Главная
Новости
Строительство
Ремонт
Дизайн и интерьер




20.11.2019


01.11.2019


01.11.2019


25.09.2019


14.09.2019


14.09.2019


08.09.2019


03.09.2019


26.08.2019


13.08.2019





Яндекс.Метрика
         » » Технология шлаковых вяжущих веществ

Технология шлаковых вяжущих веществ

23.12.2017

Технология шлаковых веществ заключается в складировании сырьевых материалов, дроблении и сушке шлака, дроблении извести, гипса или других активизаторов твердения шлака, дозировании сырьевых материалов перед полом, совместном помоле и отгрузке.

Шлаковые вяжущие можно также изготовлять раздельным помолом исходных материалов с последующим их смещением. Однако этот способ изготовления из-за его пониженной технико-экономической эффективности почти не применяется.

Сырьевые материалы и требования к ним. Для изготовления шлаковых вяжущих, предназначаемых для изготовления изделий с применением водотепловой обработки их в автоклавах, в пропарочных камерах и др., а также электропрогрева, допускается применять стандартные и нестандартные гранулированные доменные шлаки, гранулированные или медленноохлажденные (отвальные) шлаки черной и цветной металлургии, топливные гранулированные шлаки, шлаки электротермической возгонки фосфора.

К химическому и минералогическому составу шлаков, предназначаемых для изготовления шлаковых вяжущих, пока еще не установлены нормативные требования. При оценке их пригодности для получения вяжущих необходимо руководствоваться общими теоретическими предпосылками о гидравлической активности шлаков.

Для изготовления вяжущих, используемых для производства изделий с применением пропаривания при 90—95°С, наиболее предпочтительны шлаки с повышенным содержанием алюмоферритов кальция, P-C2S, основного шлакового стекла и других компонентов, способных к самостоятельному твердению.

Для вяжущих, предназначаемых для изготовления изделий с автоклавной обработкой, допускается применять шлаки, имеющие в своем составе менее активные компоненты (мервинит, Y-C2S, монтичелит, анортит, ранкинит, a-CS, фаялит и т. п.).

В мартеновских, ваграночных шлаках, шлаках цветной металлургии содержание серы в расчете на серный ангидрид допускается не более 5%, в том числе сульфидной серы не более 1,5%. He допускается содержание в шлаках посторонних примесей, загрязняющих их.

Окончательная пригодность шлаков устанавливается по результатам испытаний их непосредственно в шлаковом вяжущем по методике, регламентированной в указаниях.

В качестве активизаторов при изготовлении шлаковых вяжущих для бетонов автоклавного твердения применяются известь негашеная, двуводный или полуводный гипс, молотый кварцевый песок; для бетонов, твердеющих в пропарочных камерах при 90—100°C, — негашеная известь, двуводный или полуводный гипс. Для повышения воздухостойкости и морозостойкости пропаренных бетонов на вяжущих из кислых гранулированных шлаков цветной металлургии, а также из топливных шлаков необходимо вводить 15—25% портландцемента (от веса вяжущего), т. е. 60—100 кг на 1 м3 бетона.

Добавки, применяемые для активизации шлаков, должны удовлетворять следующим требованиям:

а) известь негашеная — ГОСТ 9179—59; продолжительность гашения не менее 5 и не более 20 мин, температура гашения выше 60° С, содержание активной CaO не менее 75%, MgO и «пережога» CaO не более 5%; б) двуводный гипс — ГОСТ 4013—61; содержание CaSO4*2H2O должно быть не менее 65%; в) полуводный гипс — ГОСТ 125—57; г) портландцемент или портландцементный клинкер — ГОСТ 10178—62: е) кварцевый песок — ГОСТ 8736—62.

Приемка и складирование сырьевых материалов. Сырьевые материалы должны поступать на завод в соответствии с правилами, предусмотренными стандартами.

При предварительной приемке шлаков производится внешний осмотр материала (степень однородности, наличие примесей и др.), окончательный прием производится по результатам испытаний.

В случае, если качество поступающих сырьевых материалов вызывает сомнение, их необходимо разгружать на резервных складах, где и хранить до окончательной проверки.

Шлаки следует принимать по весу или объему из расчета на сухой материал. Отбор проб в местах разгрузки шлаков и их испытания должны производиться немедленно после каждого их поступления. При этом определяют: степень загрязнения их посторонними примесями (мусором, землей и т.п.), насыпной объемный вес и влажность, а также испытывают шлаки непосредственно в вяжущем. Указанные характеристики шлака определяют по ГОСТ 9758—61.

Содержание CaO, MgO, SiO2, Al2O3, Fe2O3, FeO и др. потери при высушивании при 105° С и при прокаливании при 1000° С определяют 1 раз в месяц при получении сырья от одного поставщика и сразу же после смены поставщика. Химический состав определяют по методике, регламентированной ГОСТ 5382—58.

Исходные материалы должны храниться в условиях, исключающих возможность их увлажнения, загрязнения и смешивания. Длительность хранения шлаков не ограничивается. Забракованные шлаки подлежат удалению с территории завода.

Дробление шлаков, извести, двуводного гипса и других сырьевых материалов. Оптимальная крупность материала, подаваемого в шаровые мельницы и другие помольные аппараты, составляет 6—10 мм. Шлаки, особенно отвальные, передельные шлаки черной металлургии могут поступать на завод в виде кусков и глыб с размером в поперечнике 400—500 мм и более.ГПо-этому на помольных установках для производства шлаковых вяжущих веществ в зависимости от крупности поступающего материала, его прочности, твердости, вязкости, влажности и т. п. осуществляют дробление шлаков в одну, две и иногда в три стадии.

Схемы дробления и типы дробилок следует выбирать, учитывая основные физико-механические свойства шлаков и других сырьевых материалов, их крупности и требуемой степени измельчения.

Металлургические шлаки в зависимости от их химического и минералогического состава и, главное, от степени их кристаллизации имеют прочность, колеблющуюся в весьма широких пределах: от 1000 до 2250 кГ/см2 для шлаков с кристаллической структурой и от 250 до 1200 кГ/см2 — со стекловидной.

По твердости шлаки могут относиться к материалам: особотвердым, твердым и средней твердости.

Влажность шлаков может колебаться в широких пределах: от 1—3% (для плотных мертеновских и ваграночных шлаков) до 15—20% (для доменных шлаков мокрой грануляции).

В практике цементных заводов коэффициент измельчения составляет для дробилок щековых от 4 до 6, конусных от 3 до 6, молотковых однороторных от 10 до 12 и двухроторных от 15 до 20, валковых от 3 до 4 для твердых материалов и от б до 10 для средней твердости и мягких.

Дробление крупнокусковых твердых шлаков (медленноох лажденных доменных, мартеновских, ваграночных и т. п.) целесообразно осуществлять в щековых и конусных дробилках, а гранулированных шлаков, извести и двуводнохо гипса — в молотковых и валковых дробилках. Так как отвальные шлаки, особенно мартеновские и ваграночные, размалываются труднее, чем гранулированные, то дробить их следует до частиц размером 3—5 мм.

В основных мартеновских, ваграночных и некоторых других шлаках почти всегда имеются включения металлов. Для отделения их следует предусматривать установку на транспортерах и питателях магнитных и других сепараторов. Это необходимо для предотвращения возможных поломок дробильного оборудования. Утилизация же извлеченного при этом металла значительно повышает технико-экономическую эффективность помольных установок.

Сушка шлаков. При влажности шлаков более 3—5% (в зависимости от того, содержится ли в вяжущем известь-кипелка и в каком количестве) производительность шаровых мельниц при помоле шлакового вяжущего снижается, одновременно растет удельный расход электроэнергии. Поэтому до помола в большинстве случаев шлаки подвергают сушке до влажности 1—2%.

Обычно при изготовлении шлаковых вяжущих шлаки сушат в сушильных барабанах. Иногда процесс сушки совмещают с помолом в одном сушильно-помольном агрегате, работающем по замкнутому циклу. Такая установка обеспечивает надежную работу при влажности материала не более 6%. С повышением влажности шлаков возникает необходимость их предварительной подсушки. Во избежание расстекловывания шлаков при сушке не следует нагревать отвальные и тяжелые гранулированные доменные шлаки выше 700° С, а легкие гранулированные доменные шлаки — более 600° С. В противном случае наблюдается снижение их гидравлической активности.

Однако, по данным М.И. Стрелкова, при нагревании выше 600—700° С только у активных гранулированных шлаков резко ухудшаются свойства. Шлаки же низкоактивные после нагревания в температурной области 500—700° С имеют повышенную активность, причем прочность цементов на основе термообработанных шлаков, по его данным, может возрасти на 30 и даже 60% по сравнению с цементами на тех же шлаках, но не подвергшихся нагреванию при указанных температурах.

Наиболее эффективны при сушке шлаков сушильные барабаны комбинированного типа, имеющие в начале барабана лопасти различной формы, в средней части — подвеску цепей в дополнение к лопастям, а в разгрузочной части — ячейковые устройства.

Съем влаги с 1 м3 полезного барабана при сушке шлаков составляет 40—50 кг/м3 в час, расход тепла 1200—1300 ккал/кг испаряемой влаги и расход электроэнергии 1,5—2 квт*ч на 1 т сухого материала.

Питание сушильного барабана влажным шлаком следует производить непрерывно и равномерно, не допуская недогруза и перегруза барабана.

При выходе из сушильного барабана температура топочных газов должна быть около 150° С, а температура выгружаемого шлака — 120—150° С.

Помол шлаков и активизаторов их твердения. Шлаки измельчают совместно с известью, гипсовым камнем или другими компонентами вяжущего на крупных помольных установках в двух- или многокамерных шаровых мельницах.

В нашей стране в основном применяются одностадийные схемы помола по открытому циклу.

В последние годы в отечественной и зарубежной цементной промышленности в связи с непрерывным повышением требований к тонкости помола вяжущих наметилась явно выраженная тенденция к переходу на схемы измельчения в замкнутом цикле. Практика показала, что тонкий помол цемента в многокамерных мельницах, работающих по открытому циклу, связан с повышенными удельными затратами электроэнергии, а в ряде случаев он не может быть осуществлен из-за налипания и агрегирования цемента. При помоле в замкнутом цикле в сепараторной мельнице измельченный материал поступает в сепаратор, где из него выделяются фракции тех размеров, какие требуются для готового продукта, а более крупные частицы направляются снова в мельницу на дополнительное измельчение. Таким образом, из материала непрерывно извлекаются наиболее тонкие частички, которым особенно присущи свойства агрегирования и способность прилипать к мелющим телам и стенкам мельницы.

Опытами установлено, что при выпуске цемента высоких марок и цемента из шихт с различной размалываемостью компонентов производительность сепараторных мельниц на 10—12% выше, а удельный расход электроэнергии на 8—10% ниже, чем у мельниц открытого цикла. При работе по замкнутому циклу снижается удельный расход мелющих тел и удлиняется срок службы футеровки.

В настоящее время на большинстве строящихся и проектируемых технологических линий и заводов применяются одностадийные схемы помола в замкнутом цикле.

Учитывая этот опыт при производстве шлаковых вяжущих, также следует измельчать исходные сырьевые материалы в мельницах замкнутого цикла.

Из практики цементных заводов следует, что при помоле шлаковых вяжущих, состоящих из нескольких компонентов с различной сопротивляемостью размолу, целесообразно применять короткие мельницы с сепараторами. При этом рекомендуется повышать скорость прохождения материала через систему, поскольку при быстром проходе больших количеств материала через мельницу в единицу времени удельная поверхность будет приблизительно вдвое больше, чем при медленном однократном проходе через мельницу меньших количеств материала. Благоприятную роль оказывает при этом охлаждение размалываемого материала в сепараторе.

Влияние тонкости помола шлаковых вяжущих на их активность показано в табл. 102.
Применяется несколько схем измельчения материалов в двух-или трехкамерных мельницах с сепараторами. На рис. 71 изображена схема, которая рекомендуется для помола многокомпонентных вяжущих веществ с различной размалываемостью компонентов. По схеме предусматривается короткий путь прохождения материала перед сепаратором; легкоразмалываемый компонент, попадая в сепаратор после камеры грубого помола, выводится из процесса. На отечественных цементных заводах при указанной схеме применяются сепараторные мельницы размером 2,4х10,5 м производительностью 13—17 г/ч.

Питание мельниц следует осуществлять с помощью весовых дозаторов-питателей. Иногда применяют тарельчатые питатели. Питатели должны обеспечивать точность дозирования сырьевых материалов в мельницу: гипса ±0,5%, извести ±1,5%; шлака ±2%. Наиболее целесообразно применять ленточные весовые дозаторы-питатели.

Помольные установки следует оснащать системами автоматического регулирования, обеспечивающими непрерывную их работу и получение продукта с заданной степенью измельчения.

ЦПКБ треста Севзапмонтажавтоматика разработана система, контролирующая и регулирующая равномерность загрузки материала в мельницу по изменениям частоты акустического спектра шума в зависимости от степени заполнения первой камеры. В случае отклонений от заданных показателей электроакустический регулятор воздействует соответствующим образом на питательное устройство мельницы. Это позволяет обеспечить определенный уровень загрузки материалом первой камеры и тонкость помола вяжущего при постоянном соотношении исходных компонентов.

При использовании этих систем (РЗМО) производительность мельниц возрастает примерно на 10%. снижается расход электроэнергии и повышается качество вяжущего.

Хранение и отгрузка вяжущего. Вяжущее, выходящее из мельничной установки, взвешивают, а затем с помощью пневмонасосов, аэрожелобов или при небольшой производительности установки с помощью элеваторов перемещается для хранения на склад готовой продукции. Хранят шлаковое вяжущее обычно в металлических или железобетонных силосах. Емкость их должна соответствовать не менее чем 10-суточной производительности помольной установки.

Силосы следует оборудовать пневматическими или другими устройствами для рыхления и выгрузки вяжущего, а иногда и для гомогенизации.
Шлаковые вяжущие обычно отправляют потребителям в насыпном виде (навалом) в саморазгружающих вагонах, в контейнерах и в автоцементовозах.

Продукт, приготовляемый в помольных установках при заводах строительных изделий, направляют непосредственно в расходные бункера бетоносмесительного цеха обычным внутризаводским межцеховым транспортом.

На вяжущее вещество, отправляемое потребителю, выдается специальный паспорт, в котором указывается завод-изготовитель, состав вяжущего, его активность при твердении при пропаривании или автоклавной обработке и ряд других сведений.

Типовой проект помольной установки. В настоящее время имеется ограниченное количество проектов помольных установок для производства шлаковых вяжущих. Большинство из них разрабатывалось много лет назад, они не учитывают должным образом новых достижений в области проектирования современных предприятий.

Поэтому ниже приводится краткое описание лишь последнего типового проекта помольной установки для производства местных вяжущих на основе гранулированных доменных шлаков с годовой производительностью 300 тыс. т, разработанного инстатутами Гипрострой и Промстройпроект (г. Киев). Проект утвержден Госкомитетом промстройматериалов при Госстрое бывш. СССР и введен в действие с октября 1966 г.

Помольная установка предназначена для изготовления известково-шлакового цемента и других видов бесклинкерных шлаковых вяжущих и порошков. Строительство помольной установки предусматривается в составе шлакоперерабатывающих предприятий металлургических заводов или в составе строительных баз.

На рис. 72 дана принципиальная технологическая схема этой установки.
Гипсовый камень навалом, а комовая известь в контейнерах поступают на склад добавок по железной дороге. Co склада они поочередно подаются грейферным краном 3 в приемный бункер, откуда пластинчатым питателем 4 загружаются в роторную дробилку 5. Дробленый материал и просыпь из пластинчатого питателя поступают затем на ленточный конвейер 2, которым транспортируются в бункера, установленные над мельницей 16. Гранулированный шлак подается в приемные бункера и через ленточные питатели 1 системой ленточных транспортеров передается в сушильно-помольное отделение.

Предусмотрены два варианта подачи шлака. В летний период при влажности его менее 3% шлак подается непосредственно в бункер над мельницей. При большей влажности предусматривается его сушка. Для этого шлак ленточным конвейером подается в расходный бункер над сушильным барабаном 8. Питание, барабана осуществляют дисковым питателем через ленточный весоизмеритель. Высушенный до влажности 1—2% гранулированный шлак элеватором подается в расходный бункер над мельницей. Сушку шлака в барабане осуществляют газовоздушной смесью, получаемой сжиганием в специальной точке доменного газа.

Дымовые газы, отходящие из сушильного барабана, очищаются в батарейном циклоне и электрофильтре 27, после чего они вентилятором 13 выбрасываются в атмосферу. Уловленная в пылеочистительных устройствах пыль винтовым конвейером 12 подается в элеватор, а затем в расходный бункер шлака над мельницей.
Помол гранулированного шлака и добавок осуществляется в высокопроизводительной сепараторной мельнице 16, работающей по замкнутому циклу, с двумя центробежными сепараторами 18. Материал подается в мельницу дисковыми питателями через ленточные весоизмерители. Измельченный в первой камере материал через разгрузочное устройство в середине мельницы элеватором 9 поднимается в сепараторы. Из сепараторов фракции крупнее 0,02 мм возвращаются на домол в мельницу, а менее 0,02 мм пневмотранспортом подаются в силосный склад. Для интенсификации помола предусмотрена аспирация мельницы.

Очистка аспирационного воздуха, выходящего из мельницы через аспирационную коробку, производится в циклонах 10 и рукавном фильтре 11. Осевшая пыль вместе с фракцией менее 0,02 мм двухкамерным пневмонасосом 17 подается в силосный склад. Очищенный воздух вентилятором 13 отводится в атмосферу.

Для очистки воздуха при пневмозагрузке силосов установлены рукавные фильтры 11 с отсасывающими вентиляторами. Выгрузка силосов в вагоны 26 или цементовозы 25 производится через боковые разгружатели 22. Для предотвращения слеживания цемента предусмотрена его перекачка из силоса в силос через донные пневморазгружатели 23 и аэрожелоба 28 пневматическим насосом 24.

На рис. 73 приведена схема генерального плана этой типовой помольной установки. Основные производственные переделы (склад и дробильное отделение добавок, сушильно-помольное отделение и склад готовой продукции) размещены в отдельно стоящих зданиях и сооружениях.

Склад добавок представляет собой однопролетное здание павильонного типа, оборудованное мостовым электрическим магнитно-грейферным краном (10 т). Склад разделен по длине на два отсека: один для хранения гипсового камня, другой — комовой извести (рис. 74).

Сушильно-помольное отделение также размещено в однопролетном здании (рис. 75).

Силосный склад готовой продукции представляет собой два типовых корпуса серии ИС-01-09, объединенных в один блок. Емкость одного силосного корпуса 3400 м3. Общая емкость склада 6800 м3.