Sarvtor.ru

SarVtor.Ru
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Затраты энергии при производстве цемента

Основой производства цемента является обожженная масса, именуемая «клинкер». Состав клинкера может быть разнообразным, поэтому о нем мы поговорим позже.

Весь технологический процесс производства цемента можно разделить на два основных этапа:

(1)получение клинкера – наиболее затратный и трудоемкий процесс;

(2)дробление клинкера до получения порошкообразной массы.

Само изготовление клинкера делится еще на четыре этапа:

(1)сырье, из чего будет готовиться клинкер, добывается и доставляется к месту переработки;

(3)подготавливается сырьевая смесь в нужных пропорциях;

(4)готовая смесь обжигается под воздействием высоких температур.

1.1Способы получения цемента подразделяются на три основных нруппы :сухой

Сухой способ требует, чтобы любое сырье обрабатывалось без использования воды. В данном случае глину, известняк и прочие компоненты дробят, затем перемалывают до состояния пыли и смешивают с помощью подачи воздуха в закрытых боксах.

При изготовлении цемента сухим способом, в печи на обжиг попадает уже готовое сырье, не имеющее, к тому же, водяных испарений. Следовательно, после термической обработки, мы получаем готовый цемент, не требующий дробления.

Сухой способ значительно уменьшает затраты времени, тепловой энергии и других ресурсах. Он очень выгоден и эффективен при высокой однородности шлама.

В обоих случаях клинкер попадает в печь с влажностью от 10 до 18%.

1.2Бесклинкерный способ производства

Кроме перечисленных выше традиционных способов, производство цемента может происходить бесклинкерным способом. В данном случае сырье представляет собой доменный или гидравлический шлак, который соединяют с дополнительными компонентами и активаторами. На выходе получается шлако-щелочная смесь, которую дробят и перетирают до нужной консистенции.

Бесклинкерная технология производства цемента обладает следующими положительными качествами:

(1)конечный продукт устойчив к любым условиям окружающей среды;

(2)значительно сокращаются затраты тепловой энергии и прочие энергозатраты;

(3)отходы металлургической промышленности используются как сырье для качественного производства цемента, что положительно влияет на чистоту окружающей среды;

(4)дает возможность производить конечный продукт с различными свойствами и в разных цветах без изменения способа производства.

1.3Оборудование для производства цемента

Поскольку весь процесс производства делится на этапы, которые по своей сути сильно отличаются друг от друга, то и оборудование для получения цемента требуется разнопрофильное. Его можно разделить на следующие подгруппы:

(1)техника для добычи и транспортировки сырья;

(2)для дробления и складирования;

(3)печи для обжига;

(4)станки для измельчения и смешивания клинкера;

(5)станки для фасовки готового цемента.

Поскольку производство цемента производится разными способами, и сырье используется разное, оборудование на заводах так же может быть разным.

В последнее время большой популярностью пользуются частные мини заводы по производству цемента. Иногда его даже изготавливают в домашних условиях, но об этом мы поговорим позже.

Все дело в том, что оборудование для таких заводов стоит не очень дорого, устанавливаться они могут на относительно небольших площадях, а окупают себя поразительно быстро.

К тому же сборка, разборка и транспортировка производственной линии не вызывает трудностей. Поэтому устанавливать частный завод можно на любом неперспективном сырьевом месторождении, а, выработав его, перевозить в другое место. Такой вариант освободит производителя от задачи транспортировать сырье,что позволит значительно экономить.

Читайте так же:
Керамический песок для цемента

1 .4 Из чего состоит производственная линия?

1.Шнековые дробилки. Предназначены для грубого дробления и измельчения сырья.

3.Грохоты или вибрационное сито. Нужно для просеивания дробленого материала.

4.Устройство подачи материала на первый этап.

5.Транспортеры. Выполняют функцию подачи сырья к следующему этапу.

6.Машина для сортировки.

7.Молотильная и молотильно-дозировочная машины.

8.Мельница с жерновами.

9.Станок для смешивания шлама.

10.Вращающаяся барабанная печь.

13.Мельница для клинкера.

14.Ковшевой элеватор с подающими шнеками.

15.Весовое и упаковывающее оборудование.

Минералогический состав цементного клинкера

Трехкальциевый силикат (алит) является активным минералом. Быстро твердеет и набирает прочность, сопровождается значительным тепловыделением.

Двухкальциевый силикат (белит) в начальный период твердеет медленно.

Трехкальциевый алюминат — низкая стойкость против серно-кислых соединений.

Четырехкальциевый алюмоферрит твердеет медленнее алита, но быстрее белита. Прочность ниже алита.

Применение портландцемента

Приготовление растворов невысоких марок для кладочных и штукатурных работ, бетонные изделия.

Бизнес часть

В помещениях, которые используются для производства цемента, потолки должны быть высотой (как минимум) 4 метра, минимальная площадь – 450 м2. Для добычи сырья лучше всего арендовать или купить карьер. Это позволяет снизить себестоимость цемента. Вид и количество оборудования зависит от выбранного способа изготовления и планируемых объемов.

Линия по производству цемента:

  • промышленная дробилка для измельчения известняка – от 200 тысяч рублей;
  • мельница-мешалка для измельчения глины – от 250 тысяч рублей;
  • трубная мельница для смешивания известняка с глиной и другими компонентами – от 3,3 миллионов рублей;
  • печь для обжига и холодильник (барабанный, рекуперативный или колосниковый) – если покупать в комплекте, то необходимо примерно 140 тысяч рублей;
  • шаровая трубная мельница – для измельчения клинкера и добавок;
  • силосы и оборудование для фасовки цемента в мешки;
  • автопогрузчики.

Силос – резервуар цилиндрической формы на опорном каркасе. Изготовление силосов для цемента может происходить как на заводе, так и на месте изготовления цемента. Емкости, габариты которых позволяет их транспортировать, свариваются на заводе. Емкости с очень большими габаритами поставляются в виде рулонов и собираются на площадке. Для предотвращения промерзания наружную поверхность можно утеплить. Образование ржавчины предотвращается путем окраски.

Комплект оборудования стоит примерно 500 миллионов рублей, строительство и монтаж – 250 миллионов рублей, регистрация и прочие расходы – примерно 50 миллионов рублей. Это значит, что цена мини завода для производства цемента составляет около 800 миллионов рублей .

Кроме начальных вложений в бизнес плане необходимо предусмотреть текущие расходы:

  • при работе в 3 смены 5280 рабочих часов (1,61 миллион рублей);
  • объем производства цемента –181,5 тысяч тонн за год, для чего требуется 177,1 тысяч тонн известняка (106,26 миллионов рублей), 9020 тонн гипсового камня (6,5 миллионов рублей), 781 тонн золы (109,34 миллиона рублей), 22 миллиона кВт электроэнергии (74,58 миллионов рублей) и 44 тысячи тонн каменного угля (149,6 миллионов рублей);
  • страховые взносы — 25 209 600 рублей;
  • амортизация оборудования – 40 миллионов рублей;
  • накладные и прочие расходы – 30 миллионов рублей.
Читайте так же:
Чем почистить золотую коронку от цемента

Производственные расходы — 541 439 000 рублей (в год).

Рыночная стоимость готовой продукции – 4900 рублей за тонну (с НДС) или 3920 рублей (без НДС).

Себестоимость = 541 439 000 рублей/181 500 т. = 2980 рублей за тонну.
Это значит, что прибыль от тонны цемента – 940 рублей , рентабельность производства – 20-24%, начальные вложения окупятся за 6-6,5 лет.

Материал для производства

Основными составляющими портландцемента являются:

  • известняк – природный компонент, который должен содержать не менее 50% оксида кальция и не более 5% карбоната кальция; Портландцемент
  • глина – в ее составе должен быть оксид алюминия – до 18% и диоксид кремния – не более 60%;
  • уголь – имеющий теплоту сгорания – 4000 ккал/кг;
  • гипс – сульфат кальция (минимум 75%);
  • минеральные добавки – согласно рецептуре.

Из чего делают цемент

Для производства одной тонны цемента понадобятся следующие объемы сырья:

  • известняк – 694 кг; Состав цемента
  • гипс – 50 кг;
  • глина – 125 кг;
  • уголь/зола – 80 кг;
  • добавки минеральные – 40 кг.

К тому же, приобрести разрешение и организовать добычу полезных ископаемых — довольно хлопотное и затратное дело.

Энерготраты при ручном и машинном труде

Ручной, немеханизированный трудМашинный, полумеханизированный труд
наименование трудового процессаколичество затрачиваемой энергии (ккал в час на 70 кг веса тела)наименование трудового процессаколичество затрачиваемой энергии (ккал в час на 70 кг веса тела)
Косьба косой вручную443-700Косьба косилкой240-270
Молотьба вручную375-560Работа комбайнера на самоходном комбайне при уборке зерновых170-195
Укладывание сена в копны458Трактористы134-250
Перебрасывание зерна лопатой420-446Прицепщики190-290
Пахота плугом354-437Работа комбайнера на лафетной жатке200-230

Как видно из приведенных данных затраты энергии при рунном сельскохозяйственном труде в среднем составляют 400—500 ккал/ч, тогда как при использовании машин энерготраты в среднем составляют 200- 250 ккал/ч. Таким образом, с введением механизации в сельскохозяйственный труд траты энергии колхозников и сельскохозяйственных рабочих снизились вдвое.

Особого внимания заслуживает умственный труд, затраты энергии при котором крайне незначительны. Как бы, не был напряженным, тяжелым и продолжительным умственный труд, применяемые методы исследования всегда констатируют постоянство и незначительность их цифрового выражения.

Затраты энергии при умственном труде

Виды умственного трудаКоличество затрачиваемой энергии
(ккал/ч на 1 кг веса тела)
Спокойное чтение100
Писание писем90-112
Работа на счетной машинке115
Печатание на пишущей машинке90-144
Беседа сидя
Беседа стоя
106
112
Работа в лаборатории сидя102-112
Слушание лекции сидя102-112
Чтение лекции в большой аудитории140-270
Работа в лаборатории стоя151-180

Как видно из приведенных данных, повышение затрат энергии при умственном труде происходит только в случаях вовлечения мышечной деятельности в эту умственную работу (например, печатание на пишущей машинке, чтение лекции в большой аудитории, работа в лаборатории). Затраты энергии при умственном труде настолько малы, что они близки к энерготратам при покое и отдыхе. Так, затраты энергии при отдыхе сидя (дома) составляют 85-106 ккал/ч, а затраты энергии при таком напряженном умственном труде, как работа в лаборатории (сидя), составляют 102-112 ккал/ч или при самоподготовке к занятиям 107- 111 ккал/ч. Вместе с тем хорошо известно напряжение и усталость, возникающие во время и после интенсивной умственной работы (экзамены, творческая работа). Все это подтверждает, что используемые методы определения энерготрат неприемлемы для оценки уровней затрат энергии при умственной работе. Здесь, по-видимому, должны быть применены другие методы, основанные на иных принципах и критериях оценки напряженности умственной работы.

Читайте так же:
Монтажная коробка bticino 150560sb для цементного пола

Изучение условий труда и величин затрат энергии промышленных рабочих показало, что определяющим фактором при этом является уровень механизации производственных процессов. В средних условиях энерготраты промышленных рабочих составляют 200-250 ккал/ч. При полной автоматизации производства и переходе на пультовую деятельность энергетические затраты рабочих приближаются к величинам затрат энергии при умственной работе. Проведенное изучение энергетических затрат сельскохозяйственных рабочих показало полный параллелизм с энерготратами промышленных рабочих. В сельском хозяйстве по мере охвата механизацией все большего числа производственных процессов как в полеводстве и производстве зерна, так и в огородничестве и животноводстве энерготраты сельскохозяйственных рабочих приближаются к энерготратам промышленных рабочих и составляют в среднем 260 ккал/час.

Для определения энергетических затрат пользуются различными лабораторными и расчетными методами. Из лабораторных методов могут применяться методы прямой и непрямой калориметрии. Наибольшее распространение получило изучение газообмена, производимое по методу Дугласа-Холдена, Шатерникова-Молчановой. Широко распространен метод хронометража, когда достаточно точно учитывается и регистрируется время, затрачиваемое на каждый вид деятельности человека, находящегося под наблюдением. Полученные хронометражные данные с помощью таблиц энергетических затрат при различных видах деятельности позволяют достаточно точно определить (рассчитать) суточные затраты энергии людей разных профессий. Таблицы энергетических затрат при различных видах деятельности, труда, отдыха, домашней работы, дополнительной физической нагрузки и составляют на основании изучения и точного учета расхода энергии, производимого в единицу времени при том или ином виде деятельности. Обычно энергетические затраты, помимо определения их в единицу времени (минута, час), рассчитывают на 1 кг веса тела или на средний вес человека (мужчин — 70 кг, женщин — 50 кг).

Хронометраж и подсчет затрат энергии при занятии умственным трудом и малоподвижном образе жизни

Ночной сон7 часов × 65 = 455
Утренний туалет40 минут (0,7 часа) × 102 = 71
Завтрак20 минут (0,3 часа) × 99 = 30
Следование на работу30 минут (0,5 часа) × 112 = 56
Служебная работа8 часов × 106 = 848
Возвращение с работы30 минут (0,5 часа) × 112 = 56
Обед30 минут (0,5 часа) × 100 = 50
Отдых1 час × 85 = 85
Домашняя учёба3 часа × 90 = 270
Ужин30 минут (0,5 часа) × 100 = 50
Отдых, чтение1 час × 85 = 85
Другие виды домашней работы или прогулка1 час × 157 = 157
Итого 24 часа = 2213 ккал

Итак, энерготраты в рассматриваемом случае составляют 2213 ккал. Пищевой рацион этого человека не должен превышать 2300 ккал.

Читайте так же:
Можно ли использовать только цемент

Потребность в калориях трудоспособного населения в зависимости от пола, возраста, характера и интенсивности труда

Профессиональные группыВозраст в годахМужчиныЖенщины
в городах с развитым коммунальным обслуживаниемв городах с менее развитым коммунальным обслуживаниемв городах с развитым коммунальным обслуживаниемв городах с менее развитым коммунальным обслуживанием
в обычных условияхс дополни-
тельной физической нагрузкой
в обычных условияхс дополни-
тельной физической нагрузкой
в обычных условияхс дополни-
тельной физической нагрузкой
в обычных условияхс дополни-
тельной физической нагрузкой
I группа — лица, работа которых не связана с затратой физического труда или требует несущественных физических усилий18-40
40-60
2800
2600
3100
2800
3000
2800
3300
3000
2400
2200
2650
2350
2600
2400
2850
2550
II группа — работники механизированного труда и сферы обслуживания, деятельность которых не требует больших физических усилий18-40
40-60
3000
2800
3300
3000
3200
3000
3500
3200
2550
2350
2800
2500
2750
2550
3000
2700
III группа — работники механизированного труда и сферы обслуживания, деятельность которых связана со значительными физическими усилиями18-40
40-60
3200
2900
3500
3100
3400
3100
3700
3300
2700
2500
2950
2650
2900
2700
3150
2850
IV группа — работники немеханизированного труда или частично механизированного труда большой и средней тяжести18-40
40-60
3700
3400
4000
3600
3900
3600
4200
3800
3150
2900
3400
3050
3350
3100
3600
3250
  1. Потребность беременных женщин (с V по IX месяц) в среднем 3200 ккал, потребность кормящих матерей 3500 ккал.
  2. Потребность в калориях студентов: мужчин 3300 ккал, женщин 2800 ккал.
  3. Потребность мужчин, занятых очень тяжелым ручным трудом (землекопы, грузчики, лесорубы, косцы), 4500 ккал и более.
  4. Потребность спортсменов в период соревнований и усиленных тренировок ориентировочно 4500-5000 ккал для мужчин и 3500-4000 ккал для женщин.
  5. Потребность лиц нетрудоспособного возраста (от 60 до 70 лет) в зависимости от уровня физической нагрузки: мужчин 2350-2650 ккал и женщин 2100-2300 ккал.
  6. В возрасте старше 70 лет потребность мужчин 2200 ккал, женщин 2000 ккал.

Таким образом, при умственном труде и малоподвижном образе жизни затраты энергии обычно не превышают 2300 ккал. При средней физической нагрузке и средней степени подвижности энерготраты составляют примерно 3000 ккал, а при тяжелом физическом труде достигают 4000 ккал и более.

Величина установленных суточных энергетических затрат служит основанием для определения количественной стороны питания с учетом того, чтобы устанавливаемый суточный пищевой рацион по энергетической ценности соответствовал суточным энерготратам. Для решения этой задачи необходимы достоверные сведения об энергетической ценности каждого пищевого продукта, используемого в питании. Такие определения произведены и на их основании составлены таблицы химического состава и энергетической ценности (калорийности) пищевых продуктов, которые официально рекомендованы для практического использования. Пользование унифицированными таблицами химического состава позволяет получить сравнимые материалы при изучении питания различных групп населения.

Химические добавки для разных цементных смесей

Хим. добавки позволяют производить различные виды цемента с разными характеристиками.

Читайте так же:
Крошка пенопласта с цементом как утеплитель

Так, 5 %-ный алюминий оксид используют для создания сульфатостойких портландцементов (СПЦ), а также всех цементов, основой которых служит глиноземистый (высокоглиноземистый) клинкер. Оксид алюминия выступает ускорителем схватывания и твердения. Среди иных интенсификаторов: поташ, сульфат натрия, нитрат кальция, хлорид кальция. Используя ускорители схватывания, необходимо учитывать, что возможна некоторая потеря итоговой прочности.

Важная добавка для создания кислотоупорных цементов, имеющих в своем составе наполнители – натрий кремнефтористый. Это ускоритель твердения, влияющий в дальнейшем на прочность материала, его жаро- и термостойкость, водо- и кислотоупорность. Но нельзя переусердствовать с внесением данного вещества, ведь его чрезмерное введение может привести к уменьшению механической прочности материала, потере водоустойчивости и слишком быстрому схватыванию, сильно затрудняющему рабочий процесс. Оптимальный объем – 4-6 % от веса наполнителя.

Чтобы создавать жаростойкие цементы, можно использовать такую добавку, как стекло жидкое натриевое. Она также ускоряет твердение, в больших количествах позволяет достигать высокой гидроизоляции. Однако существует очень тонкая грань между большими и чрезмерными объемами, которые, как и в случае с иными интенсификаторами, могут в итоге привести к потере прочности. За этим следует очень внимательно наблюдать.

Не стоит забывать и о противоморозных добавках, позволяющих работать с цементами при низких температурах. Яркий пример – хлорид кальция, который, к тому же, ускоряет схватывание и твердение в обычных условиях, а также помогает реанимировать лежалые цементы. Как вариант, в качестве противоморозной добавки можно использовать поташ, мочевину, нитрат натрия или нитрат кальция. Последнее вещество действует на материал в комплексе, позволяет не только выполнять работы в морозы, но и ускорять набор прочности, препятствовать образованию трещин, замедлять коррозию арматуры, получать качественные поверхности.

В цементной отрасли имеют место и суперпластификаторы – синтетические вещества, используемые в размере 0,1-1,2 % от массы цемента. Им свойственен сильный разжижающий эффект, время действия которого ограничивается сроком 2-3 часа с момента добавления. Самый распространенный суперпластификатор – сульфат натрия.

Очевидно, что минеральные, как и хим. добавки для производства цемента имеют большое значение в данной отрасли. Они не только влияют на сам материал, но и обуславливают свойства, характеристики и долговечность возведенных с его применением конструкций. Поэтому к их выбору и использованию важно отнестись со всей ответственностью.

Остались вопросы по данной теме? Не можете самостоятельно определиться с той или иной добавкой для конкретного вида цемента или выполнения ею какой-либо задачи в смеси? Обращайтесь! Наши специалисты с радостью помогут вам в этом!

Итоги

Типичный завод по выпуску бетона — это хозяйствующий субъект, который является контрагентом в статусе покупателя сырья и поставщика готовой продукции. Специфика определяется особенностями учета и хранения исходного сырья, а также нюансами технологии производства. Кроме того, существенное влияние может оказывать тот факт, что качество продукта производства жестко нормируется и регулируется на госуровне.

Ознакомиться с иными нюансами учета на производстве вы можете в статьях:

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector