Вступление

В этом реферате приведены основные направления снижения энергетических затрат при производстве стали, цемента, сборного железобетона. Также описаны: основные источники потерь цемента при его производстве, транспортировке, применении; эффективные направления снижения расхода металла в железобетонных конструкциях; проблемы экономного расходования лесоматериалов.

При изготовлении большинства строительных матери­алов основная часть затрат падает на сырье и топливо. На производство строительных материалов и конструк­ций ежегодно расходуется около 50 млн. т условного топлива. В табл. 1 приведен расход условного топли­ва на производство основных видов неметаллических строительных материалов и изделий. Наибольшая доля затрат на топливо характерна для себестоимости метал­лов, цемента, пористых заполнителей, керамических сте­новых материалов, стекла.

Экономия топлива достигается интенсификацией теп­ловых процессов и совершенствованием тепловых агрега­тов, снижением влажности сырьевых материалов, приме­нением вторичного сырья, промышленных отходов и дру­гих технологических приемов. При производстве стали наиболее эффективной в тепловом отношении является кислородно-конвертерная плавка, основанная на продув­ке жидкого чугуна кислородом. Коэффициент использо­вания теплоты в кислородных конверторах достигает 70%, что намного выше, чем в других сталеплавильных агрегатах. Применение кислорода позволяет уменьшить на 5—10 % расход топлива и при мартеновском способе. Более полно используется теплота отходящих газов в двухванных мартеновских печах. Прогрессивным спосо­бом является получение стали прямым восстановлением из руд, минуя доменный процесс. При этом способе от­падают затраты на коксохимическое производство, явля­ющееся основным при доменном процессе.

В цементной промышленности снижение затрат топ­лива достигается обжигом клинкера по сухому способу, получением многокомпонентных цементов, применением .минерализаторов при обжиге клинкера и различных ти­пов теплообменных устройств, обезвоживанием шлама, низкотемпературной технологией, полной или частичной заменой глины такими промышленными отходами, как золы, шлаки и др. Один из главных резервов снижения расхода топлива в производстве цемента — уменьшение влажности шлама. Каждый процент снижения влажности шлама позволяет уменьшить удельный расход топлива на обжиг клинкера в среднем на 117—146 кДж/кг, т. е. на 1,7—2 %. Удельный расход теплоты на обжиг при су­хом способе составляет 2900—3750 кДж/кг клинкера, а при мокром в 2—3 раза больше. При введении в сырье­вой шлам доменных шлаков или зол ТЭС расход топли­ва снижается на 15—18%. При выпуске шлакопортланд-цемента экономия топлива дополнительно составляет в среднем 30—40 % по сравнению с чистоклинкерным портландцементом.

В нашей стране разработана технология низкотемпе­ратурного синтеза клинкера с использованием в качест­ве каталитической среды хлористого кальция. Эта техно­логия обеспечивает снижение затрат теплоты на обжиг и помол клинкера на 35—40 % и такоежеповышение про­изводительности печей.

К энергоемким отраслям промышленности строи­тельных материалов относится и производство сборного железобетона. На 1 м^3 сборного железобетона в среднем расходуется более 90 кг условного топлива. До 70 % теп­лоты идет на тепловую обработку изделий. Тепловую эффективность производства сборного железобетона можно существенно повысить, снизив тепловые потери, связанные с неудовлетворительным состоянием пропа­рочных камер, тепловых сетей, запорной арматуры и средств контроля расхода пара.

Непроизводительные потери теплоты уменьшаются при повышении теплового сопротивления пропарочных камер с помощью различных теплоизоляционных мате­риалов и легких бетонов. Более экономичными по срав­нению с наиболее распространенными явными пропарочными камерами являются вертикальные, туннельные, щелевые, малонанорные камеры. В последних, например, расход пара на 30—40 % ниже, чем в ямных.

Наряду с уменьшением тепловых потерь важнейшее значение для эко­номии топливно-энергети­ческих ресурсов в произ­водстве сборного железо­бетона приобретает раз­витие энергосберегающих технологий: применение высокопрочных и быстротвердеющих цемситов, введение химических до­бавок, снижение температуры и продолжительности нагрева, нагрев бетона электричеством и в среде продуктов сгорания природного газа и др. Ус­корению тепловой обра­ботки способствуют спо­собы формования, обеспе­чивающие применение бо­лее жестких смесей и повышение плотности бетона, ис­пользование горячих смесей, совмещение интенсивных механических и тепловых воздействий на бетон. Ускоре­ние тепловой обработки достигается при изготовлении конструкций из высокопрочных бетонов. Длительность тепловой обработки бетонов марок М 600—М 800 мож­но снизить с 13 до 9—10 ч без перерасхода цемента. Эф­фективной технологией ускоренного твердения является бескамерный способ, основанный на создании искусст­венного массива бетона пакетированием. Перспективны способы тепловой обработки бетона в электромагнитном поле и с применением инфракрасных лучей. В южных районах страны удельные затраты теплоты на ускорение твердения бетона можно существенно снизить, исполь­зуя солнечную энергию.

В производстве керамических стеновых материалов и пористых заполнителей эффективным направлением эко­номии кондиционного топлива является применение топливосодержащих отходов промышленности. Так, приме­нение в качестве топливосодержащей добавки отходов углеобогащения позволяет экономить при получении сте­новых керамических изделий до 30 % топлива, исключа­ет необходимость введения в шихту каменного угля.

Наряду с экономией топлива снижение материалоемкости строительных изделий в большой мере достигает­ся рациональным использованием исходных компонен­тов и в особенности таких, как цемент, сталь, древеси­на, асбест и др. Экономия этих материалов достигается на всех этапах их производства и применения.

Основным источником потерь цемента при его про­изводстве является вынос в результате несовершенства пылеулавливающих устройств помольных агрегатов. Пе­ревозка цемента должна осуществляться в специализи­рованных транспортных средствах. При транспортировании в цементовозах потери цемента при погрузочно-раз­грузочных работах в среднем в 10 раз меньше, чем в крытых вагонах, в 40 раз меньше, чем в открытом под­вижном составе. Одна из причин перерасхода — смеши­вание используемых цементов различных марок и видов при отсутствии достаточного количества емкостей для их хранения. В этих случаях вынужденно применяют рас­ходные нормы для худшего из смешанных цементов, что приводит к их перерасходу на 6—8 %. Важное значение имеет применение кондиционных заполнителей бетона. Каждый процент загрязненности щебня равнозначен до­полнительному расходу примерно 1 % цемента. В табл.2 приведено возможное снижение расхода цемента при обогащении мелкозернистых песков укрупняющими добавками.

Нерационально применение цемента марки 400 для изготовления бетонов марок М 100 и М 150, а также растворов марок 50 и 75. В этих случаях значительное снижение расхода цемента можно достичь введением в бетонные и растворные смеси минеральных дисперсных добавок, например, золы-уноса ТЭЦ.