если находятся на стекловидном состоянии.
Поэтому возникла необходимость изыскать комбинированный способ охлаждения, при котором создавались бы условия для застывания геленита в виде стекла при кристаллизации алюминатов кальция.
Физико-химическая основа его такова. В системе CaO -- Al2O3 -- SiO2 есть поле устойчивости геленита, в котором обычно располагаются составы выпускаемого у нас глиноземистого цемента. Равновесная кристаллизация таких расплавов приводит к появлению в первую очередь геленита. кристаллизующегося при 1683 -- 1793К. После этого при более низких температурах кристаллизуются алюминаты кальция, также в виде твердых растворов. Поэтому было предложено создавать такие условия, при которых расплав быстро проходил бы указанный температурный интервал за счет быстрого охлаждения. Это предупреждает кристаллизацию геленита и образование активного алюмосиликатного стекла при последующей по мере понижения температуры, кристаллизации алюминатов кальция.
Степень охлаждения при грануляции должна быть очень точной, чтобы алюминаты кальция не перешли в состав стекловидной фазы, что недопустимо. Опыты показали, что спустя некоторое время после выпуска из домны расплав должен подвергаться не водной, а паровоздушной грануляции. Для этого гра- нуляционную установку разместили на некотором расстоянии от летки домны.
Исследование полученных шлаков под микроскопом показало, что поверхность образующихся гранул размером 20 -- 30 мм состоит из стекло, а внутри они содержат хорошо закристаллизованные алюминаты кальция и эвтектические прорастания моноалюмината кальция и двух- кальциевого силиката.
При этом способе удалось существенно повысить качество глиноземистого цемента, довести содержание в нем Si02 до 11 -- 13%.
Дробление быстро охлажденного шлака резко улучшается и соответственно повышается производительность цементных мельниц. Испытания опытных цементов показали, что прочность их увеличивается примерно в 1,5 -- 2 раза по сравнению с прочностью цементов, полученных из расплавов медленного охлаждения.
В данном дипломном проекте для производства глиноземистого цемента был выбран способ спекания с использованием электродуговых печей.
Этот способ отличается высокой производительностью, отсутствием потребности в топливе, высокой экологичностью, однако требует большое количество электроэнергии. [11]
3.5 Разработка технологии производства вяжущего
Известняк из карьера доставляется на предприятие автотранспортом. В первую очередь, он направляется на первичное дробление в щековые дробилки с диаметром впускного отверстия 500-750 мм.
Принцип работы щековой дробилки заключается в следующем. В камеру дробления, имеющую форму клина и образованную двумя щеками, из которых одна в большинстве случаев является неподвижной, а другая подвижной, подастся материал, подлежащий дроблению. Благодаря клинообразной форме камеры дробления куски материала располагаются по высоте камеры в зависимости от их крупности - более крупные вверху, менее крупные - внизу.
Подвижная щека периодически приближается к неподвижной, причем при сближении щек (ход сжатия) куски материала раздрабливаются, при отходе подвижной щеки (холостой ход) куски материала продвигаются вниз под действием силы тяжести или выходят из камеры дробления, если их размеры стали меньше наиболее узкой части камеры, называемой выходной
щелью, или занимают новое положение, соответствующее своему новому размеру. [12]
Затем известняк измельченный до размера кусков в диаметре 200-300 мм транспортируется на стадию вторичного дробления, т.е. в молотковые дробилки, из которых он, измельченный до среднего размера куска 10-20 мм, направляется на склад сырья (силосы в количестве 2 шт.).
Принцип работы молотковых дробилок состоит в том, что материал, который поступает в дробилку, подвергается быстрым чередующимся ударам молотков вращающегося ротора.
Вследствие этого материал разрушается до необходимого размера и поступает на конвейер через отверстия колосниковой решетки.
Размер готовой продукции регулируется при помощи молотков, размер и форма которых зависит от желаемого результата, а также зависит от частоты вращения ротора, установленного зазора между колосниковой решетки, и расстоянием между окружностью вращения молотков ротора. [13]
Боксит доставляется на предприятие также автотранспортом. Перед непосредственным использованием его необходимо высушить до влажности 1% в сушильных барабанах. Затем он через дозаторы транспортируется на помол в валковую мельницу. Измельченный боксит хранится в силосах.
Предварительно обработанный известняк и боксит поступают в дозировочный узел, а далее в гомогенизационные силосы на данном этапе в сырьевую шихту добавляют модифицирующую добавку - С-3. Равной 1% на тонну сырьевой шихты, данный вид пластифицирующей добавки повышает количество СА, снижает количественной содержание геленита и предотвращает образование С12А7 .
Далее готовая сырьевая шихта поступает в электрическую печь. Обжиг является основным процессом при производстве глиноземистого цемента. Обжиг идет при температуре 1400[0]С.
В электрических печах используется теплота, развиваемая током, проходящим через расплавленную шихту.
Шихта обычно состоит из боксита, извести, модифицирующие добавки и кокса. Кокс является восстановителем кремнезема и окислов железа, а металлические добавки вводятся для связывания образующегося кремния в ферросилиций. В этих печах можно плавить шихту в сильно восстановительных условиях. Это необходимо при использовании сырья с высоким содержанием кремнезема. Восстановление кремнезема начинается при температуре 1150-1200°С и идет достаточно интенсивно при температуре 1800-2000 С при избытке углерода. [11]
Часть кремния (до 15%) при этом улетучивается, а остальное его количество растворяется в расплаве так же восстановленного железа и образует малокремнистый ферросилиций. Удельный вес его достигает 6,5, а удельный вес высокоглиноземистого шлака около 3,0.
При таком способе производства бокситы должны содержать не более 15-18% SiO2; 15-17% окислов железа, отношение АI2О3 к SiO2 должно быть не менее 3. В электрические печи сырье подают в виде кусков размером 20-40 мм, причем известняк обычно предварительно обжигают до удаления СО2, боксит же сушат, а иногда и обжигают для обезвоживания. При загрузке в электрическую печь влажного боксита и необожженного известняка, они, попадая сразу в зону с высокой температурой, вызывают бурление расплава, выбросы и взрывы, а выделяющаяся из известняка углекислота, кроме того, реагирует с углеродом электрода, ускоряя его обгорание. [8]
В нижней части печи скопляется ферросилиций, а в верхней - глиноземистый цемент, очищенный от кремнезема, что улучшает качество цемента. Оба материала при температуре 1550-1650°С периодически выпускают через летки в изложницы. Электроплавка дает возможность получать из низкосортных бокситов высококачественный глиноземистый цемент.
Далее, обожженная до спекания смесь боксита и известняка, направляется в холодильники, где медленно охлаждается.
Охлаждение глиноземистого клинкера, получаемого плавлением, ведется по заданному режиму. До 1400°С его желательно охладить быстро для предотвращения кристаллизации гелиенита. В стекловидном состоянии этот минерал имеет гидравлические в отличие от кристаллического. Охлаждение ниже 1400°С нужно производить медленно, поскольку активность основных фаз цемента - низкоосновных алюминатов в кристаллическом состоянии выше чем в стекловидном.
Полученный клинкер измельчается до среднего размера частиц 0,06 мм в центробежных мельницах, откуда полученный цемент под ается на склад готовой продукции. [4]
Рисунок 4.Технологическая схема производства глиноземистого цемента
3.6 Контроль производства и качества выпускаемой продукции
Приемка
Цементы принимают по ГОСТ 22236-85* со следующими дополнениями:
объем партии высокоглиноземистых цементов не должен превышать 75т для заводов с годовым выпуском цемента до 5,0 тыс. т и вместимости одного силоса (но не более 200 т) для заводов с годовым выпуском цемента св. 5,0 тыс. т;
партия цемента принимается и может быть отгружена, если результаты приемосдаточных испытаний по прочности, тонкости помола, срокам схватывания и химическому составу удовлетворяют требованиям настоящего стандарта;
огнеупорность высокоглиноземистых цементов определяют не менее чем для 20% партий цемента. [14]
Методы контроля
Физико-механические свойства цементов определяют по ГОСТ 310.1 - ГОСТ 310.4 со следующими дополнениями:
а) при изготовлении образцов высокоглиноземистых цементов для испытания на прочность водоцементное отношение подбирают таким, чтобы расплыв стандартного конуса был 105 - 110 мм;
б) формы с образцами глиноземистых цементов хранят в течение (6+-0,5) ч в воздушно влажных условиях при относительной влажности воздуха не менее 90%, затем помещают в ванну с водой. Через (24+-2) ч с момента изготовления формы извлекают из воды, образцы расформовывают, часть подвергают испытаниям, остальные помещают в ванну с водой и хранят в ней до установленных сроков испытания.
Химический состав цементов определяют по ГОСТ 5382.
3. Огнеупорность высокоглиноземистых цементов определяют по ГОСТ
4069.
Пирометрические конусы, необходимые для проведения испытаний, изготавливают из цементного теста нормальной густоты. Тесто ручным уплотнением набивают в разборные металлические конусообразные формы и хранят их в камере воздушно-влажного хранения в течение 24 ч при температуре (20+-2) °С и относительной влажности не менее 90%. После этого конусы освобождают от форм и проводят их испытания. [7]
Транспортирование
Транспортирование и хранение цементов производят по ГОСТ 22237-85* со следующими дополнениями:
отгрузку высокоглиноземистых цементов производят только в упакованном виде;
отгрузку глиноземистых цементов без упаковки в специализированном транспорте производят по согласованию изготовителя с потребителем;
допускается отгрузка цементов без упаковки в мягких контейнерах по нормативно- технической документации, утвержденной в установленном порядке.
Требования безопасности
Содержание цементной пыли в воздухе рабочей зоны не должно превышать предельно допустимой концентрации 6 мгкуб. м согласно ГОСТ 12.1.005.
Температура, влажность и подвижность воздуха рабочей зоны должны удовлетворять требованиям ГОСТ 12.1.005.
Ввиду того что химическая природа глиноземистого цемента различна от портландцемента и других вяжущих материалов, необходимо раздельно хранить и перевозить его. Химическим уравнениям гидратации главнейших соединений, входящих в ... продолжение
Вы можете абсолютно на бесплатной основе полностью просмотреть эту работу через наше приложение.
Похожие работы
Дисциплины
- Информатика
- Банковское дело
- Оценка бизнеса
- Бухгалтерское дело
- Валеология
- География
- Геология, Геофизика, Геодезия
- Религия
- Общая история
- Журналистика
- Таможенное дело
- История Казахстана
- Финансы
- Законодательство и Право, Криминалистика
- Маркетинг
- Культурология
- Медицина
- Менеджмент
- Нефть, Газ
- Искуство, музыка
- Педагогика
- Психология
- Страхование
- Налоги
- Политология
- Сертификация, стандартизация
- Социология, Демография
- Статистика
- Туризм
- Физика
- Философия
- Химия
- Делопроизводсто
- Экология, Охрана природы, Природопользование
- Экономика
- Литература
- Биология
- Мясо, молочно, вино-водочные продукты
- Земельный кадастр, Недвижимость
- Математика, Геометрия
- Государственное управление
- Архивное дело
- Полиграфия
- Горное дело
- Языковедение, Филология
- Исторические личности
- Автоматизация, Техника
- Экономическая география
- Международные отношения
- ОБЖ (Основы безопасности жизнедеятельности), Защита труда
