книги из ГПНТБ / Креймер, М. Б. Машинист вращающейся печи

ИЗДАТЕЛЬСТВО ЛИТЕРАТУРЫ ПО СТРОИТЕЛЬСТВУ МОСКВА— 1971

УДК 6G6.fM.lMl.57

Гос. публичная

Нбучис гехничэо*ая

биб, .сока СССР

ГасЕМПЛЯР

ЧИТАЛЬНОГО ЗАЛА я

Изложены основные данные по эксплуа­ тации вращающихся цементо-обжигатель­ ных печей. Приводятся общие сведения о сырьевых материалах, подвергаемых обжи­ гу во вращающийся печах. Описаны конст­ рукции с комплектующим оборудованием и теплообменными устройствами. Рассмат­ ривается влияние основных эксплуатацион­ ных факторов работы вращающихся печей ■на обжиг сырьевой смеси.

Брошюра подробно знакомит читате­ лей с основными правилами ведения про­ цесса обжига клинкера, с методами налад­ ки, технологическим уходом и ремонтом вращающихся печей.

Предназнане'на для машинистов вра­ щающихся печей, а также для мастеров и других специалистов, связанных с эксплуа­ тацией печных агрегатов на цементных за­ водах.

Табл. 4, рис. 29, библ. 20 названий.

3 —2—9 268—1970

ПРЕДИСЛОВИЕ

Значительный объем строительства в на- . шей стране требует большого количества строительных материалов, потребность в “ко­ торых с каждым годом возрастает.

Основным строительным материалом сов­ ременного индустриального строительства яв­ ляется железобетон. Широкое применение бетона и железобетона в строительстве бази­ руется на резком увеличении производства цемента и повышении его качества.

В настоящее время наша цементная про­ мышленность является одной из ведущих комплексномеханизированных отраслей тяже­ лой индустрии. Уже в 1970 г. производство цемента составило около 100 млн. т. Прирост мощности будет достигаться путем ввода но­ вых мощностей, расширения и реконструкции действующих предприятий, оснащаемых сов­ ременным наиболее мощным оборудованием, внедрения средств автоматического регулиро­ вания процессов производства цемента, ис­ пользования интенсификаторов обжига и др.

Главным звеном комплексного хозяйства цементного завода являются вращающиеся печи, от их надежной и экономичной рабо­ ты зависит работа всего предприятия.

Стоимость потребляемого печью топлива составляет около 40% стоимости цементного клинкера. Поэтому правильный теплотехни­ ческий режим является необходимым услови­ ем получения высоких технико-экономических показателей производства цемента.

3

Г л а в а I

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ПОРТЛАНДЦЕМЕНТНОМ КЛИНКЕРЕ

Цемент представляет собой гидравличе­

применяется для изготовления бетонов, бетон­ ных и железобетонных изделий, строительных растворов и асбестоцементных изделий. Раз­ личают несколько видов цемента: портланд­ цемент, шлакопортландцемент, глиноземистый цемент, расширяющийся цемент и др. Из них наиболее распространен портландцемент.

Основные свойства портландцемента — прочность и скорость ее нарастания, сопротив­ ление действию агрессивных сред — зависят от качества клинкера.

В свою очередь, качество клинкера опре­ деляется его химическим и минералогическим составом.

Химический состав характеризуется содер­ жанием в клинкере различных окислов, ос­ новными из которых являются окись кальция (СаО), окись кремния (БЮг), окись алюми­ ния (АЬОз) и окись железа (РегОз).

Сырьевыми материалами для получения портландцементного клинкера чаще всего слу­ жат известняк, в основном состоящий из угле­ кислого кальция (СаСОз), и глина, содержащая Si02, А120 3 и Fe20 3. При обжиге клинкера

5

глинистые вещества и углекислый кальций разлагаются, углекислый газ (СОг) и вода (НгО) удаляются, а оставшиеся четыре твер­ дых окисла CaO, Si02, А120з и Ре20з образу­ ют, взаимодействуя между собой при спека­ нии, основные минералы цементного клин­ кера.

Важнейшими минералами портландцементного клинкера являются: трехкальциевый силикат (3Ca0-Si02), двухкальциевый сили­ кат (2Ca0-Si02), трехкальциевый алюминат (ЗСаО-АЬОз) и четырехкальциевый алюмо­ феррит (4Ca0 -Ak0 .vFe20A. Из них первые два называют минералами-силикатами, а пос­ ледние — минералами-плавнями, так как при обжиге они частично расплавляются. Наряду с этими минералами в клинкере могут при­ сутствовать в небольших количествах (не бо­ лее 5%) окись магния (MgO), так как извест­ няк, применяемый при составлении сырьевой смеси, обычно кроме СаСОз содержит неко­ торое количество MgC03 (углекислого маг­ ния) и до 1—2% щелочных окислов Na20 и КгО. Эти окислы переходят в клинкер из сырьевых материалов и золы топлива.

Чтобы получить клинкер необходимого качества, нужно приготовить сырьевую смесь заданного химического состава. При этом для характеристики клинкера и сырьевых мате­ риалов соотношения между основными окис­ лами в клинкере, а также в сырьевой смеси, из которой обжигается клинкер, выражаются

двумя модулями и коэффициентом насыще­ ния:

силикатный модуль

6

глиноземный модуль

„_ А120з ,

Р~ Ре20 3 ’

коэффициент насыщения

(СаОобщ—СаОсвоб)—(1,65А12Оз+О.ЗбрегОз-)-

КН= _____________ +0,73О3)____________

2,8(8Ю2общ ЗЮзсвоб)

Приближенный состав сырьевой смеси ха­ рактеризуется величиной титра, представляю­ щего собой содержание в смеси углекислого кальция (СаСОз) и углекислого магния (М§С0 3) в процентах.

Силикатный модуль показывает, какое ко­ личество минералов-силикатов по отношению к минералам-плавням содержится в клинкере; величина силикатного модуля должна быть в пределах 1,8—2,4. Глиноземный модуль от­ ражает соотношение минералов-плавней между собой и должен быть в пределах

1 — 1, 6.

Величина коэффициента насыщения клин­ кера характеризует соотношение между трехкальциевым и двухкальциевым силика­ тами. Коэффициент насыщения должен на­ ходиться в пределах 0,85—0,9.

Важное значение для качества цемента имеет высокое содержание трехкальциевого силиката. Трехкальциевый силикат обладает способностью быстро твердеть и наращивать прочность. Двухкальциевый силикат значи­ тельно менее активен, твердеет очень мед­ ленно и продукт твердения имеет невысокую прочность в первые месяцы, но через несколь­ ко лет прочность при благоприятных для твер­ дения условиях возрастает.

7

Трехкальциевый алюминат очень быстро твердеет, но для продукта твердения харак­ терна низкая прочность.

Четырехкальциевый алюмоферрит занима­ ет промежуточное положение между трех­ кальциевым и двухкальциевым силикатами.

Огромное значение в формировании це­ ментного клинкера имеют минералы-плавни

(ЗСа0-А120 3 и 4СаО-А1?0з-Ре20 3). При недо­ статочном количестве минералов-плавней (высокий силикатный модуль) процесс освое­ ния извести, т. е. насыщение двухкальциевого силиката известью до трехкальциевого сили­ ката, протекает замедленно и с большим напряжением. Поэтому клинкер с малым со­ держанием минералов-плавней трудно спека­ ется. Обжиг его сопровождается понижением производительности печи и повышением удельного расхода топлива на обжиг; кроме того, сокращается срок службы футеровки из-за плохой обмазки в зоне спекания. Избы­ ток минералов-плавней (низкий силикатный модуль) может вызвать появление свара, комьев и даже образование колец в печи.

Нормальный ход процесса клинкерообразования в печи определяется также и соотноше­ нием минералов-плавней между собой. При избытке трехкальциевого алюмината (высо­ кий глиноземный модуль) жидкая фаза име­ ет повышенную вязкость, поэтому затрудня­ ется процесс образования и кристаллизации трехкальциевого силиката.

Наоборот, избыток четырехкальциевого алюмоферрита (низкий глиноземный модуль) связан с образованием низкоплавкой жидкой фазы, имеющей пониженную вязкость, сваров и комьев, недостаточно спекшихся внутри.

8

Соотношение между минералами-силика­ тами также влияет на процесс клинкерообразования. При чрезмерном увеличении содержа­ ния трехкальциевого силиката в клинкере (высокий коэффициент насыщения) увеличи­ вается напряженность работы в зоне спека­ ния; следовательно, снижается производитель­ ность печи, повышается удельный расход топлива на обжиг, сокращаются сроки служ­ бы футеровки. Наоборот, чрезмерное сниже­ ние содержания трехкальциевого силиката может привести к нарушению нормальной ра­ боты печи.

Практикой работы цементных заводов и специальными исследованиями установлено, что цемент высоких марок получается из клин­ керов, в которых имеются все четыре клин­ керных минерала в указанных ниже преде­ лах (в %): трехкальциевый силикат 40—65, двухкальциевый силикат 15—40, трехкальцие­

КРАТКИЕ СВЕДЕНИЯ О МАТЕРИАЛАХ, ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ДЛЯ ОБЖИГА ЦЕМЕНТНОГО КЛИНКЕРА

Сырьевые материалы

Основными составляющими сырьевой сме­ си для обжига цементного клинкера являются

9