Портландцемент. Шикізат материалдары 8 страница
ІІІ т а р а у
Шикізат қоспасын дайындау технологиясы
3.1 Клинкер алудың тәсілдері
Портландцемент өндірудің технологиялық процестеріне мынадай негізгі сатылар кіреді: шикізат материалдарын өндеу; шикізат қоспасын дайындау; шикізат қоспасын күйдіру және клинкер алу; клинкер мен қоспаны ұнтақтап цемент алу.
Шикізат қоспасын дайындау сатысына шикізатты ұсақтау, ұнтақтау, қоспаның құрамын реттеу жатады.
Шикізатты күйдіруге дайындау тәсілдеріне байланысты портландцемент клинкерін өндірудің әдістерін сулы, құрғақ және аралас деп бөледі.
Сулы әдісті қолданған кезде шикізаттар сулы ортада ұнтақталады да, ылғалдылығы 32...50 % болатындай суйық шикізат шламы дайындалады. Одан әрі шикізат шламы күйдіру үшін айналмалы пешке жіберіледі.
Құрғақ әдісте шихтаны майда дисперсияланған бөлшек түрінде ұнтақтайды, ал араластыру және құрамын реттеуді шикізат ұнтағы түріндегі қоспамен жүргізеді. Одан әрі шикізат ұнтағы күйдіруге жіберіледі.
Аралас әдісте шикізат қоспасын сулы немесе құрғақ әдіспен дайындайды. Бірінші жағдайда шикізат шламын сусыздандыру үшін вакуум-фильтр немесе фильтрпрестен өткізіп, ылғалдылығы 16...18 % болатын кесектерді әрі қарай күйдіруге жібереді. Егер қоспа құрғақ әдіспен алынса, онда шикізат ұнтағын 12...15 %-ке дейін ылғалдылықта түйіршіктейді. Одан әрі күйдіруге жібереді.
|
|
|
Көрсетілген әдістердің өз ерекшелігі және кемшіліктері болады.
Құрғақ әдістің ерекшеліктері.
1. Клинкерді күйдіргендегі жылу және отын шығыны аз. Жылудың шығыны 2900...3750 кДж/кг, ылғалды әдісте 5400...6700 кДж/кг. Жалпы алғанда шикізат өнімдерін кептіру үшін клинкерге шаққанда кететін шығын 3100...4400 кДж/кг.
2. Өнімділігі бірдей пештерден түтіннің пайда болуы құрғақ әдісте сулы әдіске қарағанда 35...40 %-ке кем. Осының нәтижесінде шаңнан тазартуға кететін шығын аз. Құрғақ әдісте ыстық газдарды шарлы диірмендерінде қолдануға болады. Мұның өзі клинкер өндіру үшін кететін жылу шығынын төмендетеді.
3. Құрғақ әдіспен жұмыс істейтін пештерге ылғалды әдіспен жұмыс істейтін пештерге қарағанда металл, футеровка жасайтын материалдар да аз жұмсалады. Құрғақ әдісте циклонды жылу алмастырғышы бар қысқа пештер (Ø 4,2х60 м, Ø 4,5х80 м, Ø5х75 м; Ø 6,4;7,0х95 м), ал сулы әдісте-ұзын пештер (Ø 4х150 м, Ø 4,5х170 м, Ø5х185 м, Ø7х230 м) қолданылады.
|
|
|
4. Құрғақ әдіс пештерінің өнімділігі жоғары (тәулігіне 3000...10000 т-ға жетеді). Пештің 1м3 алынатын клинкердің меншікті көлемі де жоғары. Осының арқасында құрғақ әдістің пештері ылғалды әдіске қарағанда 2...3 есе қуатты, еңбек өнімділігі артық, пайдалану шығыны кемиді, өнімнің өзіндік құны төмендейді.
5. Судың тапшылығы кезінде оның шығынына жол берілмейді.
Құрғақ әдісте пайдаланатын шикізат қоспасының құрамында сілтілер мен хлорлы қосылыстардың өлшемі шектеледі. Мысалы хлор-иондарының саны 0,015 %-тен кем болу керек. Бүл материалдар әрекеттесу себебімен циклондардың және газоходтардың ішкі бетіне сілтілі – кальцийлы қосылыстар пайда болып жабысып пештің аэродинамикасын бұзады, түтінді газдардың қозғалуына кедергі жасайды.
Құрғақ әдістің кемшіліктері.
1. Құрғақ әдісте шикізат материалдарын ұнтақтағанда көп мөлшерде шаң - тозаң бөлінеді. Бұған үлкен қуатты шаң ұстағыш жабдықтар орнату қажет. Сол сүзгілерді орнату кезінде және пайдалану барысында шығын көбейеді. Құрғақ әдісте барынша санитарлық ережелерді жақсы ұстап, айналадағы ортаны қорғау қажет.
|
|
|
2. Құрғақ әдіспен жұмыс істейтін пештерді пайдаланудың күрделігі. Шикізаттың химиялық құрамының және басқа параметрлерінің өзгерісі пеш агрегаттарының жұмыс істеу ережесін бұзады. Сол үшін технологиялық параметрлерін нақты ұстап түру керек.
3. Пештердің дұрыс жұмыс істеуі үшін күйдіруге келіп түсетін шикізат ұнының құрамы біркелкі болуы керек. Ол үшін әктас пен топырақтың химиялық құрамының өзгерісі үлкен болмағаны жөн. Шикізат материалдары қоймада біртектіленуі қажет. Бұл олардың құрылысына және пайдалануға қажетті қосымша жабдықтардың капиталды шығынын ұлғайтады. Құрғақ шикізат материалдарын майдалауға кететін энергия мен еңбек шығыны ылғалды әдіске қарағанда едәуір жоғары.
|
|
|
Сулы әдістің ерекшеліктері.
1. Шикізатты сулы ортада ұнтақтағанда электр энергиясының шығыны аз болады. Кейбір материалдар (бор, сазбалшық) суда тез
үгітіледі.
2. Шикізатты өңдеу жұмыстары – жөнелту, тиеу және түзету құрғақ тәсілге қарағанда оңай жүргізіледі.
3. Сулы әдісте шаң аз болады, яғни шаң ұстағыштарға кететін шығын мөлшері төмен.
4. Сулы әдісте конструкциясы қарапайым және берік пештер пайдаланылады.
5. Шикізат шламның араластырылуы оңай және химиялық құрамын өзгертіп реттеу мүмкіндігі бар.
Сулы әдістің кемшіліктері.
1. Клинкерді күйдіруге кететін отынның шығын мөлшері көп. Шикізат қоспасының ылғалдылығы 34...42 % аралықта болады. Осындай ылғалдылықты қыздыру және буландыруға кететін жылу шығыны 1800...2200 кДж/кг клинкер аралығында немесе пештің жылулық балансының 30...35 % құрайды. Осыған байланысты сулы әдіспен жұмыс істейтін пештердің ұзындығының жартысына жуығы кептіргіш қондырғысы ретінде жұмыс істейді. Сондықтан мұндай пештердің тиімділігі төмен болады.
2. Пештердің өнімділігі төмен. Металл және басқа материалдар шығынын көп қажет етеді.
3. Еңбек өнімділігі төмен, пайдалану шығыны көп, өнімнің өзіндік құны жоғары болады.
Аралас әдіс өзінің техника – экономикалық көрсеткіштері жағынан құрғақ және сулы әдістердің арасынан орын алады. Жалпы алғанда осы әдісте отын шығыны ылғалды әдістерге қарағанда 20...30 % кем, бірақ өндіріске көп еңбек қорын қажет етеді және электр энергиясының шығыны жоғары.
Қазақстанда бүгінгі таңда толықтай үш зауыт – «Стандарт Цемент» ЖШС, «Жамбыл Цемент» АҚ, «Қазақ Цемент» ЖШС және Қарағанды цемент зауытының бір бөлігі үнемді құрғақ тәсілмен жұмыс істейді.
Батыс Еуропаның көптеген елдерінде және Жапонияда отын шығынының көп болуына байланысты сулы әдіс қолданылмайды, цементтің 100 % экономикалық тиімді құрғақ әдіспен шығарылады.
АҚШ, Канада және тағы басқа бірқатар мемлекеттердегі зауыттардың 50...60 % құрғақ әдіспен жұмыс істейді. ТМД елдерінде цемент өндірісінің жалпы көлемінің 20...25 %-ке жуығы құрғақ әдіспен өндірілсе, ал қалғаны сулы әдіспен өндіріледі. Бұған себеп материалдардың ылғалдылығының жоғары болуы, техникалық базаның нашарлығы, отынның әрі арзан, әрі оңай табылатындығы себеп болды.
Көптеген жылдар бойы өнім өндіру тәсілі, шикізат материалдарының ылғалдылығы мен оның біркелкілігіне сәйкес қабылданып келді. Шикізаттың химиялық құрамының біртектілігі және тек бор мен сазды тау жыныстарын қолдану - сулы әдіспен жұмыс істеудің алғы шарты деп саналады. Құрғақ әдісте шикізат қоспасының ылғалдылығы 8 % болғанда ғана қолданылады, олай болмаған жағдайда материалдарды құрғатуға кететін шығын мөлшері артады. Техника мен технологияның одан әрі дамуы, құрғақ әдістің тиімділігін, оны шикізат шихтасының ылғалдылығы 15 % және одан жоғары болған жағдайда да және бор мен сазды тау жыныстарын қолдана отырып, цемент өндірісіне қолдануға болатынын көрсетті. Сонғы жылдары тек құрғақ тәсілде жұмыс істейтін цемент зауыттарының жобасы және құрылысы жүргізіліп жатыр.
3.2 Шикізатты өндіру және тасымалдау
Цемент өндіру көп тонналық технология болып табылады. Қазіргі цемент зауыттары 1,0...2,5 млн. т цемент шығарады. Ол үшін бір жылда 2,0...4,5 млн т шикізат, бір тәулікте 5...10 мың т шикізатты қайта өңдеу қажет. Цемент зауыттары әктас пен сазды тау жыныстарының қоры бар жерлерге жақын салынады. Бұл тасымалдау кезіндегі шығынды азайтады. Шикізатты өндіру ашық әдіспен өңдейтін кендерде жүзеге асырылады. Қажетті тау жынысының жоғарғы беті қолданылмайтын тау жынысы қабатымен қапталған (вскрыша). Оның қалыңдығы 0,2-ден 7 м дейін, кейде 20 м дейін жетеді. Кен өндіруге шөмішті мен роторлы экскаваторлар (3.1-сурет) қолданылады.
| 3.1-сурет. Роторлы экскаватор: 1 – роторлы дөнгелек; 2 - жебеше; 3 - канат; 4 - конвейер; 5 - бұрылу платформасы; 6 - түсіргіш конвейер; 7 – шынжыр табанды құрылғы |
Кеніштерде шикізатты биіктігі 10...15 м болатын бір немесе бірнеше кемерлерден өңдеп алады (3.2-сурет). Өндіру әдістері шикізаттың физика-механикалық қасиеттеріне байланысты болады.
| 3.2-сурет. Кеніште шикізат материалдарын өндіру |
Алдымен қаттылығы жоғары тау жыныстарын (әктас) қопарады. Бұл үшін диаметрі 100...300 мм шахмат тәрізді тәртіппен орналасқан бұрғылау мұнараларына қопарғыш затты салып, бірнеше қопарылыстар жасайды. Бұрғылау мұнараларының әрі-бері өтуін аспалы соққылы станоктар (3.4-сурет) арқылы немесе пневматикалық бұрғылау станоктары арқылы жүргізеді. Соңғы кездері өнімділігі 30 м/сағ, қуатты, шарошка тәріздес бұрғылау станоктарын пайдалануда (3.3-сурет).
| 3.3–сурет. Айналмалы бұрғылау қондырғы |
Тау жыныстарын шөмішінің сиымдылығы 8 м³ экскаваторлармен тиейді. Қопарылыстан кейін экскаватор шөмішіне сыймайтын үлкен кесектер (негабариттер) пайда болады. Оларды арнайы соққылау құрылғыларымен (бутобой) немесе тағы да жарылыс беру әдісімен немесе үстеме зарядтармен ұсақтайды.
Соңғы кездері өндірудің оңай, әрі арзан түрі - трактор тіркемелеріне арнаулы қопсытқыш (қопарғыштар) тіркеу (3.5-сурет). Цемент зауыттарында қазіргі кезде қуаты 180, 300, 350, 550 ат күшіне тең қопарғыш - бульдозерлер шығарылады. Бұлардың көмегімен маңызды екі мәселені шешуші болады: қоршаған ортаны қорғау аймақтарында, қопарылысқа тиым салынған жағдайда осыларды қолдануға болады.
Қопарудың тиімділігі тау жынысының мықтылығын оның жарылу дәрежесіне байланысты.
| 3.4-сурет. Аспалы соққылы станок: 1, 16–тіреуш; 2–балансирлі тістегеріш; 3–балансир; 4–лебедка; 6–бұлғақ; 7, 9- блоктар; 8, 10– канаттар; 11–ұршық; 12–құлып; 13–желонка; 14–бұрғылау штанга; 15–бұрғылау инструменті; 17– лебедка; 18-шынжыр табанды жүріс құрылғы |
Шет елдерде қопарылыс әдістерінің орнына механикалық қопсыту әдісі қолданылады. Шикізатты арту шөмішті артқыштар арқылы жүргізіледі. Жұмсақ тау жыныстарын өндіру оларды арта алатын роторлы экскаваторлар арқылы жүргізіледі. Сонымен бірге тау жыныстарынан шикізат қоспасын дайындауға өздігінен жүре алатын комбайндар қолданылады.
Комбайн құрамына шлам дайындау үшін қажетті тік қозғалатын ауыстырғыш пен шикізатты зауытқа жеткізетін гидротранспорт үшін насостық қондырғы кіреді. Сондай-ақ, жұмсақ тау жыныстарын сумен шаятын гидромонитор гидромеханикалық әдісте қолданылады. Кейбір зауыттарда шикізатты ұсақтау тура сол кеніштің өзінде жүргізіледі. Бұл үшін өнімділігі 1000 т/сағ, өзі жүретін шынжыр табанды қондырғылар пайдаланылады.
|
| 3.5- сурет. Қопсытқыш: 1 және 6 – тартымдар; 2 – тіреу; 3 – флюгерлі құрылғы; 4 – кронштейн; 5 – гидроцилиндр; 7 – трактордың рамасы; 8 – гидроцилиндр; 9 – күрек; 10 – пышақ; 11 - тартым |
Жаңа цемент зауыттарында тау-кен жұмыстарын үздіксіз технологиямен жүргізеді. Қазып алған шикізатты карьерде ұсақтап ленталы тасымалдағышпен зауытқа жеткізеді (3.6-сурет).
| 3.6-сурет. Тау-кен жұмыстарының үздіксіз технологиясы: 1-экскаватор; 2-жылжымалы ұсақтағыш; 3- таразысы бар жылжымалы ленталы конвейер; 4-стационарлы конвейер; 5- жылжымалы конвейер |
Шикізатты зауытқа тасымалдау әдістері тау жынысының қасиетіне, өндіру тәсілдеріне, жергілікті жердің рельефіне, тасымалдау қашықтығына байланысты.
Көлік түрлері: темір жол, автомобиль, ауалық сым жол, ленталық конвейерлер, құбырлар арқылы жүретін гидротранспорт. Ауалық сым жол және темір жол көліктеріне қаражат көп жұмсалады, автомобиль жолдарына төмендеу. Темір жол көлігі өте алыс жерлерге, ал автомобильдер 8 км дейінгі жерлерге қолданылады. Тегіс, жазық рельефті жерлерде темір жол көлігі тиімді, ал 1...6 км аралығындағы қашықтықтарда ленталық конвейерлер ыңғайлы. Мысалы, «JAMBYLCEMENT» АҚ зауытында ұсақталған шикізаттарды карьерден тасымалдау үшін ұзындығы 2,8 км ленталы конвейер пайдаланылады. Шикізатты тасымалдау үшін өздігінен аударылғыш темір жол платформалар – думпкаралар (жүк көтергіштігі 60...80 т) мен 25...55 тонналық автосамосвалдар (БелАЗ, КамАЗ, ХОВА т.б.) қолданылады. Темір жол көлігі «Шымкентцемент» және «Семей цемент зауыты» ЖШС зауытында қолданылады. Тасымалдау ұзақтығы 40 және 80 км құрайды. Карьерде ұсақталған тау жыныстарын ауалық сым жолдың вагонеткаларымен немесе ленталық конвейермен тасымалдайды. Егер де шикізат жұмсақ, ылғалдығы жоғары немесе құрамында саз тәріздес жабысқақ заттар болса, олар вагонеткаларға жабысып қалады.
Гидротранспортты жұмсақ шикізат материалдарын, яғни бор мен сазды тасымалдауға қолданады. Сазды шлам құбыр арқылы «Шымкентцемент» және Семей цемент зауытында тасымалданады, ұзақтығы 12...13 км. Ресейде кендегі «Гидрофол» диірмендерінде шикізат шлам дайындап құбыр арқылы зауытқа айдайды. Өндірілген шикізаттың өзіндік жалпы құнының 60 %-ы көлік шығыны құрайды.
Дата добавления: 2019-02-22; просмотров: 593; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!