Вся электронная библиотека      Поиск по сайту

 

Технология цемента. Производство портландцемента

   

§ 57. Контроль производства цемента

  

Контроль производства — необходимая составная часть любого технологического процесса. Назначение контроля состоит в обеспечении выпуска продукции высокого качества при оптимальных технико-экономических показателях работы оборудования, а также в получение исходных данных для анализа и совершенствования технологии производства. Основное внимание при организации контроля производства уделяют предупреждению брака продукции и обязательному использованию контрольных данных для оперативного управления производственными процессами. Для обеспечения указанных требований контроль производства на цементных заводах разделяется на оперативный и технологический.

Оперативный контроль обеспечивает установленные технологические нормативы и заданный уровень качества полуфабрикатов или готовой продукции на отдельных участках производства, а также поддерживает установленные режимы работы оборудования. Оперативный контроль выполняется в основном обслуживающим персоналом производственных цехов. Операции оперативного контроля выполняются только по мере надобности. Необходимость и частота выполнения операций оперативного контроля устанавливается картой оперативного и технологического контроля, утверждаемой главным инженером завода.

Технологический контроль имеет целью управление производством в целом, обеспечение заданного уровня качества продукции, а также совершенствование технологии производства и выполняется заводской лабораторией. Лаборатория организует систему технологического контроля таким образом, чтобы необходимая информация об основных технологических и химических характеристиках сырья, сырьевой смеси, топлива, клинкера и цемента была оперативной, достаточной и надежной. Большое внимание уделяется правильности отбора первичных и составления средних проб материалов, определению размеров проб контролируемых материалов, установлению места и частоты отбора проб на отдельных стадиях производства.

Схемы оперативного и технологического контроля должны предусматривать максимальное использование средств механизации и автоматизации контрольных операций с применением новейших контрольно-измерительных приборов.

Контроль сырьевых материалов. Контроль производства на цементных заводах начинается в карьерах сырьевых материалов, где составляется опережающая информация о среднем химическом составе и свойствах сырья в разрабатываемом карьере. В соответствии с этими сведениями составляется карьерная сетка, на которой указывается подробная характеристика залегающих в карьере пород, глубина залегания, мощность, угол падения отдельных пластов и мощность вскрыши. Карьерная сетка составляется перед началом эксплуатации карьера и обновляется через каждые 3—5 лет.

Для получения заданного состава сырьевой смеси лаборатория, руководствуясь карьерной сеткой, дает указания горному цеху о необходимом соотношении подаваемых в производство материалов с различных участков карьера. Наряду с данными карьерной сетки о составе и свойствах разрабатываемых пород ежедневно проводится анализ сырьевых материалов, поступающих на завод с карьера.

Пробы карбонатного сырья отбираются после вторичного дробления через каждые 2—4 ч. Усредненные пробы составляются один раз в смену или сутки. Влажность карбонатного компонента определяется заводской лабораторией из усредненных проб 1 раз в дневную смену с целью получения данных для расхода сырья. В среднесуточной пробе контролируется титр карбонатного компонента. В случае совместного помола карбонатного и глинистого компонентов пробы глины отбирают в таком же порядке.

При использовании глиняного шлама контролируют влажность шлама для каждого заполненного бассейна.

Влажность привозных корректирующих добавок (огарки, колошниковая пыль) лаборатория определяет для каждой поступившей на завод партии этих материалов.

Для оценки качества сырья и периодической корректировки расчетов сырьевой смеси лаборатория производит полный химический анализ известняка, глины и огарков раз в месяц или по мере возникновения необходимости в средней пробе, составленной из среднесменных или среднесуточных проб за соответствующий период.

На основании данных о составе о свойствах сырья рассчитывают сырьевую смесь и определяют необходимое соотношение сырьевых компонентов для приготовления шихты требуемого состава. В соответствии с результатами расчета настраивают и регулируют дозаторы сырьевых мельниц и болтушек. Корректируют настройку дозирующих устройств только по указанию лаборатории на основании данных о составе вырабатываемой сырьевой смеси.

Для получения сырьевой смеси заданного химического состава, тонкости помола и оптимальной влажности, что необходимо с целью обеспечения стабильной, высокопроизводительной работы печей и выпуска клинкера высокого качества, осуществляется оперативный и технологический контроль в процессе ее приготовления.

На заводах мокрого способа производства оперативный контроль за приготовлением глиняного и мелового шлама осуществляют машинисты болтушек или мельниц первичного помола (гидро- фол и др.), а за приготовлением сырьевого шлама — машинисты сырьевых мельниц. Машинисты болтушек по мере надобности определяют влажность, вязкость или текучесть шлама, выходящего из болтушек. Машинисты сырьевых мельниц контролируют влажность, вязкость или текучесть и тонкость помола шлама по мере необходимости для каждой мельницы или для группы мельниц.

На заводах сухого способа контролируют влажность сырьевой муки и ее тонкость помола. Пробу сырьевой муки отбирают 4—8 раз в смену от каждой мельницы. В усредненной пробе 2—4 раза в смену контролируют титр сырьевой муки каждой мельницы и содержание Fe203 в средней от всех мельниц пробе. Большое внимание уделяют усреднению сырья на складах и контролю за степенью дробления сырьевых материалов, так как равномерность дробления существенно сказывается на качество сушки и помола.

На заводах сухого способа контролируют влажность сырьевой муки и ее тонкость помола, которая в этом случае может быть более грубой, чем шлама, но при условии хорошей гомогенизации.

Пробы сырьевой муки отбирают 4—8 раз в смену от каждой мельницы. В усредненной пробе 2—4 раза в смену контролируют титр сырьевой муки каждой мельницы и содержание Fe203 в средней от всех мельниц пробе. Большое внимание уделяют усреднению сырья на складах и контролю за степенью дробления сырьевых материалов, так как равномерность дробления существенно сказывается на качестве сушки и помола.

При полусухом способе производства дополнительно контролируют гранулометрический состав материала, влажность и прочность гранул.

Технологический контроль за качеством приготовленного сырьевого шлама осуществляется заводской лабораторией, где определяют влажность, растекаемость, ускоренным методом содержание CaO, Si02, АЬОз, Fe203 (при корректировании по КН и модулю) и титр шлама, отобранного от каждого заполненного вертикального шламбассейна. В соответствии с результатами анализа корректируют состав шлама, добавляя расчетное количество корректировочного шлама в соответствующий бассейн или одновременно подавая шламы в требуемом соотношении в горизонтальный бассейн. Для облегчения корректировки и сокращения необходимой длительности перемешивания сырьевого шлама следует избегать резких колебаний титра шлама, поступающего из мельниц, и стремиться к максимальному приближению химического состава шлама к заданному.

Качество корректировки контролируют, определяя титр откорректированного шлама. В случае отклонения фактического титра от расчетного более чем на ±0,25% производят ускоренный химический анализ корректированного шлама для расчета повторной его корректировки.

При поточном приготовлении сырьевого шлама используются два промежуточных шлама с пониженным на 4—5% и повышенным на 4—5% титром и корректировочный шлам. В этом случае контролируют состав промежуточных и корректировочного шламов перед поступлением его в рабочий бассейн. В периодических пробах определяют только титр и содержание Fe203. В среднесменной пробе определяют влажность, растекаемость или вязкость, тонкость помола, титр и ускоренным методом содержание СаО, Si02, А120з, Fe203.

На основании результатов периодического анализа проб уточняют дозировку сырьевых компонентов для приготовления промежуточных шламов, а также дозировку промежуточных и корректировочных шламов, поступающих в сырьевые мельницы. Частоту анализа проб определяют опытным путем в зависимости от однородности сырья, вместимости бассейнов-усреднителей и способа перемешивания.

При стабильном составе сырьевых материалов и их точном дозировании поточное приготовление сырьевого шлама может осуществляться путем приготовления одного шлама при периодическом корректировании соотношения сырьевых компонентов перед помолом и последующим усреднением готового шлама в горизонтальном шламбассейне.

Контрольные пробы шлама отбираются автоматическими пробоотборниками, установленными на шламопроводах после сырьевых мельниц. Периодичность отбора средних проб выбирают с учетом производительности сырьевых мельниц и вместимости горизонтального *бассейна. Всего за время заполнения бассейна приготовляют не менее 20 средних проб. В каждой из них определяют влажность и содержание СаО, Si02, А1203, Fe203.

Полученные данные используют для уточнения дозирования сырьевых компонентов.

При технологическом контроле качества сырьевой муки в средней пробе от каждого силоса определяют содержание СаО, Si02, А1203 И Fe203. Состав сырьевой муки корректируют на основании данных анализа следующим образом. В силос добавляют расчетное количество сырьевой муки надлежащего Состава либо одновременно перекачивают в один силос расчетные количества сырьевой муки из двух или более силосов.

В каждом силосе после корректирования определяют титр сырьевой муки с целью проверки качества корректирования. Отклонение фактического значения титра от заданного допускается не более чем на ±0,25%.

Контроль процесса обжига клинкера. Назначением контроля процесса обжига клинкера является обеспечение стабильной работы печей с высокими технико-экономическими показателями, получение хорошо обожженного клинкера, а в случае необходимости — разбраковка и складирование клинкера в соответствии с его составом и качеством. В соответствии с этим контроль процесса обжига клинкера заключается в определении влажности, тонкости помола и химического состава сырьевой смеси, поступающей в печь, степени обжига и качества клинкера, а также основных показателей, характеризующих режим работы печи.

Пробы шлама или сырьевой муки, поступающей на обжиг, отбирают с помощью автоматических пробоотборников, а в случае их отсутствия — вручную 1—2 раза в смену в зависимости от стабильности состава сырьевой смеси и вместимости бассейнов, из которых осуществляется питание печей. Точки отбора проб выбирают таким образом, чтобы они наиболее точно характеризовали поступающее в печь сырье (слив шлама, точка гранулятора, питатель сырьевой муки и т. п.). В отобранных пробах шлама, муки или гранулированного сырья обслуживающий персонал определяет влажность и тонкость помола. В среднесменной пробе лаборатория определяет влажность, титр, а для гранулированного сырья — гран-состав и прочность гранул. Химический анализ обжигаемой смеси производят ускоренным методом в среднесуточной или среднесменной пробе в зависимости от стабильности шлама или сырьевой муки.

Оперативный контроль качества обжига клинкера осуществляют машинисты печей путем определения содержания свободной окиси кальция в клинкере петрографическим методом. В отдельных случаях для этой цели используют косвенные методы.

За режимными параметрами работы печей, холодильников, кальцинаторов, циклонных теплообменников и т. п. наблюдает персонал цеха обжига по показаниям контрольно-измерительных приборов. Эти данные используются для оперативного управления работой печей. Лаборатория участвует в их определении и анализе только при проведении наладочных или опытных работ.

Пробы клинкера отбирают от каждой печи автоматическими пробоотборниками или вручную 2—4 раза в смену в зависимости от стабильности работы печей.

Содержание несвязанной окиси кальция в клинкере лаборатория определяет химическим методом только в среднесменной пробе, которая составляется для всех печей или для каждой группы печей, работающих в одном режиме, а при необходимости — для каждой печи. Внеочередное определение содержания СаОсвоб ь клинкере лаборатория производит химическим или петрографическим методом в тех случаях, когда при визуальном осмотре клинкер выглядит плохо обожженным, а также по требованию персонала цеха обжига.

В среднесуточной пробе лаборатория определяет содержание CaO, Si02, AI2O3, Fe203 в клинкере и на основании этих данных рассчитывается минералогический состав. Рекомендуется также определять минералогический состав и микроструктуру клинкера петрографическим методом. Данные о химико-минералогическом составе клинкера используют для уточнения состава приготовляемой сырьевой смеси. В технологический контроль также входят физико-механические испытания клинкера, для которых используют среднесуточную пробу, а при стабильной технологии разрешается объединять несколько среднесуточных проб.

Для проведения испытаний клинкер дробят до полного прохождения сквозь сито с величиной отверстий 3 мм, а затем размалывают в лабораторной мельнице с 3,5% гипса (в расчете на двувод- ный гипс) до остатка на сите № 008 8,9% или удельной поверхности 3200±200 см2/г, определенной по методу воздухопроницаемости. Полученный лабораторный цемент испытывают на сроки схватывания, равномерность изменения объема и прочность при сжатии и изгиба в 1, 3, 7 и 28-суточном возрасте. Данные о химическом составе и активности клинкера используют для анализа состояния технологических процессов.

При работе на твердом топливе оперативный контроль тонкости помола и влажности форсуночного топлива осуществляет обслуживающий персонал углеподготовительного отделения. Лаборатория определяет только содержание летучих веществ и зольность в среднесменной пробе, общей от всех угольных мельниц.

Для определения выработки клинкера лаборатория осуществляет контроль расхода шлама на печи. Расход шлама определяют по разности уровней в бассейнах, из которых осуществляется питание печей, на начало и конец смены с учетом поступления вновь наработанного шлама. При работе по сухому способу выработку клинкера определяют по расходу муки, а при полусухом — гранулята.

Контроль качества добавок. Качество добавок, которые вводятся при помоле клинкера, контролируется в каждой поступающей на завод партии.

Контроль качества гипса производят в соответствии с требованиями ГОСТ 4013—74. Пробы отбирает или работник лаборатории из вагонов, или машинист дробилки после дробления. В каждой пробе определяют содержание SO3 и влажность, так как именно эти два параметра определяют необходимое количество гипса, добавляемого при помоле клинкера. Оперативный контроль дробления и сушки шлака, добавок и гипса осуществляет обслуживающий персонал цеха помола или сушильного отделения. Лаборатория контроль по указанным переделам не производит.

Контроль помола цемента. Контроль помола цемента состоит в определении тонкости помола и содержания в цементе гипса и добавок. Лишь в случае особой необходимости контролируют также сроки схватывания, равномерность изменения объема, температуру цемента и другие показатели.

Оперативный контроль тонкости помола цемента осуществляет обслуживающий персонал по мере надобности отдельно для каждой мельницы путем определения остатка на сите № 008.

При отсутствии автоматических пробоотборников отбор проб цемента для технологического контроля помола цемента производится персоналом лаборатории от каждой мельницы 1 раз в час с последующим объединением проб из мельниц, работающих в один силос. Из объединенных проб готовят среднюю пробу 2—4 раза в смену. В этой пробе определяют содержание гипса и добавок, тонкость помола по остатку на сите № 008 или удельную поверхность, а в случае необходимости и сроки схватывания (только начало схватывания). Из отобранных проб составляют среднюю пробу по силосу. В этой пробе определяют содержание гипса и добавок, тонкость помола по остатку на сите № 008 и производят полные физико-механические испытания цемента, определяя нормальную густоту, сроки схватывания, равномерность изменения объема и активность цемента.

 

 

СОДЕРЖАНИЕ:  Технология производства цемента. Алексеев

 

Смотрите также:

  

...портландцемента. Сухой способ производства цемента

Сухой способ производства цемента значительно усовершенствован. Наиболее энергоемкий процесс — декарбонизация сырья...

 

Портландцемент. Производство портландцемента

В зависимости от методов приготовления смеси различают мокрый и сухой способы производства цемента.

 

ПОРТЛАНДЦЕМЕНТ, производство портландцемента

Портландцемент — важнейший представитель строительных цементов.
Производство портландцемента включает в себя следующие технологические...

 

ЦЕМЕНТЫ. Цемент представляет собой тонкоразмолотый...

Помимо портланд-цемента, выпускаются большие количества различных цементов, отличающихся составом сырья, из которого их получают, способом производства и...

 

Цементы. Изготовление цемента

Портландцемент, выпускаемый различными заводами, имеет общее название и общие .....
Производство глиноземистого цемента.