Системы автоматического регулирования приготовления сырья

3 Способы стабилизации химического состава сырьевой смеси

4 Технологические условия приготовления сырьевой смеси

1 Способы производства цемента (условия автоматизации)

В цементной промышленности получили распространение в основном мокрый и сухой способы производства. Структурная технологическая схема производства цемента по мокрому способу показана на рисунке 2.1.

Измельчение твердых сырьевых материалов, транспортируемых с помощью специальных питателей и дозаторов в сырьевое отделение со склада, осуществляется в помольных агрегатах — шаровых трубных мельницах. Одновременно с измельчением до определенной тонкости помола сырьевых материалов в мельнице происходит смешивание известняковых и глинистых компонентов, а также добавок (огарков). На заводах, использующих пластические материалы, вторичная стадия измельчения осуществляется в болтушках, где происходит отмучивание, или в мельницах «Гидрофол». Шлам перекачивается центробежными насосами в усреднительные бассейны: сначала в вертикальные шламбассейны, а затем в горизонтальные.

Подготовленная сырьевая смесь заданного химического состава, определенной влажности и тонкости помола подается в обжиговую вращающуюся печь, где происходит спекание и химическое превращение смеси, в результате чего получается новый, обладающий особыми свойствами материал — клинкер.

После выхода из печи клинкер охлаждается и подается на клинкерный склад, а затем — на помол. Завершающий этап получения цемента — это измельчение и смешивание клинкера с добавками (гипс, песок и др.) в цементных мельницах. Полученный цемент после мельниц подается пневмокамерными или пневмовинтовыми насосами в силосы запаса.

Структурная технологическая схема производства цемента по сухому способу (технологическая линия) показана на рисунке 2.2.

При сухом способе производства цемента сырьевая смесь готовится в виде сырьевой муки. Компоновка оборудования на новых технологических линиях осуществляется с последовательным размещением (и работой) отдельных агрегатов: сырьевая мельница — силос сырьевой муки — вращающаяся печь и т. д.

Все основные процессы цементного производства являются непрерывными, все вспомогательные процессы имеют также высокий уровень механизации; это создает благоприятную обстановку для автоматизации всех процессов.

2 Уровень автоматизации в цементной промышленности и перспективы ее развития

В последние годы автоматизация процессов на предприятиях цементной промышленности осуществляется в широких масштабах: в значительных объемах вводятся в действие системы автоматического контроля регулирования отдельных процессов (агрегатов); предусматриваются системы автоматизации с централизованным управлением на всех проектируемых и вновь строящихся заводах; вводятся в действие автоматизированные системы управления технологическими процессами (АСУТП) с УВМ; создаются автоматизированные технологические комплексы (АТК) для заводов с высокопроизводительным оборудованием.

Для отдельных процессов (агрегатов) были разработаны и нашли применение:

— системы автоматического контроля и регулирования процессами мокрого помола сырья, помола шихты в процессе получения цемента (в трубных шаровых многокамерных мельницах). Все эти системы обеспечивают стабилизацию качества получаемой продукции: тонкость помола, химический состав сырьевого шлама или готового цемента и др.;

— системы автоматического контроля и регулирования процесса обжига во вращающихся цементных печах, работающих на газообразном топливе. Поддержанием температурных режимов и регулированием подачи в печь материалов обеспечивается стабилизация процесса обжига и качество клинкера;

—система автоматического контроля и регулирования процесса охлаждения клинкера в колосниковом холодильнике и т.п.

С использованием этих и других систем автоматического регулирования проектируются и внедряются системы комплексной автоматизации цехов, технологических линий, производственных процессов в целом с организацией общих цеховых щитов управления.

В последнее время на цементных заводах широко применяются также автоматизированные системы управления технологическими процессами (АСУТП) с использованием цифровой вычислительной техники (управляющих вычислительных машин и др.).

На многих заводах внедрение АСУТП осуществляется для процессов приготовления сырьевых смесей (как для периодических процессов, так и для непрерывных мокрого и сухого способов производства цемента), процессов помола в шаровых трубных мельницах, в мельницах «Гидрофол» и др.

Массовое внедрение малых АСУТП, базирующихся на применении современных мини-ЭВМ, может быть обеспечено при малой их стоимости и высокой эксплуатационной надежности. В условиях вновь проектируемых мощных предприятий разработка АСУ должна осуществляться в рамках проектирования автоматизированного технологического комплекса (АТК). Последний является системой, в которой технологические решения и решения по автоматизации рассматриваются как единое целое, т.е. технология учитывает возможности автоматизации, а системы автоматизации являются технологической необходимостью.

3 Способы стабилизации химического состава сырьевой смеси

Сырьевой материал, добываемый на карьерах, имеет, как правило, неоднородный химический состав. В то же время высокая производительность цементного завода по клинкеру с сохранением его качественных характеристик может быть достигнута лишь при использовании сырьевой смеси постоянного химического состава.

В цементной промышленности стабилизация химического состава сырьевых материалов и смесей осуществляется несколькими способами.

Первый способ стабилизации — непосредственно на карьере. При разработке карьера можно осуществлять такую выработку, при которой в определенные промежутки времени на цементный завод подается материал с заранее известными характеристиками.

Второй способ стабилизации — на усреднительных складах кусковых материалов, при котором подаваемый на склад материал равномерно распределяется по всей площади склада тонкими слоями, образуя насыпь определенной высоты. Отбор сырья из насыпи осуществляется с боковой ее стороны по высоте насыпи и усредненный таким образом материал подается на помол.

Третий способ стабилизации основан на точном дозировании сырьевых компонентов и поддержании необходимого их соотношения.

Четвертый способ стабилизации заключается в корректировании состава сырьевой смеси на стадии гомогенизации перед подачей ее во вращающуюся печь.

4 Технологические условия приготовления сырьевой смеси

Для стабилизации состава сырьевой смеси применяются различные технологические схемы ее приготовления с оборудованием, работающим по периодической схеме, в полупотоке и в потоке.

При периодическом процессе приготовление сырьевой смеси осуществляется в вертикальных шламбассейнах. Каждый из компонентов после измельчения в виде известкового, известково-огарочного и лессового шламов подается в свой вертикальный шламбассейн. Зная химический состав каждого компонента, его количество в бассейнах, их перекачивают в один общий вертикальный бассейн, где сырьевая смесь доводится до заданного химического состава. После перемешивания всех компонентов в общем шламбассейне приготовленная сырьевая смесь перекачивается в горизонтальный усреднительный шламбассейн.

Процесс приготовления сырьевой смеси в полупотоке - после помола каждый из сырьевых компонентов поступает в свой вертикальный бассейн, откуда непрерывно перекачивается в заданном соотношении в горизонтальный бассейн.

Поточное приготовление сырьевой смеси обеспечивается дозированием в определенном соотношении и непосредственным смешиванием исходных компонентов с заранее известными показателями каждого из компонентов. Регулирование химического состава шлама производится путем изменения условий дозирования. После измельчения материалы поступают непосредственно в горизонтальный шламбассейн.

Контрольные вопросы

1 Какие два способа производства цемента вы знаете?

2 Назовите достоинства и недостатки каждого способа производства цемента.

3 В каких целях вводится массовая автоматизация производств цементной промышленности?

4 Перечислить способы стабилизации химического состава.

5 Охарактеризовать технологии приготовления сырьевой смеси.

Литература

1 Кочетов В.С. Автоматизация производственных процессов и АСУП промышленности строительных материалов.- Л.; Стройиздат, 1981. [стр. 33 - 38]