Производство минеральных вяжущих материалов

     5  Технико-экономические показатели 
 

     Удельные  расходы энергетических ресурсов на единицу продукции вычисляются  путем деления годового расхода  энергии (пара, воды и пр.) на годовую  производительность предприятия.

     Трудоёмкость  выработки продукции определяют путем деления годового количества человеко-часов на П_год (на основное производство без учета вспомогательных производственных операций).

     Производительность  труда – это количество продукции, приходящейся в год на одного списочного рабочего. Производительность труда может быть представлена в ценностном или натуральном выражении и является важнейшим показателем экономичности запроектированного предприятия.

     Списочное количество рабочих  (К_с) отличается от количества рабочих     (явочное К_я) по штатной ведомости, т.к. включает всех рабочих, занятых на производстве и отвлеченных временно от производства, но числящихся в списке.

                               К_с = К_я ^. К_п ,                                                                   (5.1)          

     где  К_п – переходной коэффициент, учитывающий количество нерабочих дней в  году ;  

                                      К_р.д        345

                              К_п = ------ = ------ = 1,29                                                (5.2)                 

                                       267       267 

     где  К_р.д. – количество рабочих дней в году  

                               К_с = 64 ּ 1,29 = 83                                                              (5.3) 

         1)  Определяем трудоемкость 

                                   количество чел/год      176640

     трудоемкость = --------------------------- = ---------------= 0,09                   (5.4)

                                              П_год                        2000000 

2. Производительность  труда в натуральном выражении  на одного рабочего составляет

                                         П_год           2000000

                                 П_н = ------- = ------------ = 24096 т/чел                        (5.5)                                          

                                            К_с                    83 

     где К_с – списочное количество рабочих. 

  Таблица 5.1- Технико-экономические показатели цеха обжига 

     6 Контроль качества 
 

     Контроль  на цементных заводах включает контроль качества и паспортизацию продукции и контроль технологических процессов для обеспечения оптимальных режимов работы и получения максимальной производительности оборудования. Контроль технологического процесса бывает оперативный и учетный и тесно связан с оптимизацией процесса с помощью автоматических систем, включающих получение информации, ее переработку и принятие решений с помощью управляющей вычислительной машины (УВМ), автоматическое регулирование параметров процесса, обеспечивающее его оптимизацию.

     В процессе разведки месторождения и  его разработки ведут буровые работы, которые используют для составления опережающей карьерной сетки о составе сырья, используемой для селективной разработки карьера и фиксируемой в памяти УВМ. Экспрессное определение состава сырья и сырьевой смеси ведут или с помощью рентгеновских анализаторов (квантометров), или автоматических титраторов. Для обеспечения экспресс-определения состава разработаны автоматические системы отбора и усреднения проб, системы транспорта проб, автоматические комплексные пробоподготовительные устройства. Отбор проб сырьевой муки производят шнеком, расположенным в трубе с продольной щелью. Трубу вводят в поток материала и медленно поворачивают вокруг оси при быстром вращении внутреннего шнека. Объем и частоту отбора пробы определяют шириной щели и скоростью вращения трубы со щелью. Единичные пробы накапливаются в смесителе емкостью 40—90 л.

     Автоматическое  управление процессом приготовления  сырьевой смеси осуществляется на основе данных о химическом составе сырья, поступаемого с карьера, на основе которого ведется процесс формирования штабелей усреднительного склада сырья. Интегральная схема обеспечения постоянства состава сырьевой смеси (оперативное автоматическое управление дозаторами — непрерывное усреднение) основаны также на данных об отклонениях в составе сырья. Поэтому одним из основных компонентов оперативной информации являются данные о составе сырьевой смеси.

     Другим  типом пробоотборника для порошков является заборник в виде трубы, оборудованной входным и выходным отверстиями и шпинделем с пневмоприводом, который периодически перекрывает входной или выходной клапан. Для автоматических систем управления приготовлением сырьевой смеси важно предельно сократить сроки доставки пробы, чтобы оно занимало меньше времени, чем длительность самого анализа. Поэтому проба муки попадает в автоматическое устройство, помещающее пробу в герметичный патрон пневмопочты. Устройство представляет дисковую кассету с 24 патронами. Применение такого устройства и пневмопочты сокращает время доставки пробы до 10 мин. Пробоотборники для кусковых материалов компонуют с пробоприготовительными автоматами. С помощью ковша отбирают до 30 проб в час массой до 40 кг (в зависимости от крупности материала). Проба автоматически измельчается до зерен менее 5 мм, высушивается и усредняется последовательным сокращением вначале 1: 10, а затем 1: 1000. Автомат упаковывает пробу (100 г) в пластмассовый мешочек, и она пневмопочтой направляется в лабораторию. Время приготовления и транспорта пробы 14—15 мин. Для экспресс-анализа сырья и сырьевой смеси клинкера, цемента используют рентгеновские анализаторы — спектрографы (квантометры), работающие в сочетании с ЭВМ. Разработан флюоресцентный анализатор, в котором источником излучения является Fe-55, в котором анализ ведут по интенсивности рентгеновского излучения (кальция), возбужденного γ - лучами радиоизотопного источника. Такой прибор позволяет сократить время на приготовление проб и вести при сухом и мокром способе определение СаС0₃ в потоке (среднее квадратичное отклонение при анализе муки ±0,25 %, при анализе шлама ±0,32 % по СаО). При анализе шлама вводят поправку на концентрацию твердого вещества. Анализ таблетированных проб дает более точные результаты, но при таблетировании возникают структурные эффекты.

     Точность  данных рентгеновского анализатора  связана с влиянием также минералогической природы составляющих компонентов пробы и ее гранулометрией. При проведении контрольных анализов для исключения структурных и минералогических факторов проводят сплавление пробы со специальными присадками-плавнями (тетраборат лантана, окись лития). Время приготовления пробы 15—20 мин. Анализатор необходимо каждую смену автоматически юстировать по стандартной пробе. При более упрощенной схеме подготовки проб время анализа составляет 15 мин, что позволяет УВМ управлять дозаторами со сдвигом по времени в 30 мин (15 мин отбор, усреднение и доставка пробы). Для автоматических систем управления технологическими процессами важно получать с минимумом времени запаздывания информацию о тонкости материала после измельчения в мельницах. ВИАСМ разработал установку УТЦБ-2, используемую при автоматическом управлении мельничными агрегатами. В приборе разделение цемента на фракции производится в центробежном пневматическом сепараторе. Прибор выдает данные о процентном содержании крупного класса, являющегося показателем тонкости помола. Автоматический метод оценки тонкости порошков в потоке. Часть потока порошка отклоняется на измерение и через дезаэрационный канал подается к дозировочному шнеку на конвейер с измерительным устройством. Зонд измерительной головки погружается в поток порошка на глубину в 1,5 мм, физические воздействия на зонд преобразуются пневмодатчиком в сигнал переменного тока. Усилитель преобразует сигнал в выходной, пропорциональный мгновенному значению тонкости. Определенную информацию о работе печи можно получить, фиксируя температуру в зоне спекания, массу 1 л клинкера, содержание свободной СаО в клинкере. Последнее определяют петрографическим методом, причем этому обучены операторы печи. Для установления массы клинкера можно использовать прибор направленного действия на основе радиоактивных изотопов; величину показателя получают, исходя из интенсивности поглощения рентгеновского излучения при прохождении через слой клинкера заданной толщины, содержащий зерна клинкера размером 5—10 мм. Температуру в зоне спекания устанавливают с помощью цветового пирометра, позволяющего свести до минимума влияние запыленности в зоне, поскольку температура измеряется отношением двух сигналов излучателя. За состоянием обмазки в зоне спекания следят, контролируя температуру корпуса печи с помощью пирометра, перемещаемого на тележке вдоль корпуса печи. Для наблюдения хода технологических процессов широко используют телеконтроль. Осуществляют телеконтроль загрузочных устройств дробилок, складов сырья и клинкера, зоны спекания, загрузочного конца печи, работы ленточных транспортеров.

     Отгрузку  цемента ведут на основе «гарантированной марки». Оценку марки цемента проводят по данным суточной или трехсуточной прочности из проб, ежечасно отбираемых от мельниц на основе переходных коэффициентов, полученных статистическими методами. Иногда «гарантийную марку» оценивают по прочности образцов, подвергшихся пропарке в специальных закрытых формах, в которых при пропарке за счет теплового расширения происходит уплотнение образцов. После пропарки (≈4 ч) получают данные, соответствующие 28-суточной прочности образцов, твердеющих в обычных условиях. Для пропарки образцы готовят из раствора 1:1 и пропаривают по режиму, обеспечивающему прочность, соответствующую 28-суточной. По ГОСТ 22237—96 для отгружаемой партии цемента выдается паспорт, в котором сообщается гарантийная марка. При отгрузке цемента отбирают пробы для контрольных испытаний, которые хранят в центральной лаборатории в течение трех месяцев. [5] 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     7 Охрана труда,  техника безопасности и обеспыливание в производстве минеральных вяжущих материалов 
 

     При проектировании, строительстве и эксплуатации новых и реконструкции действующих предприятий по производству вяжущих материалов необходимо руководствоваться «Общими правилами по технике безопасности и промышленной санитарии для предприятий промышленности строительных материалов». Неблагоприятные условия труда могут быть в основном обусловлены повышенной концентрацией пыли и влаги в помещении; недостаточной тепловой изоляцией обжиговых аппаратов; ненадежным ограждением вращающихся частей механизмов и т. п. Все вращающиеся части приводов и других механизмов должны быть надежно ограждены, токоподводящие части изолированы, а металлические части механизмов заземлены на случай повреждения изоляции. Звуковая и световая сигнализация должна предупреждать о пуске любого оборудования, а также о неисправностях или аварийных ситуациях. Обслуживание дробильных установок производится в соответствии с инструкцией, утверждаемой главным инженером предприятия. Ремонт дробилок можно проводить только после их остановки, отключения тока и принятия мер, исключающих возможность включения его другими лицами. В процессе работы дробилки запрещается проталкивать и извлекать куски, очищать от налипшего материала, находиться на решетке, регулировать зев дробилки, подтягивать регулирующие пружины. При обслуживании помольных установок также руководствуются рядом специальных правил, обеспечивающих безопасность работы. Пускать мельницу разрешается только при отсутствии людей внутри огражденной опасной зоны. Во время работы запрещается находиться под мельницей, смазывать и чистить вращающиеся детали, заходить за специальные ограждения. Мельницы сухого помола должны быть под разрежением. Перед началом работ как на корпусе, так и внутри мельницы необходимо обесточить привод. Внутренние работы производят, используя только низковольтное освещение (12 В). Агрегаты повышенной опасности — тепловые установки. Обслуживающий персонал допускается к работе только после проверки знаний правил их эксплуатации. Сушильные установки должны, как правило, работать под разрежением. При загрузке и выгрузке материала особое внимание нужно обращать на то, чтобы продукты горения не попадали в цех через открытые двери туннелей. Сушильные отделения оборудуют приточно-вытяжной вентиляцией. На известковых заводах особое внимание нужно уделять предотвращению появления в помещениях углекислого газа, оксида углерода и известковой пыли. Повышенная опасность отравления имеется на загрузочной площадке шахтных и вращающихся печей, поэтому их загрузка должна производиться только механизмами, не требующими присутствия людей. Особое внимание должно быть уделено технике безопасности и противопожарной технике при обслуживании углепомольных установок, поскольку угольная пыль взрыво- и пожароопасна. Установки по приготовлению угольной пыли должны работать под разрежением. Все системы установок снабжают предохранительными клапанами-патрубками, выведенными наружу и закрытыми крышками из асбестовых листов. В случае взрыва эти клапаны срываются и газы выбрасываются из системы без ее разрушения. Все производственные источники теплоты (корпуса агрегатов, трубопроводы и т. п.) должны быть обеспечены устройствами и приспособлениями, резко ограничивающими выделение конвекционной или лучистой теплоты в рабочем помещении. Температура нагретых поверхностей оборудования в местах нахождения обслуживающего персонала не должна превышать 45 °С. Для освещения внутри печи во время ее осмотра или ремонтных работ запрещается пользоваться факелом. Необходимо применять электрическое освещение напряжением не более 12 В. Горячий ремонт внутри печи разрешается проводить только мужчинам в спецодежде, прошедшим медицинский осмотр. В печь разрешается входить, когда температура в ней снизится до 40 °С, будет остановлен вентилятор, сняты предохранители у электродвигателей печи, углепитательных конвейеров и вентилятора. Для предотвращения загрязнений воздуха, почвы, водоемов, а также для обеспечения и поддержания, нормальных санитарно-гигиенических условий труда производственные процессы на оборудовании, вызывающем образование и выделение пыли, необходимо организовать по схемам, гарантирующим минимальное выделение пыли в производственные помещения и в атмосферу. Производство вяжущих материалов связано со значительным пылевыделением на большинстве технологических переделов: дроблении, помоле, транспортировании, сушке, обжиге. Наиболее мощный источник пылевыделения (свыше 80 %) — вращающиеся печи. При сухом способе производства пылевынос с отходящими газами достигает 20...25 %. При неудовлетворительной работе печных пылеуловителей пыль может рассеиваться на площади радиусом до 20 км. В то же время степень допустимой запыленности воздуха строго регламентирована. Она составляет для пыли, содержащей более 70 % свободного оксида кремния, не более 1 мг/м³; для пыли, содержащей 10...70 % Si0₂, не более 2 мг/м³, для пыли цемента, глиняных минералов, не содержащих свободного Si0₂, — 6 мг/м³. Для борьбы с пылью пылевыделяющее технологическое и транспортное оборудование заключают в герметичные кожухи с плотно закрываемыми отверстиями. На участках образования пыли или газов помимо общей вентиляции устраивают местную аспирацию. Запыленные газы и воздух очищают в эффективных пылеосадительных устройствах. Для обеспыливания технологических газов на заводах в зависимости от свойств аэрозолей чаще всего применяют пылеосадительные камеры (грубая очистка), сухие и мокрые циклонные аппараты (первая ступень), тканевые рукавные фильтры и электрофильтры (окончательная очистка). Выбор типа пылеуловителя определяется свойствами обеспыливаемой пылегазовой смеси. Пылеосадительные камеры— простейшие устройства для улавливания пыли. Они должны иметь достаточно большие размеры, с тем, чтобы снизить скорость движения газов до 0,1...0,2 м/с. Находящиеся в газовом потоке частицы пыли, попадая в полость камеры, теряют свою скорость, а наиболее крупные из них осаждаются в нижней части, откуда их систематически удаляют. Пылеосадительные камеры используют главным образом для очистки отходящих газов вращающихся печей. У мельниц роль пылеосадительной камеры выполняет аспирационная шахта, которая улавливает наиболее грубую пыль. Коэффициент очистки газа от тонкой пыли — менее 0,10...0,15.

     Циклоны — наиболее распространенные пылеочистительные аппараты. Их используют для улавливания из пылевоздушной смеси частиц сухой пыли размером от 5 мкм и более. Запыленный газовый поток с большой скоростью вводится в циклон тангенциально. В результате возникшего завихрения частицы пыли под действием центробежной силы прижимаются к стенке цилиндра, теряют свою скорость, падают в нижнюю часть циклона и удаляются через нижний патрубок. Очищенный газ выходит из циклона через верхний патрубок. Надежность работы циклонов во многом зависит от их герметизации. При подсосе в циклоны 3 % газов из нижерасположенных газоходов КПД циклонов снижается на 30...40 %, а при подсосе 8... 15 % газов падает до нуля. Герметичность циклонов обеспечивается надежным соединением узлов. Рукавные фильтры обеспечивают очистку пылегазовых смесей при просасывании их через цилиндрические длинные рукава из специальных фильтровальных тканей: при температуре очищаемых газов до 140 °С — из лавсана, при температуре от 140 до 300 °С — из стеклоткани. Запыленный газовый поток подается в рукава, очищается в результате налипания на стенки рукавов содержащихся в них частиц при прохождении под разрежением или давлением через ткань. Через определенные промежутки времени рукава очищают (регенерируют) встряхиванием или обратной продувкой воздухом. В некоторых случаях используют оба способа одновременно. Рукавные фильтры наиболее часто устанавливают за мельницами сухого помола, дробилками, гомогенизационными установками, силосами готовых вяжущих, упаковочными установками. Степень пылеочистки в них достигает 99,9 %. Преимуществами рукавных фильтров являются их компактность и низкая стоимость. Они могут работать при большей концентрации пыли (до 300 г/м³) без снижения степени пылеочистки. Однако применение рукавных фильтров ограничивается их низкой стойкостью к воздействию высокой температуры, забиванием ткани при влажной пыли и более высокими по сравнению с электрофильтрами эксплуатационными расходами.

     Электрофильтр — наиболее эффективный пылеочистительный аппарат. Принцип очистки газа в нем основан на приобретении взвешенными частицами электрических зарядов под действием электрического поля высокого напряжения (до 10⁵ В). Частицы пыли, получив от коронирующих электродов отрицательный заряд, притягиваются к осадительным электродам и осаждаются на них. Налипшая на электроды пыль периодически удаляется встряхиванием, собирается в бункера и через шлюзовые затворы поступает в транспортирующее устройство. Производительность электрофильтров по газу (20...500) ּ 10³ м³/ч. Высокая степень пылеочистки газов в электрофильтрах (97...99 %) достигается, если запыленность не превышает нормы, установленной правилами технической эксплуатации (не более 50 г/м³). Увеличение запыленности газа снижает эффективность процесса очистки. Стабильность работы электрофильтров и качество очистки газов в них зависят также от температуры газов, скорости прохождения их через фильтр и герметизации аспирационной установки. Чем меньше скорость движения газов в электрофильтре, тем выше степень их очистки. Рекомендуется, чтобы скорость газов в рабочем состоянии фильтра не превышала 0,9... 1,0 м/с.