Смекни!
smekni.com

Анализ технологического процесса производства цемента (стр. 2 из 3)

Фильтры-подогреватели устанавливают в холодной части печи на расстоянии 3-5 м. Фильтры-подогреватели снижают запыленность отходящих газов до 2-3% и уменьшают расход теплоты на 210 кДж/кг. Повышение температуры газов и их запыленности приводит к загустеванию шлама. Влажность шлама, выходящего из фильтра-подогревателя, не должна быть ниже 33-35%, а температура газов в этой зоне - не более 200 градусов .

На расстоянии 1 м от фильтра-подогревателя устанавливает цепные завесы. Длина цепной зоны 40-50 м, масса цепей 170-225 т, поверхность цепей 3500-4500 м2 . Цепи обычно навешиваются двумя способами: свободно свисающими концами или гирляндами. Причем последний метод крепления эффективнее. Цепи аккумулируют теплоту газов и передают ее шламу, ускоряя тем самым процесс сушки. Из цепной зоны шлам выходит в виде гранул.

В зоне подогрева печи устанавливают металлические теплообменники. Применение таких теплообменных устройств увеличивает интенсивность подогрева материала, который разделяется на несколько мелких потоков. Открытая поверхность материала и скорость прогрева увеличивается, а температура газов снижается, что предохраняет цепи от преждевременного выгорания. Однако на этом участке печи резко возрастает пыление материала. Для снижения пылевыделения рекомендуется следить за влажностью материала, которая не должна превышать 2-3%.

При использовании коротких печей целесообразнее применять запечные теплообменники: концентраторы шлама и распылительные сушилки. Концентраторы шлама увеличивают производительность печи до 25%, а расход теплоты снижают на 15-20%. Однако применение их сдерживается значительным пылевыделением, т. к. значительная часть шлама пересушивается и потоком горячего газа, что требует установки дополнительных фильтров. Распределительные сушилки из-за сложности работы форсунок, низкого коэффициента паронапряжения, громоздкости конструкции и сложности в эксплуатации не находят широкого распространения.

Клинкер, полученный на выходе из печи подлежит помолу в трубных мельницах открытого или замкнутого цикла. Тонкость помола характеризуется остатком на сите и составляет 8-12% для большинства цементов.

Хранят готовый цемент в цементных силосах - железобетонных ёмкостях диаметром 10-12 метров и высотой 20-25м., вмещающие 2500-4000т. цемента.

Основной качественной характеристикой цемента является его прочность(марка). Марка цемента соответствует пределу прочности образцов 4*4*16см. на сжатие, изготовленных из раствора 1:3 по массе с песком, твердевших 28 суток в воде при температуре 20 град. Прочность колеблется от 300 до 600 кг/см2. Промышленность выпускает цементы марок 400-550, а по особым заказам - М600.

Особенности производства

Производство быстротвердеющего портландцемента (БТЦ), особобыстротвердеющего портландцемента (ОБТЦ), сульфатостойкого портландцемента, пуццоланового портландцемента и других цементов отличается рядом особенностей. БТЦ и ОБТЦ отличаются от обычного портландцемента интенсивным набором прочности в первый период твердения. БТЦ марки 400 через 3 суток обеспечивает прочность при сжатии 25 МПа, а в возрасте 28 суток 40 МПа, БТЦ марки 500 соответственно 28 и 50 МПа.

Получают БТЦ совместным измельчением до удельной поверхности 3500-4000 см2/г портландцементного клинкера с содержанием СзS и СзА около 60-65 % и гипса, содержание которого в пересчете на S0з не должно превышать 3,5 %. Быстротвердеющий портландцемент получают из однородной по составу сырьевой смеси с пониженным содержанием вредных примесей. Использование БТЦ и ОБТЦ в производстве бетонных и железобетонных изделиях и конструкциях позволяет сократить время твердения бетона.

Сульфатостойкие цементы, образующие цементный камень, устойчивый к агрессивному действию вод, содержащих сульфатные анионы SО2-4..К этой группе цементов относят сульфатостойкий портландцемент (без добавок и с минеральными добавками), сульфатостойкий шлакопортландцемент, пуццолановый портланд-цемент. Получают сульфатостойкие цементы измельчением клинкера с содержанием СзА не более 5 %, Сз5 - 50 %, СзА+С4АР-22 % с добавками и без добавок. По ГОСТ 22266-76 (сизм.) сульфатостойкие цементы имеют марки 300, 400 и 500.

При изготовлении шлакопортландцемента в качестве активной минеральной добавки применяют гранулированный доменный шлак. Шлак можно вводить не только на стадии помола, но и при получении клинкера, заменяя часть глинистого компонента. Это снижает расход топлива, так как не требуются затраты теплоты на разложение глины.

Сырьевую смесь с использованием шлака можно получать как сухим, так и мокрым способом. Более распространен сухой способ, так как при мокром способе шлак быстро расслаивается вследствие выпадения в осадок частичек шлама. Смесь готовят путем совместного помола известняка и шлака в мельницах по замкнутому циклу, причем помол совмещают с сушкой. Если шлак имеет влажность более 10 %, то его предварительно сушат в сушильных барабанах при температуре не выше 600-700 °С. Повышение температуры приводит к расстекловыванию шлака и снижению его активности. Получают шлакопортландцемент помолом в многокамерных мельницах клинкера, высушенного шлака и гипса. Количество кислых шлаков в шлакопортландцементе 30-40 %, основных - 50-60 %.

Быстротвердеющий шлакопортландцемент изготовляют более тонким измельчением обычной сырьевой смеси (до 4000-5000 см2/ г), используя для этого двустадийный помол: вначале измельчают клинкер, а затем клинкерный порошок, шлак и гипс.

Пуццолановый цемент получают совместным помолом клинкера, гипса и активной минеральной добавки (20-40 %). Добавки перед помолом дробят и сушат до влажности 1-2 %. Совместный помол производят в многокамерных трубных мельницах по открытому циклу так как большинство активных минеральных добавок менее прочны, чем клинкер. В случае использования плотной, твердой добавки помол ведут по замкнутому циклу.


2.Динамика трудозатрат при развитии технологического процесса

Исходя из динамики трудозатрат, различают 2 возможных варианта развития технологического процесса – ограниченное и неограниченное . Построим график изменения живого и прошлого труда для определения варианта развития техпроцесса. Наши исходные данные : Тж=500/(27t+675) и Тп=0,02t +0.5:

Таблица 2.1. Динамика трудозатрат.

Годы Тж Тп Тж+Тп Тж/Тп dТж/dТп
1 0,712251 0,52 1,232250712 1,369713
2 0,685871 0,54 1,225871056 1,270132 -1,31898
3 0,661376 0,56 1,221375661 1,181028 -1,22477
4 0,63857 0,58 1,218569604 1,100982 -1,1403
5 0,617284 0,6 1,217283951 1,028807 -1,06428
6 0,597372 0,62 1,217371565 0,963503 -0,99562
7 0,578704 0,64 1,218703704 0,904225 -0,93339
8 0,561167 0,66 1,221167228 0,850253 -0,87682
9 0,544662 0,68 1,224662309 0,800974 -0,82525
10 0,529101 0,7 1,229100529 0,755858 -0,77809

Рис. 2.1. Ограниченная динамика трудозатрат.


С помощью графика и аналитической таблицы удалось установить , что в нашем случае имеет место ограниченный вариант развития. Момент времени до которого развитие целесообразно равен t=4,9 г.

В нашем техпроцессе имеет место трудосберегающий техпроцесс, потому что Тж- уменьшается, а Тп – возрастает.

Установим в какой степени снижаются затраты Тж по мере роста Тп. Для этого найдем отношение (Тж)”=dТж/dТп (данное соотношение отражено в таблице 1.1) Мы видим ,что значение отношения возрастает => реализуется возрастающий тип отдачи дополнительных затрат овеществленного труда.


3. Уровень технологии технологического процесса

В нашем техпроцессе мы обнаруживаем ограниченный путь развития, который называется рационалистическим. Он связан с уменьшением затрат живого труда за счет роста затрат прошлого труда. Вместе с тем живой труд уменьшается в большей степени, чем возрастет прошлый труд. Рационалистическое/эволюционное/ развитие с экономической точки зрения всегда предпочтительнее» чем путь эвристического /революционного/ развития технологического процесса. Это связано с дополнительными затратами на научно-исследовательские, работы при эвристическом совершенствовании технологии. Однако суть рационалистического развития принципиально ограничен Рассчитаем параметры технологического процесса L , B , Y для момента времени t=3.

Воспользуемся моделью рационалистического развития техпроцесса.

L=

(3.1.)

где L- производительность труда ; B - технологическая вооруженность ; Y- уровень технологии, Y*-относительный уровень технологии.

L=1/Тж =1,512

B=Тп/Тж =0,84672

У=(1/Тж)*(1/Тп ) =2,7

У*=У/L=1/Тп=1,7857

Это соотношение справедливо для механизированных процессов и является математической моделью закона рационалистического развития техпроцесса.


Таблица 3.1. Математическая модель закона рационалистического развития техпроцесса

Годы L=1/Тж B=Тп/Тж У=(1/Тж)*(1/Тп) У*=У/L=1/Тп
1 1,404 0,73008 2,7 1,923076923
2 1,458 0,78732 2,7 1,851851852
3 1,512 0,84672 2,7 1,785714286
4 1,566 0,90828 2,7 1,724137931
5 1,62 0,972 2,7 1,666666667
6 1,674 1,03788 2,7 1,612903226
7 1,728 1,10592 2,7 1,5625
8 1,782 1,17612 2,7 1,515151515
9 1,836 1,24848 2,7 1,470588235
10 1,89 1,323 2,7 1,428571429

Очевидно , что У*>L на протяжение первых 5-и лет, отсюда следует , что рационалистическое развитие техпроцесса производства извести целесообразно до 4 года включительно. Далее оно становиться нецелесообразным.