روش های تولید تر و خشک سیمان پرتلند روشهای تولید سیمان روش های تولید سیمان به سه گروه اصلی تقسیم می شوند

این توده پودری که عمدتاً به عنوان چسبنده در فرآیند ساخت مخلوط ها و محلول های خشک مختلف استفاده می شود، در طبیعت یافت نمی شود. سیمان یک محصول مصنوعی است. فن آوری های تولید آن، ویژگی های آنها، تفاوت آنها راه های مختلف(مثلاً خشک از مرطوب) موضوع این مقاله است.

هزینه هر محصول همیشه شامل هزینه حمل و نقل برای تحویل مواد اولیه می شود. به همین دلیل است که اکثر کارخانه های سیمان در مناطقی که از آن استخراج می شود فعالیت می کنند. اجزای شروع کننده نوع خاصی از سنگ آهک (پایه) و مواد افزودنی (گچ و سایر مواد معدنی خرد شده) هستند. انتخاب آنها به برند سیمانی که مورد نیاز است بستگی دارد.

مراحل اصلی

1. بدست آوردن کلینکر.

گران ترین مرحله تکنولوژیکیکه 65 تا 75 درصد کل هزینه های تولید سیمان را به خود اختصاص می دهد. کلینکر مخلوطی بر پایه آهک و خاک رس است که ماده اولیه تولید بایندر است. که در نمای کلیاین طرح به این صورت است: مخلوط آماده شده با آب ریخته می شود و اجازه می دهد برای مدت معینی بماند و پس از آن در کوره های مخصوص (حالت در دمای 1400 - 1500 درجه سانتیگراد) تحت عملیات حرارتی قرار می گیرد که در نتیجه فرد کسری ها پخته می شوند و یک جرم دانه ای به دست می آید.

2. سیمان.

در مرحله بعد، دانه های کلینکر خرد می شوند (آسیاب). در این مرحله از ساخت محصول میانی سیمان، مواد افزودنی به توده مواد اولیه وارد می شود که مشخصه های نهایی بایندر را تعیین می کند. بسته به درصد مواد معدنی آن را به درجه طبقه بندی می کنند.

ویژگی تولید سیمان پرتلند این است که مواد اولیه باید تحت سلطه مواد با محتوای بالای آلومینوسیلیکات و اکسید کلسیم باشد. در عمل اگر جرم اولیه به نسبت 1 به 3 (رس/سنگ آهک) تهیه شود، می توان به این امر دست یافت.

فناوری های مختلفی برای تولید بایندر وجود دارد. هنگام انتخاب یک روش خاص، هر کارخانه تولید سیمان در درجه اول بر اساس در دسترس بودن نوع خاصی از مواد خام هدایت می شود. این منطقه، قابلیت های تجهیزات، ظرفیت انرژی و تعدادی عوامل دیگر. و با در نظر گرفتن این واقعیت که در ساخت یک محصول می توان آن را با انواع مختلف افزودنی ها و درصد آنها ترکیب کرد، حتی با همان نوع فناوری نیز تفاوت های ظریف وجود دارد.

روش های تولید کارخانه

1. "خیس".

این فناوری پیچیده ترین و پرهزینه ترین در نظر گرفته می شود. طرح روش مرطوب این است که پردازش اولیه اجزای اصلی در ابتدای چرخه به طور جداگانه انجام می شود. قطعات خرد شده در تجهیزات طراحی شده برای ذخیره سازی کوتاه مدت مواد در یک محیط آبی بارگذاری می شوند. پس از خیساندن، محصولات وارد آسیاب‌های مخصوص می‌شوند که در آن بخش‌های هنوز مرطوب به توده‌ای پودری تبدیل می‌شوند در حالی که همه مواد مخلوط می‌شوند.

دوغاب تهیه شده به حوضچه های زهکشی (عمودی + افقی) منتقل می شود که در آن فرآیند تنظیم نسبت متناسب اجزای سیمان انجام می شود. در اصل، فرمول شیمیایی محصول نهایی تعیین می شود. سپس لجن مرطوب در کوره پخته شده و در آن سرد می شود واحدهای برودتی. ما می توانیم در مورد سیمان به عنوان چنین صحبت کنیم تنها پس از آسیاب نهایی لجن آن، در نتیجه پودر به شکلی که به انبار می رسد به دست می آید. پس از کنترل کیفیت، کلاسور بسته بندی می شود. اخیراً روش ساخت مرطوب کمتر و کمتر مورد استفاده قرار می گیرد، زیرا فناوری های تولید سیمان ساده تر و ارزان تر وجود دارد.

2. روش خشک.

تفاوت اساسیاز مرطوب - در یک طرح تکنولوژیکی اصلاح شده. تجهیزات اصلی یکسان است، اما با روش خشک، پس از آسیاب اولیه مواد اولیه سیمان، اجزاء وارد درام های خشک کن (هر کدام به تنهایی) می شوند. پس از این، آنها را مخلوط کرده و بیشتر در آسیاب معمولی خرد می کنند. یکی دیگر از ویژگی های روش خشک این است که مواد افزودنی در این مرحله معرفی می شوند.

تفاوت های ظریف بیشتر تولید با توجه به نوع و رطوبت خاک رس تعیین می شود. تمام اجزای خشک لجن باید طبق این پارامتر "تراز" شوند. برای این منظور جرم را مرطوب کرده و سپس برای پختن می فرستند. از آنجایی که میزان رطوبت محصول میانی سیمان نسبتاً کم است (حدود 13%)، برای خشک کردن و تولید گرانول نیازی به کوره های قوی یا مصرف انرژی بالا ندارد. این به ما امکان می دهد فناوری خشک را به عنوان اقتصادی ترین روش تولید تعیین کنیم.

تکنیک دیگری وجود دارد که بسیار مقرون به صرفه در نظر گرفته می شود. ما در مورد تولید سیمان بدون کلینکر به روش خشک صحبت می کنیم. تفاوت در چیست؟ ماده اولیه برای تولید سیمان پرتلند سنگ نیست، بلکه خاکستر بادی است که اساساً یک زباله تولید است. این فناوری باعث کاهش بیشتر هزینه برق (بدون نیاز به خرد کردن چند مرحله ای اجزای سیمان پرتلند)، تحویل مواد اولیه و افزایش انتخاب انواع لجن خشک می شود. این روش برای کسانی که تصمیم به سازماندهی دارند جذاب است تولید خود.

3. نیمه خشک.

این تولید سیمان پرتلند تا حدودی با آنچه در بالا توضیح داده شد متفاوت است. اولاً اندازه دانه های لجن ، ثانیاً رطوبت آن (تا حدودی بالاتر است) ، ثالثاً اصل شلیک. در کوره های لپول تولید می شود که طراحی آن با این روش تولید سیمان، کاهش سطح کربناته محصول را تقریباً 22 تا 22 درصد تضمین می کند. سپس همان چیز - مواد خشک را ریز آسیاب کنید و به سطل ذخیره سازی بفرستید.

4. روش ترکیبی.

چندین فناوری را ترکیب می کند. این طرح بستگی به این دارد که کدام روش تولید سیمان پرتلند (خشک یا مرطوب) به عنوان روش پایه انتخاب شود. اگرچه گزینه های دیگری نیز وجود دارد. بر این اساس، تجهیزات لازم برای یک فناوری ساخت خاص انتخاب می شود.

سیمان خانگی

با توجه به تقاضای زیاد برای این مصالح ساختمانی، بسیاری به موضوع سازماندهی تولید کلاسور در خانه علاقه مند هستند. تولید یکباره، برای خود، برای برخی اهداف خاص (ریختن پایه، بازسازی اساسیو مانند آن) - زیان آور. در مرحله اول، فرآیند تولید مواد با مصرف انرژی بالا همراه است. و هزینه های نهایی نه تنها پرداخت صورت حساب، بلکه نیاز به گذاشتن یک جدید است خط قدرت. در مرحله دوم، شما باید تجهیزات مناسب را خریداری کنید - یک کوره و یک آسیاب. اگر هزینه تمام اجزا را به اینها اضافه کنیم، تولید سیمان در خانه بیهوده و زیان آور است.

مورد دیگر کارآفرینی است. اکنون تجهیزات مختلف زیادی در بازار وجود دارد که می توان از آنها برای نصب خط تولید برای تولید کلاسور استفاده کرد. علیرغم این واقعیت که اساساً تمام واحدها "ساخت چین" هستند ، با قضاوت بر اساس بررسی ها در انجمن های موضوعی ، هیچ شکایت قابل توجهی در مورد کار آنها در تولید سیمان وجود ندارد. هزینه های یک کارخانه کوچک برای تولید مصالح ساختمانی به سرعت پرداخت می شود. متأسفانه، هیچ اطلاعاتی در مورد هزینه کامل (شامل) موجود نیست دسترسی آزادخیر (همه جا می گوید "مشخص کنید")، اما اگر به قیمت نمونه های مشابه نگاه کنید می توانید نتیجه گیری کنید. به عنوان مثال، یک آسیاب سنگ سخت از چین حدود 145000 تا 155000 روبل هزینه خواهد داشت.

ارزیابی سودآوری خودتان آسان است اگر روی قیمت های کلاسور نیز تمرکز کنید. به طور متوسط، 1 تن سیمان (با احتساب تحویل) تقریباً 3450 روبل هزینه دارد. هزینه تولید آن در کارخانه کوچک آنها توسط کارشناسان (بسته به فناوری و طراحی) بین 780 تا 960 روبل در تن برآورد شده است. قیمت سیمان پرتلند در بازار حتی بالاتر است - حدود 4050 روبل در تن. مزایای تولید بر روی تجهیزات خود آشکار است. بیخود نیست که داشتن یک کارخانه نه تنها سودآور، بلکه یک تجارت بسیار سودآور در نظر گرفته می شود.

با توجه به اینکه مصالح ساختمانی – سیمان با برندهای مختلف، مصالح ساختمانی است که بدون آن امکان ساخت و ساز وجود ندارد، بسیاری از توسعه دهندگان و خریداران به طرح تولید و ظرافت های ساخت آن علاقه مند هستند.

طرح تولید سیمان

این فرآیندی است که طی چندین دهه ثابت شده است که دارای چندین روش اساساً جدید است که شامل مراحل اصلی زیر است:

توسعه، استخراج، تحویل و غنی سازی مواد منشا: سنگ آهک و آلومینا برای تولید کلینکر.
به دست آوردن کلینکر این یکی از پر انرژی ترین و در نتیجه گران ترین مراحل طرح تولید سیمان است. به ویژه اجرای این مرحله تا 75 درصد از هزینه های تولید سیمان را به خود اختصاص می دهد. که در مورد کلیفن آوری تولید کلینکر به این صورت است: مخلوط آماده شده از اجزا با آب ریخته می شود، اجازه می دهد برای مدت زمان معینی ته نشین شود، پس از آن عملیات حرارتی در کوره ها در دمای حداکثر 1500 درجه سانتیگراد شروع می شود. در این حالت ، اجزای کلینکر اولیه به شکل گرانول های یک کسر مشخص پخته می شوند.
آسیاب کلینکر. در این مرحله گرانول های کلینکر ریز آسیاب می شوند و افزودنی هایی وارد می شوند که خواص و عیار ویژه سیمان را مشخص می کنند. در اصل، این مرحله نهایی طرح تولید سیمان است که با بسته بندی این مواد در ظروف نرم بیگ بن، کیسه های کاغذی دریچه ای چند لایه یا حمل و نقل به سیلوها برای فروش بعدی به صورت عمده به پایان می رسد.

طرح فن آوری برای تولید سیمان

در این برهه از زمان، سیمان با استفاده از چندین فناوری اساساً متفاوت تولید می شود که مزایا و معایب اساسی خود را دارند.

به اصطلاح روش مرطوب تولید سیمان که به طور گسترده توسط کارخانه های سیمان داخلی استفاده می شود. این پر انرژی ترین است. ماهیت این طرح بارگذاری اجزای سیمان در تجهیزات ویژه در یک محیط آبی است. پس از خیساندن در آب، اجزای سیمان وارد آسیاب می شوند که آنها را به صورت پودر در می آورد. محصول نیمه تمام به دست آمده از این طریق به یک استخر مخصوص حمل می شود، ترکیب آن تنظیم می شود و متعاقباً در یک کوره مخصوص پخته می شود و به دنبال آن خنک می شود. پس از کنترل کیفیت، این محصول باید به حالت سیمان تجاری خرد شود.
تکنولوژی خشک تفاوت اساسی با "طرح مرطوب" این است که پس از آسیاب اولیه، اجزای سیمان به درام های خشک کردن فرستاده می شوند، پس از آن مخلوط می شوند و تحت آسیاب اضافی در آسیاب قرار می گیرند. در عین حال، افزودنی ها و مواد افزودنی در مرحله آسیاب وارد سیمان می شوند. سپس، جرم حاصل برای برشته کردن، آسیاب کردن و بسته بندی فرستاده می شود. یکی از مزایای این روش تولید سیمان پرتلند امکان استفاده از خاکستر بادی و سایر ضایعات تولید انرژی و متالورژی به عنوان مواد اولیه می باشد. فن آوری خشک حذف: خرد کردن چند مرحله ای اجزاء، کاهش "استخراج" و هزینه های حمل و نقل، و همچنین گسترش انتخاب مواد خام برای تولید سیمان.
طرح تولید سیمان "نیمه خشک". این طرح در ابعاد گرانول های کلینکر، میزان رطوبت مواد و فناوری پخت متفاوت است. به طور خاص، بسیاری از اجزای تولید سیمان در کوره‌های مخصوص LEPOL پخته می‌شوند، که با وجود یکسان بودن همه چیز، کاهش سطح کربناته محصول نهایی را به میزان 22-23٪ تضمین می‌کند.
روش ترکیبی تولید سیمان. در این مورد، ترکیبی ارگانیک از چندین فناوری وجود دارد: "تر" و "خشک". با مزایا و معایب مربوطه.

برای جمع بندی این ماجرا باید گفت که کارخانه های سیمان واقع در قلمرو فدراسیون روسیهبه دلایل عینی، منحصراً از طرح تولید سیمان "تر" استفاده کنید.

تولید سیمان به شکل بزرگ شامل مراحل اصلی زیر است:

· استخراج، آسیاب اولیه مواد اولیه در معادن و تحویل به

محل کارخانه سیمان، ذخیره سازی;

· آسیاب کردن و متوسط کردن (همگن سازی) مخلوط خرد شده، آماده سازی آن برای پخت.

فرآوری ترموشیمیایی مواد خام برای تولید کلینکر -- منبع موادبرای پردازش به سیمان، خنک کننده کلینکر؛

· آسیاب کلینکر با مواد افزودنی سیمان (مقدار و ترکیب مواد افزودنی به ترکیب شیمیایی و کانی‌شناسی مواد خام و کلینکر، عیار مورد نیاز سیمان بستگی دارد).

· تامین سیمان به انبار، ذخیره سازی، بسته بندی و حمل.

برای تولید سیمان از روش های تر، خشک و ترکیبی استفاده می شود.

روش تولید خشک طرح تکنولوژیکی پایه برای تولید سیمان پرتلند با استفاده از روش خشک در شکل 1 نشان داده شده است. 10.

برنج. 10.

آسیاب مواد در آسیاب ها را می توان با رطوبت مواد خام بیش از 1٪ انجام داد. در طبیعت، عملاً هیچ ماده خام با چنین رطوبتی وجود ندارد، بنابراین عملیات اجباری روش تولید خشک، خشک کردن است. توصیه می شود فرآیند خشک کردن را با آسیاب کردن مواد خام ترکیب کنید. این راه حل موثردر اکثر کارخانه های تولید خشک جدید کاربرد پیدا کرد. آسیاب گلوله ای (لوله ای) فرآیندهای خشک کردن، آسیاب ریز و مخلوط کردن اجزای مخلوط مواد خام را ترکیب می کند. مخلوط خام به صورت پودر ریز – آرد خام از آسیاب خارج می شود.

افزایش الزامات برای صرفه جویی در مصرف سوخت باعث می شود مواد با رطوبت فزاینده بالاتر که با استفاده از روش خشک پردازش شوند. از سوی دیگر، چنین موادی با کاهش چگالی و بر این اساس، استحکام مشخص می شوند. توصیه می شود که آسیاب اولیه چنین موادی را در آسیاب های خودزای Aerofol انجام دهید که امکان پردازش مواد خام با رطوبت حداکثر 25٪ را فراهم می کند. اما ماده اولیه زمان خشک شدن کامل را ندارد و در آسیاب گلوله ای همزمان با آسیاب اضافی ذرات درشت و به دست آوردن توده مواد خام همگن باید آن را خشک کرد.

آرد خام به سیلوهای بتن مسلح وارد می شود، جایی که ترکیب آن با پارامترهای مشخص شده تنظیم می شود و با اختلاط با هوای فشرده همگن می شود. سپس مخلوط تمام شده در کوره های دوار با مبدل های حرارتی پخت پخته می شود. کلینکر به دست آمده در یک خنک کننده خنک می شود و به یک انبار عرضه می شود، جایی که انبار آن ایجاد می شود و اطمینان حاصل می شود که عملیات بدون وقفهگیاه در عین حال، نگهداری کلینکر در انبار باعث بهبود کیفیت سیمان می شود. این انبار همچنین گچ و مواد افزودنی معدنی فعال را ذخیره می کند. این اجزا باید ابتدا برای آسیاب آماده شوند. افزودنی های معدنی فعال تا رطوبت بیش از 1٪ خشک می شوند و گچ خرد می شود. سنگ زنی ترکیبی کلینکر، گچ و افزودنی های معدنی فعال در آسیاب های گلوله ای (لوله ای) تولید سیمان با کیفیت بالا را تضمین می کند. سیمان از آسیاب ها وارد انبارهای نوع سیلو می شود. سیمان یا به صورت فله (در تانکرهای سیمان خودرو و راه آهن، کشتی های تخصصی) یا در کانتینرها - کیسه های کاغذی چند لایه حمل می شود.

مزیت اصلی روش تولید خشک کاهش مصرف سوخت است. همچنین با روش خشک، حجم 35 تا 40 درصد کاهش می یابد. گازهای کورهکه بر این اساس هزینه حذف گرد و غبار را کاهش می دهد و فرصت های بیشتری را برای استفاده از گرمای گازهای خروجی برای خشک کردن مواد خام فراهم می کند. مزیت مهم روش تولید خشک حذف کلینکر بیشتر از 1 متر مکعب از واحد کوره است. عامل مهم دیگر این است که هنگام شلیک به روش خشک، مصرف آب شیرین به میزان قابل توجهی کاهش می یابد.

در صنعت سیمان جهانی، روش تولید خشک جایگاه پیشرو را به خود اختصاص داده است. در حال حاضر، سهم روش خشک در ژاپن، آلمان و اسپانیا 100٪ است، در سایر کشورهای توسعه یافته - 70 - 95٪. در روسیه، سهم روش تولید خشک تنها 13٪ است.

پیوست 1 نموداری از چیدمان تجهیزات یک خط تکنولوژیکی برای تولید سیمان به روش خشک با ظرفیت 3000 تن در روز را نشان می دهد. سنگ آهک و خاک رس به عنوان مواد اولیه در نظر گرفته می شوند. سنگ آهک در سنگ شکن های فکی و سپس در سنگ شکن های چکشی تحت خردایش دو مرحله ای قرار می گیرد. خاک رس در سنگ شکن های غلتکی خرد شده و در بشکه های خشک کن خشک می شود. هر جزء از بار مواد اولیه که از انبار می آید به قیف های 1 مجهز به دروازه ها و توزیع کننده های توزین 2 و سپس به نوار نقاله 3 ارسال می شود و آنها را به قیف خوراک آسیاب 4 تحویل می دهد.

در محفظه سنگ زنی مواد خام دو وجود دارد آسیاب های خام 4 سایز 4.2×10 میلی متر. هنگامی که میزان رطوبت شارژ از 8% تجاوز نمی کند، آسیاب با تامین گاز خشک کننده داغ از مبدل های حرارتی پخت کار می کند. اگر رطوبت مواد اولیه بیشتر باشد، یک دستگاه احتراق نصب می شود که از آن گاز داغ به آسیاب اضافه می شود.

هر آسیاب بر اساس یک طرح تخلیه پنوماتیک با جداکننده گذر هوا 5 کار می کند. دانه های جدا شده توسط جداکننده برای تکمیل به آسیاب بازگردانده می شود، محصول نهایی از طریق سیکلون های 14، کانال های هوا و یک جریان سنج وارد سیلوهای آرد خام خشک می شود 13. ، مجهز به سیستم هوادهی مخلوط. از سیلوهای 13، آرد خام از طریق لوله‌های هوای 15 و سپس توسط بالابرهای پنوماتیکی به مبدل حرارتی سیکلون (10، 11) فرستاده می‌شود، جایی که با گازهایی که از کوره خارج می‌شوند تا دمای 700...750 درجه سانتی‌گراد و تا حدی (تا حد بالا) گرم می‌شود. 20٪ کربن زدایی شده، پس از آن در کوره دوار 12 عرضه می شود.

در حین کار عادی، گازهایی که از مبدل های حرارتی 11 خارج می شوند، توسط خروجی دود 9 به آسیاب های مواد خام فرستاده می شوند، که از آنجا خروجی دود 6 برای حذف گرد و غبار به داخل رسوب دهنده الکتریکی 7 و سپس توسط خروجی دود 8 وارد دودکش می شود. . دمای گازهای خروجی از آسیاب حدود 50 درجه سانتی گراد است. اما اگر آسیاب کار نکند، گازهای خروجی از مبدل حرارتی سیکلون در دمای 300 ... 350 درجه سانتیگراد در دودکش توسط آب پاشیده شده تا دمای لازم خنک می شوند.

ویژگی فرآیند پخت این است که آبگیری مواد خام و کربن زدایی جزئی به منطقه مبدل های حرارتی پخت منتقل می شود، در نتیجه کوره در مقایسه با کوره ای با همان بهره وری که با استفاده از روش مرطوب کار می کند کوتاه تر است. کلینکر تولید شده توسط کوره از یک خنک کننده 16 عبور می کند که از آن توسط یک نوار نقاله صفحه 18 به سیلوهای 19 می رسد و سپس از طریق توزیع کننده 20 در امتداد نوار نقاله 21 به همراه مواد افزودنی برای آسیاب به آسیاب 22 می رسد. سیمان از آسیاب. توسط پمپ های محفظه پنوماتیک 23 به سیلوهای 24 یا به بخش بسته بندی عرضه می شود. گازهای خروجی از کولر 16 وارد قیف 17 می شود.

ارسال کار خوب خود در پایگاه دانش ساده است. از فرم زیر استفاده کنید

دانشجویان، دانشجویان تحصیلات تکمیلی، دانشمندان جوانی که از دانش پایه در تحصیل و کار خود استفاده می کنند از شما بسیار سپاسگزار خواهند بود.

معرفی

فصل 1. عملیات فن آوری برای تهیه مواد خام

1.1 مواد اولیه برای تولید سیمان

1.1.1 سنگ های کربناته

1.1.2 سنگهای رسی

1.1.3 افزودنی های اصلاحی

1.2 عملیات تکنولوژیکی اساسی برای به دست آوردن مواد خام

1.2.2 خرد کردن

1.2.6 عملیات حرارتی مواد خام

فصل 2. فن آوری تولید سیمان پرتلند

2.1 ترکیب مواد سیمان پرتلند

2.2 طرح فناورانه برای تولید سیمان پرتلند به روش خشک

2.3 انواع خاص سیمان پرتلند

کتابشناسی - فهرست کتب

کاربرد

معرفی

کلمه "سیمان" به یک مفهوم جمعی اشاره دارد - انواع مختلفی از مواد اتصال دهنده را که از سوزاندن سنگ های خاص به دست می آیند و در معرض خرد شدن قرار می گیرند، متحد می کند. آنها را به دلیل توانایی آنها در ترکیب (پیوند) به یک کل واحد، هم ذرات منفرد پرکننده های کوچک و هم قطعات بزرگتر می نامیدند.

سرکارگران باستانی اهرام، مقبره ها و دیگر ساختمان های سیکلوپی تنها گچ ساختمانی و آهک پف کرده را در اختیار داشتند که از سوزاندن سنگ گچ و سنگ آهک به دست می آمدند. برای چندین هزار سال، بتن و ملات بر اساس آنها تنها مواد اتصال دهنده شناخته شده (بدون احتساب خاک رس) و سرگین بودند. تخم پرنده-- اولین افزودنی های اصلاح کننده. گنبد عظیم «معبد همه خدایان» (پانتئون روم باستان: 43 متر در دهانه). بزرگترین حصار جهان به طول بیش از 5000 کیلومتر - دیوار بزرگ چین. گالری بتنی هزارتوی افسانه ای در مصر باستان; عظیم عبادتگاه هاهندوها - همه این شاهکارهای ساختمانی با استفاده از "مادربزرگ" و "بزرگ پدربزرگ" سیمان های مدرن ایجاد شده اند. زمان گذشت و سایر مواد اتصال دهنده که به طور مصنوعی به دست می آمدند و می توانستند در هنگام اختلاط (خمیر دادن) با آب به یک توده پلاستیکی تبدیل شوند و نه تنها در هوا، بلکه در عنصر آب نیز سخت شوند، توسط ذهن کنجکاو بشر ایجاد شد.

سیمان نیست مواد طبیعی. تولید آن یک فرآیند پرهزینه و انرژی بر است، اما نتیجه ارزش آن را دارد - خروجی یکی از محبوب ترین مصالح ساختمانی است که هم به طور مستقل و هم به عنوان جزئی از سایر مصالح ساختمانی (به عنوان مثال، بتن و بتن مسلح) استفاده می شود. ). کارخانه های سیمان معمولاً بلافاصله در محل استخراج مواد خام برای تولید سیمان قرار دارند.

در روسیه، تولید سیمان پرتلند تنها در سال توسعه یافت اواخر نوزدهم V. A.R روی ایجاد و بهبود آن بسیار کار کرد. شولیاچنکو که او را "پدر تولید سیمان روسیه" می نامند. شایستگی او در این است که سیمان های پرتلند داخلی با کیفیت بالا جایگزین سیمان های ساخت خارجی شدند. در روسیه، اولین کارخانه برای تولید سیمان پرتلند در سال 1856 ساخته شد و تا آغاز جنگ جهانی اول 60 کارخانه سیمان در حال فعالیت بودند. عملکرد کلیحدود 1.6 میلیون تن سیمان در سال.

فصل 1. عملیات فن آوری برای تهیه مواد خام

1.1 مواد اولیه برای تولید سیمان

1.1.1 سنگ های کربناته

آنها در طبیعت گسترده هستند که به توسعه تولید سیمان بر اساس آنها کمک می کند. سنگهای کربناته مورد استفاده عبارتند از: سنگ آهک، گچ، سنگ آهک پوسته، مرمر، توف آهکی، مارن و غیره. سنگ آهک از بلورهای کلسیت در اندازه های مختلف تشکیل شده است. گچ یک سنگ سست و ضعیف با سیمان با سیلت خاکی است. کیفیت مواد اولیه کربناته به ساختار آن، میزان ناخالصی ها و یکنواختی توزیع آنها در توده مواد اولیه بستگی دارد. سنگ های کربناته حاوی 40-43.5% CaO و 3.2-3.7% MgO برای تولید سیمان مناسب هستند. مطلوب است که محتوای کل Na 2 O و K 2 O از 1٪ و SO 3 - 1.5-1.7٪ تجاوز نکند. سنگ هایی با ترکیب شیمیایی ثابت و ساختار ریز کریستالی یکنواخت مطلوب تر هستند. مخلوط های رس های ریز پراکنده و سیلیس آمورف زمانی مفید هستند که به طور مساوی در سنگ کربناته توزیع شوند. نوع خاصی از مواد خام کربنات مارن است - سنگی انتقالی از سنگ آهک به خاک رس. مارن یک مخلوط طبیعی پراکنده با منشاء رسوبی، سنگ های رسی-شنی (20-50٪) و کربنات کلسیم (50-80٪) است. بسته به محتوای CaCO 3، مارن ها به شنی، رسی و آهکی تقسیم می شوند. با ارزش ترین ماده خام مارن آهک است که حاوی 75-80٪ CaCO 3 و 20-25٪ خاک رس است. از نظر ترکیب شیمیایی به مخلوط مواد خام سیمان پرتلند نزدیک است. این ترکیب مواد خام به طور قابل توجهی فناوری تولید را ساده می کند. مارن هایی که محتوای CaCO 3 در آنها با ترکیب مخلوط مواد خام سیمان پرتلند مطابقت دارد، طبیعی نامیده می شوند. کیفیت مواد اولیه دمای پخت، بهره وری کوره ها و خواص محصول نهایی را تعیین می کند. هرچه چگالی سنگ آهک بیشتر باشد، فرآیند پخت دشوارتر است. خواص مواد خام بر انتخاب واحد پخت تاثیر می گذارد.

1.1.2 سنگهای رسی

مواد خام رسی (رس، مارن رسی، شیل، لس و ...) برای تولید سیمان پرتلند ضروری است. رس ها دارای ترکیبات کانی شناسی و گرانولومتری متفاوتی هستند، حتی در یک کانسار. ترکیب کانی شناسی خاک رس ها عمدتاً توسط آلومینوسیلیکات های آبدار و کوارتز نشان داده می شود، ترکیب شیمیایی خاک رس ها با حضور سه اکسید مشخص می شود: SiO 2 -60-80، Al 2 O 3 -5-20، Fe 2 O 3. - 3-15.

1.1.3 افزودنی های اصلاحی

با ترکیب شیمیایی مطلوب مواد خام، مخلوط سیمان پرتلند از ترکیب مورد نیاز را می توان تنها از دو جزء - کربنات و خاک رس تهیه کرد. اما در بیشتر موارد، تقریباً غیرممکن است که یک مخلوط ماده خام معین از دو جزء بدست آورید، بنابراین از اجزای سوم و حتی چهارم استفاده می شود - افزودنی های اصلاحی حاوی مقدار قابل توجهی از یکی از اکسیدهای موجود در مخلوط خام. سيدرهاي پيريتي از گياهان اسيد سولفوريك معمولاً به عنوان افزودني حاوي آهن و كمتر از گرد و غبار دودكش كوره بلند استفاده مي شود. خاک رس های کم آهن و بوکسیت های غنی از آلومینا به عنوان افزودنی های آلومینیومی استفاده می شود. افزودنی های سیلیس شامل ماسه کوارتز، اوپوکا و تریپلی است. محتوای اکسیدها در افزودنی های اصلاحی باید %: برای آهن آهنی Fe 2 O 3 - حداقل 40 باشد. برای SiO 2 سیلیسی - حداقل 70؛ برای آلومینیوم Al 2 O 3 - کمتر از 30. افزودنی های آهنی بیشترین استفاده را دارند. بوکسیت همچنین یک افزودنی اصلاحی در تولید کلینکر سیمان پرتلند است. بوکسیت هیدروکسید آلومینیوم با ناخالصی های Fe 2 O 3 ، SiO 2 ، CaO ، MgO و TiO 2 است.

1.1.4 مکمل های معدنی فعال

این شامل طبیعی یا مصنوعی است مواد معدنیکه به خودی خود خاصیت قابض ندارند، اما وقتی به صورت ریز آسیاب شده با آهک مخلوط می شوند، در صورت مخلوط شدن با آب، خمیری به وجود می آورند که پس از سفت شدن در هوا، در زیر آب به سخت شدن ادامه می دهند و در صورت مخلوط شدن با سیمان پرتلند، خمیر می شوند. مقاومت در برابر آب و خواص ضد خوردگی آن را افزایش می دهد. معرفی مواد افزودنی معدنی فعال تا حدودی هزینه سیمان را کاهش می دهد.

1.1.5 محصولات ساخت بشر از سایر صنایع

پرکاربردترین مواد در صنعت سیمان عبارتند از: سرباره های کوره بلند و الکتروترموفسفر، سرباره سوخت و خاکستر، لجن نفلین (بلیت) و ضایعات حاوی گچ. استفاده از سرباره در کارخانه های سیمان به حل مشکل تامین مواد اولیه آنها برای دوره استهلاک کمک می کند. لجن نفلین (بلیت) محصول زائد حاصل از پردازش پیچیده سنگ‌های آپاتیت-نفلین به آلومینا، سودا و پتاس است. از آنجایی که لجن از طریق جزئی عبور کرده است حرارت درمانیعمدتاً از دی کلسیم سیلیکات تشکیل شده است، ماده معدنی که بخشی از کلینکر سیمان پرتلند است و قابلیت سخت شدن هیدرولیکی را دارد. سرباره دانه بندی شده و لجن نفلین از نظر ترکیب مشابه با مخلوط مواد خام سیمان پرتلند هستند، بنابراین می توانند نه تنها به عنوان افزودنی های معدنی فعال، بلکه به عنوان اجزای مخلوط مواد خام سیمان پرتلند نیز استفاده شوند. از آنجایی که این مواد قبلاً تحت عملیات حرارتی قرار گرفته‌اند، حاوی CaCO3 نیستند و شامل تعدادی مواد معدنی مشابه با مواد معدنی کلینکر سیمان می‌شوند، شلیک بارهای حاوی لجن نفلین و سرباره نیاز به مصرف سوخت کمتری دارد. به عنوان مثال، هنگام استفاده از لجن نفلین، بهره وری کوره های دوار تقریباً 25٪ افزایش می یابد و مصرف ویژه سوخت برای سوزاندن کلینکر، برق و رسانه های آسیاب کاهش می یابد (تقریباً 20٪). اما سرباره های زمینی و لجن نفلین باعث غلیظ شدن لجن خام سیمان می شوند. افزایش محتوای قلیایی در لجن نفلین می تواند کیفیت سیمان را کاهش دهد.

عکس. 1. مواد اولیه برای تولید سیمان پرتلند

1. 2 فرآیندهای اساسی فن آوری برای به دست آوردن مواد خام

1.2.1 استخراج و حمل و نقل مواد خام

عملیات استخراج و حمل و نقل مواد خام مهمترین مراحل تکنولوژیکی تولید است. در تولید سیمان پرتلند، سهم هزینه های استخراج مواد اولیه حدود 10 درصد از کل هزینه ها است. در هر مورد جداگانه، روش استخراج مواد خام باید به دقت توجیه شود، زیرا هزینه های عملیات تکنولوژیکی بعدی به این بستگی دارد. انتخاب روش استخراج با تجزیه و تحلیل ترکیب شیمیایی ماده خام انجام می شود. مواد خام با استخراج معادن روباز به طور مستقیم از سطح زمین استخراج می شود. لایه سنگ معمولاً توسط لایه ای از سنگ ضایعات پوشانده می شود، بنابراین مجموعه عملیات معدنی شامل حذف - جداسازی آن است. هزینه نهایی مواد خام تا حد زیادی به هزینه عملیات سلب بندی بستگی دارد. آنها با استفاده از بولدوزر، بیل مکانیکی و غیره انجام می شوند. سنگ های سخت و متراکم (سنگ آهک) معمولاً با انفجار استخراج می شوند. عملیات حفاری و انفجار هم جداسازی سنگ از توده و هم خرد کردن قطعات بزرگ را فراهم می کند. ویژگی این گونه کارها در معادن کارخانه های سیمان، حجم نسبتاً کم تولید روزانه و محدود بودن اندازه مجاز قطعات سنگ انفجاری است. دستگاه های حفاری طناب کوبه ای یا حفاری چرخشی بیشتر مورد استفاده قرار می گیرند. سنگ های سست و نرم (گچ، خاک رس و غیره) بدون آماده سازی اولیه با حفاری مستقیم با استفاده از بیل مکانیکی تک یا چند سطلی (دوار) استخراج می شوند که دو عملیات را همزمان انجام می دهند: جداسازی سنگ از سازند و بارگیری خام تمام شده. مواد.

برای رساندن مواد اولیه به کارخانه معمولاً از حمل و نقل ریلی و جاده ای از کابل های هوایی، نوار نقاله و حمل و نقل هیدرولیکی استفاده می شود. حمل و نقل ریلی به طور مؤثر در معادن کم عمق با حجم حمل مواد خام بیش از 2 میلیون تن در سال با مسافت حمل و نقل بیش از 8 کیلومتر استفاده می شود. مزایای این نوع حمل و نقل: بهره وری بالا، عملکرد قابل اعتماد در هر شرایط، مصرف انرژی کم، عمر طولانی انبارهای نورد. معایب: هزینه های سرمایه ای بالا برای ساخت یک خط راه آهن و هزینه های عملیاتی برای نگهداری و تعمیر آن. حمل و نقل خودرواستفاده از آن برای حمل و نقل مواد با توپوگرافی سطحی پیچیده، حجم کم حمل و نقل و فواصل حمل تا 8 کیلومتر توصیه می شود. سنگ های نرم، سست و کوچک در فاصله 6-1 کیلومتری در شرایط اقلیمی مساعد توسط تسمه نقاله به کارخانه تحویل داده می شوند. در کارخانه‌های سیمان با بهره‌وری پایین، واقع در زمین‌های بسیار ناهموار، و همچنین در دشت زمانی که مسیرهای فناوری کارگاه‌های معدن با جاده‌ها تلاقی می‌کنند. توسط راه آهنو دیگران از کابل های هوایی استفاده می کنند. مزایای آنها شامل استقلال از زمین، امکان اتوماسیون کامل فرآیندهای تولید، شدت کار کم تعمیر و نگهداری است. معایب آن بهره وری پایین و هزینه های سرمایه بالا است.

1.2.2 خرد کردن

خرد کردن یک فرآیند است سنگ زنی مکانیکی مواد جامد. هدف از خرد کردن کاهش اندازه قطعات مواد اولیه به حدی است که آسیاب بعدی با کمترین مصرف انرژی انجام شود. مواد با استفاده از روش های زیر خرد می شوند: خرد کردن، شکافتن، ضربه، شکستگی، سایش. برای خرد کردن مواد از سنگ شکن های فکی، مخروطی، غلتکی و چکشی استفاده می شود.

انتخاب طرح خرد کردن و نوع تجهیزات خرد کردن بستگی به خواص مواد اولیه دارد. در آنها، مواد با خرد کردن بین غلتک هایی که به سمت یکدیگر می چرخند خرد می شود. در سرعت های مختلفچرخش رول ها نیز باعث سایش مواد می شود. بسته به خواص ماده منبع، از رول های صاف، موج دار و دندانه دار استفاده می شود. سنگ های سخت (سنگ آهک، مرمر) طبق یک طرح دو مرحله ای خرد می شوند (شکل 2):

1. روی سنگ شکن های فکی تا قطعات 75-200 میلی متر. چنین سنگ شکن هایی از روش های خرد کردن، شکافتن و ساییدگی جزئی مواد استفاده می کنند. از مزایای این نوع سنگ شکن می توان به سادگی، قابلیت اطمینان و قابلیت پردازش مواد نسبتاً مرطوب اشاره کرد.

2. در سنگ شکن های چکشی به قطعات 8 - 10 میلی متر. بر روی این سنگ شکن، سنگ زنی با ضربه و تا حدی توسط سایش انجام می شود.

1.2.3 آسیاب ریز مواد (سنگ زنی)

واحد اصلی برای آسیاب و آسیاب مخلوط های خام سیمان پرتلند یک آسیاب لوله گلوله ای است که با طراحی ساده، قابلیت اطمینان و سهولت کار مشخص می شود و درجه بالایی از آسیاب را ارائه می دهد. برای محافظت از درام و کف آسیاب از سایش زودرس، آنها را با فولاد طولی و انتهایی یا صفحات چدن. سنگ زنی مواد در آسیاب گلوله ای توسط ضربه های اجسام آسیاب که آزادانه در حال سقوط هستند انجام می شود.

یک نقطه ضعف قابل توجه آسیاب های گلوله ای، شدت کم حرکت رسانه های آسیاب است. همچنین، در هنگام آسیاب خشک، مواد خرد شده تا دمای 100 - 200 0 درجه سانتیگراد گرم می شوند که منجر به افزایش سایش پوشش زره، رسانه آسیاب می شود و همچنین می تواند باعث تجزیه حرارتی مواد خرد شده شود. برای عملکرد موفقیت آمیز آسیاب های خشک، تهویه فضای آسیاب (آسپیراسیون) ضروری است. سرعت جریان هوا توسط یک فن تامین می شود که هوا را از طریق آسیاب و متعاقب آن می کشد دستگاه های تمیز کننده. هوای سرد وارد شده به آسیاب پوشش محفظه، محیط آسیاب و مواد آسیاب شده را خنک می کند. با عبور از آسیاب، کوچکترین ذرات را می برد و از چسبیدن آنها به رسانه آسیاب جلوگیری می کند. به لطف آسپیراسیون، بهره وری آسیاب 20-25٪ افزایش می یابد، انتشار گرد و غبار کاهش می یابد و شرایط بهداشتی و بهداشتی کار بهبود می یابد. پراکندگی (کاهش مقاومت در مراحل اولیه) کلینکر سیمان با استفاده از تقویت کننده های آسیاب انجام می شود.

1.2.4 آسیاب خودزا

یک جهت امیدوارکننده در توسعه فناوری برای سنگ زنی مواد خام، استفاده از آسیاب های آبشاری است که در آن سنگ زنی مواد بدون استفاده از رسانه های سنگ زنی - طبق اصل خود سنگ زنی انجام می شود. آسیاب (شکل 3) یک درام دوار توخالی کوتاه با قطر زیاد است که از دو طرف توسط دیوارهای انتهایی با پین های توخالی بسته شده است. حفره داخلی درام با صفحات زره با تیغه های بالابر پوشیده شده است. مواد از طریق محور 1 وارد آسیاب می شود، هنگامی که درام به سمت حاشیه بر روی تیغه ها می چرخد، دور ریخته می شود، آخرین بالا می رود و دوباره پایین می آید و در طول مسیر به قطعات مواد وارد شده به آسیاب و دوباره به تیغه ها برخورد می کند. درجه بهینه پر کردن چنین آسیاب هایی با مواد 20 ... 25٪ است. سنگ زنی در آسیاب به دلیل برخورد مواد به تیغه ها و برخورد قطعات در حال آسیاب اتفاق می افتد. برای افزایش اثر آسیاب، می توان تعداد کمی گلوله فولادی (5...6٪ از حجم داخلی آسیاب) را در آسیاب قرار داد.

برنج. 3. آسیاب خودزای خشک "Aerofol": 1 - محور بارگیری. 2 - کوبنده عرضی; 3 - برآمدگی های دندانه دار; 4 - لوله تخلیه

کارایی فرآیند آسیاب خودزا با حداکثر اندازه قطعات ماده اولیه و همچنین نسبت بخش های بزرگ و کوچک تعیین می شود. اندازه بهینه مواد وارد شده به آسیاب به قطر و سرعت چرخش آن بستگی دارد. قطعات سنگ آهک تغذیه شده به آسیاب با قطر 7 متر باید اندازه 350 - 450 ، گچ - 500 - 800 میلی متر داشته باشند. از مزایای اصلی آسیاب های خودزا می توان به سادگی طراحی و نگهداری، سرعت چرخش پایین بدنه ها، هزینه های انرژی ویژه پایین برای آسیاب، عدم وجود رسانه آسیاب، ترکیب فرآیندهای خرد کردن و آسیاب در یک دستگاه، بهره وری بالا (تا 500 تن در هر دستگاه) اشاره کرد. h). آسیاب های اتوژن برای آسیاب خشک (آئروفول آسیاب) طراحی شده اند. ایجاد چنین واحدی امکان پردازش مواد خام با رطوبت 20 تا 22 درصد را با استفاده از روش خشک فراهم کرد. قطر زیاد محورهای بارگذاری اجازه عبور حجم قابل توجهی از گازهای داغ را می دهد، بنابراین می توان از گازهایی با دمای نسبتاً پایین (گازهای خروجی از کوره های دوار) استفاده کرد.

1.2.5 فرآوری، حمل و نقل و ذخیره سازی پودرها

خواص مواد پودری

مواد پودری سیستم های اشباع شده با انرژی هستند که قادر به تنظیم خصوصیات خود و تعامل با محیط خارجی هستند. فعالیت آنها در اتوهزیون و چسبندگی آشکار می شود. Autohesion یک اتصال بین ذرات در تماس است که از جدا شدن آنها جلوگیری می کند. چسبندگی برهمکنش ذرات را با سطح بدنه های ماکروسکوپی جامد (دیوارهای خط لوله، سیلوهای فولادی ضد زنگ برای ذخیره سازی و بارگذاری بیش از حد مشخص می کند. مواد فلهو غیره.). خواص اتوهزیو تا حد زیادی رفتار مواد پودری را در طول فرآوری تعیین می کند. فعل و انفعال خودکار پودرها شامل تعدادی از عوارض در طول فرآیندهای تکنولوژیکی است. تخلیه سیلوها (سیمان، مخلوط خام و ...) به دلیل قوس شدن و آویزان شدن مواد روی دیوارها دشوارتر می شود. تجهیزات جمع آوری گرد و غبار با گرد و غبار مسدود می شوند، بنابراین طراحی آن باید پیچیده باشد و مصرف انرژی برای تمیز کردن افزایش یابد. تشکیل آگلومراها به دست آوردن یک مخلوط همگن هنگام مخلوط کردن پودرها را دشوار می کند.

حمل و نقل پودرها

برای جابجایی مواد فله خشک استفاده می شود انواع مختلفسیستم های حمل و نقل: مکانیکی - اسکرو نقاله و آسانسور و پنوماتیک - محفظه پنوماتیک و پمپ های پیچ پنوماتیک، لوله های هوا. توصیه می شود از سیستم های حمل و نقل مکانیکی برای جابجایی حجم کم مواد در فواصل کوتاه استفاده شود. اما پیچیدگی طراحی و فراوانی واحدهای متحرک، عملکرد سیستم های حمل و نقل مکانیکی را پیچیده می کند و میزان استفاده از آنها را کاهش می دهد.

در حال حاضر حمل و نقل پودرها در داخل کارخانه عمدتاً به صورت پنوماتیک و با استفاده از پمپ های پیچی و محفظه ای انجام می شود. از مزایای اصلی این روش می توان به قابلیت جابجایی در فواصل طولانی، عدم وجود گرد و غبار، سادگی و قابلیت اطمینان کار اشاره کرد. لوله هوادهی (شکل 4) از نظر ارتفاع توسط یک پارتیشن هوابند مخصوص به دو قسمت تقسیم می شود. سینی پایینی به عنوان مجرای هوا عمل می کند که هوای فشرده به داخل آن پمپ می شود و پودر اشباع شده از هوا وارد جریان خروجی بالایی (انتقال) می شود. لوله های هوا در طراحی، نصب و بهره برداری ساده هستند. مقاوم در برابر سایش؛ از بین بردن تلفات ناشی از اتمیزه شدن و اطمینان از شرایط عملیاتی عادی پرسنل خدماتی. اما آنها فقط برای محدوده حمل و نقل تا 40 متر قابل استفاده هستند.

برنج. 4. کانال هوادهی:

1 - فن 2 - قیف بارگیری; 3 - فیلتر پارچه; 4 - سینی بالا; 5 - پارتیشن متخلخل; 6 - سینی پایین

همگن سازی و نگهداری مواد پودری. برای به دست آوردن پودرهای همگن با تحرک بالا، باید از ایجاد کنتاکت های اتوهزیو جلوگیری کرد و در صورت بروز آنها را از بین برد. همگن سازی مخلوط های خام سیمان پرتلند با هم زدن انجام می شود. هر چه شدت اختلاط بیشتر باشد، مدت زمان آن کوتاهتر، اندازه واحدها کوچکتر و بهره وری آنها بیشتر می شود. اختلاط بار خشک در سیلوها با اختلاط پنوماتیکی سازماندهی می شود. سیلوها با پایه تخت، از آنجایی که هوا به طور یکنواخت در آنها پخش می شود. ابعاد سیلو به روش همگن سازی، ظرفیت کارگاه و همچنین ویژگی های فرآیند تکنولوژیکی بستگی دارد.

هوای فشرده که از طریق یک کف قابل تنفس به سیلوها می رسد، مواد را اشباع کرده و آن را به حالت شبه سیال تبدیل می کند. قسمت پایین با جعبه های مخصوصی که از بدنه فلزی و کاشی های هوایی متخلخل تشکیل شده است قرار داده شده است. آئروتیل ها از سرامیک ها، آلیاژهای فلز-سرامیک، منسوجات و غیره ساخته می شوند. با عبور جریان های نازک از منافذ کاشی ها، هوا وارد سیلو شده و هنگام حرکت به سمت بالا، ذرات آرد را با خود حمل می کند. محل مواد برافراشته شده توسط جریان هوا توسط یک بار غیر زهکشی واقع در کنار این ناحیه اشغال می شود. بنابراین، تمام پودر موجود در سیلو شروع به حرکت و مخلوط می کند. مخلوط کردن پودرها در سیلو، هوای فشرده و در نتیجه برق زیادی مصرف می کند. نقطه ضعف سیلوهای این نوع عدم همگن شدن کافی با مقادیر زیاد مخلوط و نیاز قابل توجه به حجم هوای فشرده است.

کارآمدتر و مقرون به صرفه تر، استفاده از سیلوهای دو طبقه است. مخلوط مواد اولیه اولیه از ترکیبات مختلف وارد چندین سیلو از طبقه فوقانی می شود و سپس پس از مشخص شدن ترکیب، در سیلوهای بزرگتر طبقه پایین به نسبت معین مخلوط می شوند. چیدمان دو لایه سیلوها نه تنها کاهش می دهد محدوده تولیدو هزینه های ساخت و ساز، بلکه برای استفاده از اثر اختلاط گرانشی. هنگامی که مواد از یک سیلو طبقه بالا به یک سیلو طبقه پایین تخلیه می شود، سرعت حرکت در مرکز سیلو بیشتر می شود و به تدریج به سمت حاشیه کاهش می یابد، که باعث می شود لایه های افقی مواد در سطوح مختلف به سمت مرکز حرکت کنند، جایی که آنها به طور همزمان حذف می شوند.

خواص اتوهزی پودرها به ویژه هنگامی که در سیلو نگهداری می شوند به وضوح آشکار می شود. این با فشار لایه های پوشاننده مواد بر روی لایه های زیرین و وجود بخار آب در هوا تسهیل می شود. برای تضعیف فعل و انفعالات خودکار پودرها، توصیه می شود که هوای عرضه شده برای مخلوط کردن آنها تا دمای 15 تا 0 0 درجه سانتیگراد بالاتر از دمای پودر گرم شود و از جذب رطوبت توسط مواد جلوگیری شود.

تخلیه سیلوها به صورت پنوماتیک با استفاده از دستگاه های تخلیه در کنار یا زیر سیلو انجام می شود که 15 تا 20 درصد آن با کاشی های هوایی چیده شده است. هوای کم آب تحت فشار تامین می شود. هوا با عبور از منافذ در کاشی های هوایی، پودر را شل می کند و به آن اجازه می دهد تا به سمت مکانیسم های تخلیه جریان پیدا کند.

1.2.6 عملیات حرارتی مواد اولیه در تولید سیمان پرتلند

اصول فیزیکوشیمیایی پخت کلینکر سیمان پرتلندتشکیل کلینکر سیمان پرتلند توسط تعدادی از فرآیندهای فیزیکی و شیمیایی انجام می شود که در نتیجه کلینکر ترکیب کانی شناسی پیچیده و ساختار میکروکریستالی را به دست می آورد. این فرآیندها در محدوده های دمایی خاص - مناطق تکنولوژیکی کوره اتفاق می افتد. در واحد پخت اصلی - یک کوره دوار - با روش مرطوب تولید سیمان، مناطق در طول حرکت مواد متمایز می شوند: I - تبخیر، II - گرمایش و آبگیری، III - کربن زدایی. , IV- واکنش های گرمازا، V- تف جوشی، VI- خنک سازی. با روش تولید خشک، این منطقه وجود ندارد. مناطق آماده سازی I - II 50 ... 60٪ از طول کوره را اشغال می کنند. منطقهکربن زدایی - 20...25، منطقه واکنش گرمازا - 7...10، منطقه تف جوشی - 10...15 و منطقه خنک کننده - 2...4 درصد طول کوره. در شکل شکل 5 توزیع دمای مواد و جریان گاز را در مناطق کوره دوار نشان می دهد.

برنج. 5. توزیع دمای مواد و جریان گاز در مناطق کوره دوار: 1 - مواد; 2 - جریان گاز; I-VI - مناطق فر

در منطقه گرمایش در دمای 200 ... 650 درجه سانتیگراد، ناخالصی های آلی می سوزند و فرآیندهای کم آبی و تجزیه جزء خاک رس آغاز می شود. کم آبی و تجزیه آلومینوسیلیکاتهای کلسیم آبدار به اکسیدها منجر به تشکیل تعدادی از ترکیبات واسطه می شود که متعاقباً به طور قابل توجهی بر سرعت اتصال CaO تأثیر می گذارد.

در منطقه کربن زدایی در دمای 900 ... 1200 0 C، تجزیه کربنات های کلسیم و منیزیم با تشکیل CaO و MgO آزاد اتفاق می افتد. در همان زمان، تجزیه کانی‌های رسی ادامه می‌یابد در منطقه واکنش‌های گرمازا در دمای 1200 - 1300 درجه سانتی‌گراد، فرآیند تف جوشی در فاز جامد مواد تکمیل می‌شود. در نتیجه، مواد معدنی 3CaO * Al 2 O 3 تشکیل می شوند. 4CaO*Al2O3*Fe2O3 و 2CaO*SiO2. اما مقدار معینی آهک آزاد در مخلوط باقی می ماند که برای اشباع سیلیکات دی کلسیم به سیلیکات تری کلسیم (آلیت) ضروری است.

در منطقه تف جوشی در دمای 1300 - 1450 0 C ذوب جزئی مواد رخ می دهد که از لایه های سطحی دانه ها شروع می شود و سپس به تدریج به مرکز آنها گسترش می یابد. زمان جذب کامل اکسید کلسیم و تشکیل آلیت در منطقه تف جوشی 20 تا 30 دقیقه است.

در منطقه خنک کننده، دمای کلینکر از 1300 به 1100 - 1000 0 C کاهش می یابد. بخشی از فاز مایع با آزاد شدن کریستال های کانی های کلینکر متبلور می شود و بخشی به شکل شیشه سخت می شود. مرزهای مناطق در یک کوره دوار کاملاً دلخواه و ناپایدار است. با تغییر حالت کار کوره، می توانید مرزها و طول مناطق را تغییر دهید و در نتیجه فرآیند پخت را تنظیم کنید.

دستگاه برای عملیات حرارتی. آنها بر اساس اصل جریان مخالف و همزمان عمل می کنند. از نقطه نظر مصرف گرما، جریان همزمان سود بیشتری نسبت به جریان مخالف دارد، زیرا در حالت دوم دمای مواد زائد بالاتر است و ضرر بیشترگرما. با این حال، جریان مخالف بیشتر مورد استفاده قرار می گیرد، که با اختلاف دمای بیشتر بین مایع خنک کننده و مواد در چنین دستگاه هایی همراه است و بر این اساس، نرخ تبادل حرارت بالاتری دارد که باعث کاهش زمان شلیک می شود. واحدهای حرارتی در تولید کلینکر کوره های دوار هستند. آنها یک درام فولادی هستند که از پوسته ها (یک عنصر ساختاری استوانه ای یا مخروطی باز) تشکیل شده است که توسط جوش یا پرچ به هم متصل شده اند و دارای پوشش داخلی از مواد نسوز هستند (شکل 6). مشخصات کوره ها می تواند کاملاً استوانه ای یا پیچیده با مناطق گسترش یافته باشد. گسترش یک منطقه خاص برای افزایش مدت اقامت مواد پخته شده در آن انجام می شود. کوره که با زاویه 3 - 4 0 نسبت به افقی نصب شده است، با فرکانس 0.5 - 1.5 دقیقه -1 می چرخد. کوره های دوار معمولاً بر اساس اصل جریان مخالف کار می کنند. مواد خام از انتهای بالایی (سرد) وارد کوره می شود و از انتهای پایینی (گرم) مخلوط سوخت و هوا تزریق می شود که بیش از 20 تا 30 متر از طول کوره را می سوزاند. گازهای داغ که با سرعت 2 تا 13 متر بر ثانیه به سمت مواد حرکت می کنند، دومی را تا دمای مورد نیاز گرم می کنند. مدت زمان ماندن مواد در کوره به سرعت چرخش و زاویه شیب آن بستگی دارد، مثلاً در کوره ای با ابعاد 5x185 متر، 2 تا 4 ساعت. سطح مقطع اشغال شده توسط مواد در کوره های دوار تنها 7 تا 15 درصد حجم است که نتیجه مقاومت حرارتی بالای لایه متحرک است و هم با هدایت حرارتی کم ذرات مواد پخته شده توضیح داده می شود. و اختلاط ضعیف آنها در لایه.

برنج. 6. اندازه کوره دوار 5x185 متر:

1 - اگزوز دود؛ 2 - تغذیه کننده برای تغذیه لجن; 3 - طبل; 4 - درایو; 5 - فن با نازل برای تزریق سوخت; 6 - کولر رنده .

افزودنی مواد خام سیمان پرتلند خشک

مشعل شعله و گازهای داغ هم لایه سطحی مواد و هم پوشش کوره را گرم می کنند. آستر نیز به نوبه خود گرمای حاصل را از طریق تشعشع و همچنین با تماس مستقیم به مواد منتقل می کند. با هر چرخش کوره در حین تماس با جریان گاز، دمای سطح پوشش افزایش می یابد و در تماس با مواد کاهش می یابد. بنابراین، ماده فقط در دو حالت گرما را درک می کند: یا زمانی که با سطح گرم شده پوشش تماس پیدا می کند یا زمانی که روی سطح لایه قرار می گیرد. بهره وری یک کوره دوار به حجم قسمت داخلی، زاویه شیب کوره به افق و سرعت چرخش، دما و سرعت حرکت گاز، کیفیت مواد اولیه و تعدادی عوامل دیگر بستگی دارد.

یکی از مزیت های مهم کوره های دوار، تطبیق پذیری تکنولوژیکی آن ها به دلیل قابلیت استفاده از انواع مختلف مواد اولیه است.

دستگاه های تبادل حرارت

استفاده موثر از حرارت در کوره های دوار تنها با نصب سیستم دستگاه های تبادل حرارتی داخل کوره و کوره امکان پذیر است. دستگاه های مبادله حرارتی درون کوره دارای سطح توسعه یافته ای هستند که یا دائماً با مواد در تماس مستقیم با گازها پوشانده می شود یا به عنوان یک احیا کننده عمل می کند و گرما را از گازها دریافت می کند و آن را به مواد منتقل می کند. این دستگاه ها باعث افزایش سطح تبادل حرارت بین گازها و مواد نیز می شوند زیرا با کاهش سرعت حرکت مواد، ضریب پر شدن کوره را افزایش می دهند. در نتیجه نصب دستگاه های مبادله حرارتی در کوره، علاوه بر وظیفه اصلی - کاهش مصرف گرما - تعدادی کار دیگر نیز قابل حل است: تشدید فرآیند اختلاط، کاهش حذف گرد و غبار. این به شما امکان می دهد عملکرد کوره را بهبود بخشید و بهره وری آن را افزایش دهید.

در روسیه، کوره های دارای مبدل های حرارتی سیکلون عمدتاً برای پخت مخلوط مواد خام خشک استفاده می شود. طراحی آنها بر اساس اصل تبادل حرارت بین گازهای خروجی و پودر خام در حالت تعلیق است (شکل 7).

برنج. 7. طرح مبدلهای حرارتی سیکلون برای یک کوره دوار:

1 - دودکش؛ 2 - مبدل های حرارتی سیکلون; 3 - فیدر پیچ; 4 - نوار نقاله اسکراپر; 5 - قیف عرضه آرد خام؛ 6 - آسانسور سطلی; 7 - گرما؛ 8 - سر آداپتور؛ 9 - کوره دوار; 10 - گرد و غبار جمع کن; 11 - اگزوز دود.

کاهش اندازه ذرات مواد پخته شده، افزایش چشمگیر سطح آن و حداکثر استفادهاین سطح برای تماس با مایع خنک کننده تبادل حرارت را تشدید می کند. آرد خام در سیستم مبدل های حرارتی سیکلون به سمت گازهای خروجی از کوره دوار در دمای 900 - 1100 0 درجه سانتیگراد حرکت می کند. سرعت متوسط گازها در دودکش ها 15 - 20 متر بر ثانیه است که به طور قابل توجهی بالاتر از سرعت است. حرکت ذرات آرد خام بنابراین، آرد خام وارد شده به مجرای گاز بین مراحل بالای I و II سیکلون ها توسط جریان گازها به مبدل حرارتی سیکلون مرحله اول منتقل می شود. از آنجایی که قطر سیکلون بسیار بزرگتر از قطر مجرای گاز است، سرعت جریان گاز به شدت کاهش می یابد و ذرات از آن خارج می شوند. ماده ته نشین شده در سیکلون از طریق دریچه - فلاشر وارد مجرای گاز اتصال مراحل II و III می شود و توسط گازها از آن به سیکلون مرحله II منتقل می شود. متعاقباً، مواد در مجاری گاز و سیکلون های مراحل III و IV حرکت می کنند. بنابراین، آرد خام پایین می‌افتد، سیکلون‌ها و مجاری گاز تمام مراحل را پشت سر هم می‌گذراند که از دمای نسبتاً سرد (I) شروع می‌شود و به گرم (IV) ختم می‌شود. در این حالت 80 درصد از فرآیند تبادل حرارتی در مجاری گاز انجام می شود و تنها 20 درصد در سیکلون ها اتفاق می افتد.

مدت زمان ماندگاری آرد خام در مبدل های حرارتی سیکلون از 25...30 ثانیه تجاوز نمی کند. با وجود این، آرد خام نه تنها تا دمای 700 ... 800 درجه سانتیگراد گرم می شود، بلکه کاملاً خشک شده و 25 ... 35٪ کربن زدایی می شود.

از معایب این نوع کوره ها می توان به مصرف انرژی بالا و دوام نسبتا کم آستر اشاره کرد. علاوه بر این، آنها به تغییرات در حالت کار کوره و نوسانات در ترکیب مواد خام حساس هستند. پس از عبور از مبدل های حرارتی سیکلون، دمای آرد خام 720 - 750 درجه سانتیگراد وارد کربن‌زدایی می‌شود - دستگاهی برای حذف اسید کربنیک آزاد از آب با دمیدن هوا در این آب (شکل 8). ذرات پودر خام و سوخت ذوب شده پراکنده و مخلوط می شوند. گرمای آزاد شده در طی احتراق سوخت به ذرات مواد خام منتقل می شود ارد،که تا 920 - 970 درجه سانتیگراد گرم می شوند. مواد موجود در سیستم مبدل حرارتی سیکلون - سیستم کربن‌زدایی تنها 70 تا 75 ثانیه باقی می‌مانند و در این مدت بین 85 تا 95 درصد کربن‌زدایی می‌شوند. نصب کربن زدا به شما امکان می دهد حذف کلینکر را از 1 متر مکعب از حجم داخلی کوره 2.5 - 3 برابر افزایش دهید. علاوه بر این، در کربن زداسوخت بی کیفیت را می توان سوزاند و زباله خانگی. ابعاد نصب کوچک است و می توان از آن نه تنها در ساخت کارخانه های جدید، بلکه در نوسازی کوره های موجود استفاده کرد. کوره‌های فعال در روسیه با مبدل‌های حرارتی سیکلون و کربن‌زدایی‌کننده‌ها به ابعاد 4.5 در 80 متر دارای بهره‌وری 3000 تن در روز در شرایط خاص هستند. مصرفگرما 3.46 MJ/kg کلینکر.

برنج. 8. کوره دوار با مبدل حرارتی سیکلون و کلسینر:

1 - اگزوز دود؛ 2 - رسوب دهنده برقی; 3 - مبدل حرارتی سیکلون; 4 - کربن زدا 5 - کوره دوار 4.5 x 80 متر; 6 - نصب کنترل دمای کیس; 7 - یخچال رنده شده; 8 - نصب برای خنک سازی و مرطوب سازی گازهای خروجی کوره.

پوشش کوره ها

برای محافظت از بدنه در برابر دمای بالا، داخل کوره با مواد نسوز پوشانده شده است که به طور همزمان به عنوان عایق عمل می کنند و از اتلاف بیش از حد حرارت به محیط جلوگیری می کنند. پوشش بایددارای خواص مشخصی هستند: مقاومت شیمیایی در برابر مواد در حال شلیک، مقاومت در برابر آتش، مقاومت در برابر حرارت، هدایت حرارتی، قدرت مکانیکیمقاومت در برابر سایش، کشسانی. از آنجایی که آسترهای مناطق مختلف کوره متفاوت عمل می کنند شرایط دمایی، سپس از نسوزهای مختلف چیده می شوند. پوشش ناحیه تف جوشی، بالاترین منطقه دمایی کوره دوار، تحت شرایط بسیار دشواری قرار دارد. پیشرفته ترین نوع نسوز برای چنین منطقه ای آجرهای پریکلاز کرومیت با محتوای کرومیت کم است. میانگین دوام در صنعت سیمان این آستر حدود 230 روز می باشد.

عمر سرویس آستر در نزدیکی افزایش یافته است روش های تکنولوژیکی: رعایت دقیق رژیم شلیک کلینکر؛ تامین یکنواخت مواد اولیه و سوخت؛ ثبات ترکیب شیمیایی، ظرافت آسیاب و رطوبت مواد خام؛ ثبات ترکیب، رطوبت و ظرافت آسیاب سوخت جامد. این عوامل پایداری حالت کار کوره را تضمین می کند، نوسانات دما را در آستر و تغییر شکل بدنه را کاهش می دهد.

شرط اصلی برای عملکرد قابل اعتماد آستر، ایجاد و حفظ یک لایه محافظ پوشش روی سطح کار آن است. مذاب کلینکر با مواد آستر تعامل می کند، به آن می چسبد و لایه ای از پوشش تا ضخامت 200 میلی متر را تشکیل می دهد. فرآیند تشکیل پوشش و خواص آن به دمای ذوب، مقدار و ترکیب فاز مایع و حالت عملکرد کوره بستگی دارد. این پوشش پوشش را از تخریب محافظت می کند، دمای سطح آجر را کاهش می دهد و تنش های ناشی از آن را کاهش می دهد، آجر را از نوسانات دمایی داخل کوره و همچنین از اثرات شیمیایی و مکانیکی مواد پخته شده محافظت می کند.

تشدید فرآیندهای شلیک

واحدهای کوره پر انرژی ترین تجهیزات هستند. در تولید سیمان حدود 80 درصد از هزینه های انرژی حرارتی و الکتریکی را به خود اختصاص می دهند. به منظور کاهش این هزینه ها، طراحی کوره ها به طور مداوم بهبود می یابد و راه هایی برای تشدید فرآیندهای پخت جستجو می شود. مشکل تشدید کارکرد کوره های دوار عمدتاً شامل دو وظیفه است: یافتن منطقی ترین روش ها برای کاهش مصرف حرارت ویژه برای سوزاندن کلینکر و افزایش قدرت حرارتی کوره. عملکرد کوره تحت تأثیر قرار می گیرد کل خطعوامل. اولاً، عواملی که منجر به تغییر در مصرف گرمای ویژه برای پخت کلینکر می شود: ترکیب و ساختار ماده خام، رطوبت و واکنش پذیری آن و غیره. ثانیاً، بهره وری کوره در صورت افزایش سطح تماس گازها با مواد افزایش می یابد، سرعت حرکت گاز جریان را افزایش می دهد، احتراق سوخت با حداقل هوای اضافی انجام می شود. تمام اقداماتی که به افزایش گرمای مفید احتراق سوخت کمک می کند، روند تشکیل کلینکر را تسریع می کند. از جمله این موارد می توان به نصب دستگاه های تبادل حرارتی داخل کوره و کوره، کاهش رطوبت لجن از طریق آبگیری در غلیظ کننده ها و یا با معرفی رقیق کننده های لجن و غیره اشاره کرد.

قدرت حرارتی یک کوره مهمترین مشخصه طراحی است که عملکرد آن را تعیین می کند. افزایش میزان سوخت سوزانده شده در همان حجم از فضای احتراق یکی از راه های افزایش بهره وری کوره است. یک درمان موثرتشدید فرآیند و بهره وری از کوره به منظور افزایش دمای مواد گرم شده است.

یک وسیله موثر برای تشدید فرآیند پخت، سوزاندن بخشی از سوخت در ناحیه کربن زدایی مستقیماً در لایه مواد است. كاهش دادن مصرف خاصگرما برای پخت کلینکر را می توان با وارد کردن مواد معدنی به مخلوط مواد خام به دست آورد. آنها تسریع واکنش های فاز جامد، کاهش دمایی که در آن فاز مایع ظاهر می شود، بهبود خواص آن و بهبود کیفیت محصول امکان پذیر است. یک ذخیره مهم برای تشدید فرآیند برشته کردن، استفاده از غبار جمع آوری شده از گازهای خروجی است. گرد و غبار ریز و نیمه کلسینه شده از نظر ترکیب شبیه به مخلوط مواد خام است. بازگشت گرد و غبار به کوره به افزایش بهره وری واحد، کاهش مصرف مواد اولیه، سوخت و برق کمک می کند. مصرف سوخت را می توان با بهبود طرح فن آوری، راه حل های طراحی کربن زدا، یخچال ها و تجهیزات کمکی کاهش داد.

خنک سازی مواد پخته شده

مواد خروجی از کوره دوار دمایی در حدود 0000 درجه سانتیگراد دارند. بازگشت گرمای مواد به کوره می تواند مصرف سوخت را به میزان قابل توجهی کاهش دهد. این امر با خنک کردن مواد با هوا، که سپس برای احتراق سوخت به کوره عرضه می شود، به دست می آید. حالت خنک کننده هر دو را بیشتر تحت تأثیر قرار می دهد فرآیند تکنولوژیکیو در مورد خواص محصول نهایی. آسیاب کردن مواد داغ منجر به کاهش بهره وری آسیاب و افزایش مصرف انرژی ویژه می شود. کلینکر سیمان پرتلند به خصوص به خنک شدن حساس است. کلینکرهایی که به سرعت خنک می شوند آسان تر آسیاب می شوند و تا حدی کیفیت سیمان را بهبود می بخشند. بنابراین لازم است فرآیند خنک سازی کلینکر تا حد امکان کامل باشد و به ویژه در مرحله اولیه به سرعت پیش رود. هرچه خنک‌سازی کلینکر کامل‌تر باشد، اتلاف گرما کمتر است.

سه نوع کولر به طور گسترده مورد استفاده قرار می گیرد: درام، ریکپراتور و رنده. در تولید کلینکر سیمان پرتلند در کوره های دوار مدرن از کولرهای فشار رنده ای استفاده می شود (شکل 9). رنده افقی با توری های متحرک توسط مکانیزم میل لنگ هدایت می شود. شکل رنده ها به گونه ای است که هنگام حرکت به سمت جلو، کلینکر روی ردیف بعدی رنده ها ریخته می شود. هنگام حرکت در جهت مخالف، در امتداد رنده می لغزد. با توجه به اینکه برخی از رنده ها حرکت می کنند و برخی دیگر حرکت نمی کنند، کلینکر دائماً مخلوط می شود. محفظه کولر به دو قسمت تقسیم می شود. کلینکر از لبه کوره دوار در گردن کولر در معرض "انفجار شدید" (10 ... 12 کیلو پاسکال) قرار می گیرد که تضمین می کند توزیع یکنواختکلینکر در امتداد عرض رنده و خنک شدن اولیه سریع آن. این هوای گرم با دمای 450 درجه سانتیگراد به داخل کوره مکیده می شود و در آنجا برای احتراق سوخت به عنوان هوای ثانویه استفاده می شود. هوای سرد نیز وارد قسمت دوم فضای زیرشبکه کولر می شود که در معرض کلینکر نیمه سرد شده قرار دارد و می توان از آن برای خشک کردن مواد اولیه استفاده کرد. در انتهای تخلیه کولر، یک سنگ شکن چکشی نصب شده است که برای خرد کردن قطعات بزرگ کلینکر ("جوش") طراحی شده است.

ارسال شده در http://www.allbest.ru/

برنج. 9. نمودار یک خنک کننده رنده کلینکر از نوع Volga:

1 - کوره دوار؛ 2 - شفت دریافت; 3 - رنده؛ 4 - درایو; 5 - پنجره تخلیه هوای اضافی خروجی به اتمسفر. 6 - غرش؛ 7 - سنگ شکن چکشی; 8 - نوار نقاله اسکراپر; 9 - پنجره برای انفجار عمومی; 10 - فن هوای عمومی; 11 - فن تیز بلاست.

از آنجایی که هوا در کولر رنده ای از طریق لایه ای از مواد مکیده می شود، سطح تبادل حرارت به میزان قابل توجهی افزایش می یابد و فرآیند خنک سازی تشدید می شود. سرعت خنک شدن با تغییر سرعت حرکت رنده، ضخامت لایه مواد و مقدار هوا کنترل می شود.

از مزایای کولرهای رنده ای می توان به سرعت و درجه خنک کنندگی بالا (تا 40 - 60 درجه سانتیگراد)، راندمان خوب، مصرف انرژی ویژه پایین (کلینکر 9 - 11 MJ/t) اشاره کرد. نقطه ضعف اصلی اصل تبادل گرما است که از نقطه نظر بازیابی نامطلوب است، زیرا هوا بر خلاف جریان مواد حرکت نمی کند، بلکه عمود بر آن است. با آزاد شدن هوای اضافی در جو مقدار زیادی گرما از دست می رود. از معایب کولرهای رنده ای نیز می توان به سختی کار و تعمیر، عملکرد کمتر قابل اطمینان و سرمایه گذاری زیاد اشاره کرد.

فصل 2. فن آوری تولید سیمان پرتلند

2.1 ترکیب مواد سیمان پرتلند

سیمان پرتلند GOST 10178-76 یک چسب هیدرولیکی است که در آب و هوا سخت می شود و محصولی از آسیاب ریز کلینکر است که از پخت قبل از پخت مخلوط مواد خام مصنوعی بدست می آید که ترکیب آن محتوای غالب سیلیکات های کلسیم را تضمین می کند. کلینکر (70-80٪).

سیمان سیلیکات معمولی یا سیمان پرتلند که از آسیاب ریز کلینکر و گچ به دست می آید، پودری به رنگ سبز مایل به خاکستری است که وقتی با آب مخلوط می شود، در هوا (یا در آب) سخت می شود و به صورت توده ای سنگ مانند می شود. برای تنظیم زمان گیرش به سیمان پرتلند گچ اضافه می شود. شروع گیرش را کند می کند و قدرت را افزایش می دهد سنگ سیمانیدر مراحل اولیه همراه با سیمان پرتلند معمولی (بدون مواد افزودنی) با شاخص PC D0، دو نوع سیمان پرتلند با افزودنی های معدنی با شاخص PC D5 و PC D20 تولید می شود. در اولی مجاز است 5 درصد افزودنی های معدنی فعال اضافه شود و در دومی بیش از 5، اما نه بیش از 10 درصد از مواد افزودنی با منشاء رسوبی (تریپول، اوپوکا) یا تا 20 درصد مواد افزودنی با منشا آتشفشانی، گلیز، کوره بلند دانه بندی شده و سرباره الکتروترموفسفر. نسبت کلینکر، گچ و مواد افزودنی ترکیب مواد سیمان پرتلند را مشخص می کند. کیفیت کلینکر به ترکیب شیمیایی و کانی شناسی بستگی دارد. ترکیب شیمیایی با محتوای اکسیدهای مختلف مشخص می شود و ترکیب کانی شناسی با نسبت کمی مواد معدنی تشکیل شده در طی فرآیند پخت مشخص می شود. کلینکر سیمان پرتلند عمدتاً شامل % وزنی است: CaO-64...67; SiO 2 - 21...25; A1 2 0 3 - 4...8; Fe 2 0 3 -- 2...4. علاوه بر این، کلینکر ممکن است حاوی MgO، TiO 2، مواد قلیایی و غیره باشد.

مهمترین اکسیدهای تشکیل دهنده کلینکر (CaO, SiO 2, Al 2 0 3 و Fe 2 0 3)، در طول فرآیند پخت برهم کنش می کنند و کانی های کلینکر را تشکیل می دهند. کلینکر سیمان پرتلند شامل تعدادی فاز کریستالی است که از نظر ترکیب شیمیایی با یکدیگر متفاوت هستند. مواد معدنی اصلی کلینکر:

alit - 3CaO * SiO 2 (نام اختصاری C 3 S)؛

belit - 2CaO * SiO 2 (C 2 S)؛

تری کلسیم آلومینات 3 CaO * A1 2 0 3 (C 3 A);

آلومینوفریت های کلسیم با ترکیب متغیر از 8 CaO

* 3 A1 2 0 3 * Fe 2 O 3 تا 2CaO * Fe 2 0 3 (C 8 A 3 F...C2F).

ترکیب کانی شناسی کلینکر بر فناوری تولید سیمان پرتلند و خواص آن تأثیر می گذارد. آگاهی از ترکیب کانی شناسی کلینکر به ما امکان می دهد تا خواص سیمان پرتلند را پیش بینی کنیم: میزان افزایش مقاومت در شرایط سخت شدن مختلف، دوام در آب های شیرین و معدنی، تولید گرما در هنگام سخت شدن و غیره. این امکان انتخاب سیمان مورد نیاز را فراهم می کند. مطابق با نوع سازه و شرایط عملیاتی آن.

آلیت مهمترین ماده کلینکر، حامل اصلی خواص قابض آن است. این امکان را برای سیمان فراهم می کند تا به سرعت سخت شده و به استحکام بالایی دست یابد.

بلیت بسیار کندتر از آلیت با آب تعامل دارد و در مراحل اولیه سخت شدن از استحکام کمی برخوردار است. اما با گذشت زمان، وایتایت قدرت می گیرد و از نظر شاخص های قدرت از آلیت کمتر نیست.

تری کلسیم آلومینات به سرعت هیدراته می شود و به طور فعال در فرآیندهای گیرش شرکت می کند، اما سهم آن در استحکام نهایی سنگ سیمان نسبتاً کم است. با افزایش محتوای آلومینوفریت های کلسیم، سیمان ها به آرامی سخت می شوند، اما به استحکام بالایی می رسند. تنظیم ترکیب کانی شناسی تولید سیمان با خواص مطلوب را تضمین می کند.

2.2 طرح فناورانه برای تولید سیمان پرتلند به روش خشک

تولید سیمان به شکل بزرگ شامل مراحل اصلی زیر است:

· استخراج، آسیاب اولیه مواد اولیه در معادن و تحویل به سکوکارخانه سیمان، انبارداری;

· آسیاب کردن و متوسط کردن (همگن سازی) مخلوط خرد شده، آماده سازی آن برای پخت.

· پردازش ترموشیمیایی مواد خام برای تولید کلینکر - ماده اولیه برای پردازش به سیمان، خنک کننده کلینکر.

· آسیاب کلینکر با افزودنی های سیمان (مقدار و ترکیب مواد افزودنی به مواد شیمیایی و کانی شناسی بستگی دارد. ترکیب بندیمواد اولیه و کلینکر، درجه مورد نیاز سیمان)؛

· تامین سیمانبه انبار، انبارداری، بسته بندی و حمل و نقل

برای تولید سیمان از روش های تر، خشک و ترکیبی استفاده می شود.

روش تولید خشکطرح تکنولوژیکی پایه برای تولید سیمان پرتلند با استفاده از روش خشک در شکل 1 نشان داده شده است. 10.

برنج. 10. نمودار جریان شماتیک برای تولید سیمان پرتلند به روش خشک

آسیاب مواد در آسیاب ها را می توان با رطوبت مواد خام بیش از 1٪ انجام داد. در طبیعت، عملاً هیچ ماده خام با چنین رطوبتی وجود ندارد، بنابراین عملیات اجباری روش تولید خشک، خشک کردن است. توصیه می شود فرآیند خشک کردن را با آسیاب کردن مواد خام ترکیب کنید. این راه حل کارآمد راه خود را در اکثر کارخانه های جدید تولید خشک پیدا کرده است. آسیاب گلوله ای (لوله ای) فرآیندهای خشک کردن، آسیاب ریز و مخلوط کردن اجزای مخلوط مواد خام را ترکیب می کند. مخلوط خام به صورت پودر ریز – آرد خام از آسیاب خارج می شود.

آرد خام به سیلوهای بتن مسلح وارد می شود، جایی که ترکیب آن با پارامترهای مشخص شده تنظیم می شود و با اختلاط با هوای فشرده همگن می شود. سپس مخلوط تمام شده در کوره های دوار با مبدل های حرارتی پخت پخته می شود. کلینکر به دست آمده در یک خنک کننده خنک می شود و به یک انبار عرضه می شود، جایی که انباری برای اطمینان از عملکرد بی وقفه کارخانه ایجاد می شود. در عین حال، نگهداری کلینکر در انبار باعث بهبود کیفیت سیمان می شود. این انبار همچنین گچ و مواد افزودنی معدنی فعال را ذخیره می کند. این اجزا باید ابتدا برای آسیاب آماده شوند. افزودنی های معدنی فعال تا رطوبت بیش از 1٪ خشک می شوند و گچ خرد می شود. سنگ زنی ترکیبی کلینکر، گچ و افزودنی های معدنی فعال در آسیاب های گلوله ای (لوله ای) تولید سیمان با کیفیت بالا را تضمین می کند. سیمان از آسیاب ها وارد انبارهای نوع سیلو می شود. سیمان یا به صورت فله (در تانکرهای سیمان خودرو و راه آهن، کشتی های تخصصی) یا در کانتینرها - کیسه های کاغذی چند لایه حمل می شود.

مزیت اصلی روش تولید خشک کاهش مصرف سوخت است. همچنین با روش خشک حجم گازهای کوره به میزان 35 تا 40 درصد کاهش می یابد که بر این اساس هزینه حذف گرد و غبار کاهش می یابد و فرصت بیشتری برای استفاده از گرمای گازهای خروجی برای خشک کردن مواد اولیه فراهم می شود. مزیت مهم روش تولید خشک حذف کلینکر بیشتر از 1 متر مکعب از واحد کوره است. عامل مهم دیگر این است که هنگام شلیک به روش خشک، مصرف آب شیرین به میزان قابل توجهی کاهش می یابد.

در بخش سنگ زنی مواد اولیه، دو آسیاب خام 4 به ابعاد 4.2x10 میلی متر نصب شده است. هنگامی که میزان رطوبت شارژ از 8% تجاوز نمی کند، آسیاب با تامین گاز خشک کننده داغ از مبدل های حرارتی پخت کار می کند. اگر رطوبت مواد اولیه بیشتر باشد، یک دستگاه احتراق نصب می شود که از آن گاز داغ به آسیاب اضافه می شود.

هر آسیاب بر اساس یک طرح تخلیه پنوماتیک با جداکننده گذر هوا 5 کار می کند. دانه های جدا شده توسط جداکننده برای تکمیل به آسیاب بازگردانده می شود، محصول نهایی از طریق سیکلون های 14، کانال های هوا و یک جریان سنج وارد سیلوهای آرد خام خشک می شود 13. ، مجهز به سیستم هوادهی مخلوط. از سیلوهای 13، آرد خام از طریق لوله‌های هوای 15 و سپس توسط بالابرهای پنوماتیکی به مبدل حرارتی سیکلون (10، 11) فرستاده می‌شود، در آنجا با گازهایی که از کوره خارج می‌شوند تا دمای 700 ... 750 درجه سانتی‌گراد گرم می‌شود و تا حدی (تا حد بالا) 20٪ کربن زدایی شده، پس از آن در کوره دوار 12 عرضه می شود.

اسناد مشابه

ویژگی های مواد اولیه تولید سیمان. عملیات فن آوری برای تهیه و به دست آوردن مواد خام، تجهیزات برای سنگ زنی آنها. ترکیب مواد و انواع خاص سیمان پرتلند. نمودار تکنولوژیکی تولید آن با استفاده از روش خشک.

کار دوره، اضافه شده در 2011/02/16

مشخصات سیمان پرتلند 4/A. شرح طرح تکنولوژیکی اصلی برای تولید سیمان پرتلند پوزولانی به روش خشک. محاسبه مخلوط مواد خام و تعادل مواد. محصولات و سازه های ساخته شده با سیمان پرتلند.

کار دوره، اضافه شده در 2013/02/17

طرح تولید سیمان پرتلند به روش خشک. اجزای خاک موجود در قیر و خصوصیات آنها سنگ خرد شده - ماستیک مخلوط های بتن آسفالتیو بتن آسفالت: مشخصات، کاربرد. بتن قطران: ترکیب، خواص، کاربرد.

تست، اضافه شده در 04/05/2014

توسعه کانسار مواد خام سیمان به روش روباز. تکنولوژی خرد کردن سنگ آهک فرآوری اولیه خاک رس پخت کلینکر سیمان به روش مرطوب در کوره. اصل عملکرد یخچال. نوسازی آسیاب گلوله ای برای آسیاب سیمان.

چکیده، اضافه شده در 1393/12/07

پروژه کارگاه تولید پانل سه لایه دیوار خارجی. نمودار جریان تولید پانل های دیواریروش جریان-نقاله انواع مواد اولیه مورد استفاده در ساخت محصولات بتن مسلح. کنترل ورودیکیفیت سیمان

کار دوره، اضافه شده در 10/09/2012

انواع مواد اولیه سیمان آلومینیومی، بوکسیت و سنگ آهک خالص. ترکیب شیمیایی، پارامترهای خارجی، عیارها، خواص فیزیکی و مکانیکی سیمان آلومینیومی. روش های تولید سیمان: روش ذوب مخلوط مواد اولیه و پخت قبل از پخت.

چکیده، اضافه شده در 2010/02/09

شرح تولید سیمان آهکی خاکستر. حالت کارگاه، محاسبه جریان محموله. انتخاب تجهیزات اساسی تکنولوژیکی و حمل و نقل. کنترل مواد اولیه و تولید محصولات. مواد اولیه برای تولید سیمان آهکی خاکستر.

کار دوره، اضافه شده در 2015/04/04

مشخصات کلی، ساختار و ویژگی های سازماندهی فرآیند تکنولوژیکی تولید سیمان. تجزیه و تحلیل پویایی هزینه های نیروی کار در فرآیند تکنولوژیکی تولید سیمان. ارزیابی سطح توسعه فناوری های فرآیند تولید سیمان.

تست، اضافه شده در 2010/03/30

توسعه تولید سیمان در روسیه. سیمان پرتلند به عنوان یک اتصال دهنده هیدرولیک. انتخاب روش تولید و شرح فرآیند فن آوری. روش های کنترل محاسبه عملی بهره وری اقتصادیتولید سیمان پرتلند

کار دوره، اضافه شده در 2015/06/06

ویژگی های خواص ماسه، سنگ خرد شده و سیمان - مواد تشکیل دهنده بتن. شرح فرآیند تکنولوژیکی ساخت سازه های بتن مسلح با استفاده از روش نوار نقاله. تست استحکام دال ها با استفاده از روش های برگشت الاستیک و تغییر شکل پلاستیک.

کارت ویزیت شهر نووروسیسک گرد و غبار سوزاننده از کارخانه های سیمان فعال در اینجا است. آسیب های زیست محیطی ناشی از صنعت سیمان کشور به محیط زیست آشکار است و تنها نوسازی تجهیزات قدیمی در اکثریت قریب به اتفاق کارخانه های سیمان می تواند آن را به میزان قابل توجهی کاهش دهد. اما تغییر اساسی در اقتصاد و اکولوژی تولید سیمان تنها با معرفی روش "خشک" تولید آن امکان پذیر است.

تصور ساخت و ساز مسکونی و صنعتی مقرون به صرفه و بسیار قابل اعتماد بدون استفاده از ابزارهای ارزان قیمت و صنعتی دشوار است. سیمان های با کیفیتتولید ملات و بتن با خواص فیزیکی-مکانیکی و شیمیایی- کانی های مختلف از آنها امکان پذیر است.

"سیمان نان ساخت و ساز است" - و این غیر قابل انکار است. تنها چیزی که نگران کننده است این است که دایره نسبتاً باریکی از متخصصان صنعت ساخت و ساز کم و بیش از آشپزخانه یا بهتر بگوییم "نانوایی" که در آن "نان ساخت و ساز" تهیه می شود آگاه هستند.

صنعت سیمان روسیه از 55 کارخانه تشکیل شده است که 49 کارخانه دارای چرخه کامل فناوری هستند، یعنی هر یک از آنها دارای پایه مواد خام هستند: معادنی که در آنها خاک رس، سنگ آهک و غیره استخراج می شود. تنها یک بار، در سال 1989، در فدراسیون روسیه، با استفاده از این پایه مادی و فنی، رکورد تولید سیمان به دست آمد - 89 میلیون تن، که این کشور مصرف کرد.

در سال 1992-1993، تولید سیمان "به پایین فرو رفت" - تنها 27 میلیون تن بود. اما در آن زمان بود که شرکت های غربی شروع به سرمایه گذاری در صنعت سیمان کردند. در سال 1992، در بازار داخلیرهبران جهانی مانند لافارژ، دایکرهوف، هولسیم ظاهر شدند. در سال 1393 صنعت سیمان عرضه کرد بازار ساخت و ساز 59.4 میلیون تن از محصولات خود.

کمبود و افزایش قیمت محصولات باعث علاقه سرمایه گذاران بالقوه از مناطق مختلف روسیه شد. در مطبوعات و تلویزیون، موضوع ساخت کارخانه‌های سیمان دائماً مطرح می‌شود، زمان نشان خواهد داد که فقدان کارگران واجد شرایط، فروپاشی مهندسی سیمان و بوروکراسی اولیه نشان می‌دهد که تولید سیمان همچنان انجام نخواهد شد. برای بسیاری قابل دسترسی باشد

مشکلات صنعت سیمان، به ویژه وظایف نوسازی آن، مطابق با الزامات زیست محیطی پذیرفته شده عمومی برای حفظ انرژی و منابع، با "دود" غبارآلود از افسانه ها، شایعات و گمانه زنی ها که با موفقیت در رسانه ها تکرار می شود، بیش از حد رشد کرده است. .

از بین بردن آنها در یک نشریه کوچک به سادگی غیرممکن است. هدف این مقاله آشنایی هر چه بیشتر خوانندگان علاقه مند با برخی از رازهای «هنر پخت» تولید سیمان است.

درباره مفهوم سیمان

در مفهومی کاملاً دایره المعارفی " سیمان"(لاتین caementum - "سنگ خرد شده، سنگ شکسته") یک چسب مصنوعی معدنی است که یکی از مصالح اصلی ساختمان است.

هنگام تعامل با آب، محلول های آبی نمک ها و سایر مایعات، توده ای پلاستیکی تشکیل می دهد که سخت شده و به جسم سنگی تبدیل می شود. عمدتاً برای ساخت بتن و ملات استفاده می شود.

سیمان یک چسب هیدرولیکی است و حتی در شرایط مرطوب نیز توانایی به دست آوردن استحکام را دارد که تفاوت اساسی با برخی از چسباننده های معدنی دیگر (گچ، آهک موجود در هوا) دارد که فقط در هوا سخت می شوند.

سیمان ملات یک سیمان کامپوزیت کم کلینکر است که برای سنگ تراشی و محلول های گچ، از آسیاب مشترک کلینکر سیمان پرتلند، مواد افزودنی معدنی فعال و پرکننده ها ساخته می شوند.

رومی ها که کاشف سیمان به حساب می آیند، مواد خاصی را با آهک مخلوط کردند تا برخی از خواص قابض آن را به دست آورند: پوزولان ها (رسوبات خاکستر آتشفشانی وزوو). آجرهای خرد شده یا خرد شده و رسوبات سخت شده خاکستر آتشفشانی از منطقه ایفل.

در قرون وسطی به طور تصادفی کشف شد که محصولات پختن سنگ آهک آلوده به خاک رس از نظر مقاومت در برابر آب کمتر از مخلوط پوزولانی رومی نبوده و حتی از آنها پیشی می گیرد.

پس از این دوره یک قرن آزمایش شدید فرا رسید. در همان زمان، توجه اصلی به توسعه ذخایر ویژه سنگ آهک و خاک رس، نسبت بهینه این اجزا و افزودن اجزای جدید معطوف شد. تنها پس از سال 1844 آنها به این نتیجه رسیدند که علاوه بر نسبت دقیق اجزای مخلوط خام، قبل از هر چیز لازم است. حرارتپخت (حدود 1450+ درجه سانتیگراد، 1700 کلوین) برای دستیابی به اتصال قوی آهک با اکسیدها.

سیمان پورتلنداز حرارت دادن سنگ آهک و خاک رس یا سایر مواد با ترکیب ناخالص مشابه و فعالیت کافی تا دمای 1450+...+1480 درجه سانتی گراد به دست می آید. ذوب جزئی اجزا رخ می دهد و گرانول های کلینکر تشکیل می شوند.

برای به دست آوردن سیمان، کلینکر را با سنگ گچ تقریباً 5 درصد آسیاب می کنند. سنگ گچ سرعت گیرش را کنترل می کند. می توان آن را تا حدی با اشکال دیگر سولفات کلسیم جایگزین کرد. برخی از مشخصات اجازه می دهد تا مواد دیگر را در هنگام آسیاب اضافه کنید.

شیمیدان برجسته الکسی رومانوویچ شولیاچنکو به عنوان پدر صنعت سیمان روسیه شناخته می شود. برنامه گستردهیک کوره شفت آنتونوف برای پخت و تولید کلینکر دریافت کرد.

در اکثریت قریب به اتفاق موارد، سیمان به سیمان پرتلند و سیمان های مبتنی بر کلینکر سیمان پرتلند اطلاق می شود. در پایان قرن بیستم، حدود 30 نوع سیمان وجود داشت.

گریدهای سیمان عمدتاً با استحکام فشاری نیمه‌های نمونه‌های منشوری به ابعاد 40×40×160 میلی‌متر، ساخته شده از محلول سیمان 1:3 با ماسه کوارتز تعیین می‌شوند.

نمرات با اعداد M100 - M600 بیان می شوند (معمولاً با افزایش 100 یا 50)، که به ترتیب نشان دهنده مقاومت فشاری 100 - 600 کیلوگرم بر سانتی متر مربع (10 - 60 مگاپاسکال) است.

سیمان با عیار بالای 600 را به دلیل استحکام، "نظامی" یا "استحکامات" می نامند و قیمت آن بالاتر از درجه 500 است و برای ساخت تاسیسات نظامی مانند سنگرها، سیلوهای موشکی و ... و غیره.

همچنین سیمان در حال حاضر بر اساس مقاومت به کلاس هایی تقسیم می شود. تفاوت اصلی بین کلاس ها و مارک ها در این است که قدرت به عنوان یک شاخص متوسط استخراج نمی شود، بلکه حداقل به 95٪ اطمینان نیاز دارد (یعنی 95 نمونه از 100 باید با کلاس اعلام شده مطابقت داشته باشد). کلاس با اعداد 30 - 60 بیان می شود که نشان دهنده مقاومت فشاری (بر حسب MPa) است.

سفری تاریخی به صنعت سیمان

تولید سیمان صنعتی در روسیه تقریباً دو قرن سابقه دارد. با این حال، اولین ذکر رسمی از آن به قرن هفدهم باز می گردد. پیتر اول در نامه ای به فرمانده وقت مسکو، شاهزاده گاگارین، دستور ارسال چندین بشکه آهک را داد. مرموز است، زیرا پس از آن کلمه "آهک" خط خورده و به "سیمان" اصلاح شد. کارشناسان علم مصالح ساختمانی ادعا می کنند که در در این مورد، ما در مورد یکی از انواع سیمان تولید شده در آن زمان های دور صحبت می کردیم، یعنی رمان سیمان

به طور رسمی اولین کارخانه سیمان در روسیه در سال 1839 ساخته و به بهره برداری رسید و سیمان پرتلند را تولید کرد. به معنای واقعی کلمه، نیم صد سال بعد، روسیه وارد بازار اروپا شد و تا زمان وقوع جنگ جهانی اول، یکی از مکان های پیشرو در این بخش را اشغال کرد.

حوادث تلخ کشور، انقلاب و جنگ داخلی، در صنعت سیمان سنگ تمام گذاشت. محصول خاکستری استراتژیک باید برای چوب، غلات و ارز خریداری می شد. این اصلاً در "طرحهای عظیم" معمار بزرگ رفیق استالین گنجانده نشده بود.

همه چیز برای احیای صنعت سیمان ریخته شد، از جمله ادبیات. در سال 1929، فئودور گلادکوف رمانی با عنوان نفرت انگیز «سیمان» نوشت. رهبر مردم آنقدر از او خوشش می آمد که مرتب از او نقل قول می کرد. او به ویژه پایان نامه را دوست داشت - "سیمان نان ساخت و ساز است" این عبارت به شعار صنعت مصالح ساختمانی تبدیل شد.

در دوره "پروژه های ساختمانی بزرگ استالینیستی" سیمان یکی از مهمترین مصالح بود، زیرا بتن در مقادیر زیادی استفاده می شد. و بتن و سیمان مانند یخ و آب جدایی ناپذیرند.

طی برنامه های پنج ساله اول، کلیه کارخانه های سیمان بازسازی و به موازات احیای تاسیسات تولیدی موجود، کارخانه های جدید احداث شد. البته صنعتی شدن و سرعت ساخت کارخانه های جدید تنها به بازتولید سریع سیمان کمک کرد.

جنگ بزرگ میهنی دوباره توسعه صنعت سیمان را متوقف کرد، زیرا بیشتر کارخانه ها در سرزمین های اشغالی قرار داشتند و برخی از آنها کاملاً ویران شدند. تنها در سال 1948 تولید سیمان به طور کامل بازسازی شد و به سطح قبلی خود بازگشت.

و قبلاً در سال 1962 ، اتحاد جماهیر شوروی از نظر تولید سیمان رتبه اول را در جهان دارد. و این منطقی است - از این گذشته، در آن زمان بود که عصر ساخت و ساز مسکن با پانل های بزرگ به طور جداگانه آغاز شد. و تولید پانل های بتن مسلح کاملا با سیمان گره خورده است.

در سال 1989 در اتحاد جماهیر شوروی در تمام و کمال 89 کارخانه سیمان با تولید بیش از 140 میلیون تن سیمان فعالیت داشتند. توسعه صنعت از بین نرفته است. بیش از سه ده کارخانه ماشین سازی برای نیازهای صنعت سیمان کار کردند و مؤسسات آموزشی صدها متخصص جدید در این زمینه تولید کردند.

تولید سیمان در روسیه پس از پرسترویکا

در خلال فروپاشی اتحاد جماهیر شوروی، بازار ساخت و ساز روسیه دوباره دچار بحران شده است. کاهش شدید ساخت تاسیسات جدید منجر به کاهش تولید سیمان شد. تنها تا سال 2000، با عادی شدن اوضاع در کشور، کارخانه های سیمان روسیه کار خود را از سر گرفتند.

طی دوره 2000 تا 2015 تولید سیمان نسبت به دهه نود 50 درصد افزایش یافته است. اگرچه در سال 2002 این کشور وارد ده کشور برتر جهان در مصرف سیمان شد، اما سهم روسیه در تولید جهانی بیش از دو درصد نبود.

عمده سیمان با استفاده از روش قدیمی "مرطوب" تولید می شود. و از آنجایی که عمر استاندارد کارخانه های سیمان بیش از 30 سال نیست، بسیاری از آنها غیر قابل استفاده می شوند و تولید را متوقف می کنند. در همین حال تقاضا برای بتن و سیمان رو به افزایش است.

امروز روسیه در آستانه کمبود شدید سیمان است. اصولاً در برخی از مناطق روسیه، کمبود سیمان از اوایل سال 2006 احساس شد. به گفته کارشناسان، ممکن است در آینده نزدیک مشکلاتی در حمل و نقل سیمان ایجاد شود.

درباره فرآیند علمی و فناوری تولید سیمان

همانطور که قبلا ذکر شد، سطح علمی و تکنولوژیکی فرآیندهای تولید سیمان در اجرای عملی گسترده در سطح قرن بیستم حفظ شده است.

به دلیل استفاده گسترده از کوره های لوله ای با جریان هوای بسیار متلاطم، که توانایی بالایی در "گرفتن" و انتقال ذرات بار و کلینکر متخلخل دارند، بار بیش از حد بر روی فیلترهای تصفیه گاز دودکش وارد می شود.

همه اینها منجر به افزایش هزینه فیلترها، به آنها می شود اندازه های بزرگو درجه تصفیه پایین (تا 95 - 97٪)، که در تولید سیمان در مقیاس بزرگ آن را برای محیط زیست خطرناک می کند، زیرا ده ها و حتی صدها کیلوگرم گرد و غبار بسیار پراکنده در روز منتشر می شود.

هموژنیزاسیون (همسان سازی کامل) مخلوط کلینکر، به دلیل استفاده از مواد معدنی اولیه با اندازه های بیش از 3-5 میلی متر، از 75 تا 80 درصد تجاوز نمی کند که منجر به تشکیل اجزای بدون واکنش می شود و این به نوبه خود به شدت فیزیک و مکانیکی و شیمیایی را بدتر می کند. خواص کانی شناسی سیمان

ضایعات دست ساز عملاً مورد استفاده قرار نمی گیرند (به استثنای سرباره دانه بندی شده) - در عوض، بودجه قابل توجهی برای استخراج مواد اولیه با کیفیت (استخراج سنگ آهک، مارن، خاک رس) مورد نیاز است.

مصرف انرژی برای پخت کلینکر در اکثر کارخانه های سیمان در سطح 800 تا 1200 کیلوکالری بر کیلوگرم کلینکر است، اگرچه طبق محاسبات کالریمتری 2 تا 3 برابر کمتر کافی است.

مصرف انرژی برای سنگ زنی کلینکر 35 تا 50 کیلووات بر ساعت در هر تن سیمان با ضخامت آسیاب کم است، اگرچه فرآیندها و تجهیزاتی با مصرف انرژی به مراتب کمتر و کیفیت آسیاب بهتر - تا 15000-25000 سانتی متر مربع در گرم وجود دارد.

استفاده از خنک‌کننده‌های عمدتاً گران‌قیمت به‌عنوان حامل انرژی: گاز طبیعی، فرآورده‌های نفتی یا زغال‌سنگ تهویه‌شده، هزینه تولید سیمان را به‌طور قابل‌توجهی افزایش می‌دهد و در نهایت هزینه مسکن، ساختمان‌ها و سازه‌های صنعتی را به‌طور چشمگیری افزایش می‌دهد.

در مورد تغییر اساسی در ترکیب تجهیزات در کارخانه های سیمان

تجزیه و تحلیل این کاستی ها نشان داد که رفع آنها امکان پذیر نیست روش های سنتیمدرن کردن تجهیزات یا افزودن مکانیسم های جدید - لازم است ترکیب تجهیزات کارخانه سیمان را با سایر خواص و پارامترهای مفید تغییر دهید.

اولاً، برای کاهش میزان انتشار گرد و غبار و تبدیل تولید سیمان به محصولی سازگار با محیط زیست، باید فیلترهای کیسه ای و رسوب‌دهنده‌های الکتریکی (که تا 3 تا 5 درصد از گرد و غبار را در انتشار می‌گذرانند) کنار گذاشت و با سفارش به فیلترها روی آورد. با کیفیت تمیز کردن بهتر - به عنوان مثال، فیلترهای آب (اسکرابر) با درجه حذف گرد و غبار از گازهای خروجی تا 99.7٪.

ثانیاً، برای بهبود کیفیت آسیاب، باید از تجهیزات سنگ زنی اساساً جدید (به عنوان مثال آسیاب های ضربه ای گریز از مرکز) استفاده شود که امکان دستیابی به اندازه تضمین شده و مشخصی از ذرات خرد شده سیمان را فراهم می کند که فقط در هنگام آماده سازی وارد محلول می شوند. بتن.

ثالثاً، برای کنترل عملیاتی محتوای اجزای کلینکر در مواد اولیه، لازم است از آنالایزرهایی استفاده شود که در زمان واقعی کار می کنند و با سیستم کنترل فرآیند مجتمع سازگار هستند - به عنوان مثال، تحلیلگرهای پراش اشعه ایکس.

چهارم، باید تغییراتی در فرآیند تکنولوژیکی تهیه شارژ ایجاد شود: اجزای اولیه نه تنها باید به دقت دوز شوند، بلکه باید با آسیاب ریز اولیه اجزاء به بالاترین درجه ممکن همگن شدن شارژ دست یافت.

پنجم، استفاده از تجهیزاتی برای کاهش قابل توجه هزینه های انرژی برای تف جوشی کلینکر و/یا استفاده از "گرمای ثانویه" ضروری است - برای درگیر کردن انرژی موجود در گازهای خروجی و کلینکر متخلخل که در محیط موجود در محیط پراکنده می شود، در فرآیند تکنولوژیکی استفاده شود. کارخانه های سیمان

ششم، لازم است اتوماسیون کاملکارخانه های سیمان - این امر به طور قابل توجهی هزینه های نیروی کار را در هزینه های تولید کاهش می دهد و می تواند به سرعت به تولید سیمان با خواص فیزیکی، مکانیکی و شیمیایی- کانی های مختلف در ارتباط با تغییر نیاز بازار یا مواد اولیه تبدیل شود.

هفتم، استقلال کامل تولید سیمان و استقلال از ارتباطات انرژی را می توان با تولید الکتریسیته برای حرکت مکانیزم ها و گاز برای پخت کلینکر از سوخت های فسیلی جامد، به عنوان مثال، زغال سنگ سخت یا قهوه ای، شیل نفتی به دست آورد.

این راه حل همچنین اجازه می دهد:

به طور قابل توجهی هزینه خرید منابع انرژی را کاهش دهید، زیرا هزینه برق و گاز به دست آمده از این سوخت های فسیلی به طور قابل توجهی کمتر از آنچه توسط انحصارگران - گازپروم و تامین کنندگان برق ارائه می شود، است.

اجتناب از پرداخت «برای اتصال» به شبکه های برق و گاز، که در حال حاضر مانعی عملی برای توسعه صنایع جدید است.

برای طراحی شبکه‌ها و شبکه‌سازی و همچنین «هماهنگی» آن‌ها در بسیاری از موارد وقت و هزینه را هدر ندهید.

سادگی گرانتر از دزدی است

همانطور که می دانید تولید سیمان در دو مرحله انجام می شود - تولید کلینکر (مخلوط سوخته سنگ آهک و خاک رس) که 70 درصد قیمت تمام شده محصول نهایی است و آسیاب آن همراه با گچ و افزودنی های معدنی فعال.

نکته اصلی به دست آوردن مخلوطی از مواد خام با ترکیب ثابت است. به دو روش اصلی - "مرطوب" و "خشک" تهیه می شود. با روش "مرط"، آسیاب ریز مخلوط مواد خام در یک محیط آبی انجام می شود تا شارژی به شکل سوسپانسیون آبی - لجن با رطوبت 30-50٪ بدست آید. در روش "خشک"، مخلوط مواد خام به صورت پودر خشک ریز آسیاب شده تهیه می شود، بنابراین در طول فرآیند آسیاب یا قبل از شروع، مواد خام خشک می شوند.

روش اول ساده تر است، به همین دلیل است که اساس صنعت سیمان شوروی را تشکیل می دهد. دومی نیاز به تجهیزات پیچیده تر و دمدمی مزاجی دارد. با این حال، بهره وری بالاتر واحد کوره و ساخت کوره های قوی تر را ممکن می سازد.

«البته آینده متعلق به کارخانه‌های سیمان تولید خشک است. مصرف سوخت و گران‌ترین گاز در کارخانه‌های سیمان روسیه که با روش «مرطوب» کار می‌کنند، دو برابر میانگین جهانی است. برای برآوردن الزامات قوانین زیست محیطی، سرمایه گذاری مداوم در بازسازی تاسیسات تولیدی مورد نیاز است. در عین حال، هزینه سیمان تولید شده با استفاده از فناوری های قدیمی چندین برابر هزینه تولید از تولید "خشک" است که انتشار آن در جو چندین برابر کمتر است.ویاچسلاو شماتوف، مدیر کل بازلسمنت می گوید.

چشم انداز "پیروزی" روش خشک تولید سیمان

برای مجتمع ساخت و ساز روسیه، اهمیت اساسی صنعت سیمان یک مفهوم مجازی نیست، زیرا عملا قابل مشاهده، تجاری و قابل تجارت است. شرایط بیرونی و داخلی کشور ما به حدی پیش رفته است که کارخانه های سیمان از نظر راهکارهای فنی و فنی همچنان در حاشیه پیشرفت فنی باقی می مانند.

در ژوئن سال جاری، حجم تولید سیمان در روسیه به 4.7 میلیون تن در ماه رسید که با وجود بحران، کمی بیشتر از مدت مشابه سال 2013 است. حجم تولید سیمان به روش خشک نیز افزایش یافته است.

توسعه بیشتر این جالب ترین روش تولید سیمان در روسیه از نقطه نظر اقتصادی و زیست محیطی به سه شرایط بستگی دارد.

اولین- دولت چه موضعی اتخاذ خواهد کرد. طی چند ماه گذشته، شایعه ای مداوم در بازار منتشر شده است مبنی بر اینکه از اول ژانویه 2016، تنها کارخانه هایی که آن را به روش خشک تولید می کنند، قادر خواهند بود سیمان را برای بزرگترین پروژه های ساختمانی فدرال و منطقه ای تامین کنند.

دومینشرایط - توسعه رقابت در بازار. ما می‌توانیم انتظار داشته باشیم که به تدریج به وضعیتی برسیم که مصرف‌کنندگان به سادگی محصولاتی را از شرکت‌هایی که به‌طور بدخواهانه قوانین زیست‌محیطی را نقض می‌کنند، خریداری نکنند. و آنها چاره ای نخواهند داشت: یا ورشکست خواهند شد یا کار خود را از نو خواهند ساخت. واضح است که سالها طول می کشد، اما این روند جهانی است.- دیمیتری بارانوف کارشناس برجسته شرکت مدیریت مدیریت فینام می گوید.

سومشرایط - تجهیزات.

صنعت داخلی به هیچ وجه تجهیزاتی برای روش خشک تولید سیمان تولید نمی کند. بنابراین از دهه 1980 کارخانه سیمان نویانسک از فناوری های شرکت های ژاپنی Onoda و Kawasaki استفاده می کند، کارخانه سیمان Verkhnebakansky به شرکت دانمارکی FLSmidth مجهز شده است و Mordovcement از فیلترهای جنرال الکتریک استفاده می کند.

بنابراین، در حال حاضر ضروری یا فوری است که تولید چنین تجهیزاتی در روسیه ایجاد شود، که هنوز برای برخی اقلام امکان پذیر است یا به طور کامل عوارض واردات بر روی آن حذف می شود.

وزارت منابع طبیعی تعدادی لایحه برای تغییر مقررات اثرات زیست محیطی از طریق معرفی بهترین فناوری های موجود بر اساس آخرین دستاوردهای علم و فناوری تهیه کرده است. مشوق های اقتصادی باید شرط مهمی برای اجرای موفقیت آمیز آنها باشد. شرکت هایی که فعالانه در نوسازی، صرفه جویی در انرژی و فناوری های سازگار با محیط زیست سرمایه گذاری می کنند، حق دارند روی اولویت ها حساب کنند. به عنوان مثال، هزینه های اقدامات حفاظت از محیط زیست باید در هنگام تعیین هزینه ها در نظر گرفته شود تاثیر منفیروی محیط زیست بنگاه‌هایی که مسیر نوسازی را در پیش گرفته‌اند، نیازمند وام‌های ترجیحی و معافیت‌های مالیاتی هستند.»- می گویند Eurocement Group.

نتیجه

بدیهی است که ترکیب معقولی از روش‌های تنبیهی و پاداشی که توسط دولت استفاده می‌شود، باید تولیدکنندگان سیمان را به ایجاد کارخانه‌های جدید «خشک» و حذف تدریجی کارخانه‌های «تر» سوق دهد. شاید سه تا پنج سال دیگر این روند در روسیه شکل غیرقابل برگشتی پیدا کند.

متن: ولادیمیر ایوانف، سرگئی سانیکوف

مقالات مشابه

بحث کردن:

آخرین ملاقات. دو خواهر. آخرین ملاقات الیزاوتا فئودورونا قاتل شوهرش را بخشید:الیزاوتا فدوروونا را یکی از زیباترین زنان اروپا می نامیدند.
سوپ کلم ساده. سوپ کلم. دستور العمل های خوشمزه طرز پخت سوپ کلم:سوپ کلم تازه در تمام طول سال در دسترس است. بالاخره مواد تشکیل دهنده ...
کلمات قصار و نقل قول در مورد اعمال فقط اعمال صحبت می کنند:***عواقب هر عملی در خود عمل آمده است.***برای هر...
چرا هیزم را در توده هیزم می بینید؟:قبل از اینکه بفهمید چرا رویای هیزم می بینید، باید تصور کنید که چه ...