ciutak-proiekt

Introducere.

Producerea materealelor de construcţii este unul din cele mai vechi lucruri in

dezvoltarea tehnicii. Materealele de construcţii începuseră a fi necesare pentru

construirea clădirelor , podurelor, tunelurilor etc.

Aproximativ trei mii ani în urma , pentru legătura între pietre s-a început

întrebuinţarea lianţilor . Lianţii se numesc materiale care la amestecare cu apa

formează o masă plastică , de la timpul de întărire dură a pietrei . Principalii lianţi

utilizaţi din cele mai vechi timpuri au fost varul şi gipsul.

Principalii utilizatori ai varului sînt interprinderele industriei materealelor de

construcţii, metalurgiei, chimice şi industriei alimentare.

În industria materealelor de construcţii la fiecare 1000 buc. de cărămidă

silicatică se foloseşte mai mult de 400 kg de var nestins. Deasemenea creşte

folosirea varului nestins în industria metalurgică, unde la fiecare tona de producţie

se foloseşte de la 40 - 100 kg de var nestins. O mare cantitate de var se cheltue

deasemenea la industria chimică, la fabricile de zahăr la producerea celulozei,

soluţiilor de dizinfectare , la curăţirea apelor curgătoare

În calitate de material de construcţii varul se foloseşte din timpurile

străvechi . Aproximativ 5 mii de ani in urmă in Egipt cheltuielele de var se

foloseau la construcţia piramidelor .

În Roma Antica (aproximativ 190 ani î.e.n) o mare cantitate de var se folosea

la amestecurile pentru mortarul de zidărie si finisare. Mai tîrziu a facilitat

descoperirea importantelor cantităţi a varului - insusirea de-a adăuga in amestic

adausuri fin fărîmiţate a produselor vulcanice eruptive (tuful , piatra ponce ,

cenuşa vulcanică) sau întărirea cărămizii din argilă nearsă nu numai în cantităţi

uscate dar şi în apă . Adausurile care asigură rezistenţa la apa a liantului a primit

denumirea de hidraulice .

Mod Coala N. docum Semnat Data

Coala

Varul hidraulic - se obţine prin calcinarea calcarelor marnoase la temperaturi

inferioare apariţiei fazei lichide.

Varu hidraulic se clasifică în două categorii :

a.varul slab hidraulic,care se obţine din calcare marnoase cu un conţinut între 8 şi

15 % substanţe argiloase şi care se produce fie sub formă de bulgări,fie sub formă

de pulbere.

b.varul greu hidraulic, care se obţine din marne calcaroase cu un conţinut între 15

şi 22 % substanţe argiloase şi care se produce numai sub formă de pulbere.

Prin modul de hidraucilitate se înţelege raportul dintre partea argiloasă şi oxidul

de calciu.Acest modul variază de la 0,15 pentru varurile uşor hidraulice,pînă la

0,50 ,pentru varurile greu hidraulice.Se constată că hidraulicitatea crşte în funcţie

de conţinutul de argilă al calcarului marnos.

În timpul arderii calcarelor marnoase, are loc nu numai disocierea carbonatului

de calciu cît şi combinarea chimică a unei părţi a din oxidul de calciu cu silicea şi

alumina provenită din deshidratarea argilei.

Varul hidraulic este deci un amestec de compuşi nehidraulici (oxid de calciu şi

de magneziu) şi compuşi hidraulici (silicaţi şi aluminaţi de calciu).Compoziţia lui

este diferită de cea a varului aerian.Varul hidraulic are proprietatea de

hidraulicitate,caracterizată prin faptul că întărirea începuna în aer continuă şi sub

apă.

Din cauza compoziţiei variate a calcarelor marnoase,proporşiile compuşilor sînt

şi ele diferite,în funcţie de conţinutul în material argilos,şi ca urmare şi

proprietăţile varurilor hidraulice sînt variabile.

Arderea varuli hidraulic se face la temperatur cu atît mai joase,cu cît calcarul

argilos conţine mai puţin carbonat de calciu.De asemenea,arderea trebuie condusă

astfel,încît să nu se atingă punctul de topire a materialului.Temperatura care

trebuie menţinută în cuptoare este de 900 - 1050şC.

Greutatea specifică a varului hidraulic este cuprinsă între 2,5 şi 9 t/m3,iar

greutatea specificăaparentă în grămadă în stare afînată este de 500 – 800 kg /m3.


Coala

Varul hidraulic se foloseşte la prepararea mortarelor de zidărie şi de

tencuială,precum şi de prepararea mortarelor slabe necesare la executarea

fundaţiilor de piatră brută.Varulhidraulic de calitate superioară este folosit la

prepararea betoanelor de mărci inferioare.

Materia primă

Producerea varului nestins constă din următoarele operaţii de bază :

a) extracţia şi pregătirea pietrei de var .

b) pregătirea combustibilului şi arderea pietrei de var ,

Piatra de var se extrage de obicei prin metoda deschisă în cariere după

îndepărtarea straturilor superioare neproductive . Rocile calcaro - magneziale

dense sunt explodate . Pentru aceasta la început cu ajutorul masinelor de foraj

rotative (pentru rocile tari) sau masinelor de foraj percutant rotative ( pentru

rocile de tărie medie) se sfredeleşte o gaură cu diametrul 105 -150 mm ,

adîncimea 5 - 8 metri. la distanţa 5,4 - 4,5 metri una faţă de alta . In ele se

introduce cantitate corespunzătoare de explozibil (igdanit , amonit) în dependenţă

de tăria rocii , puterii stratului şi gabaritelor necesare a pietrelor necesare .

Neuniformitatea repartizării pietrii de var în zăcăminte ce se observă uneori

(după componenţa chimică , densitate etc.) condiţionează necesitatea prin sortare

a rocilor folositoare . Extragerea prin sortare a pietrei de var măreşte preţul

produsului , de aceea la determinarea eficienţei tehnice şi economice la

exploatarea unor sau altor zăcăminte de piatră de var sunt necesare cercetării

geologice amănunţite astfel ca să fie posibilă folosirea complexă a întregii mase

muntoase .

Masa de piatră de var extrasă în formă de bucăţi mari şi mici se încarcă în

mijloace de transport cu ajutorul excavatorului cu o cupă . In dependenţă de

distanţa între carieră şi uzină piatra de var , este transportată cu ajutorul

conveerului cu bandă , autocare, transportul pe cale ferată sau pe apă .

Varul de calitate înaltă se primeşte numai la arderea rocii carbonate în formă de

bucăţi , ce se deosebesc puţin după mărime. La arderea materealului în bucăţi de


Coala

mărime diferită se primeşte var ars neomogen (bucăţile mici sunt parţial sau total

prea arse , mijlocul bucăţilor mari nearse) . În afară de aceasta la încărcarea

cuptorului vertical cu bucăţi de mărime diferită se măreşte considerabil gradul de

încărcare a cuptorului , deci se micşorează permiabilitatea la gaze a materealului

ceea ce îngreunează arderea . De aceea înainte de ardere piatra de var este

pregătită în modul următor : ea este sortată după mărimea bucăţilor şi dacă e

necesar bucăţile mai mari sunt mărunţite .

în cuptoarele verticale e mai eficient de ars piatra de var despărţită după fracţii

40-80 mm, 80 -120 mm în lăţime , dar în cuptor rotativ 5 - 20 mm şi 20 - 40 mm .

Aşa cum mărimea bucăţilor de rocă muntoasă extrasă des ajunge la 500 - 800 mm

şi mai mare , apare necesitatea mărunţirii lor şi sortarea masei obţinute după

mărunţire în fracţiile necesare . Aceasta se obţine cu ajutorul instalaţiilor de

concasare şi sortare , ce lucrează în ciclu deschis sau închis cu folosirea

concasoarelor cu falei , şi conice , cu ciocane şi de alt tip . Mărunţirea şi sortarea

pietrii de var e mai eficient să se facă nemijlocit la cariere şi la uzină să fie aduse

numai fracţiile de lucru.


Coala

Procesele fizico - chimice Componentul argilos din materia primă imprimă un grad accentuat de

complexitate proceselor chimice din cuptor şi reprezintă factorul caracteristic în

raport cu procesele care au loc la obţinerea varului aerian.

Pîna la temperatura de 900 - 950°C,mai importante sînt reacţiile de

descompunere a carbonaţilor şi procesele de transformare fizică şi chimică pe care

le suferă substanţa argiloasă.De la temperatura de 900 – 950°C viteza de reacţie

dintre constituenţii oxidici ai celor doi componenţi principali din materia primă

(calcarul şi impurităţile argiloase) devine practic importantă,se formează într-o

măsură tot mai mare silicaţi,aluminaţi şi fieriţi.

Analizele termice efectuate pe argile pun în evidenţă,pînă la temoeratura de

900°C,un singur efect mai însemnat.Este vorba de un efect enditermic,ca urmare a

deshidratării.Apa de cristalizare este cedată la temperatură mai scăzută sau mai

ridicată,cu viteză mai mare sau mai mică,în funcţie de natura grupelor HO− în

reţeaua cristalină.

Cercetările efectuate pe argile calcinate,privind solubilitatea faţă de acidul

clorhidric,cum şi cercetările electronografice şi roentgenografice,arată că că

reţeaua devine metastabilă pe măsură ce se îndepărtează apă,din punct de vedere

cristalo-chimic,deşi reţeaua reprezintă o deformare anumită,ea totuşi păstrează

orintarea reţelei aluminosilicatului iniţial.Această stare metastabilă a argilei

calcinate explică reactivitatea sa ridicată.

La temperatura de 900°C încep să apară mai intens,în sistem,produşi ai reacţiei

dintre oxidul de calciu ( produs al decarbonării CaCO3),metacaolinit (produs al

deshidratării caolinitului din argilă),SiO2 şi oxizii de fier din substanţa argiloasă .

Silicaţii de calciu.În sistemul CaO – SiO2 se cunosc patru compuşi binari : CS,

C3S2, C2S, C3S.Unii cercetători au pus în evidenţă faptul că reacţiile de formare a

acestor compuşi încep la temperatura de 900°C.După datel lui Nogai ,primul

produs al reacţiei dintre CaO şi SiO2 este – indiferent de prope’porţia acestor

oxizi – rankinitul C3S2.Alţi cercetători arată că în primul rînd se formează C2S.


Coala

Wollastonitul se formează la temperaturi mai înalte ,din silicaţii rezultaţi

iniţial,într-un amestec echimolecular de CaO şi SiO2.

Formarea silcatului tricalcicla temperaturi sub 1500şC este practic

neglijabilă,devine importantă la 1600 - 1800°C.Existenţa acceleratorilor,apariţia

fazei lichide,cum şi alţi factori (omogenizarea,fineţea de măcinarea constituenţilor

iniţiali) pot determina creşterea vitezei de formare a C3S,chiar la temperaturi mai

mici .

În condiţiile obţinerii varului hidraulic,la temperaturi moderate,fără apariţia

fazei lichide,cînd există un exces de oxid de calciu,cea mai mare parte ea

bioxidului de siliciu se va regăsi sub formă rankinitului C3S2 şi a ortosilicatului

C2S.

Aluminaţii de calciu.În sistemul CaO – Al2O3 se cunosc următorii compuşi :

3CaO · Al2O3, 12 CaO · 7 Al2O3, CaO · Al2O3, CaO · 2 Al2O3 , CaO · 6 Al2O3.

Jenike a arătat că primul compuscare apare în acest sistem,în timpul

calcinării,este CaO · Al2O3.Interacţiunea dintre CaO şi Al2O3 începe chiar de la

600şC.La circa 1000şC ea se desfăşoară cu o viteză însemnată.Dacă în sistem

există un exces de oxid de calciu,atunci,din CaO · Al2O3 rezultă,la început, 12

CaO · 7 Al2O3 şi apoi 3CaO · Al2O3 .Heptaaluminatul dodecalcic se formează mai

intens la temoeraturi de peste 1350şC,ca şi aluminatul tricalcic.

În condiţiile compoziţiei prime din care se obţine varul hidraulic,calcinînd la

temperaturi de cel mult 1200şC,trebuie să apară,în produsul final,mai ales CaO ·

Al2O3.

Feriţii de calciu.În sistemul CaO – Fe2O3 se evidenţiază formarea în starea solidă

a CaO · Fe2O3 şi 2 CaO · Fe2O3.Reacţiile de formare a acestor doi compuşi încep

la temperaturi de 900 - 950şC, CaO · Fe2O3 înceepe să se topească cu

descompunere la temperaturi de 1230şC ,ceea ce poate să conducă la apariţia de

topituri locale,ca urmare a supraîncălzirii.

Datorită excesului de CaO,în varul hidraulic va exista mai cu seamă 2 CaO ·

Fe2O3.


Coala

Pentru fabricarea varului se foloseşte piatra de var de origine muntoasă ce

conţine carbonat de calciu Ca CO3, carbonat de magneziu Mg CO3 şi adaose în

formă de nisip şi argilă.

La o temperatură de 800 - 1000 °C în cuptor specia de piatră de calcină -

magneziană disociază în oxid de calciu CaO , oxid de magneziu MgO şi bioxidul

de carbon CO2 . în afară de aceşti 3 componenţi după procesul de ardere mai

avem componenţi în procent scăzut dar sunt ca : SiO2 , A12O3, Fe2O3.

După densitate în gospodăria obştească varul se clasifică în :

a) de construcţii .

b) tehnic .

Primul se întrebuinţează în construcţie , iar al doilea în procese tehnice de

exemplu , pentru primirea betonului siîicat , cărămizii silicatica şi la topirea

oţelului.

După modul de întărire varul de construcţii este ;

a) var aerian .

b) var hidraulic .

Varul aerian are posibilitatea de-a se întări numai în condiţii normale cu mediu

uscat .

Varul hidraulic spre deosebire de varul aerian poate să-şi menţină

duritatea şi să se întărească într-un mediu apos .

Varul aerian de construcţie . După componenţă oxidului (CaO sau MgO)

varul aerian de construcţie se împarte :

1) Var calcinat ce conţine 70 - 90 % CaO şi 5 % MgO care la ardere se

degază cu CO2. MgC03 . în aşa caz avem var calcinat.

2) Var magnezian şi dolomit . El conţine pînă la 20 % MgO, dar dolomit

pînă la 40 % . Acest tip de var se arde în cuptoarele speciale , care

asigură obţinerea MgO într-o formă activă .


Coala

Varul aerian de construcţii poate fi de trei feluri : I. Var

boţ ce nu-i stins . II. Var praf ce nu-i stins . III. Var

stins ,

1) Acest var este piatra de var care este adusă din carieră numai că

trecută prin cuptor (arsă) .

2) In afară de l. metodă se mai adaugă mărunţirea pietrei de var în

moară cu ciocane .

3) Ambele metode împreună , iar după aceea varul stins intr-o

cantitate de apă ce formează masă elastică . Procentul de apă

teoretic este de 32,13 % de la masa CaO.

La stingerea varului se măreşte volumul de 2-3,5 ori mai mare. La

hidratarea CaO se elimină o căldură datorită căruia ajungem la formarea unor

părticele de mărime aproximativ 6 microni (mcn).

Varul de construcţii hidrauluic . Varul de construcţii se produce la o

temperatură de 1100-1200 °C , a speciilor carbonate cu înaltă ( 9-21 %)

concentraţie departicole , argiloase şi rebut .

Arderea varului este operaţia tehnologică de bază la producerea varului aerian .

în acest proces decurg un şir de procese complicate fizico - chimice , ce determină

calitatea produsului .

Scopul arderii este :

1) Posibil întreaga descompunere CaCO3 şi MgCO3 în CaCO , MgO şi CO2.

2) Obţinerea produsului de o .calitate înaltă cu o microstructură optimă

a particulilor şi a porilor . Dacă în materia primă sunt amestecuri de argilă şi

nisip , atunci între ele şi carbonaţi au loc reacţii cu formarea silicaţilor ,

aluminatului şi feritului de calciu şi magniu. Reacţia de descompunere a

principalului component al pietrii de var-

carboxid de calciu - are loc după shema CaCO 3 → CaO + CO 2↑ Teoretic pentru

descompunerea a unui mol de CaCO3 se cheltuie 179kj


Coala

pentru l kg de CaCO3 . Calculînd pentru l kg de oxid de calciu CaO primit ,

cheltuielile sunt egale cu 3190 kj .

Procesul de disociere a carboxidului de calciu este o reacţie reversibilă ,

direcţia reacţiei depinde de temperatură şi presiunea parţială a gazului de

carboxid de CO 2 în mediul , în care se află carbonatai de calciu ce se d i so c i a z ă

.

Aşa cum CaO şi CaCO3 sînt materii tari şi concentraţiile lor în

unitate de volum nu se schimba , constanta disocierii Kdis = Pco2 . Pentru gaz

concentraţia lui se poate de exprimat prin presiunea parţială , şi atunci Kdis =

Pco2 . Ca urmare , echilibrul dinamic în sistemă studiată se instaurează după o

presiune determinată Pco2 , constată pentru fiecare temperatură dată şi nu depinde

nici de cantitatea oxidului de calciu , nici de cantitatea carbonatului de calciu , ce

se găsesc în sistemă . Această presiune de echilibru Pco2 se numeşte presiune de

disociere sau elasticitatea disocierii.

Disociaţia carboxidului de calciu este posibilă numai cu condiţia, ca

presiunea disociaţiei să fie mai mare decît presiunea parţială CO2 din

mediul înconjurător . La temperatură obişnuită descompunerea CaCO3 e

imposibilă , deoarece presiunea disociaţiei e foarte mică . Numai la temperatură

de 600 °C în mediul , lipsit de carboxid , se începe disociaţia carboxidului de

calciu , ce decurge foarte încet .

La mărirea ulterioară a temperaturii disociaţia CaCO3 se accelerează . La 880

°C presiunea disociaţiei atinge 0,1 MPa .

La această temperatură presiunea bioxidului de carbon la disociaţie întrece

presiunea atmosferică exterioară , deaceea descompunerea carbonarului de calciu

într-un vas deschis decurge intensiv . Acest fenomen condiţionat se poate de

comparat cu eliminarea intensivă a vaporilor dintr-un lichid ce fierbe . La

temperatură mai înaltă de 900 °C mărirea ei cu fiecare 100 °C accelirează


Coala

decarbonizarea pietrei de var aproximativ de 30 ori . Practic în cuptoare

decarbonizarea începe la temperatura suprafeţei bucăţilor ~ 850 °C

cu menţinerea în gazele de eşire ~ 40-45% . Viteza decarbonizării

pietrei de var la ardere mai depinde de mărimea bucăţilor arse şi de

propriitaţile lor fizice .

Descompunerea CaCO3 nu are loc în acelaşi timp în toată masa bucăţilor , dar

se începe cu exteriorul şi cu încetul pătrunde în părţile interioare . Viteza mişcării

zonei de disociere în interiorul bucăţilor se măreşte cu ridicarea temperaturii de

ardere . în particular , la temperatura de 800 °C viteza de mişcare a zonei de

disociere este aproximativ de 2 mm , iar la 1100°C - 14 mm , într-o oră , deci de

şapte ori mai repede ,decît la 800 °C .

Pe măsura mişcării zonei de disociere în interiorul bucăţilor de

descompunere a CaCO3 Se micşorează . Ceea ce se explică cu mărirea rezistenţei

de transmitere a căldurei şi micşorarea difuziei carboxidului prin straturile ce se

măresc a materealului ars în spaţiul încunjurător al cuptorului

La arderea pietrei de var în formă de bucăţi de mărime mică şi mijlocie

productivitatea cuptorului de obicei depinde de faptul cît de intensivă este

transmiterea căldurii de la suprafaţa bucăţilor . De aceea la arderea pietrei de var

de bucăţi mari e nevoie de mărit temperatura gazelor cuptorului , ca să intensifice

transmiterea căldurii în straturile interioare a materealului . Dar mărirea peste

limită a temperaturii de ardere şi acţiunea ei pe o perioadă lungă de timp asupra

varului deja format în straturile superioare a bucăţii influinţează negativ asupra

calităţii produsului . Calitatea varului aerian de construcţie depinde nu numai de

conţinutul în el a oxizilor de calciu şi magniu liberi , dar şi de microstructura

produsului determinată de :

- mărimea şi forma cristalelor de CaO şi MgO.

- mărimea porilor şi împrăştierea lor în masa substanţei .


Coala

La densitatea calcitului , componentul principal al pietrei de var 2,72 g/ cm3,

un kg de substanţă ocupă volumul l: 2,72 = 0,16 cm3, de 2,25 ori mai mic

decît calcitul de la început . Dacă presupunem că oxidul de calciu se va înprăştia

egal în volumul calcitului şi va ocupa jumătate din acest volum , atunci cealaltă

jumătate va prezenta pori de diferite mărimi penetraţi în masa varului .

în realitate volumul pietrei de var din diferite zăcăminte în dependenţă de

conţinutul chimic şi pietrografic , densitate , microstructură şi condiţiile de ardere

se modifică diferit . De obicei la temperaturi mici de ardere (850 - 900 °C)

bucăţile din pietrele de var din diferite zăcăminte numai se micşorează puţin în

volum , deşi - uniori se observă o oarecare mărire .

La mărirea temperaturii de ardere pînă la 1000 °C şi îndeosebi pînă la 1200-

1300 °C volumul de obicei se micşorează însemnat. Abateri se observă foarte rar .

Se consideră că mărirea volumului varului e legată cu prezenţa în piatra de var a

amestecurilor de legături alcaline .

Micşorarea volumului e îsoţită de micşorarea porozităţii bucăţilor şi mărirea

masei de volum . La ardere are loc reconstruirea rapidă a reţelei cristaline

trigonale a calcitului în cubică a oxidului de calciu .

întrebuinţarea varului . O mare parte de var se întrebuinţează ca lianţi pentru

pregătirea mortarelor de construcţii .

O mare parte din var se foloseşte în industria chimică . Avem : sodă calcinată

de masă , caustică , se foloseşte la fabricarea prafului de clorură , în metalurgie la

fabricarea ciugunului şi oţelului , fabricarea zahărului .


Coala

Cuptoare cu funcţionare continuă. Aceste cuptoare se caracterizează ptin faptul că alimentarea,arderea şi

descărcarea se fac în acelaşi timp.Cuptoarele pentru ardere continuă a varului se

împart în trei categorii :

1. Cuptoare verticale

2. cuptoare circulare

3. cuptoare rotative

1.Cuptoare vericale.Cuptoarele verticale şi-au găsit o largă răspîndire în

industria varului,datorită avantajelor pe care le prezintă asupra celorlalte tipuri de

cuptoare.La cuptorul vertical,calcarul se deplasează de sus în

jos,preîncălzirea,arderea şi răcirea făcîndu-se din mers.

Întrucît forma are o importanţă deosebită în ceea ce priveşte scurgerea uniformă

a materialului în cuptor,cît şi asupra eficacităţii arderii,secţiunea cuptorului se

poate przenta diferit.Secţiunea cea mai utilizată este secţiunea circulară.

Pentru suprafeţe mari ale secţiunii se foloseşte forma dreptungiulară,pentru a se

realiza,pe întreaga suprafaţă o acoperire termică cît mai uniformă.Deoarece s-a

constat că materialul de la colţurile secţiunii rămîne incompletars,s-a adoptat

secţiunea dreptunghiulară cu colţurile rotungite.

În cazul utilizării arzătoarelor transversale care permit o repatizare egală a

focului pe suprafaţa cuptorului,cuptorul poate să aibă şi secţiunea pătrată.

Pe înălţime,pereţii drepţi sau uşor îngustaţi către partea superioară au dat cele

mai bune rezultate.

Pîrţile principale ale unui cuptor vertical pentru fabricarea varului sînt :

- cuptorlu propriu.zis

- sistemul de alimentare cu calcar

- pîlnia de alimentare cu dispozitivul de obutare

- dispozitivul de extractţie a varului

- instalaţia de ardere

- instalaţia de ventilare


Coala

Cuptorul propriu-zis se construieşte din piatră,cărămidă sau dintr-o manta din

tablă de oţel care la interior se căptuşeşte cu un material refractar.Între corpul

cuptorului şi căptuşeala refractară se aşază un strat izolator de cărămidă de dialit

şi vată de sticlă.Cuptorul estre susţinut de o fundaţie de piatră sau de beton armat.

Materialul refractar utilizat la zidirea cuptoarelor este cărămida de

şamot.Căptuşeala refractară nu are aceeaşi grisime şi calitate pe toată înălţimea

cuptorului.În zona de ardere,grosimea căptuşelii este egală cu 300 – 350 mm,iar

cărămida este calitate superioară.La cuptoarele cu ardere intensivă,unde

temperaturile sînt mai scăzute,căptuşeala este mai puţin groasă,iar calitatea

cărămizii inferioară.

În corpul cuptorului sînt practicate,la diferite cote,ochiuri de observaţie a

materialului şi guri care permit baterea materialului cu răngi atunci cînd cuptorul

se blochează.

Sistemul de alimentare cu calcar a cuptoarelor verticale se poate realiza în

moduri diferite :

cuptorul se aşează pe pi ciorul masivului de calcar,iar exploatarea carierei

se face la înălţimea platformei superioare a cuptorului.Cariera şi partea

superioară a cuptorului sînt legate printr-un pod.Calcarul se depozitează în

silozuri,de unde este extrasîn vagonete suspendate pe o

monoşină.Vagonetele sînt transportate pe pod şi sînt descărcate pe pîlnia de

alimentare a cuptorului.

Cu ajutorul unui pod rulant care se poate deplasa pe o cale de rulare

plasată deasupra cuptoarelor şi care este prevăzută cu un polip pentru

încărcarea pietrei.Calcarul sortat care se găseştela baza cuptorului este

ridicat la înălţimea platformei de alimentare şi apoi trensportat cu podul la

pîlnia de alimentare a cuptoarelor.

Cu vagonete special construite care rulează pe o cale înclinată de circa 75ş

de la bază şi pînă deasupra pîlniei de alimentare a cuptorului.Vagonetele

sînt trase prin cablu cu ajutorul unui troliu aşezat pe platforma


Coala

superioară.Descărcarea vagonetului se face automat prin înclinare,astfel că

piatra curge în pîlnia de alimentare.

Cu vagonete basculante,care sînt rificate de un ascensor vertical la partea

superioară a cuptorului.

Pîlnia de alimentare cu dispozitivul de obturare se realizează prin :

Clopot simplu,acţionat manual sau prin contragreutate

Sistem de dublă închidere,compus dintr-o piesă cilindrică în formă de tub

prevăzut la cele două capete cu cîte un capac şi montat în poziţie verticală

deasupra cuptorului.Cînd capacul superior se deschide şi cel inferior este

închis,piatra pătrunde în interiorul tubului.Cînd capacul superior se închide

şi cel inferior se se deschide ,piatra cade în cuptor.Întrucît niciodată cele

două capace nu sînt deschise simultan,în cuptor nu poate pătrunde aer fals.

Descărcarea varului din cuptor se poate face manual sasu cu ajutorul inor

dispozitive mecanice numite grătare de extracţie.Descărcarea manuală se face

prin tragerea varului din cuptor cu ajutorulunor sape prin gurele de extracţie

dispuse la partea inferioară a cuptorului.Operaţia se face

interminent,extragîndu-se cantităţi determinatte de var la intervale de timp

egale,în funcţie de productivitatea cuptorului.Descărcarea manuală prezintă

avantajul că dă posibilitatea să se reducă extracţia în porţiunile de cuptor unde

se observă o calitate necorespunzătoare,lucru imposibil la cuptoarele cu

extracţie mecanică.

Descărcarea prin dispozitive mecanice se face în mod continuu.Extracţia se

poate realiza prin :

Grătar dispus la partea inferioară a cuptorului.Grătarul are o mişcare

lentă de oscilaţie pe care o primeşte de la un sistem de bielă-manivelă

acţionat de un grup motor-reductor,cu turaţia variabilă.Bulgării de var

sînt extaşi din cuptor şi alunecă uşor datorită oscilaţiilor pe suprafaţa

grătarului,care este înclinat spre silozul de depozitare de sub cuptor.

Grătar rotativ montat la gura de extracţie a cuptorului.Acest grătar este


Coala

compus dintr-o piesă în formă de disc,uşor conică,care se învîrteşte în

jurul unui ac fix.Acţionarea discului se face prin coroană şi pinion

conic.Un grup motor-reductor cu turaţie variabilă imprimă discului o

mişcare de rotaţie.Discul este astfel construit,încît prezintă spaţii libere

pe unde ies bucăţile de var care cad apoi pe un jgheab şi sînt conduse la

silozurile de depozitare.

Grătar cu valţuri,compus dintr-o serie de valţuri cu dinţi care se învîrtesc

două cîte două în sens contrar.Discurile prind bucăţile de var între dinţi

şi le evacuează din cuptor.

Funcţionînd continuu,dispozitivele descrise mai sus acţionează egal pe toată

secţiunea cuptorului şi determină o scurgere uniformă a varului din cuptor.Ele

prezintă însă dezavantajul că atunci cînd se dereglează arderea nu se pot face

extrageri parţiale din anumite porţiuni ale cuptorului.

Instalaţia de ardere este diferită după felul combustibilului şi construcţia

cuptorului şi va fi analizată la descrierea cuptorului

Ventilarea cuptoarrelor se poate face natural şi forţat.

Tirajul natural este realizat de un coş,de obicei din tablă,la cuptoarele

verticale,sau diin cărămidă,la cuptoarele inelare.Coşul poate asigura tirajul

numai la cuptoarele de mică productivitate.

Tirajul atificial sau forţat este realizat printr-un ventilator care aspiră gazele

din cuptor şi le refulează în atmosferă.

Pemtru egalizarea depresiunii în cuptor,ventilatorul trage din două locuri

diferite,prin burlane care pătrund în cuptor pe la partea superioară sau dintr-un

difuzor cu mai multe decshideri amplasate în interior şi la partea superioară a

cuptorului.Ventilatoarele de tiraj trebuie să fie de constucşie specială,avîd

legărele răcite cu apă,întrucît lucrează la temperaturi de 200 - 300°C.

Ventilatoarele pot fi montate pe platforma superioară sau la baza

cuptorului.În ultimul caz trebuie prevăzute burlane de aducţie gazelor arse de

la partea superioară a cuptoarului.În cazul cînd ventilatorul este montat la


Coala

partea superioară,esxistă pericolul ca în cazul ridicării focului în cuptor să

pătrundă şi ventilator şi să-l ardă.Cînd ventilatorul este la bază,randamentul lui

scade din cauza pierderilor din burlanele de legătură.

Calculul

Pentru a obţine o anumită cantitate de var trebuie sa ţinem cont că varul

este un liant care se obţine prin arederea pînă la disocierea totală a carbonaţilor

conţinuţi în calcare.

În general,calcarele conţin cantităţi mai mari sau mai mici de bioxid de

siliciu,argilă sau carbonat de magneziu.După proporţia în care acestea se găsesc în

calcar,produsul arderii poate fi varul aerian,hydraulic sau magnezian.

Reacţiile care au loc la arderea varului sînt următoarele :

1.Carbonatul de calciu conţinut în calcar se disociază,transformîndu-se oxid de

calciu şi bioxid de carbon.Reacţia are următoarea ecuaţie :

CaCO3 = CaO + CO2

Disocierea carbonatului de calciu are loc în jurul temperaturii de 900ºC la

presiunea atmosferică (760 mm col. Hg).

Pentru a se obţine un produs de bună calitate,varul trebuie să fie „ars

moale”,adică cît mai aproape de temperatura de disociere,dacă se face temperaturi

mai înalte,se obţine „varul supraars”,care în funcţie de temperatură pierde parşiel

sau total din calitate.

Prin disocierea integrală a 1kg de carbonat de calciu se obţin 560g de oxid de

calciu şi se degajă 440g de bioxid de carbon.Ţinînd cont că greutatea moleculară

a carbonatului de calciu este 100,se poat escrie următoarea ecuaţie :

CaCO3 = CaO + CO2

100 56 44

Pentru a obţine 1kg de var,este necesar :

1.785 =1.786 CaCO3.

Descompunerea completă a 1kg de carbonat de calciu necesită 425 kcal.Pentru

fabricarea a 1kg de var sînt teoretic necesare :


Coala

1.786 X 425 = 759 kcal.

2.Carbonatul de magneziu înceoe la temperatura de 500ºC şi are intensitate

maximă la 650ºC.În prezenţa carbonatului de calciu,descompunerea are loc de

peste 700 ºC.Cu cît creşte temperatura de ardere,cu atît oxidul de magneziu

obţinut se hidratează mai greu.Dacă arderea varului se face la temperaturi mai

înalte,oxidul de magneziu ne se stinge şi el devine,un balast.

Prin disocierea integrală a 1 kg de carbonat de magneziu,rămîn 480 g de oxid de

magneziu şi se dizolvă 420 g de bioxid de carbon.

Ţinănd cont că greutatea moleculară a carbonatului de magneziu este 84,4 se

poate scrie umătoarea ecuaţie :

MgCO3 = MgO + CO2

84,4 40,4 44

Pentru obţinerea a 1kg de oxid de magneziu sînt necesare : 2,083 kg MgCO3.

Descompunerea a 1 kg de carbonat de magneziu consumă 213 kcal.Pentru

fabricarea a 1 kg de oxid de magneziu sînt necesare : 2,083 X 213 = 443 kcal.

3.Argila conţinută în calcar ,la temperaturi între 500 – 600 ºC se

deshidratează,pierzînd apa de constituţie.La temperatura de 900 - 1000 ºC,la care

se face disocierea carbonatului de calciu,silicea şi alumina provenită prin

deshidratarea argilei se combină cu o parte din oxidul de calciu,dînd silicaţi şi

aluminaţi de calciu.

Cu cît cantitatea de argilă este mai mare,cu atăt mai mult oxid de calciu intră în

combinaţie,iar stingerea varului se face mai greu sau de loc.În ultimul caz,pentru

ca varul să-şi păstreze proprietatea de liant trebuie măcinat fin.

4.Bioxidul de siliciu conţinut în calcare poate fi disperat uniform sau în întreaga

masă sau sau poate să se găsească sub formă de nisipcuarţos.În cantitate pînă la

2% nu influenţeză practic asupra proprietăţilor varului.Dacă ajunge la 5-6%,varul

pierde din calitate,obţinîndu-se după ardere aşa-numitul „var

slab”.Dupăstingere,se poate constata în pasta de var prezenţa particulelor de cuarţ

care nu s-au combinat cu oxidul de calciu.


Coala

Consumul specific de calcar şi de căldură,precum şi temperatura la care se face

arderea în cuptoarele industriale sînt diferite de cele teoretice şi variază în funcţie

de compoziţia chimică,textura şi granulometria calcarului,precum şi gradul de

utilizare a căldurii în cuptor.Obţinerea a 1 kg de var de bună calitate necesită

practic 1,85 kg de calcar şi 1100-2000 kcal,după tipul cuptorului,iar temperatura

la care se face decarbonatarea este cuprinsă între 900 şi 1300 ºC.


Coala

Calcularea consumului materiei prime. La determinarea necesităţii materiei prime şi semifabricatelor se stabileşte

consumul lor specific la o unitate de 1t substanţă liantă.Consumul specific a

materiei prime şi semifabricatelor se calculă reeşind din componenţa primită sau

conform normelor tehnologice de proiectare.Consumul de materie primă,pentru

producerea materialului liant se calculă iniţial la liantul uscat,iar pe urmă avînd în

vedere umeditatea,adausurilor,pierderile etc.

Cantitatea materiei prime uscate :

Unde : Pusc – cantitatea materiei prime uscate, t.

Pp – productivitatea anuală a secţiei, t.

P.L.C. – pierderile de călire, %.

Cantitatea materiei prime umede :

Unde : Pp – cantitatea materiei prime umede, t.

W – umeditatea reală a materiei prime ori componenţilor aparte a

materiei prime, %.

Calculul productivităţii secţiei.

La calcularea productivităţii trebuie de avut în vedere rebutul posibil şi alte

pierderi în producţie .

Mărimea pierderelor producţiei se primeşte :

La depozitarea materiei prime şi la transportarea ei în despărţitura de

sortare - l % ;

La transportarea şi păstrarea materiei finisate - l % ;

La arderea pietrii de var în cuptor tip fisură -l, 5% ;


Coala

Alte pierderi ce sunt la discărcat şi încărcat -5 % +3,5 % = 8,5 %;

Calcularea productivităţii cu evidenţa pierderelor de rebut se calculă :

unde : D - deşeurele interprinderei şi pierderi de rebut în % . Productivitatea

uzinelor de producţie anuală se determină după formula:

P24h

P24h =

unde : P p - productivitatea secţiei ,în t ;

G R - numărul de zile de lucru calculate pe an .

Pschimb = ;

Pschimb =

Unde : n – numărul de schimburi

Unde : FGtimp - fondul annual de lucru h.

Denumirea

producţiei

Productivitatea

Pe an În 24 de ore În schimb Pe oră

Var de

construcţii

163934 449 149 20


Coala

Flux tehnologic.Utilizări ale varului hidraulic. Materia primă influenţează în mod direct schema de fabricaţie utilizată.

Dacă materia primă prezintă suficientă omogenitate,ea poate fi

favorabilăobţinerii unui singur tip de var hidraulic.În acest caz,schema da

fabricaţie este relativ simplă.Schema I se referă la obţinerea varului total

hidraulic,în timp ce schema a II-a este dată pentru obţinerea celorlalte tipuri de

var hidraulic.

Dacă materia primă conţine o cantitate de impurităţi argiloase,neomogen

distribuite,atunci fluxul tehnologic poate fi dirijat astfel încît să se obţine mai

multe tipuri de var hidraulic simultan.Scema a III-a,de pildă,redă posibilitatea de

obţinere cîtorva tipuri de var hidraulic,se pot obţine astfel var hidraulic obişnuit şi

var total hidraulic sau foarte hidraulic.După prima separare a varului supus

stingerii,rezultă,alături de material stins şi granule,care rămîn nestinse.Din

produsul stins se obţine var hidraulic obişnuit,granulele nestinse pot fi supuse

unei peulucrări ulterioare după două variante : prima variantă conduce la

obţinerea varului total hidraulic,iar a doua la cea a varului foarte hidraulic.

Varul hidraulic poate fi întrebuinţat în mortare de construcţii folosite zidării sau

tencuieli,în mediu umed sau uscat.Varul hidraulic stuns are o mai mică plasticitate

decît varul aerian,dar dă rezistenţe mai mari,el este mai potrivit pentru zidăria de

fundaţie,la clădiri nu prea mari,supuse acţiunii apei.Acest var poate fi utilizat şi

pentru obţinerea betoanelor de mărci mici.

Varul total hidraulic se utilizează în mortare pentru construcţii

subterane,subacvatice, fundaţii şi pentru obţinerea betoanelor de mărci relativ

mici.


Coala

Schema I Schema II

Carieră Carieră ↓ ↓

Depozitare Depozitare ↓ ↓

Concasare Concasare ↓ ↓

Sortare Sortare ↓ ↓

Ardere Ardere↓ ↓

Depozitare Depozitare ↓ ↓

Măcinare Umezire↓ ↓

Siloz produs final Stingerea în siloz ↓ ↓

Ambalarea varului hidraulic Măcinare

↓Siloz – produs final

↓Ambalarea varului hidraulic


Coala

Schema III

Cariera ↓

Depozitare ↓

Concasare ↓

Sortare ↓

Ardere ↓

Depozitare ↓

Concasare ↓

Umezire ↓

Păstrare în silozri de stingere ↓

Separator ↓

↓ ↓ parte fină

↓ varianta I varianta IIAmbalare var hidraulic

obişnuitMăcinare Măcinarea întregii mase

↓ ↓Separator Siloz

parte grosieră

Măcinare Ambalare var foarte hidraulic ↓

Siloz ↓

Ambalare var total hidraulic

Siloz Păstraree în siloz


Coala

Protecţia muncii.

Protecţia muncii reprezintă un complex de acte legislative ce cuprind măsuri şi

mijloace social-economice, organizatorice, tehnice, sanitaro-igienice, pentru

asigurarea securităţii angajaţilor, păstrarea sănătăţii şi a capacităţii de muncă în

procesul de lucru. Scopul disciplinei constă în căpătarea cunoştinţelor teoretice şi

deprinderilor practice, pentru a lua decizii în diferite situaţii concrete. Studierea

protecţiei muncii se bazează pe ştiinţe din diferite domenii: juridice, economice,

medicale, ştiinţifice şi general inginereşti, care sporesc securitatea muncii şi

creează condiţii confortabile de lucru la o productivitate maximă a muncii.

Protecţiei muncii include următoarele puncte :

- Baza legislativă şi organizarea PM;

- Igiena muncii şi sanitaria industriei;

- Tehnica securităţii;

- Măsurile antiincendiare.

Căile de asigurare a securităţii muncii sunt următoarele:

- Organizarea industriei în domeniul PM la toate nivelurile, inclusiv lecţii

practice la locul de muncă, cu demonstrarea procedeelor sănătoase de

executare a lucrărilor;

- Instruirea tuturor muncitorilor înainte de a fi duşi la executarea lucrărilor

şi apoi în conformitate cu prevederea actelor normative;

- Organizarea cursurilor speciale pentru angajaţi care deservesc maşini,

mecanisme, utilaje, faţă de care sunt înaintate cerinţe sporite de tehnica

securităţii;

- Controlul periodic al cunoştinţelor personalului inginero-tehnic (nu mai

rar de odată la 3 ani);

- Instruirea în domeniul PM se face în conformitate cu regulamenzul în

vigoare din ianuarie 1995.


Coala

Măsuri privind sanitaria industrială şi igiena muncii.

Microclimatul aerului zonei de muncă

La studierea datelor reale despre elementele meteorologice în zona de muncă cu

cele optimale din GOST 12.1.005-88 observăm totuşi anumite diferenţe ale

temperaturii aerului în anumite perioade ale anului, în special vara când în

încăperile de lucru se înregistrează temperaturi mai ridicate (27°C) decât cele

admisibile (15÷27°C) şi depăşirea vitezei mişcării aerului – reală 1 m/s iar

normativă 0,2 – 0,4 m/s, ceea ce poate avea efect asupra reglării termice normale

a organismului uman.

În acelaşi timp rezultatele existente la întreprindere depăşesc considerabil

condiţiile admisibile, care acţionând sistematic şi îndelungat asupra organismului

uman, pot provoca schimbări cu efect negativ.

Condiţiile meteorologice admisibile sunt o îmbinare a parametrilor

microclimei, care, acţionând sistematic şi timp îndelungat asupra organismului

uman, pot provoca schimbări în starea termică şi funcţională a lui, ce se

normalizează şi trec într–un timp relativ scurt. Duc la încordări ale mecanismului

de termoreglare, se simte un disconfort termic, înrăutăţirea stării psihologice,

reducerea capacităţii de muncă, dar nu duc la schimbări în starea sănătăţii.

Condiţiile admisibile sunt elaborate pentru cazurile când cerinţele tehnologice,

tehnice sau economice nu permit asigurarea condiţiilor optime.

Pentru a diminua disconfortul adus lucrătorilor din cauza acestora parametrii

ce diferă de valorile optime se propun următoarele măsuri de protecţie a

angajaţilor şi normalizarea microclimatului care pot fi aplicate în cadrul

întreprinderii:

- Ventilarea;

- Mecanizarea şi automatizarea proceselor tehnologice;

- Dirijarea de la distanţă;

- Răcirea utilajului;

- Termoizolarea şi încălzirea încăperilor;


Coala

Substanţe nocive

Puritatea aerului în zona de lucru este o condiţie obligatorie pentru ca

productivitatea de muncă să fie maximă şi este necesară asigurarea ei. Conform

caracterului acţiunii asupra organismului la Uzina de producere a varului se

întâlnesc următoarele substanţe nocive: CO, CO2 , SO2 .

Acţiunea substanţelor nocive se majorează la prezenţa altor factori dăunători:

temperatura sporită a aerului, zgomotul majorat, vibraţiile etc.

Conform STAS 12.1.007-76: substanţele nocive ce se formează la Uzina de

producere a varului cuprind 4 clase.

Ca măsuri de protecţie împotriva efectului negativ asupra substanţelor nocive

se folosesc:

- ventilarea aerului în zona de lucru;

- curăţirea aerului;

- mecanizarea şi automatizarea proceselor tehnologice;

- ermetizarea utilajului unde se degajă substanţe nocive;


Coala

Bibliografie

1. Ion Roşu „ Construcţii Zootehnice ” , editura Agro Tezhnica 2006.

2. Petru Răpişcă „Materiale liante ” , editura MatrixRom 2006.

3. WWW.MatrixRom.ro


Coala

Cuprins

1. Introducere……………………………......................................

2. Procese fizico-chimice………………………...........................

3. Cuptoare cu funcţionare continuă...............................................

4. Calcularea consumului materiei prime.......................................

5. Flux tehnologic.Utilizări ale varului hidraulic............................

6. Măsuri de protecţie a muncii …………………………………..


Coala

Ministerul Educaţiei şi Tineretului Republicii Moldova

Universitatea Tehnică a Moldovei

Facultatea Urbanism şi Arhitectură

Catedra: “Tehnologia Materialelor si Articolelor de Constructie”

Proiect de an

Tema: ,,Procese fizico-chimice la obtinerea clincherului portland”

A elaborat:st.gr. IMAC -

A verificat:Lector superior


Coala

Chişinău - 2014


Coala

ciutak-proiekt

Documents

Transcript of ciutak-proiekt