Клинкер пайда болу процесін реттеп жеделдету 7 страница
4.12.7 Клинкерлі шаңдату және оны жою жолдары
Күйдіру процесі рационалды жүрген кезде пештен өлшемі 10…25 мм гранулданған клинкер шығады. Технологиялық режим бұзылған кезде пештен 70 % дейін майда (<1 мм) клинкер шығу мүмкін - шаңды клинкер.
Бұл кезде пештің техника-экономикалық көрсеткіштері - өнімділігі төмендеп, отынның шығыны жоғарылап кетеді. Пештің өнімділігі 15 %, футеровканың төзімділігі 50 %, клинкердің активтігі 15 % төмендейді. Отын шығыны ̴15 кг/кг клинкерге, салқындатудағы жылу шығыны ̴ 9 кг/кг клинкерге жоғарылайды.
Клинкердің шаңдатуының негізгі себептері:
1) Шикізаттың құрамы, тотықтармен модульдердің саны;
2) Электрофильтр шаңының құрамы және оны пешке қайтару тәсілі;
3) Сілті құрамды қоспалар;
4) Пештегі газды ортаның құрамы;
5) Күйдіру режимі және материалдың жентектелу алабына жақындағанда дайындалу дәрежесі;
6) Отынның жану процесі және алаудың формасы;
7) Мұздатқыштың жұмыс істеуі және екіншілік ауаның температурасы.
Клинкер күйдіргендегі шаңдату процестерін профессор В.К. Классен және т.б ғалымдар көп зерттеген. В.К. Классен айналмалы пеште клинкерді шаң пайда болмас үшін келесі шараларды пайдалануды қажет деп есептейді.
|
|
|
1. Шикізат қоспаның құрамындағы Аl2O3 мөлшерін 3,6...3,8 % жеткіздіру керек. Қажет болса алюминатты қосымша материал қосу керек.
2. Шикізат қоспада ірі кристалды кварцты жою немесе мөлшерін төмендету керек.
3. Клинкердің оптималды модульдік көрсеткіштерін сақтау.
4. Сілтілі қосылыстардың мөлшерін төмендету және олардың айналдыруын (возгонка) азайту керек. Ол үшін ішкі және сыртқы циркуляцияны азайту қажет. Ішкі циркуляцияны пештегі қайта құру газды ортаны (восстановительная среда) жою арқылы төмендетеді. Сыртқы циркуляцияны жою үшін электросүзгіштің шаңын пешке қайтармау, болмаса оның мөлшерін төмендету керек.
5. Клинкердің пештің ішіндегі ыстық аймақта болу мезгілін азайту керек. Ол үшін отынды рационалды жағу, мұздатқыштың П.Ә.К. жоғарылату, пештің дайындалу алаптарында жылуалмасуды жақсарту керек.
6. Отынды рационалды жағу үшін корпустың температуралық максимумы пештің ыстық жағынан 12 
1 м жерде орналасу керек. (4.55-сурет). Ол үшін оттын жануы ерте (L0 ≈ 1м) жерден басталу керек, оттықтан шығатын газдың жылдамдығы Wф, ауаның артықшылық коэффициенті -α және ауаның көлемі Vв төмен болу керек, ал tвв- екіншілік ауаның температурасы және β - оттықтың материалға еңкеюі жоғары болу керек.
|
|
|
|
| Wф-оттықтан шығатын газдың жылдамдығы; β-оттықтың материалға еңкеюі; tвв - екіншілік ауаның температурасы; α -ауаның артықшылық коэффициенті; Vв - ауаның көлемі |
| 4.55-сурет. Клинкерді шаңдаттырмайтын рационалды алау |
7. Екіншілік ауаның жылуы 1000 кДж/кг төмен емес, мұздатқыштың П.Ә.К. 80 % жоғары, пешке артық ауа сорылмау керек.
8. Материалды жентектелу алабына дейін жақсы дайындау, минерализатор қосу, гранулданған клинкер пайда болу керек.
9. Рационалды жылуалмастырғыштарды орналастыру керек.
В.К.Классен клинкер шаңдатпау үшін келесі ұсыныстар береді:
1. Шикізат қоспаның құрамы оптималды болу қажет. Күйдірілген материалдың құрамы жентектелу алабының алдында келесі болу керек:
Al2O3 = 5,5...5,9 %;
Fe2O3 = 4,2…4,6 %;
Al2O3 + Fe2O3 ≈ 10 %;
- Ірі кристалды кварцтың мөлшері төмен болу керек;
- Клинкердің модульдік мінездемелері: ҚК = 0,9...0,93;
|
|
|
n= 2,0…2,4; р=1,2…1,5;
- жентектелу алабының алдында материалдағы қоспалар:
R2О < 1,5 %; SO3 < 1,5 %; Cl- < 0,5 %;
2) Пештегі газдардың ортаның оптималды құрамы:
СО < 0,01 %; О2 = 1...3 %;
3) Жентектелу алабы жақын болу керек, отын жақсы жанып, мұздатқыштың П.Ә.К. жоғары болу керек;
4) Шикізат қоспасына минерализатор, жанатын қоспа қосып, жылуалмастырғыштарды жақсы жұмыс істетіп, жентектелу алабына дейін материалды жақсылап дайындап әкелу керек.
4.13 Клинкер өндірудің басқа тәсілдері
Клинкерді қайнау қабатта және қалқыған жағдайда күйдipy.
Шикізат қоспасын күйдіріп, портландцемент клинкерін алуды жақсарту, арттыру мақсатында клинкер алудын жаңа әдістері бағытында көптеген ғылыми-зерттеу жұмыстары жүргізілуде. Клинкер өндірудің басқа әдістеріне мыналарды жатқызуға болады: 1) клинкерді "қайнау" қабатта және ауада (қалықтаған күйінде) күйдіру; 2) толық балқыту әдісі бойынша күйдіру; 3) төмен температуралы технология бойынша күйдіру; 4) шикізаттың жаңа түрінен алынған клинкер.
|
|
|
"Қайнау" қабатта және қалықтаған күйінде клинкер күйдіруді көптеген агрегаттарда (бір қамералы реактор, цилиндрлі шахта, циклонды оттықта және т.б.) жүзеге асыру үшін тәжірибелер жасалды. Тәжірибе жүзінде клинкерді 1440...1500°С бірнеше секундта немесе минутта алған. Бірақ бұл әдіс технологиялық жағынан қиын. Себебі қалықтаған күйде күйдіргенде ұнтақ шикізаттан түйіршіктері біркелкі клинкер алу қиын, клинкердің күйген майда түйірлерін жоғары температуралы газдан ажырату да қиын, клинкердің жылуы толық пайдаланылмайды, күйдіру камерасына қалқыған материал жабысып қалуы мүмкін.
К линкерді балқыту әдісі(электрдоғалы пеш, конвертор), пicipгiш торларда күйдіру. Толық балқыту әдісімен клинкер алу, техникалық жағынан мүмкін болғанымен экономикалық жағынан тиімсіз. Себебі, шихтаны өте жоғары температурада ~2000 °С қыздыруға көп мөлшерде отын, электр энергиясы кетеді. Қазіргі кезде, толық балқыту әдісімен 1550...1600 °С клинкер алуға мүмкіндік беретін шикізат шихтасының құрамы анықталды. Оларға құрамында фторидтер, хлоридтер, сульфаттар бар шикізат шихталары жатады. Дегенмен, осы уақытқа дейін аталған әдіс бойынша клинкер күйдіру процесін жүзеге асыратын өндірістік агрегаттар жасалмаған.
Төмен температурада клинкер күйдіру. Төмен температурада күйдірілген клинкерден алынған цементтер деп кәдімгі портландцемент температурасымен 150...200 °С төмен температурада алынған және құрылыстық-техникалық қасиеттері жағынан басқа цементтерден кем емес цементтерді айтады. Бұл цементтерді электр энергиясын және жылуды үнемдейтін технология бойынша алады. Солардың біріне төмен температуралы тұзды (ТТТ) технологиясымен алынған цемент жатады. Бұл технологияны Б.И. Нудельман және басқалар НИИСтромпроект ғылыми-зерттеу институтында (Ташкент қ.) зерттеген. ТТТ технологиясы бойынша клинкер түзілу процесі кальций хлоридінің қатысуымен бірге жүреді, СаСІ2 сұйық фазаның ролін атқарады. Тұзды балқыма қатысқанда клинкер түзілу процесі 1000...1200 °С температурада жүреді. Клинкерде алитке ұқсас жоғары негізді кальций силикаты түзіледі. Ол минерал алинит деп аталады, ондағы СІ ионының мөлшері 0,08 % және төмен негізді кальций силикаты - белитке ұқсас, сонымен қатар кальцийдің хлоралюминаты түзіледі.
Алиниттің құрамына алиттегі сияқты АІ3+ және Mg2+ иондары да енеді. Алиниттің гидратациялану жылдамдығы алиттің гидратациялану жылдамдығынан көбірек, беріктігі де 5...10 % артық. Оның гидратациясының нәтижесінде C2SH2 сияқты жоғары негізді гидросиликаттар түзіледі. СІ- ионы белиттің де гидратациялану жылдамдығын арттырады, оның 28 тәуліктен кейінгі беріктігі екі еседей көп.
ТТТ-технологиясының басқалардан айырмашылығы - шихтаның құрамына 10...12 % СаСІ2, немесе MgСІ2 енгізіледі. Пеште түзілген тұзды балқымада клинкер түзілу процесі 4...10 еседей тезірек жүреді.
ТТТ технологиясы жылуды үнемдей отырып 400...500 маркалы цемент алуға мүмкіндік береді. Мәселен ТТТ технологиясы бойынша ылғалды әдістің меншікті жылу шығыны 5000, ал құрғақ әдісте 3700 кДж/кг теқ, яғни қарапайым технологияның жылу шығынынан 30...35 % төмен.
ТТТ технологиясы бойынша алынған клинкердің ұнтақталу қасиеті өте жоғары, осының нәтижесінде цемент диірмендерінің де өнімділігі артады. Бүл технологиясымен ақ цементте алуға болады.
Шикізатты шағал ретінде күйдіріп клинкер алу тәсілі. Клинкерді жедел күйдіретін қондырғылар және технологиялар.
Шикізаттың жаңа түрінен алынған цементтерге базальтты цементтерді жатқызуға болады.
Базальт - көп таралған магмалық тау жынысына жатады. Базальттың құрамы, %: SiО2 45,41...55,90; А12О3 14,6...21,0; Ғе203 8,96...16,55; CaO 4,50...13,05; МgO 1,6...11,8; Nа2О 2,18...5,60. Бұлардан басқа базальттың құрамында титан, бор, ванадий, сирек кездесетін жер-элементтері мен темірдің (II) тотықтары кездесуі мүмкін. Базальт көп минералды тау жынысына жатады. Оның минералдық құрамы авгиттен, плагиоклаздардан, вулкан шынысынан, магнетиттен, ильмениттен, апатиттен және басқаларынан тұрады. Базальтты шикізат ретінде қолданғанда, клинкердің жентектелу температурасы 150 0С төмендейді, яғни сұйық фаза - балқыма 150 °С төмен температурада түзіледі.
Базальтты балқыманың тұтқырлығы оның құрамына қарай 1250 °С 8,9...8,1 Па·с аралығында өзгереді. Температураның жоғарылауына байланысты базальттың тұтқырлығы төмендейді, яғни ол 1400 °С 5,1...7,1 Па·с аралығында болады. Базальтты балқыманың кристалдану температурасының жоғарғы шегі 1215... 1250 0С аралығында.
Базальттың қатысуында шикізаттың реакцияға бейімділігі мен жентектелгіштігі жоғарылайды. Белит едәуір төмен температурада - 800 °С, ал алит 1200 °С түзіледі. 1200°С әктің байланысуы базальттың құрамындағы Ғе2О3 мөлшеріне байланысты 88...98 % аралығында жатады. Базальттың құрамындағы сілтілер (Nа2О) барлық клинкерлік фазаның құрамына енеді, сондықтан цементтің құрылыстық-техникалық қасиеттеріне ешқандай қауіп төндірмейді. Базальтты цементтер гидратацияланып қатая бастағанда гидратттардың талшықты формасы түзіледі, осының нәтижесінде бұл цементтер майыстырған кезде жоғары беріктік танытады. Базальтты цементтер жылуды аз бөледі, өлшемдік (деформациялық) өзгерістері, көлемінің шөгуі мен ісінуі де аз. Базальтты цементтер аса жоғары сұыққа төзімділігімен ерекшеленеді. Мысалы, базальтты цементтен алынған майда түйірлі бетон қату мен ерудің алмасып келген 200 цикліне шыдайды. Базальтты цементтердің сульфатқа төзімді және тампонажды цементтер ретінде де қолдануға болады.
Базальттың балқу температурасының төмендігі мен түзілген балқыманың реакцияға қабілетінің жоғарылығы, оны шикізат компоненті ретінде ұнтақтамай-ақ пайдалануға мүмкіндік береді. Базальтты ұнтақтамай мынадай жолдармен пайдалануы мүмкін:
1. Майда базальт шағыл тасын пешке қосымша береді. Бұндай тәжірибелер Жаңа-Здолбуновский цемент-шифер комбинатында өткізілген. Базальт шағыл тасының өлшемі 3...15 мм болғанда пешке оның 10...12 % беру тиімді екені анықталды. Бұл жағдайда пештің өнімділігі артады.
2. Базальт тау жынысын шикізаттың құрамындағы темірдің мөлшерін түзетуші реттегіш қоспа ретінде пайдаланылады, яғни зауытта «темір-су» шикізат лайы немесе ұны дайындалатын болса пиритті огарканың орнына базальтты қолдануға болады. Бұл отын шығынын азайтып, пештің өнімділігін арттыруға мүмкіндік береді. Кейбір жағдайда цементтің маркалық беріктігі жоғарылауы мүмкін.
3. Шикізат компоненттерін қажетті өлшемге дейін ұнтақтамай портландцемент клинкерін алуға болады. Цемент өндірісіндегі бұл жаңа технологияның ерекшелігі мынада: пешке шикізат лайы немесе шикізат ұнының орнына ұсақталған
компоненттердің өлшемдері 30 мм дейінгі шағыл тасы беріледі. Оларды пешке берер алдында немесе пештің ішінде араластырады. Күйдіру процесінде базальттың балқуы мен карбонатты компоненттің декарбонизациясы бірдей жүреді. Базальт балқымасы әктастың кеуек, жартылай кальцийленген түйірлерін сіңіріп, бұл процесті тездетеді. Алит кальций тотығы мен кремнеземнің балқымада тікелей араласуынан төмен температурада тез түзіле бастайды.
Жаңа «шағыл тасты» технология арқылы мынадай жетістіктерге қол жеткізуге болады:
1. Еңбек және энергетикалық қорларды үнемдеу. Өндірістің технологиялық сызбасынан сазбалшық компонентін ұнтақтау, шикізат қоспасының химиялық құрамын реттеу, түзету сатыларының қажеттілігі болмайды.
2. Шикізаттың ылғалдылығы (шамамен 10 %) мен күйдіру температурасының төмендеуі (шамамен 20...50 0С) нәтижесінде отын шығынын азайту;
3. Шикізат қоспасындағы материалдардың өте майда бөлшектерінің үлесін азайту арқылы атмосфераға кететін шаңның мөлшерін азайту.
Күйежентектелу торларда күйдіру. Бұл торларда қатты отынмен бірге туйіршектелінген шикізат қоспасы күйдіріледі. Күйдіру материал қабаты арасынан сорып өту тәсілімен (агломерация) жүргізіледі. Бұл тәсілде жылу алмасу өте жылдам жүреді, отынның бөлшектері материал қабатында жанып, күйдіру өте жоғары температурада жүргізіледі – 1800 0С жоғары. Күйдіру жылдамдығы жоғары, тордың 1 м2 ауданынан алынатын өнім мөлшері жоғары 0,5…1 т/м2·сағ, пештің материал –металлсыйымдылығы төмен.
Рудный индустриалды институтында жүргізген О.А.Мирюк зерттеулерінің нәтижесінде агломерациялық машиналарда клинкер күйдіру тәсілі табылған (Көкшетау обл.). Шикізат ретінде Соколов-Сарыбай кен байыту комбинатының скарн-магнетитті рудасының байытқаннан қалдықтары пайдаланады. Осы шикізатпен комбинатта клинкер өндірілген, жылу шығыны 18…34 % төмендеді, шартты отын шығыны 10…31 кг/т азайды.
Клинкерді жылдам күйдіретін агрегаттар технологиясы.
Е.П. Маков М.Әуезов атындағы ОҚМУ-де жүргізілген ғылыми-зерттеу жұмыстарының нәтижесінде құрылыс әкті және клинкерді жылдам күйдіретін агрегаттар және технологиялар зерттеп жасаған. Бұл агрегаттардың үлестік өнімділігі жоғары, өлшемдері үлкен емес, отын және электр энергия, жұмыс істеу кезіндегі шығыны, қоршаған ортаға зияны төмен.
Жылдам күйдіретін шахталы пештерде түтінді газдардың ағыны 900-қа бұрылған, материал жоғарыдан төмен түседі. Күйдірілетін материалдың өлшемі кіші, қабаты қалың емес, газды бірнеше рет сорып өткізуге болады, газды сорып өткізуге электр энергия шығыны төмендейді. Сонымен материал 1300 0С дейін жоғары температуралы қыздырғышта қыздырылып, одан кейін айналмалы пешке түседі. Бұл жерде клинкердің жентектелу процестері жүреді. Айналмалы пештің ұзындығы 2...3 есе қысқарады, өнімділігі жоғарылайды.
Дата добавления: 2019-02-22; просмотров: 312; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!