Расход огнеупоров на 1т цементного клинкера

Обновлено: 25.04.2024

Вопросы кольцеобразования во вращающихся печах изучались многими исследователями [49, 44, 10, 100, 91, 369, 437— 461, 420—423]. Однако до настоящего времени причины и механизм образования различных колец остаются неясными.

Многообразие возможных случаев приводится в работах [437, 438], согласно которым Дэвис насчитал 22 различные причины образования колец. Даже при наличии в каждом случае только двух получается 484 возможных сочетания. Причины образования колец предлагается разделить на конструктивные, физико-химические и химические [438]. Конструктивные включают особенности конструкции печи, цепных завес, аэродинамические характеристики дутьевых вентиляторов, конструкции форсунок, способа подачи вторичного воздуха. Физико-химические связаны со свойствами топлива — тонкостью помола угля и температурой плавления золы. Химические—с составом обжигаемого материала, изменением модулей.

Кюль [439] классифицирует кольца во вращающихся печах на следующие три вида: шламовые, подпорные и спекания (клинкерные). Шламовые кольца возникают в цепных теплообменниках. Их образование рассматривается как физико- механический процесс налипания густой, вязкой массы шлама к корпусу печи. Некоторые авторы [439—441] справедливо замечают, что ввод пыли вместе со шламом, особенно с большим содержанием щелочей и серы, способствует образованию шламовых колец. Дерена [440, 441] приводит следующие причины образования шламовых колец: а) низкая температура у загрузочного конца; б) колебания температуры; в) малый диаметр печи; г) короткие цепи (образующиеся комья не разбиваются); д) добавка пыли перед цепной завесой.

Подпорные кольца [439] образуются в средней части печи, когда температура материала достигает 900—1000°С. Возникновение этих колец связано с химическими взаимодействиями. Они, хотя и образуются на участке до зоны спекания, т. е. до момента возникновения клинкерного расплава, но тот факт, что материал прилипает к корпусу печи, говорит об участии жидкой

Фазы. Фрей [442J возникновение подпорных колец объясняет образованием сульфата кальция как результата взаимодействия оксида кальция с серосодержащей газовой средой. Кюль, соглашаясь с ним, дополнительно обращает внимание на эвтектику в системе CaS04 СаО в указанном интервале температур. Дорманн [443], Фогель [444] и Цоллингер [445] считают, что наряду с S03 большое значение имеют щелочи, которые, смешиваясь с вышеуказанной эвтектикой, усугубляют положение. Кё - барих [446] обнаруживал кольца в зоне кальцинирования, возникавшие в результате применения различного сорта углей, состав золы которых при этом имел большое значение. Зундиус и Петерсон [447] исследовали состав сульфатных колец и обнаружили в них минерал зеленого цвета (до 70%), состоящий из двойной сульфатной соли и силикатов с соотношением 1:1,75. Сульфатная часть имела состав — Ca(Na2, К2) S04, силикатная — Ca(Mg, Fe) О: Si02 = 2,17:1. Остальная часть кольца состояла из оксида кальция, ангидрида и браунмиллерита.

Детальные исследования подпорных колец провел Амафудзи [100]. Он пишет, что нарост располагался обычно на участке длиной 5—6 м от границы зоны спекания в сторону холодного конца. Толщина его составляла 0,3—1,0 м и постепенно увеличивалась к входной части. Колько разделено на два участка. Форма их дает основание предположить, что они образовались отдельно друг от друга, в связи с изменившимися условиями обжига. Кольца эти имели слоистую структуру и сверху как будто отшлифованы. Состав их следующий: ближе к корпусу обнаружены перекристаллизованный кальцит и углерод, далее спуррит и на поверхности белит и частично алит. На основании проведенных исследований автор считает, что эти наросты образуются при 800—900°С вследствие взаимодействия окиси кальция, белита и углекислоты газовой среды с образованием кальцита и спуррита. Большое значение при этом придается восстановительной атмосфере.

Несомненный интерес в области исследования сульфатных колец представляют работы Витольса [81, 448]. Он наблюдал интенсивное образование колец при применении нефтяного топлива с большим содержанием серы. Рост колец, по мнению автора, протекает следующим образом. Вначале образуется светлая масса, которая через сутки темнеет и затвердевает. Светлая масса при охлаждении растрескивается и разрушается. Если же кольцо успело потемнеть, то всякая борьба с ним становится бесполезной.

Химизм этого процесса сводится к следующему: в результате сгорания серы топлива или возгонки из сырья образуется S02. Это легколетучий компонент и, если предотвратить его окисление, он с дымовыми газами уносится из печи. В случае же перехода S02 в S03 происходит адсорбирование последнего на материале и образование щелочных сульфатов, которые и являются причинами кольцеобразования. На процесс окисления влияют температура, наличие кислорода и присутствие катализаторов. Интенсивное окисление происходит в интервале 700—400°С. Хорошим катализатором являются оксид железа и водяные пары. В связи с вышеуказанным для борьбы с кольцами оказались действенными следующие мероприятия: повышение температуры мазута до 160°С (с целью снижения коэффициента избытка воздуха), снижение содержания оксида железа, удаление части теплообменных устройств и повышение влажности шлама [81, 448].

Кольца спекания или клинкерные образуются при непосредственном участии силикатного расплава [439]. Кюль указывает на многообразие причин их возникновения. По его мнению, трудно найти здесь строгие закономерности. Бывают случаи, что в нормально работающей печи вдруг возникает кольцо, причем состав сырья и топлива не менялся; при работе нескольких печей на одинаковом сырье и топливе в одних возникают кольца, а в других — нет.

Однако замечено, что печи с меньшим диаметром более склонны к кольцеобразованию. Это объясняется большим соприкосновением факела, а, следовательно, и золы топлива с футеровкой.

Кюль не согласен с мнением некоторых авторов, утверждающих, что футеровочный материал играет роль при кольце - образовании, так как он всегда покрыт слоем обмазки и не может воздействовать через нее. Ряд авторов [439, 449—450] изучали воздействие состава сырья на процессы кольцеобразования. Общее мнение таково: понижение содержания оксида кальция и кремнезема и увеличение количества оксида железа приводит к снижению температуры появления жидкой фазы и способствует кольцеобразованию. Фрей [442] и Кремер [452] причину видят не столько в составе сырья, сколько в колебаниях состава, т. к. при переходе с более жесткого на легко обжигаемый материал происходит увеличение количества жидкой фазы, а, следовательно, склонность к кольцеобразованию растет. Коршунова [453], Матушек [449], Слегтеи [451] и

Др. обращают внимание при кольцеобразовании на условия горения топлива, состав угля, зольность и ее состав.

Особый интерес представляют многолетние наблюдения и исследования Слегтена. Занимаясь вопросом кольцеобразования, он пытался устранить известные причины, но безуспешно. Лишь после того, как на печах была улучшена подготовка материала за счет подогревателя шлама, кольца в печи исчезли. Механизм роста кольца представлялся ему следующим образом. Вследствие вращения печи футеровка постоянно испытывает теплосмены, с одной стороны нагреваясь факелом, а с другой — охлаждаясь материалом. Разность температур, по данным Гиги, достигает 130°С. В этих условиях основную роль в кольцеобразовании играют такие факторы, как наличие пыли в материале, количество жидкой фазы и степень охлаждения. Степень охлаждения зависит от подготовки материала. Первый слой обмазки на огнеупоре создается вследствие выделения из сырья и просачивания в кирпич оксида железа. В дальнейшем нарастает слой, близкий по составу к клинкеру, богатому плавнями. Поверхность футеровки становится липкой. Частички пыли остаются сухими, т. к. они движутся в глубине слоя материала, а затем внезапно приобретают текучесть, вызванную выделением углекислоты. Часть мелкой пыли достигает поверхности футеровки и прилипает к ней под давлением окружающих гранул. Выйдя из-под материала, частички пыли сильно разогреваются и спекаются с обмазкой. Далее цикл повторяется. С возникновением небольшого нароста положение усугубляется, т. к. выступающая кромка разогревается сильней, и к ней начинают прилипать не только пылинки, но и гранулы. В этих условиях кольцо растет как по высоте, так и в сторону холодного конца печи. В заключение автор утверждает: «Наблюдения над образованием колец во вращающихся печах не дают материала для однозначного заключения об их причинах и мерах предупреждения. Единственным положительным указанием является достигнутое на трех печах уменьшение кольцеобразования, обусловленное установкой подогревателей Виккерса, которые удлиняют срок нахождения материала в печи и улучшают его подготовку».

Дерена [440] приводит следующие причины образования клинкерных колец: а) изменение температуры вторичного воздуха; б) утолщение футеровки на участке головки печи (порога); в) крупный размол угля; г) низкий силикатный модуль; д) длинный «султан» у факела. Гимборг [369] предлагает для ликвидации зольных колец увеличивать диаметр угольной форсунки, уменьшать количество первичного воздуха, перемещать высокотемпературную зону в печи и снизить подпЪрный порог.

Приведенная литература свидетельствует о том, что большинство работ направлены на исследование колец, образующихся в высокотемпературной части печей. Частично изучен механизм образования этих колец. Имеющаяся литература не объясняет механизма образования шламовых колец.

Согласно нашим исследованиям и наблюдениям за работой вращающихся печей на многих заводах, можно выделить пять видов колец, принципиально отличающихся по своему физико - химическому составу (рис. 96), а именно — шламовые (1); шламово-солевые (II); материально-солевые (III); материаль - но-клинкерные (IV); клинкерные (зольные) — (V). Рассмотрим причины, возможный механизм образования отдельных колец и способы их предотвращения.

Рис. 96. Расположение шламовых (1), шламово-солевых (II), материально-солевых (III), материально-клинкерных (IV) и клинкерных, зольных (V) колец в печи.

1) Шламовые кольца возникают непосредственно на шайбе холодного конца печи. Размер кольца определяется положением шламовой течки (h=0—400 мм,/—1—3 м).3а кольцом на корпусе печи обычно имеется шламовая корка толщиной 10—20 мм. Химический состав материала кольца соответствует составу обычного шлама. Следовательно, механизм образования этого кольца не связан с гидратационными явлениями.

По нашему мнению, причина кроется в следующем. На тех печах, где цепная завеса* редкая и далеко расположена от холодного конца, шлам, не задерживаясь в приемной части, уходит в печь, в связи с чем корпус печи здесь всегда нагрет отходящими газами. Шлам, протекая по горячему корпусу, частично высыхает и образует корку. При отсутствии шлама струя его из течки ударяет о корпус, разбрызгивается, капельки, высыхая, образуют кольцо и частично вылетают в пыле - уловительную камеру. Следовательно, для предотвращения кольца на холодном обрезе печи необходимо погасить струю

Шлама из трубы, что было осуществлено путем создания шламовой ванны в приемной части печи. Подпор шлама создавался либо дополнительной шайбой высотой 300 мм, либо повышением плотности цепного фильтра-подогревателя. Внедрение предложенных рекомендаций полностью предотвратило образование данного вида колец,

2) Шламово-солевые кольца особенно подробно изучены на печах ЧЦЗ, где они постоянно возникали при подаче пыли электрофильтров с холодного конца на участке 16—23 м длины печи. Кольца имели чрезвычайно плотное слоистое строение, протяженность по длине печи составляла 1 —6 м при толщине до 1,0 м, с большим трудом удалялись с помощью пневматических молотков после остановки печи. Они, значительно умень-

Шая свободное сечение печи, с одной стороны, способствовали возникновению клинкерной пыли из-за недостатка воздуха и низкой температуры отходящих газов, с другой — препятствовали прохождению шлама и вызывали перелив его в пылеуло- вительную камеру.

С целью ликвидации этих колец на вращающихся печах испытывались различные схемы навески цепей: непере - крещивающиеся и перекрещивающиеся гирлянды, винтовая трехзаходная гирлянда, густая свободновисящая, гирлянды с прямым и обратным винтом и др. Однако положительные результаты на первом этапе не были достигнуты. Поэтому необходимо было провести исследования по выяснению причин и механизма их образования. Для этого в действующих и остановленных печах отбирались пробы пылей электрофильтров, шлама, шламовых колец и клинкера. Химический состав отобранных проб приведен в табл. 52.

6.2.1. Теоретический удельный расход сухого сырья на 1 т клинкера определяется по формуле:

где А_с – удельный расход сырьевой смеси (сухого сырья) на 1 т клинкера, кг;

ппп – потери при прокаливании сырьевой смеси сухой, % (из табл. 6, п.6.1.6.).

Удельный расход каждого из компонентов сырьевой смеси по сухому веществу определяется по формулам:

где а / , a // - процентное содержание 1-го, 2-го компонента в сухой сырьевой смеси;

А / _c, A // _c – удельный расход на 1 т клинкера 1-го и 2-го компонентов, кг.

6.2.2. Теоретический удельный расход компонентов сырьевой смеси в состоянии естественной влажности по формулам:

где В / _в, В // _в – удельный расход 1-го и 2-го компонентов сырьевой смеси в состоянии естественной влажности на 1 т клинкера, кг;

А / _c, A // _c – удельный расход 1-го и 2-го компонентов сырьевой смеси по сухому веществу на 1 т клинкера, найденное по формулам 16, 17 ( п.6.2.1.).

W / , W // - содержание естественной влаги в 1-ом и 2-ом компонентах сырьевой смеси, % (задается при расчете).

Общий удельный расход сырья в состоянии естественной влажности определяется по формуле:

6.2.3. Расход каждого из компонентов сырьевой смеси в состоянии естественной влажности с учетом производственных потерь на 1 т клинкера устанавливают, пользуясь формулами:

где В / _н, В // _н – производственные нормы расхода 1-го и 2-го компонентов сырьевой смеси на 1 т клинкера, кг;

В / _в, В // _в – удельный расход 1-го и 2-го компонентов сырьевой смеси в состоянии естественной влажности на 1 т клинкера, кг;

p / , p // - производственные потери 1-го и 2-го компонентов сырьевой смеси, %.

Общий удельный расход сырья (В_н) определяется по формуле:

6.2.4. На основании проведенных расчетов составляется материальный баланс производства 1 т клинкера, в приходной части которого указывают производственные нормы расхода каждого из компонентов сырьевой смеси, а в расходной части – масса получаемого клинкера и потерь, имеющих место при переработке сырья (табл. 1, п. 5.2.).

Расчет минералогического состава

Портландцементного клинкера

Расчет минералогического состава портландцементного клинкера по его химическому составу производится по следующим формулам:

% С₃S (трехкальциевый силикат) = 3,8 SiO₂(3КН-2) (24),

% С₂S (двухкальциевый силикат) = 8,6SiO₂(1-КН) (25),

% C₄AF (четырехкальциевый алюмоферрит) = 3,04Fe₂O₃ (27),

где СаSO₄, Al₂O₃, Fe₂O₃, SO₃ – содержание соответствующих окислов в клинкере, % (данный табл. 6, п. 6.1.6.).

Режим работы цеха

Режим работы цеха выбирается в соответствии с п. 5.1.. Производительность по готовой продукции цехов подготовки сырья и обжига определяются по формулам 1, 2, 3 (п. 5.1.). При этом сырьевой цех должен быть спроектирован так, чтобы вырабатывал сырьевую смесь в количестве, необходимом для бесперебойной работы цеха обжига.

Рассчитав производительность цеха в час, необходимо выбрать по каталогам 8 вращающиеся печи для обжига сырьевой шихты, часовая производительность которых равна или несколько превышает расчетную.

Пример:

П_год = 1250000 т/год Определить производительность

К_и = 0,95 цеха обжига в сутки, смену, час.

По каталогу выбираем вращающиеся печи размером 5х185 м с проектной производительностью 75 т/ч каждая.

При мокром способе производства чаще всего используются вращающиеся печи размером 4х150 м; 4,5х170 м; 5х185 м; 7х230 м; при сухом способе – печи с циклонными теплообменниками размерами 4х60 м; 5х75 м; 7х95 м.

Расчет проектной часовой производительности цеха обжига для случая, когда задано количество и тип печей, ведется по формулам:

где П_час – часовая производительность цеха обжига, т/ч;

п – количество однотипных печей (известно из задания);

П – проектная часовая производительность одной печи, т/ч (эта величина берется по справочникам 6.

Годовая производительность цеха обжига в этом случае рассчитывается по формуле:

где П_год – годовая производительность цеха обжига в тоннах клинкера.

Рассчитав производительность печей в час, смену, сутки, год и потребность в сырье для производства 1 т клинкера, необходимо определить расход сырья в час, смену, сутки, год. Результаты расчетов оформить в виде табл. 2 (п. 5.3.).

6.5. Расчет и выбор оборудования цеха подготовки сырья

Шламбассейны – при мокром способе производства для обеспечения непрерывной работы обжигательных печей в отделении шламбассейнов устанавливают непрерывный режим работы в три смены независимо от режима работы других отделений сырьевого цеха.

Для определения необходимого количества шламбассейнов требуется рассчитать расход шлама по формуле:

где А_ш – расход шлама на 1 т клинкера, м 3 ;

А_с – удельный расход сухой сырьевой шихты на 1 т клинкера (см. п. 6.2.1.);

W – влажность шлама, % (известно из задания или принимается по таблице-приложению);

γ_о – средняя плотность шлама, кг/м 3 (см. приложение).

Емкость горизонтальных шламбассейнов должна обеспечить запас откорректированного шлама в количестве, необходимом для непрерывной работы обжигательных печей в течение 2,5 суток. Потребная емкость горизонтальных шламбассейнов определяется по формуле:

где V_потр – потребная емкость горизонтальных шламбассейнов, м 3 ;

П_год – годовая производительность цеха обжига, т/год;

А_ш – расход шлама для получения 1 т клинкера, м 3 ;

К_и – коэффициент использования печей (0,9-0,95).

Пример:

П_год – 114800 тонн в год;

А_ш – 1,58 м 3 /т клинкера;

По каталогу 7 выбираем к установке 2 горизонтальных шламбассейна емкостью 8000 м 3 каждый.

Смесительные силосы- при сухом способе производства необходимо рассчитать количество смесительных силосов, которые служат для корректирования и хранения сырьевой муки. Они должны обеспечить запас сырьевой муки в количестве, необходимом для бесперебойной работы печей с циклонными теплообменниками в течение 4-х суток.

Полезная емкость смесительных силосов рассчитывается по формуле:

где V_пол – полезная емкость силосов, м 3 ;

П_год – годовая производительность цеха обжига, т/год;

В_с – расход сырьевой смеси для получения 1 т клинкера с учетом естественной влажности и производственных потерь, т (табл. 2).

Зная полезную емкость смесительных силосов сырьевой муки, выбираем по каталогам [5, 7] к установке несколько силосов, суммарная полезная емкость которых равна или несколько больше рассчитанной. Количество запасных силосов рекомендуется принимать от 4 до 6 шт.

Оборудование для помола и дробления сырья – расчет потребной часовой производительности дробильного отделения осуществляется, исходя из проектной часовой производительности цеха обжига с учетом числа смен работы дробилок в сутки по формуле:

где П_потр – потребная часовая производительность дробильного отделения, т/ч;

П – проектная часовая производительность цеха обжига, т/ч;

В_с – расход сырья с учетом естественной влажности и производственных потреь, в тоннах на 1 т клинкера;

К_см – коэффициент сменности, выражаемый дробью, числитель которой равен числу смен работы обжигательных печей, т.е. трем, в знаменатель – числу смен работы дробильного отделения.

Примеры.

1. Рассчитать потребную производительность дробильного отделения по дроблению известкового и глинистого компонентов.

Проектная часовая производительность цеха обжига П = 150 т/ч. На получение одной тонны клинкера потребуется 1,54 т известняка (в состоянии естественной влажности и с учетом производственных потерь) и 0,36 т глины. Дробильное отделение работает в две смены, а цех обжига – в три смены.

2. Рассчитать потребную часовую производительность отделения сырьевых мельниц для помола сырьевой смеси, если часовая производительность цеха обжига составляет 150 т/ч. На изготовление 1 т клинкера требуется 1650 т сухой сырьевой смеси (А_с). Отделение сырьевых мельниц работает по непрерывному режиму в 3 смены.

3. Рассчитать потребную часовую производительность отделения болтушек для переработки глины, если часовая производительность цеха обжига составляет 150 т/ч клинкера. На получение 1 т клинкера требуется 0,28 т глины в состоянии естественной влажности. Режим работы отделения глиноболтушек – непрерывный.

Потребная производительность отделения болтушек, выраженная в м 3 глины, составит м 3 , где – насыпная плотность глины (см. приложение).

Определив потребную часовую производительность дробилок, сырьевых мельниц и болтушек, нужно по каталогам 11 выбрать необходимое число единиц оборудования.

Для первичного дробления сырья при производстве портландцемента обычно применяют следующие типы дробилок: щековые, конусные; для мягких пород – валковые или самоочищающиеся молотковые.

Для вторичного дробления сырья рекомендуется применять молотковые или конусные дробилки.

Для помола сырья применяют, как правило, трубные многокамерные мельницы, при сухом способе производства – мельницы сепараторные; каскадные самоизмельчения «Аэрофол», при мокром способе производства для размучивания мягких пород сырья – глиноболтушки, мельницы роторные, каскадные, «Гидрофол».

Сравнивать расход огнеупоров на различных предприятиях сложно, так как иногда удельный расход огнеупоров включает только их расход на текущее производство без учета капитальных ремонтов. В стационарных печах расход огнеупоров на текущий ремонт больше, чем в наклоняющихся, и зависит от технологии плавки. [4]

Отдельно указывается расход новых огнеупоров : магнезитовых, хромомагнезитовых, динасовых и шамотных. [5]

Принудительно охлаждаемые футеровки позволяют сократить расход огнеупоров , форсировать технологический процесс, увеличить межремонтную кампанию в тяжелых условиях службы футеровки. [6]

В табл. 44 приведены нормы расхода огнеупоров на текущий ремонт и эксплуатацию печей в кг на 1 т продукции. [7]

Уменьшения сроков капитального ремонта, снижения расхода огнеупоров и некоторого повышения стойкости достигают применением модульного принципа монтажа печи. В качестве отдельных модулей ( элементов) для монтажа шахты печи применяют предварительно изготовленные крупногабаритные охлаждаемые модули, представляющие собой стальной сварной кожух с отверстиями для установки охлаждающих стальных толстостенных труб. В процессе службы на внутренней поверхности охлаждаемой части образуется гарнисаж. За рубежом имеется опыт применения отдельных модулей, состоящих из горна и комплектной верхней части. [9]

Чтобы облегчить обслуживание регенераторов в эксплуатации и сократить расход огнеупоров , вместо двух расположенных рядом газовых регенераторов устроен один, соответственно увеличенных размеров. [10]

Основное количество огнеупоров потребляется черной металлургией, поэтому народнохозяйственный расход огнеупоров условно относят на тонну стали. В среднем мировой выпуск огнеупорных материалов составляет 2 5 - 6 % от массы выплавляемой стали, в индустриальных странах стоимость огнеупоров составляет около 0 1 % валового национального продукта. [11]

Гарниссажные футеровки имеют малую тепловую инерцию, практически не требуют расхода огнеупоров , дешевы и обеспечивают длительную межремонтную кампанию. [12]

Рабочий объем предлагаемого агрегата примерно на 30 - 35, металлоемкость на 40 - 45 и расход огнеупоров на 50 - 55 % меньше, чем у вращающейся печи той же мощности, а удельный съем клинкера с единицы объема агрегата соответственно выше, чем у указанной печи. Капиталовложения также значительно снижаются. [13]

Снижение расхода топлива на 5 % и повышение производительности печей на 5 - 8 % при одновременном сокращении расхода огнеупоров на 8 - 10 % достигается автоматизацией управления тепловым режимом печей. [14]

С целью дальнейшего увеличения мощности обжигового оборудования без существенного увеличения диаметра и длины печей, а следовательно, и снижения расхода огнеупоров наметился другой способ совершенствования сухого способа производства цемента и повышение удельной объемной производительности вращающихся печей - введение в систему запечных теплообменников дополнительной дисооциационной ступени - декарбони-затора, в который подается около 40 % топлива, расходуемого на обжиг. В декарбонизаторе за короткое время ( до 20 с) почти полностью ( до 90 %) завершается процесс разложения карбонатного компонента сырья. Таким образом, наиболее теплонапряженный процесс обжига цементного клинкера - декарбонизация - выне-сится за пределы вращающейся печи, которая превращается в агрегат для спекания клинкера. [15]

В текущем семилетии резко возрастает добыча природного газа и мазута, поэтому применение этого вида топлива следует широко внедрять для отопления мартеновских печей. По предварительным расчетам, для вновь строящихся печей это даст возможность снизить стоимость строительства примерно на 13 %, или около 90 тыс. руб. на одну 500 - 600 - т мартеновскую печь. Кроме того, сокращается на 30 % расход огнеупоров и на 14 % - расход металла на строительство. Ввиду более простой конструкции печи значительно снижается объем работ при ремонтах печей и их эксплуатационные расходы. [46]

Фактические затраты на содержание основных средств списывают на себестоимость продукции в том месяце, когда они были произведены. Стоимость холодных ремонтов печей относится на себестоимость продукции текущего месяца со счета Резерв предстоящих расходов и платежей. Затраты по ремонту, вызванному аварией, включают в расходы по переделу в месяце его окончания. В отчетной калькуляции из общей величины затрат на ремонт н содержание основных средств выделяют расход огнеупоров по количеству и стоимости. [47]

Все более широкое применение находят двухванные мартеновские печи, позволяющие полнее использовать теплоту отходящих газов. В этих печах имеются две ванны: в то время как в одной из них протекают процессы, требующие большой затраты теплоты ( завалка, прогрев, плавление), D другой происходит продувка ванны кислородом; при этом возникающий шбыток теплоты с отходящими газами попользуется в первой ванне, К моменту выпуска металла из одной ванны печп, в другой начинают продувку, а выделяющиеся газы направляют в первую ванну, в которой после выпуска начинают завалку шихты. Окись углерода, выделяющаяся при продувке ванны, догорает над шихтой другой ванны, благодаря чему шихта быстро нагревается и плавится. В таких печах топлива расходуется в 2 - 3 раза меньше, чем в обычных мартеновских печах, резко сокращается расход огнеупоров , повышается производительность печи. [48]

Для кладки сводов применяют динасовые, муллитокорундовые, корундовые, перикла-зохромитовые, периклазошпинелидные и периклазоуглеродистые огнеупоры. В ДСП последующих моделей используют водоохлажцаемую конструкцию сводов с применением различных вариантов кладки центральной части свода. Водяное охлаждение футеровки свода способствует повышению стойкости футеровки. Водоохлаждаемый свод состоит из центральной части, футерованной огнеупорными изделиями, и охлаждаемой периферийной части, состоящей из отдельных водоохлаждаемых сегментов, подвешенных к несущей конструкции. Площадь охлаждения достигает 85 %, а расход огнеупоров на 1 т стали снижается почти в 10 раз. Конструкция центральной части огнеупорной футеровки водоохлаждаемого свода показана на рис. 4.37. Для футеровки применяют муллитокорундовые и перикла-зохромитовые изделия. Кладку ведут на муллитокорундовом мертеле или периклазовом порошке, а зазоры между кольцами электродных отверстий и остальной кладкой набивают муллитокорундовой массой. [50]

Настыль по составу схожа с шихтой и пылью от электропечей. При исследовании контакта настыли с шамотной футеровкой свода обнаружено, что между ними четкой границы нет, т.е. настыль прочно соединена с огнеупором. Для уменьшения настылеобразования рекомендуются для футеровки свода периклазохромитовые огнеупоры, обладающие меньшей адгезией к материалу настыли, чем шамотные. Для защиты кладки стен применяют накладные стальные или медные коробчатые кессоны. Кессонирование несколько увеличивает продолжительность кампании печей и сокращает расход огнеупоров . [51]

Изложницы устанавливают на поддоне 6, в центре которого находится центровой литник 3, футерованный огнеупорными трубками 4, соединенный каналами, выполненными из огнеупорных пустотелых кирпичей 7, с нижними частями изложниц. Сифонная разливка основана на принципе сообщающихся сосудов: жидкая сталь 2 из ковша 1 поступает в центровой литник и через каналы заполняет изложницы 5 снизу. Этот способ разливки обеспечивает плавное, без разбрызгивания заполнение изложниц, поверхность слитка получается чистой, сокращается продолжительность разливки, можно разливать большую массу металла одновременно на несколько мелких слитков. Однако при сифонной разливке повышается трудоемкость подготовки оборудования, увеличивается расход огнеупоров , появляется необходимость в расходовании металла на литники ( до 1 5 % от массы заливаемой стали), в перегреве металла в печи до более высокой температуры, так как при течении по каналам он охлаждается. [52]

Все более широкое применение находят двухванпые мартеновские печи. В этих печах имеются две ванны: в то время как в одной из них протекают процессы, требующие большой затраты теплоты ( завалка, прогрев, плавление), i. К моменту выпуска металла из одной ванны печи, в другой начинают продувку, а выделяющиеся газы направляют в первую ванну, в которой после выпуска начинают завалку шихты. Окись углерода, выделяющаяся при продувке ванны, догорает над шихтой другой ванны, благодаря чему шихта быстро нагревается и плавится. В таких печах топлива расходуется в 2 - 3 раза меньше, чем в обычных мартеновских печах, резко сокращается расход огнеупоров , повышается производительность печи. [53]

Как отмечалось ранее, при переводе на газовое топливо ликвидируется топливоподготовительное отделение, следовательно, исключаются расходы материалов на ремонт его оборудования и снижаются расходы материалов на замену мелющих тел и бронеплит в шаровых мельницах, За счет этого себестоимость цемента ( ориентировочно) уменьшается на 7 - 8 коп. К вспомогательным материалам относятся и огнеупоры, идущие на футеровку вращающихся печей обжига клинкера. На всех цементных заводах проводится большая работа по продлению срока службы футеровки печей. По отчетам заводов за 1965 г. средняя стойкость футеровки вращающихся печей, работающих на газе, составила 200 суток, что значительно превышает среднюю стойкость футеровки печей, работающих на твердом и жидком топ-ливах. Подсчет экономии, получаемой за счет повышения стойкости футеровки, затруднителен, так как расход огнеупоров зависит от площади заменяемого участка и может меняться в широких пределах, но снижение расхода огнеупоров понижает себестоимость цемента. [54]

Срок службы арки над рабочим окном электропечи обычно в несколько раз меньше срока службы стен и свода. Это обстоятельство приводит к простою печей на горячем ремонте для восстановления арки, что в значительной мере ухудшает технико-экономические показатели работы печей. На одном из заводов предложено прокладывать над завалочным окном четыре прямоточные охладительные трубы, изогнутые по радиусу арки завалочного окна. Поверх труб выкладывается арка из термостойкого хромомагнезитового кирпича: между кирпичами прокладываются железные прокладки толщиной 1 - 1 5 мм. Над аркой до верха каркаса печи кирпичом или блоками выполняется кладка передней стены. Вода от распределительных колонок поступает в трубы и вытекает в водоотводящие коробки. Большая скорость протекания воды и малая длина труб обеспечивают достаточное охлаждение последних. Применение охладительных труб как опоры для кладки арки позволяет увеличить срок службы последней с 10 - 15 плавок до 40 - 60 плавок, а также сократить расход огнеупоров . [56]

Цементная промышленность СССР в послевоенный период развивалась высокими темпами (табл. 5.12). СССР занимает начиная с 1962 г. первое место по выпуску этого важней - щего строительного материала. Прирост производства цемента в истекшем пятилетии был достигнут как за счет ввода новых производственных мощностей, так и улучшения использования действующего оборудования.

Таблица 5.12. Показатели развития цементной промыленности

. Выпуск цемента всего, млн. т В том числе-.

портландцемента шлакопортландцемента пуццоланового портландцемента

Улучшилось качество цемента и расширился его ассортимент. Средняя марка цемента возросла по всем основным его видам, снизилась доля низкомарочных цементов в общем объеме выпуска и увеличилась доля цементов высоких марок. Значительно возросло производство быстротвердеющего, а также специальных видов цемента (сульфатостойкого, тампонажного и др.).

Производительность труда в цементной промышленности ежегодно растет, а себестоимость снижается. Вместе с тем следует отметить, что имеются резервы дальнейшего повышения эффективности производства и снижения себестоимости продукции (табл. 5.13).

Таблица 5.13. Структура себестоимости цемента, % к полной себестоимости

Сырье, основные материалы, вспомо

гательные и прочие материалы

Заработная плата с начислениями

Расходы по освоению

Расходы, связанные с работой обору

.. Цеховые и общезаводские расходы

Обращают на себя внимание высокая топливо - и энергоемкость производства цемента и сравнительно высокий уровень затрат на амортизацию основных средств. В силу этого очень боль: шое значение в современном цементном производстве приобретают вопросы рационального использования оборудования и топлива. На передовых цементных заводах себестоимость портландцемента относительно низка, например на Серебряковском,

Новороссийском, Белгородском около 10 руб/т. В ТО же Время имеются заводы с чрезмерно высокой себестоимостью цемента — 23 руб/т и более. В среднем себестоимость 1 т цемента составляет 18,8 руб.

Несмотря на некоторое улучшение в использовании календарного времени печного парка, простои печей на ряде заводов фактически превышают технически необходимое время, это же имеет место и при использовании мельниц.

Цементное производство весьма топливоемко: в 1985 г. для производства цемента израсходовано более 30 млн. т условного топлива (только на технологические цели). На производство клинкера по сухому способу топлива идет примерно на 20% меньше, чем по мокрому. По печам длиной более 150 м расход топлива составляет 238 кг, т. е. в 1,5 раза ниже, чем по малопроизводительным печам.

Снижение расхода топлива на производство 1 т клинкера объясняется прежде всего внедрением новых высокопроизводительных печей, экономичных в теплотехническом отношении. На сокращении расхода топлива сказались следующие технические мероприятия, одновременно являющиеся путями дальнейшей рационализации использования топлива в цементной промышленности: внедрение рациональных теплообменных устройств и высокостойких огнеупоров; применение разжижителей шлама для снижения его влажности, что обеспечивает снижение расхода топлива на 2,5. 3%; интенсификация обжига и внедрение его автоматического регулирования; перевод предприятий на газообразное топливо.

Снижение удельного расхода топлива на обжиг клинкера также зависит от повышения коэффициента использования действующих печей и достижения проектной производительности нового оборудования.

Из общего количества потребляемой цементной промышленностью электроэнергии примерно 40% расходуется на помол цемента, 30% — на обжиг клинкера, поэтому наибольшие резервы снижения электроемкости заключены в повышении эффективности работы мельниц. Весьма перспективны в этой связи внедрение ударно-центробежных дробилок производительностью до 60 т/ч для предварительного дробления клинкера, внедрение мероприятий по установке аспирационных шахт взамен циклонов и др.

В перспективе предусматривается дальнейшее развитие цементной промышленности. Намечается оснащение мощных вращающихся печей встроенными теплообменными и рациональными цепными завесами, что повысит производительность печей на

8.. . 10%, снизит расход топлива и уменьшит пылеунос с отходящими газами; предусмотрено увеличение использования для фу - теровок вращающихся печей эффективных огнеупоров. На цементных заводах устанавливаются высокопроизводительные печи размером 7X230 и 5X75 м с циклонными теплообменниками

н реакторами-декарбонизаторами, которые позволят на 30. 40% снизить расход топлива по сравнению с мокрым способом, а так - печи производительностью до 3000. 5000 т/сут для работы по сухому способу производства, мельницы сухого помола размером 4X13,5 м, работающие по замкнутому циклу, роторные мельницы для переработки мягкого сырья.

Намечается также увеличение производства быстротвердею - щего и высокопрочного портландцемента, освоение выпуска белого и цветных цементов с широкой цветной гаммой. Производство их в 1985 г. по сравнению с 197Q г. возросло более чем в 2,2 раза, расширился выпуск сульфатостойкого, дорожного и других специальных видов цемента. Увеличено производство и улучшено качество шлакопортландцемента. Значительно возрос объем производства цемента на крупных заводах с печами размером 5X135 м.

Строительство новых предприятий позволило значительно повысить эффективность работы цементной промышленности.

Дальнейшее улучшение показателей экономической эффективности в цементной промышленности обеспечивается применением наиболее эффективных технологических способов и совершенного оборудования, широким внедрением катализаторов и интенсифи - каторов процессов обжига клинкера, помола цемента и коренными усовершенствованиями процессов пылеулавливания.

В ближайшей перспективе будут продолжены изыскание и разработка более эффективных технологических схем добычи, переработки, транспортировки и подготовки сырьевой смеси.

Читайте также: