// //
Дом arrow Научная литература arrow ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА ПОРТЛАНДЦЕМЕНТА arrow Классификация шламов
Классификация шламов
Классификация шламов. Хотя при предварительном измельчении в шламе остаются крупные зерна, большая его часть достигает заданной дисперсности. Если отделить тонкомолотые составляющие и на домол направить только недоизмельченные зерна, можно значительно снизить расход электроэнергии. Для этого грубомолотый шлам пропускают через гидроклассификатор шлама: вибросито, дуговой грохот, гидроциклон. Выбор типа классификатора определяется свойствами перерабатываемого материала и требованиями к готовому шламу. Чаще всего в качестве классифицирующих устройств используют плоские наклонные сита с электрическими вибрационными механизмами. Их сетки готовят из износоустойчивой нержавеющей стальной проволоки.

В дуговых грохотах основной рабочей частью являются металлические колосники, образующие вогнутую поверхность. В этих установках нет вибраторов. Процесс классификации интенсифицируется подачей шлама на поверхность грохота по касательной под напором 0,15—0,17 МПа. Агрегат отличается компактностью и высокой удельной производительностью. 

Гидроциклоны просты по конструкции, высокопроизводительны, легко автоматизируются. Гидроциклон включает верхнюю цилиндрическую и нижнюю коническую часть, а также патрубок для отвода готового продукта. Шлам нагнетается в гидроциклон тангенциально по касательной. При ударе струи о цилиндрическую часть циклона образуется завихряющийся поток, из которого центробежной силой выделяются крупные зерна. По внутренней поверхности конуса они перемещаются вниз и идут на домол. Освобожденный от крупки шлам удаляется из гидроциклона через верхний патрубок. Необходимо иметь в виду, что при классификации шламов в гидроциклонах получаемые продукты имеют разный состав и влажность. Поэтому после домола грубых фракций они должны быть смешаны с остальным шламом.

Установка гидроклассификаторов в замкнутом цикле помола, например с мельницей 3,2х8,5 м, позволяет увеличить производительность агрегата на 40—50 % по сравнению с открытым циклом (до 150—200 т/ч) при снижении удельного расхода электроэнергии и мелющих тел на 30—35 % и улучшении гранулометрии готового продукта.

Тонкое измельчение сырьевых материалов. Основным агрегатом тонкого измельчения в цементной промышленности является шаровая (трубная) мельница, отличающаяся простотой конструкции, надежностью и удобством эксплуатации и гарантирующая высокую степень  измельчения. Длина  трубных мельниц в 3—6 раз превышает их диаметр. Шаровые мельницы по конструкции не отличаются от трубных, но их длина не более чем в два раза превышает диаметр.

При приготовлении сырьевых смесей шаровая мельница выполняет одновременно несколько функций. В ней происходят доизмельчение нераспустившихся включений мягкого компонента, измельчение зерен твердого компонента и получение из нескольких разнородных компонентов однородной шихты постоянного состава. Мельница работает непрерывно. Скорость загрузки материала в нее должна быть равна скорости разгрузки готового продукта. Чем больше будет подано в мельницу материала, тем выше ее производительность. Однако при этом время прохождения материала через мельницу сокращается, и помол будет грубее. Мельницы должны иметь такую длину, которая обеспечивала бы необходимое время пребывания материала в мельнице и соответствующую тонкость помола, т. е. 10—14 м. Материал движется по мельнице в течение 20—30 мин со скоростью около 0,5 м/мин.

В зависимости от частоты вращения барабана мельницы различают два основных режима ее работы: при малой частоте — каскадный, при   большой — водопадный. При каскадном режиме мелющие тела перекатываются, и находящийся в мельнице материал измельчается под действием раздавливающих и истирающих усилий. В водопадном режиме шары внешнего ряда поднимаются на определенную высоту, затем отрываются от корпуса и падают, описывая параболическую кривую. В точке падения шара материал измельчается под действием ударных усилий. При вращении мельницы часть шаров работает в каскадном режиме, часть — в водопадном. Считается, что дробящая загрузка в мельнице оптимальна, если угол отрыва внешнего ряда мелющих тел 54 °40' (~ 0,92 рад).

Размер шаров, загружаемых в мельницу, принимают в зависимости от прочности и размера кусков размалываемого материала. Кинетической энергии шара должно быть достаточно для разрушения измельчаемых частиц. Она пропорциональна диаметру мельницы и кубу диаметра мелющего тела. Поэтому диаметр максимального шара в шаровой загрузке должен соответствовать максимальному размеру куска измельчаемого материала. Для выполнения этого условия мельницу разделяют дырчатыми перегородками на камеры.

В первую камеру поступают крупные куски материалов, для разрушения которых необходима большая сила удара. Поэтому эту камеру загружают шарами большого диаметра (60—110 мм), массой 5—6 кг каждый. Во вторую камеру материал поступает уже в виде крупки, для измельчения которой не требуется  большой силы удара, но ударов должно быть больше, так как стало больше число зерен. В связи с этим вторую камеру загружают шарами меньшего диаметра —30—60 мм. В следующие камеры поступает тонкодисперсный продукт, и его нужно доизмельчать истиранием, поэтому их загружают обычно стальными  цилиндрами (цильпебсами), имеющими длину 25—40 мм и диаметр 16—25 мм. Истирающая площадь цильпебса в несколько раз больше, чем истирающая площадь шаров того же диаметра, так как шары соприкасаются в одной точке, а цилиндры — по образующей линии.

Значительное отклонение от оптимальных размеров шаров снижает производительность мельниц. Использование слишком мелких шаров приводит к наличию в размалываемом материале недоизмельченных зерен, применение слишком крупных шаров снижает удельную поверхность размолотого продукта.

Применяют также двухкамерные мельницы с комбинированной загрузкой: первой камеры мелющими стержнями и второй — шарами. Такие мельницы позволяют снизить удельный расход электроэнергии и мелющих тел. Производительность мельниц с комбинированной загрузкой на 10—20 % выше производительности мельниц с шаровой загрузкой.

Чтобы предохранить барабан мельницы и днище от преждевременного износа, их футеруют стальными или чугунными плитами. Каждая плита крепится одним-двумя болтами. Бронеплиты в процессе помола вибрируют. Вибрация передается корпусу мельницы, который становится источником шума. Интенсивность шума зависит от степени загрузки мельницы мелющими телами и материалом.

В последние годы для футеровки шаровых мельниц мокрого помола стали применять резину, отличающуюся от обычной повышенной упругостью, высоким сопротивлением трению и удару. Кроме снижения шума резиновые броневые плиты имеют и другие преимущества перед стальной футеровкой: в 2—3 раза снижается износ, на 25 % уменьшается стоимость футеровки, на 85 % сокращается ее масса.

Разжижение шламов. Выходящий из мельниц сырьевой шлам имеет влажность 30—50 %. В производственных условиях минимальная влажность шлама лимитируется его текучестью, обеспечивающей его перекачку по трубопроводам. Большой диапазон содержания влаги в шламах обусловлен как производственными особенностями, например уклоном подмельничных желобов, типом насосов, так и физико-химическими его свойствами. Чем больше влажность шлама, тем выше его текучесть и тем легче осуществляются его гомогенизация, перемешивание, транспортирование. Однако, добиваясь максимальной текучести шлама, необходимо одновременно стремиться к снижению его влажности, так как повышение влажности шлама на 1 % снижает производительность печи примерно на 1,5 % и соответственно на 1 % увеличивает расход топлива. Наиболее эффективный метод снижения влажности шламов при сохранении их текучести — введение в их состав добавок (разжижителей). Это могут быть щелочные электролиты (сода, жидкое стекло, полифосфаты натрия и т. д.) либо органические ПАВ — производные лигносульфоновой, гумминовой кислоты (торфяные и углесодержащие вытяжки), также фенолы, амины, танниды и др. Кроме того, используют комбинированные добавки, включающие неорганические и органические вещества.

Эффективность действия разжижителей зависит от их вида, а также от состава и физико-химических свойств шлама. Для каждого шлама подбор разжижителя и его дозировки определяется опытным путем. Введение в шлам 0,1—0,3 % неорганических электролитов позволяет снизить влажность шлама на 3—7 %. Однако щелочи интенсифицируют диспергирование глинистых минералов, в результате шлам загустевает. Неорганические разжижители обладают ярко выраженным избирательным действием. Разжижая один шлам, они не действуют на другой.

         Действие органических добавок более универсально, меньше зависит от состава разжижаемого шлама. ПАВ, адсорбируясь на поверхности частиц, образуют защитную пленку. Одновременно часть молекул воды вытесняется с поверхности вещества. Водные прослойки между зернами становятся толще, и подвижность шлама растет либо сохраняется постоянной при снижении влажности шлама. По технологическим и технико-экономическим показателям из органических разжижителей наиболее перспективной добавкой является сульфитно-дрожжевая бражка (СДБ), получаемая переработкой сульфитных щелоков — отхода целлюлозных заводов. Она позволяет снизить влажность большинства шламов в среднем на 3—4 % при сохранении постоянной текучести, что, в свою очередь, дает возможность сократить расход теплоты на сушку на 212—356 кДж/кг клинкера. Производительность печи повышается при этом на 3— 5 % и примерно на столько же сокращается удельный расход топлива. Использование разжижителей шлама — наиболее простой путь экономии топливно-энергетических ресурсов предприятиями с мокрым способом производства портландцемента.

Корректирование, гомогенизация и хранение шламов. Для эффективной работы печных агрегатов необходимо подавать на обжиг сырьевую смесь оптимального и постоянного химического состава. От этого зависят производительность печи, удельный расход теплоты на обжиг, срок службы футеровки. Оптимальный состав сырьевой смеси гарантирует наилучшие технологические ее свойства (минимальную влажность шлама, хорошую спекаемость клинкера и т. д.), получение портландцемента высокого качества, а также снижение его стоимости.

         При приготовлении шихты возникают неизбежные колебания её химического состава из-за неоднородности сырьевых компонентов и погрешностей в их дозировании. Поэтому перед обжигом сырьевой смеси состав ее необходимо тщательно откорректировать до заданных характеристик по результатам химического анализа. После корректировки производится гомогенизация состава шлама путем интенсивного его перемешивания механическим и пневматическим способами. В последнем случае расход энергии выше, но при больших массах шламов только этот способ дает хорошее качество перемешивания. Это очень важная технологическая операция. Расходы на гомогенизацию сырьевой смеси составляют при производстве цемента 10—15 % всех расходов. Это вторая по значимости статья расходов после расходов на обжиг.

Возможны два варианта корректирования: порционное и поточное. При порционном заранее готовят корректирующие шламы с заведомо более низким или более высоким содержанием СаСО3 по сравнению с.основной сырьевой смесью. Основную и корректирующие смеси подают в специально предназначенные для этого емкости, устанавливают состав каждой из них и направляют в определенном соотношении в третью емкость, где тщательно перемешивают. Порционное корректирование производят в вертикальных шламбассейнах – железобетонных или металлических объемом 400— 1000 м3. Шлам в них перемешивают пневматическим способом. При выпуске сжатого воздуха в бассейн его пузырьки, вырываясь из трубы, энергично перемешивают шлам.

При относительно небольших колебаниях состава можно сливать основной и корректирующий шлам в горизонтальный бассейн и перемешивать их механическим способом. Чаще основной шлам из вертикального шламбассейна и корректирующий шлам из другого вертикального бассейна перекачивают в третий вертикальный шламбассейн и интенсивно перемешивают сжатым воздухом, затем определяют химический состав шлама. И только в том случае, если он соответствует расчетному, готовый шлам сливают в горизонтальный бассейн. Этот способ позволяет более точно регулировать химический состав шлама, но он требует большего расхода электроэнергии.

На современных мощных заводах порционное корректирование обусловливает резкое увеличение его длительности, рост объемов корректировочных емкостей и расхода электроэнергии. Поэтому цементная промышленность постепенно переходит на поточную технологию приготовления сырьевых смесей, при которой их корректируют непосредственно в процессе изготовления. Возможны два способа поточного приготовления сырьевого шлама. По первому способу готовят два промежуточных шлама с повышенным и пониженным титром. Два предварительно измельченных промежуточных шлама — один с титром на 4—5 % ниже, второй на 4—5 % выше нормального — пропускают через бассейны — усреднители большой емкости и после проверки их состава подают в необходимом соотношении на домол в сырьевые мельницы, куда одновременно дозируют и корректирующие добавки. Тонкодисперсный шлам насосами перекачивается в горизонтальный бассейн, где тщательно перемешивается. Готовый шлам, отвечающий заданным характеристикам, насосами по шламопроводу поступает в питатели вращающихся печей. Дозировка сырьевых компонентов для приготовления промежуточных шламов, а также их соотношение при поступлении в сырьевые мельницы систематически уточняют по результатам ускоренного анализа проб шламов.

Второй способ поточного приготовления шлама возможен только при стабильном составе сырья, предварительном усреднении его на складе и при дозировании сырьевых компонентов на помол по массе. В этом случае ограничиваются приготовлением одного шлама, который близок по составу к готовому шламу и требует лишь небольшого корректирования. Корректирование производят в горизонтальных бассейнах путем подачи в них непосредственно из мельниц шлама корректирующего состава. Состав последнего определяют по данным систематического анализа проб основного шлама. В бассейне происходит интенсивное перемешивание шлама и усреднение его со'става.

Горизонтальные шламбассейны позволяют хранить необходимый запас шлама. Они бывают прямоугольной или круглой формы, имеют значительно большую вместимость, чем вертикальные. Установленные в них смесители перемешивают шлам механическим и пневматическим способами. Для этой цели вдоль бассейна (при прямоугольной форме) или по кругу его (при круглой) на рельсах движется смеситель с вращающимися траверсами. На фермах смесителя смонтирован компрессор, который по воздухопроводам, проложенным по вертикальным направляющим, подает воздух в нижнюю траверсу под давлением 0,15—0,2 МПа. Происходит одновременное пневматическое и механическое перемешивание, гарантирующее полную гомогенизацию шлама. Легче и лучше перемешивание осуществляется в круглых шламбассейнах. Вместимость горизонтальных шламбассейнов 8000—20000 м3. Как правило, рекомендуется применять крупные резервуары.

Точность и оперативность корректирования состава шлама зависят также от выбора показателя, по которому производится корректирование. Состав сырьевой смеси можно корректировать по титру, заданному коэффициенту насыщения или одновременно по КН и одному из модулей. По титру корректируют сырьевые смеси, приготовляемые из достаточно однородных по составу сырьевых компонентов.

При корректировании по коэффициенту насыщения основной сырьевой шлам готовят с пониженным КН по сравнению с расчетным и пониженным титром на 0,5— 1 %. Корректирующий шлам готовят с повышенным КН. Соотношение корректируемого и корректирующего шламов (по массе) определяют по формулам.

В тех случаях, когда необходимо достижение определенных значений КН и одного из модулей сырьевой смеси, корректируют по соответствующим показателям. Как правило, такое сложное корректирование требует ввода корректирующей добавки.

 

Контакты

115419, г. Москва, ул. Шаболовка, д. 34, стр. 3.



Просьба заранее предупредить о приезде, т.к. специалисты распределены по объектам




info@masterbetonov.ru




ООО «Стройсервис» работает на рынке строительного производства c 1992 года.
Основной ценностью для нашей компании являются клиенты, поскольку единственный реальный актив компании — это люди, удовлетворенные нашей работой, которые еще раз захотят воспользоваться нашими услугами. Мы стремимся сделать своих клиентов своими партнерами.