Technológiai séma cementgyártás száraz módszerrel. Cementgyártási módszerek

Hagyományosan minden cementgyárnak többféle gyártási módja van, köztük száraz, nedves, félszáraz és kombinált.

A nyersanyagkeverékek előállításának jellemzői elvileg közvetlenül függenek a választott gyártási módtól. A fő módszerek a nedves és száraz; Ezeket a módszereket sok cementgyár alkalmazza, és ezeket a módszereket használják a világ összes jó minőségű cementjének nagy részének előállításához.

A legelterjedtebb termelési módok az alapanyagok feldolgozásának jellegében és a gyártás során nyert nyersanyagkeverék fizikai tulajdonságaiban különböznek egymástól, amelyet a későbbi gyártási műveletek során tüzelésbe táplálnak be.

IN általános nézet A cementgyártás a következő műveletekből áll: nyersanyagok kitermelése; nyersanyagkeverék készítése, amely aprításból, őrlésből és összetételének átlagolásából áll; a nyersanyagkeverék kiégetése (klinker gyártása); klinkert finom porrá őrölni.

A cementiparban különféle sémákat alkalmaznak a nyersanyagok köszörülésére, beleértve a különböző méretű csiszolóberendezések használatát. Két fő őrlési módszer létezik - nedves és száraz, attól függően, hogy az égetéshez használt nyersanyagok milyen típusúak, amelyek nyitott és zárt ciklusban is végrehajthatók.

A nedves gyártási módszerrel az alapanyagok őrlése, keverése, átlagolása és a nyerskeverék beállítása meghatározott mennyiségű víz jelenlétében, a száraz módszerrel pedig minden művelet száraz anyaggal történik.

Abban az esetben, ha a száraz nyers lisztet úgy granuláljuk, hogy a granulálás során annyi vizet adunk hozzá, hogy erős granulátumot képezzünk (10-14%-os nedvességtartalomig), ezt a módszert félszáraznak nevezzük.

Kombinált alapanyag-előkészítési módszerrel megőrlik és nedves módszerrel összekeverik, majd az iszapot mechanikusan vagy termikusan dehidratálják és a kemencébe továbbítják égetésre.

A cement kémiai összetételét a gyártás teljes folyamata határozza meg, de a legfontosabb a végső szakasza - a klinker őrlésének és adalékanyagokkal való keverésének folyamata.

Megállapítást nyert, hogy a cementklinker kiváló minőségű összetételét olyan nyersanyagkeverék forgókemencében történő égetésével kapják, amely nem tartalmaz 0,1 mm-nél nagyobb részecskéket, és kis mennyiségű nagyon finom frakciót tartalmaz. Ezt a kiindulási nyersanyagok őrlésének sémáinak és módszereinek javításával érik el.

A cementgyártási módot technológiai és műszaki-gazdasági tényezők függvényében választják meg: az alapanyag tulajdonságai, homogenitása és páratartalma, elegendő tüzelőanyag-alap rendelkezésre állása stb. A cementgyártás száraz módszerével a séma megválasztása a fizikai és kémiai tulajdonságai nyersanyagok, és a következő műveletekből áll.

A daráló elhagyása után a mészkövet és az agyagot körülbelül 1%-os nedvességtartalomig szárítják. utána nyers lisztté őröljük. Az őrlés és a szárítás egy berendezésben - egy szeparátormalomban - történik. Ez a módszer hatékonyabb, és a legtöbb szárazfeldolgozó üzemben alkalmazzák.

Adott kémiai összetételű nyerslisztet nyersanyagok malomba adagolásával nyernek, majd speciális keverősilókban átlagolják és beállítják az alapanyagkeveréket, amelybe az ismert magas vagy alacsony titerű nyerslisztet kiegészítve adagolják.

Ezután az elkészített nyersanyagkeverék ciklon hőcserélők rendszerébe kerül, amely több ciklonból áll. A keverék tartózkodási ideje ciklon hőcserélőkben nem haladja meg a 25-30 s-ot. A ciklonokból az anyagot a kemencébe táplálják, ahonnan a klinkert a hűtőbe öntik. Lehűlés után a raktárba kerül.

Más technológiai műveletek száraz módszerrel gyártás - előkészítés adalékanyagok és gipsz, cement csiszolása, tárolása és a fogyasztóhoz való eljuttatása - ugyanúgy, mint a nedves módszernél. A cement száraz módszerrel történő előállításának sémája a 4. ábrán látható.

A cementgyártás száraz módszere.

4. ábra - A cementgyártás száraz módszerének vázlata

Az égetési folyamat leírása cementgyártásban száraz módszerrel

technológiai cementégetés

Ezt a módszert tartják a legköltséghatékonyabbnak. Különlegessége, hogy minden szakaszban csak száraz anyagokat használnak. A cementgyártási séma megválasztását a kémiai és fizikai jellemzők nyersanyagok. A legnépszerűbb a forgókemencékben történő anyaggyártás, amely agyagot és mészkövet használ.

Miután az agyagot és a mészkövet aprítógépben zúzták, a kívánt állapotig szárítják (nedvesség - legfeljebb 1%). A szárítást és az őrlést szeparátorgépben végzik, majd a keveréket ciklon hőcserélőkbe küldik, ahol legfeljebb 30 másodpercig marad.

5. ábra - Technológiai diagram cementgyártás száraz módszerrel: 1 - ciklonok, 2 - dekarbonizáló, 3 - forgó kemence, 4 - klinker hűtő

TO kategória:

Gépek építőanyag-gyártásban

Kötőanyagok gyártásának technológiai sémája

Fő kötőanyagok építőanyagok a cement, a mész és a gipsz - A cementgyártás alapanyaga két fő összetevő: mészkő vagy kréta és agyag. Cement készíthető márgából, karbonátos kőzetből is.

A gipsz- és mészgyártás fő nyersanyagai a gipszkő és a mészkő. A kőbányákból kitermelt nyersanyagok, akárcsak a cementgyártás során, a zúzás, égetés és őrlés szakaszain mennek keresztül.

A cementtechnológia a következő fő szakaszokat (szakaszokat) tartalmazza:
1) gyártás, elsődleges feldolgozás nyersanyagok a kőbányákban és azok szállítása a cementgyárba;
2) nyersanyagok előkészítése cementgyárban: a zúzott keverék őrlése és átlagolása (a keverék homogenizálása); bizonyos esetekben - a nyersanyagok előzetes szárítása (száraz előállítási módszerrel);
3) nyersanyagok hőfizikai feldolgozása kemencében klinker előállítására - a cementgyártás kezdeti félkész terméke; a klinker hűtése a hűtőszekrényben;
4) klinker őrlése malomban előzetes zúzással vagy anélkül; az őrlés során a nyersanyag összetételétől és a cement szükséges minőségétől függően néhány ásványi anyagot adnak a klinkerhez, beleértve a gipszet vagy gipsztartalmú ásványokat, kohósalakot stb.;
5) cement szállítása a raktárba, tárolás, csomagolás és szállítás a fogyasztóhoz.

A cementet kétféleképpen állítják elő - nedvesen vagy szárazon.

A nedves gyártási módszerrel az alapanyagokat meghatározott mennyiségű víz hozzáadásával addig zúzzák, amíg krémes masszává, úgynevezett iszapgá nem válik. Átlagolás és keverés után az iszapot forgókemencékbe táplálják tüzelés céljából.

A száraz gyártási módszert alkalmazó gyárakban a kinyert természetes alapanyagokat szárítják és zúzzák, speciális sütő hőcserélőben előmelegítik, majd forgókemencékbe táplálják. Néha az előszárított nyersanyagokat részben megnedvesítik, hogy granulátumot képezzenek, és ebben a formában kiégetik őket.

Az egyik vagy másik gyártási mód kiválasztása az alapanyagok fizikai és kémiai tulajdonságaitól függ. Ha a természetes nyersanyagokban jelentős a nedvességtartalom, heterogén kémiai összetétele és a vízzel való könnyen diszpergálható, akkor nedves előállítási módszert alkalmazunk. Ha nyersanyagok alacsony természetes páratartalmúak, viszonylag egyenletes kémiai összetételűek és nem tartalmaznak jelentős mennyiségű lúgot és kloridot, akkor száraz előállítási módszert alkalmaznak. A gyártási mód kiválasztásakor figyelembe veszik a klinker égetéséhez használt tüzelőanyag típusát és minőségét is.

A Szovjetunióban a nedves termelési módszer dominál. Ezt a nyersanyagok elhelyezésének sajátosságai, valamint a homogén száraz nyers keverék előállítására szolgáló berendezések létrehozásának nehézségei magyarázzák. Jelenleg a cement száraz módszerrel történő előállítására szolgáló hatékony berendezések létrehozásán dolgoznak.

Technológiai séma cementgyártás nedves módszerrel. A szilárd nyersanyagon (mészkő) nedves módszerrel üzemelő üzem diagramja az ábrán látható. II-1. A kőbányában a nyersanyagok kitermelése kotrógépekkel történik (gyakran fúrással és robbantással). Sok kőbányában alkalmazzák a nyersanyagok elsődleges zúzását.

Az alapanyagokat közúton vagy a cementgyárba szállítják vasútiés kirakták a fogadó bunkerekbe. A bunkerekből a mészkő az üzem zúzó részlegébe kerül. Itt összetörik, és szállítószalagos szállítószalagok szállítják a raktárba, amely felső markolódarukkal van felszerelve.

A raktárból a mészkövet a nyersanyaggyárakba küldik. A nyersanyagokkal egy időben minimális mennyiségű víz kerül a malomba. Ebben az esetben egy bizonyos konzisztenciájú (növesztőképességű) iszapot kapunk. Attól függően, hogy a kémiai és fizikai tulajdonságok nyersanyagok, az iszap nedvességtartalma 30-50% tartományban van.

A medencékben speciális keverők keverik az iszapot, amíg a kompozíció teljesen homogenizálódik, és folyamatosan homogén állapotban tartják. A medencékből az iszapot adagolók táplálják egy forgó kemencébe.

A lágy alkatrészeket (agyagot és krétát) hengeres vagy öntisztító kalapácsos zúzógépben aprítják, és speciális agyagkeverőkkel felszerelt medencékbe táplálják. Itt a vízzel kevert és mechanikai hatásnak kitett agyagot zúzzák és szóróiszapká alakítják, amelyet azután medencékben kevernek össze a fő (mészkő) komponens iszapjával.

A puha főkomponenshez - krétához, valamint márgához utóbbi időben Az őrlési folyamatot a fecskendőben és malomban kezdi felváltani a keverőmalmokban vagy hidrofolokban végzett kombinált őrlési eljárás.

Sok üzemben a szükséges iszapösszetételt speciális beállító tartályokon keresztül történő szivattyúzással állítják elő, ahol speciális adalékanyagokat kevernek a fő komponensekhez. A közelmúltban előszeretettel állítják be az iszap összetételét a csővezetékeken és a főiszapmedencékben történő szivattyúzás során.

IN kemence a termofizikai és kémiai folyamatok a nyersanyag homogén félkész termékké - klinkerré - alakul.

A kemencéből kilépő füstgázok jelentős mennyiségű port tartalmaznak, amelytől porgyűjtő eszközökben (elektromos leválasztókban) a légkörbe kerülés előtt meg kell tisztítani. Előtte néha porgyűjtő ciklonokat helyeznek el. Az összegyűjtött port általában visszavezetik a kemencébe. Néha klinkerport használnak mezőgazdaság.

A kemencéből a klinker belép a hűtőszekrénybe, ahol levegővel 1250-1300 hőmérsékletről 50-80 °C-ra hűtik. A felmelegített levegőt a tüzelőanyag elégetésére vezetik be, így visszaadják a hűtőből felvett hő fő részét. klinker a kemencéhez. A levegő egy kis többletrésze a légkörbe kerül, ezért előzetesen le kell porolni.

A hűtőszekrényből a klinkert szállítószalagok szállítják a raktárba, amely a nyersanyagraktárokhoz hasonlóan felső markolódarukkal van felszerelve. Általában ugyanabban az épületben tárolják azokat az anyagokat, amelyeket a klinkerhez az őrlés során adnak (gipsz stb.).

A raktárból a klinker és az adalékanyagok a malmokba kerülnek őrlésre. Sok gyárban a malmok úgynevezett zárt ciklusban működnek, in egységes rendszer légleválasztókkal. Egy ilyen létesítményben közbenső szállításként lifteket és légcsatornákat használnak. A rendszerben keringő levegőt centrifugális ciklonokban, zsákokban vagy elektromos szűrőkben tisztítják meg a portól, mielőtt kiengedik a légkörbe. A malmokból a cementet pneumatikus szállítással - pneumatikus kamrával vagy pneumatikus csigaszivattyúkkal - cementsilókba szivattyúzzák.

A cementet speciális kocsikban vagy tartálykocsikban ömlesztve (silókból töltve), vagy csomagolva (papírzacskóban) szállítják a fogyasztóhoz. Ez utóbbi esetben a silókból származó cementet pneumatikus szállítással szállítják a csomagológépekhez, amelyek szállítószalagok és rakodók rendszerén keresztül szállítják a zsákos cementet. A cement pneumatikus szállítása során használt levegő, mielőtt a légkörbe kerülne, belép a cementpor tisztítására szolgáló eszközökbe.

Rizs. II-1. Nedves cementgyártó üzem elrendezése
A - nyersanyagok kitermelésének és szállításának területe; B - alapanyag előkészítő osztály; B - forgókemencék osztálya; G - klinker raktár; D - köszörülési részleg; E - cementsilók; F - cementcsomagoló részleg; 3 - cement rakodási terület; 1 - tányér adagoló; 2 - aprító részleg; 3 - szállítószalag; 4 - nyersanyagraktár; 5 - nyers malom; 6 - hígtrágya szivattyúk; 7 - hígtrágya keverők; 8 - porgyűjtő egységek; 9 - hígtrágya adagolók; 10 - forgó kemence; 11 - hűtőszekrény; 12 - csomagológép; 13 - táskák szállítása; 14 - telepítés a helyiségek por eltávolítására; 15 - malom klinker őrléséhez

Rizs. II-2. Száraz cementgyártó üzem diagramja
A - nyersanyagok kitermelésének és szállításának területe; B - alapanyag előkészítő osztály; B - forgókemencék osztálya; G - klinker raktár; D - köszörülési részleg; E - cementsilók; F - cementcsomagoló részleg; 3 - cement rakodási terület; 1 - tányér adagoló; 2 - aprító részleg; 3 - szállítócsiga; 4 - garat mészkőhöz; 5 - poreltávolító eszköz; 6 - nyers malom; 7 - légleválasztó; 8 - nyersanyagkeverék-silók; 9 - elektromos leválasztók; 10 - porgyűjtő egységek; 11 - ciklon hőcserélők; 12 - forgó kemence; 13- hűtőszekrény; 14 - szállítószalag; 15 - malom klinker őrléséhez; 16 - nyers gipsz raktár; 17 - csomagológép; 18 - felszerelés táskák szállítására; 19 - telepítés a helyiség por eltávolítására

Technológiai séma cementgyártás száraz módszerrel.

ábrán látható egy száraz módszerrel működő cementgyár diagramja. II-2. Az előzetesen durván zúzott mészkövet a kőbányából az üzembe szállított mészkövet őrlés előtt másodlagos zúzásnak vetik alá. Aprításnál és őrlésnél az alapanyagot úgy szárítják, hogy nedvességtartalma ne haladja meg a 2%-ot. A krétát és a márgát általában őrlés előtt összetörik.

Az általában magas nedvességtartalmú agyagot speciális szárítódobokban szárítják. Az alapanyag malom egy légleválasztóval és szárítóval felszerelt őrlőmű része. A leválasztón átjutott kész alapanyagokat nyersliszt silókba adagolják. Az őrlési folyamat során és silókban a keverék komponenseit összekeverik és a keverék összetételét átlagolják. A közelmúltban az alapanyagok egyes adagjainak mechanikus átlagolását (homogenizálását) alkalmazzák.

A nyersanyagsilókból a homogenizált keveréket hőcserélő berendezésekbe táplálják: ciklon hőcserélőkbe vagy szállítószalagos kalcinálóba. A kemencéből 1000-1100 ° C hőmérsékletű gázok belépnek a ciklon hőcserélőkbe, és egymás után, több szakaszban felmelegítik a nyersanyagkeveréket 700-800 ° C-ra, majd egy forgókemencébe küldik. A ciklonos hőcserélőkből kilépő gázok hőmérséklete 300 °C és magasabb. Számos külföldi létesítményben ezeket a gázokat nyersanyagok szárítására használják légleválasztós malmokban, vagy speciális hulladékhő-kazánokban.

A hőcserélő berendezésekből minden esetben 1 m3-enként legfeljebb 60 g port tartalmazó, erősen poros gázok jönnek ki. A légkörbe kibocsátott gázok portartalmára vonatkozó egészségügyi szabvány nem haladja meg a 100 mg/1 m3-t. Ennek a szabványnak az elérése érdekében egy komplex portisztító rendszert alkalmaznak, amely a gázt egymás után speciális porülepítő ciklonokon, majd elektromos leválasztókon vezeti át.

Szállítószalagos kalcinálók - mozgatható láncrácsokkal rendelkező gépek, amelyeken a nyersanyagokat a kemencéből kilépő gázokkal melegítik, olyan gyártósorokon használják, amelyek kapacitása nem haladja meg a 800-900 tonnát naponta. Ezekben az esetekben a nyersanyagot granulálják, mielőtt a rácsra táplálják. A tartós granulátum kialakításához a nyersanyag nedvességtartalmát 12-13%-ra kell növelni. A 600-700°C-ra melegített granulátum tölcséreken keresztül kerül a sütőbe.

A száraz kemencékben az égetési folyamatok megegyeznek a nedves kemencékben alkalmazottakkal. A további gyártási szakaszok (hűtés, őrlés stb.) szintén hasonlóak.

Technológiai sémák a gipsz előállításához. Az építőipari gipszet a következő technológiai séma szerint állítják elő. A garatból a gipszkövet egy kötényes adagoló (II-3. ábra) betáplálja egy pofás zúzóba, majd másodlagos zúzás céljából egy kalapácsos zúzóba. A zúzó részlegből a zúzott gipszet lifttel egy bunkerbe szállítják, ahonnan tölcséren keresztül, tárcsás adagolón keresztül egy aknamalomba táplálják. A bunker alján fogasléces redőny van felszerelve. Aknamalomban az anyagot a gipszkazánból érkező gázok őrlik és egyben szárítják, gázvezetéken keresztül juttatják a malomba.

Rizs. II-3. Építési gipsz gyártásának technológiai sémája

Az aknamalomból a gipszliszt a gázárammal egy kettős ciklonból, légcsatornából, akkumulátor-ciklonokból és zsákszűrőből álló elválasztó egységbe kerül. A kettős ciklon visszatartja az anyag egy részét, amely azután a garatba kerül. A gipszliszt másik része gázokkal együtt akkumulátor-ciklonokba kerül további gáztisztítás céljából. Az utolsó, legfinomabb frakció a zsákszűrőbe esik. Az elektromos porleválasztókat levegőtisztító berendezésként is használják.

Rizs. II-4. A mész őrlemény előállításának folyamatábrája

Mindhárom porülepítő berendezés őrölt gipszetét egy közös bunkerbe gyűjtik, ahonnan felvonóval és csigákkal a gipszkazán fölé telepített bunkerbe szállítják. A bunkerből az őrölt gipszet időszakosan két csiga tölti be a gipszkazánba. A kazán a gipsz részleges víztelenítésére, azaz kész (félvizes) gipsz előállítására szolgál. A kazán fűtése tűztérrel történik; A gipszfőzés során keletkező gőz egy gázcsatornán keresztül a porülepítő kamrába kerül.

A főzés befejezése után a forró gipsz a kazánból gravitációs erővel a párolóbunkerbe áramlik, ahonnan csigával, felvonóval és csigákkal a pufferraktárba szállítják.

A tüzelőanyagot a gipszkazán kemencéjébe szállítószalag és lift szállítja egy közbenső bunkeren keresztül.

Az aknaátadó kemencékkel őrölt mészkő előállításának technológiai sémája az ábrán látható. II-4.

A mészkövet egy elektromos vibrációs adagoló és egy szalagos szállítószalag egy vibrációs szitára küldi az alapanyagok szétválogatására. A kis frakciókat (szitálás) szállítószalagon továbbítják mészkőlisztté történő feldolgozásra, amelyet a mezőgazdaságban műtrágyaként használnak. Az üzleti frakciót (felső osztály) szállítószalagon szállítják az automatikus mérlegadagolókkal felszerelt bunkerekbe. A tüzelőanyaggal ellátott mészkövet rakodószerkezettel (zsilip-kapuval) felszerelt aknakemencébe szállítják egy rakodóemelő és egy rakodószerkezet segítségével. Az égetett mészkövet lemezes szállítószalag pofás zúzóhoz juttatja, majd tárcsás adagoló segítségével függőleges felvonóval golyósmalomba rakja. Az őrölt mész szállítócsiga szállítja a raktárba.

A mészkövet általában akna- vagy forgókemencében égetik. A mésziparban egyre inkább elterjedt az aknás átrakó kemence.

A nedves eljárással működő cementgyárakban általában lágy agyagot és kemény mészkőkomponenseket használnak alapanyagként a portlandcement klinker előállításához. A cement nedves módszerrel történő előállításának technológiai sémáját az 1. séma mutatja be.

A klinker előállításának kezdeti technológiai művelete a nyersanyagok őrlése. Az alapanyagok finom őrlésének szükségességét az határozza meg, hogy egységes összetételű klinker csak jól összekevert alapanyagkeverékből nyerhető, amely összetevőinek legkisebb részecskéiből áll.

A nyersanyagdarabok mérete gyakran eléri az 1200 mm-t. Az ilyen darabokból a legkisebb szemcsék formájában csak több lépésben lehet anyagot nyerni. Először a darabokat durva köszörülésnek - zúzásnak, majd finom őrlésnek vetik alá. Az anyagok durva őrlésére különféle törőgépeket használnak, a finom őrlést pedig a kiindulási anyagok tulajdonságaitól függően malomban vagy pépesítőben, nagy mennyiségű víz jelenlétében végzik.

Ha mészkomponensként krétát használnak, akkor azt a fecskendőben összezúzzák. Ha szilárd agyagkomponenst használnak, akkor zúzás után a malomba küldik.

A cefréből az agyagzagyot egy malomba pumpálják, ahol a mészkövet aprítják. A két komponens együttes őrlésével homogénebb nyersanyagiszap nyerhető.

A mészkő- és agyagzagyot a nyers malomba a klinker szükséges kémiai összetételének megfelelő arányban szállítják. Azonban még a leggondosabb kiindulási anyagok adagolásával sem lehet a malomból a szükséges vegyi összetételű iszapot előállítani az azonos lelőhelyről származó alapanyagok kémiai összetételének ingadozása miatt. Adott kémiai összetételű iszap előállításához medencékben állítják be.

1. séma. Nedves módszer Portlandcement gyártás

Ehhez egy vagy több malomban ismerten alacsony vagy magas CaCO 3 tartalmú iszapot (úgynevezett titert) készítenek, és ezt az iszapot meghatározott arányban hozzáadják a korrekciós iszapmedencéhez.

Az így elkészített iszapot, amely akár 35-45%-os víztartalmú krémes massza, egy ellátó tartályba szivattyúzzák, ahonnan egyenletesen a kemencébe öntik.

A rotációs kemencék a klinker elégetésére szolgálnak nedves gyártási módszerrel (3. ábra). 150-230 m hosszú és 7 m átmérőjű acéldob, belül tűzálló téglával bélelve; Az ilyen kemencék termelékenysége eléri az 1000-3000 tonna klinkert naponta.

3. ábra Rotációs kemence

a - mérete 5x185 m; 1 - csúszda iszapellátáshoz, 2 - szűrő-fűtő, 3 - láncfüggöny, 4 - hőcserélők, 5 - kötszerek, 6 - kötés alatti héj, 7 - kemencedob meghajtó gyűrűs fogaskereke, 8 - kemencehajtás, 9 - tartógörgők, 10 - öntözőberendezés, 11 - kemencefej, 12 - hűtőszekrény b - 3,6x3,3x3,6x150 m; 1 - fűtőtest, 2 - láncfüggöny, 3 - kötszerek, 4 - hajtás, 5 - gyűrűs fogaskerék, 6 - támasztógörgő, 7 - öntözőberendezés, 8 - hűtőszekrény, 9 - kemencefej.

A kemencedob 3-4 fokos lejtéssel van felszerelve. Az iszapot a kemence felemelt oldaláról vezetik be a hideg végén, és a tüzelőanyagot gáz, szénpor vagy fűtőolaj formájában az ellenkező oldalról (forró vég) fújják be a kemencébe. A ferde dob forgása következtében a benne lévő anyagok a kemencén keresztül a forró vége felé mozognak. Az üzemanyag elégetése területén a legmagasabb hőmérséklet alakul ki: anyag - 1500 0 C-ig, gázok - 1700 0 C-ig, és befejeződnek a klinker képződéséhez vezető kémiai reakciók.

A füstgázok a kemence dobja mentén haladnak az égetett anyag felé. Ha az út során hideg anyagokkal találkozunk, a füstgázok felmelegítik és lehűtik azokat. Ennek eredményeként a tüzelési zónától kezdve a gáz hőmérséklete a kemence mentén 1700-ról 150-200 0 C-ra csökken.

A kemencéből a klinker a hűtőbe kerül, ahol a felé áramló hideg levegő lehűti.

A lehűtött klinkert a raktárba küldik. Egyes esetekben a hűtőszekrényből származó klinkert közvetlenül a cementmalmok őrlésére küldik.

Az őrlés előtt a klinkert 8-10 mm-es szemcsékre aprítják, hogy megkönnyítsék a malmok működését. A klinkert gipsszel, hidraulikus és egyéb adalékokkal aprítják össze. A fugacsiszolás biztosítja az összes anyag alapos összekeverését, a cement magas homogenitása pedig az egyik fontos garancia a minőségére.

A hidraulikus adalékok, mivel erősen porózus anyagok, általában magas páratartalmúak (akár 20-30% vagy több). Ezért őrlés előtt körülbelül 1%-os nedvességtartalomig szárítják, miután előzőleg 8-10 mm-es szemcsékre zúzták őket. A gipsz csak zúzott, mivel kis mennyiségben kerül be, és a benne lévő nedvesség könnyen elpárolog a malomban keletkező hő hatására az őrlőtestek egymásnak és az őrölt anyaggal való ütközéséből, kopásából.

A malomból a cementet mechanikus (liftek, szállítócsigás), pneumatikus (pneumatikus szivattyúk, légcsatornák) vagy pneumatikus szállítással felszerelt siló típusú raktárba szállítják.

A cementet konténerekben - többrétegű, 50 kg-os papírzacskóban, vagy ömlesztve konténerekben, gépjármű- vagy vasúti cementszállító tartálykocsikban, speciálisan felszerelt tartályokban szállítják a fogyasztóhoz. Minden cement tételhez útlevél is tartozik.

A portlandcement előállításához kemény és lágy anyagokat használnak. sziklák; ebben az esetben az első és a második is tartalmazhatja a nyersanyagkeverék agyag- és mészkomponenseit. A lágyagyag összetevők közé tartozik az agyag, a lösz, a keményhez pedig az agyagmárga, az agyagpala A lágy meszes komponensek közül a krétát, a kemények közül a mészkövet használják.

A lágy alkatrészeket a darálókban sikeresen aprítják, míg a kemény alkatrészeket csak malomban lehet őrölni. Ezért a nyersanyagok nedves módszerrel történő őrlésének technológiai sémáját azok fizikai és mechanikai tulajdonságaitól függően választják ki. A technológiai sémáknak három lehetősége van:

· két puha anyag - agyag és kréta zúzott darálókban;

· két szilárd anyagot - az agyagmárgát és a mészkövet malomban aprítják;

· az egyik anyag puha - az agyag cefrében zúzott; a másik szilárd - a mészkövet malomban zúzzák.

A hazai gyárakban a portlandcement legelterjedtebb gyártási sémája a lágy (agyag) és a kemény (mészkő) alapanyag. A következő műveletekből áll (2. 1. ábra):

A klinker előállításának kezdeti technológiai művelete a nyersanyagok őrlése.

A nyersanyagok nagyon finomra őrlésének szükségességét a homogén összetételű klinker két vagy több nyersanyagból történő előállításának feltételei határozzák meg. Az anyagok kémiai kölcsönhatása az égetés során először szilárd állapotban megy végbe.

Rizs. 2.1.

Ez egyfajta kémiai reakció, amikor két egymással érintkező anyag atomjainak és molekuláinak cseréje következtében új anyag keletkezik. Az ilyen csere lehetősége magas hőmérsékleten jelenik meg, amikor az atomok és molekulák együtt rezegni kezdenek nagy erő. Ilyenkor a kiindulási anyagok egymással érintkező szemcséinek felületén új anyagok képződése következik be. Következésképpen minél nagyobb ezeknek a szemcséknek a felülete és minél kisebb a szemcse keresztmetszete, annál teljesebben megy végbe az új anyagok képződésének reakciója.

A kezdeti nyersanyagok darabjai gyakran több tíz centiméteresek. A meglévő köszörülési technológiával az ilyen darabokból a legkisebb szemcsék formájában csak több lépésben lehet anyagot nyerni. Először a darabokat durva köszörülésnek - zúzásnak, majd finom őrlésnek vetik alá.

A cementiparban a kiindulási anyagok tulajdonságaitól függően a finom őrlést malomban és pépesítőben végzik nagy mennyiségű víz jelenlétében. Az őrléshez malomokat használnak kemény anyagok(mészkő, pala), és fecskendők - vízben könnyen oldódó anyagokhoz (kréta, agyag).

A cefréből az agyagzagyot egy malomba pumpálják, ahol a mészkövet aprítják. A két komponens összeőrlésével egyenletesebb alapanyag-iszapot kapunk.

A nyers malomba a mészkövet és az agyagiszapot a klinker kémiai összetételének megfelelő, szigorúan meghatározott arányban adagolják. Azonban még a leggondosabb adagolással sem lehet a malomból a szükséges vegyi összetételű iszapot előállítani. Ennek oka elsősorban a lelőhelyen belüli alapanyagok jellemzőinek ingadozása.

Szigorúan meghatározott kémiai összetételű iszap előállításához speciális medencékben állítják be. Ehhez egy vagy több malomban ismert alacsony vagy ismert magas titerű (kalcium-karbonát CaCO3 tartalmú) iszapot készítenek, és ezt az iszapot meghatározott arányban a korrekciós iszapmedencébe adják.

Az így elkészített iszapot, amely akár 40%-os víztartalmú krémes massza, a kemence betápláló tartályába szivattyúzzák, ahonnan egyenletesen leeresztik a kemencébe.

A klinker nedves gyártási módszerrel történő égetéséhez csak forgókemencét használnak. 150--185 m hosszú és 3,6--5 m átmérőjű acéldob, belül tűzálló téglával bélelve; Az ilyen kemencék termelékenysége eléri az 1000-2000 tonna klinkert naponta.

A kemencedob 3--4°-os dőlésszöggel kerül beépítésre. Az iszapot a kemence megemelt végének oldaláról töltik be, a tüzelőanyagot pedig formában szénpor, az ellenkező oldalról gázt vagy fűtőolajat fújnak a kemencébe. A ferde dob forgása következtében a benne lévő anyagok folyamatosan mozognak a hámozott vég felé. Az üzemanyag-égetés terén a legfejlettebb magas hőmérséklet-- 1500°C-ig, ami a CaCO3 lebontása során képződő kalcium-oxid agyagoxidokkal való kölcsönhatásához és a klinker képződéséhez szükséges.

A füstgázok a teljes kemencedob mentén az égetett anyag felé haladnak. Ha az út során hideg anyagokkal találkozunk, a füstgázok felmelegítik és lehűtik azokat. Ennek eredményeként a tüzelési zónától kezdve a hőmérséklet a kemence mentén 1500-ról 150-200 ° C-ra csökken.

A kemencéből a klinker a hűtőbe kerül, ahol a felé áramló hideg levegő lehűti. A lehűtött klinkert a raktárba küldik tárolásra. Tárolt öregedés (2-3 hétig), hogy a klinkerben lévő szabad meszet a levegő nedvességével eloltsa, és ezáltal megakadályozza a cement térfogatának egyenetlen változásait a keményedés során.

A klinker előállításának magasan szervezett technológiai folyamata biztosítja a klinkerben a minimális szabad CaO-tartalmat (kevesebb, mint 1%), és ezáltal szükségtelenné válik a tárolása. Ebben az esetben a hűtőszekrényből származó klinkert közvetlenül az őrlésbe küldik.

Az őrlés előtt a klinkert 8-10 mm méretű szemekre zúzzák, hogy megkönnyítsék a malmok működését.

A klinkert gipsszel, hidraulikus és egyéb adalékokkal aprítják össze, ha ez utóbbiakat használják. A fugacsiszolás biztosítja az összes anyag alapos keveredését egymás között, és a cement magas homogenitását fontos tényező a minőségét.

A hidraulikus adalékok, mivel erősen porózus anyagok, általában magas páratartalmúak (akár 20-60% vagy több). Ezért őrlés előtt körülbelül 1%-os nedvességtartalomig szárítják, miután előzőleg 8-10 mm-es szemcsékre zúzták őket. A gipszet csak zúzza, mivel kis mennyiségben kerül be, és a benne lévő nedvesség könnyen elpárolog a cement őrlésekor keletkező hő hatására, a malomban lévő őrlőközeg ütései és kopása következtében.

A cement 100°C-ig vagy magasabb hőmérsékleten hagyja el a malmot. Hűtésre, valamint tartalék létrehozására raktárba küldik. Erre a célra mechanikus (liftek, csigák), pneumatikus (pneumatikus szivattyúk, légcsatornák) vagy pneumatikus szállítással felszerelt silóraktárakat alkalmaznak.

A cementet konténerekben szállítják a fogyasztókhoz - 50 kg tömegű többrétegű papírzacskóban vagy ömlesztve konténerekben, gépjármű- vagy vasúti cementszállító tartálykocsikban, speciálisan felszerelt edényekben. Minden cement tételhez útlevél is tartozik.

ábrán. 2.2. Bemutatjuk a cement nedves módszerrel történő előállításának technológiai sémáját.

Rizs. 2.2.

Rizs. 2.2. A cement nedves módszerrel történő előállításának technológiai sémája (folytatás)

Rizs. 2.2. A cement nedves módszerrel történő előállításának technológiai sémája (következtetés)

A portlandcement előállítása a nyersanyagkeverék készítésétől függően elsősorban nedves vagy száraz módszerekkel történik.

A portlandcement előállításához szükséges alapanyagoknak 75...78% CaCO3-at és 22...25% agyaganyagot kell tartalmazniuk. A portlandcement előállítása során a magas kalcium-karbonát tartalmú mészköveket (kréta, márga, sűrű mészkő) és SiO2, Al2O3 és Fe2O3 tartalmú agyagos kőzeteket (agyag, palák) használnak alapanyagként. Átlagosan körülbelül 1,5 tonna ásványi nyersanyagot fogyasztanak 1 tonna cementre; a nyersanyagkeverék karbonát- és agyagkomponenseinek hozzávetőleges aránya 3:1 (azaz körülbelül 75% mészkövet és 25% agyagot veszünk).

Ezeknek a követelményeknek megfelelő kőzetek ritkák a természetben. Ezért a portlandcement előállításához a mészkő és agyag mellett úgynevezett korrekciós adalékokat használnak, amelyek jelentős mennyiségben tartalmazzák az alapanyagkeverékben hiányzó oxidok egyikét.

Így az elégtelen mennyiségű SiO2-t nagy szilícium-dioxid-tartalmú anyagok (opka, kovaföld, tripoli) bejuttatásával kompenzálják. A vas-oxidok (Fe2O3) tartalma pirit salak vagy érc bejuttatásával növelhető. Az Al2O3 timföldtartalom növekedését magas timföldtartalmú agyagok hozzáadásával érik el. A nyersanyagkeverékbe bevitt adalékok szabályozzák a nyersanyagmassza kémiai összetételét, szabályozzák a keverék szinterelési hőmérsékletét és a klinker ásványok kristályosodását.

Az ipari melléktermékeket egyre gyakrabban használják fel a portlandcement előállításához. Nagyon értékes alapanyag a nagyolvasztó salak, amely tartalmazza a klinker előállításához szükséges komponenseket (CaO, Si02, Al2O3, Fe2O3). A timföldgyártásból származó nefelin iszap 25-30% Si02-t és 50-55% CaO-t tartalmaz; Elegendő 15-20% mészkövet hozzáadni, hogy nyersanyagkeveréket kapjunk. A nefelin iszap használata körülbelül 20%-kal növeli a kemence termelékenységét és 20-25%-kal csökkenti az üzemanyag-fogyasztást.

A fő és a legtöbb hatékony megjelenésüzemanyag - földgáz, magas fűtőérték jellemzi. Speciális szénszárító és őrlő berendezésekben előállított fűtőolaj és szilárd tüzelőanyag (antracit, szén). Fűtőérték a szilárd tüzelőanyag alacsonyabb, mint a gáznemű; a szén-levegő keverékek hajlamosak a robbanásra; A szén hamutartalma 10-20%, az égetett nyersanyagkeverékbe kerülő hamu pedig torzítja a klinker számított ásványi összetételét. Az üzemanyag költsége a kész cement költségének legfeljebb 25%-a, ezért a cementgyárak nagy figyelmet fordítanak a megtakarítására.

Nyersanyagok előkészítése.

A portlandcement előállítása összetett technológiai és energiaigényes folyamat, amely magában foglalja:

1) kitermelés kőbányában és nyersanyagok, mészkő és agyag beszállítása az üzembe;

2) a nyers keverék elkészítése;

3) a nyersanyagkeverék kiégetése szinterezés előtt - klinker előállítása;

4) klinker őrlése gipsz hozzáadásával - portlandcement előállítása;

5) a késztermék kiskereskedelme.

Minden technológiai művelet a klinker meghatározott összetételének és minőségének biztosításának van alárendelve. A nyersanyagkeverék elkészítése a felvett komponensek meghatározott arányú finom őrléséből és összekeveréséből áll, ami biztosítja a köztük zajló kémiai reakciók teljességét és a klinker homogenitását. A nyersanyagkeveréket száraz, nedves és kombinált módszerekkel készítik.

A nedves eljárás során a nyersanyagokat összetörik és víz jelenlétében összekeverik, majd a folyékony iszap formájú keveréket forgókemencékben égetik; száraz módszerrel az anyagokat aprítják, keverik és szárazon égetik. Az utóbbi időben egyre inkább elterjedt az alapanyagkeverék kombinált elkészítési módja, melynek során az alapanyagkeveréket nedves módszerrel készítik el, majd az iszapot víztelenítik és granulátumot készítenek belőle, amit száraz módszerrel égetnek el.

Mindegyik módszernek megvan a maga pozitív és negatív oldala. Vizes környezetben megkönnyíti az anyagok őrlését és gyorsan elérhető a keverék homogenitása, de az üzemanyag-fogyasztás a keverék kiégetésénél 1,5...2-szer nagyobb, mint a száraz módszernél. A száraz módszer fejlesztése hosszú ideig korlátozott volt a kapott klinker alacsony minősége miatt. A száraz keverékek őrlési és homogenizálási technikáinak fejlődése azonban biztosította a portlandcement minőségét.

Jelenleg világszerte fejlesztik a cementgyártás száraz módszerét ciklon hőcserélővel felszerelt kemencékkel és dekarbonizáló reaktorokkal (1. ábra). A 4,5x80 m-es kemencével, ciklon hőcserélőkkel és dekarbonizáló reaktorral felszerelt gyártósor termelékenysége napi 3000 tonna klinker.

Ezzel a cementgyártási módszerrel az üzemanyag-fogyasztás 30...40%-kal csökken a nedveshez képest, a kemenceegységek fémfogyasztása pedig 2,5...3-szoros. Tervezik továbbá a technológia elsajátítását és cementgyárak építését egy dekarbonizáló reaktorral, 5 × 100 m-es kemencékkel, napi 5000 tonna klinker kapacitással.

◊ Száraz módszer

A cement száraz módszerrel történő előállítása gazdaságosabb, mint a nedves módszerrel: nincs iszapképződés folyamata; lehetőség van a technológiai séma egyes láncszemeinek egy egységben történő kombinálására - Aerofol autogén malmok, homogenizáló raktárak, nyersanyagok szárítással történő őrlésére szolgáló malmok stb.

Száraz módszerrel (1. ábra) az üzembe márga, mészkő és agyag formájában beszállított nyersanyagokat S-776 típusú zúzógépekben 2,5 mm-es szemcsékre aprítják (az agyaganyagot egységenként aprítják egyidejűleg szárítás). Az elkészített zúzott nyersanyagot szalagos szállítószalagok szállítják az alapanyag raktárba, ahol az alapanyagokat (átlagoló gépekkel) a kémiai összetételre megállapított szabvány szerint átlagolják, majd betáplálják a malombunkerekbe.

ábra-1. A cement száraz módszerrel történő előállításának technológiai sémája:

1-kotrógép; 2-önjáró zúzógép; 3 rotoros gép; 4 daru rakodó; 5-kocsis dömper; 6-os nyersanyag-felvevő bunker; 8-as előőrlő „Aerofol” 10-csöves malom; 12-ciklon; 13 malom ventilátor; 14-légkondicionáló; 15-ös elektromos lecsapó; 17-kémény; 18-as porgyűjtési mechanizmus; 19-es pneumatikus kamrás szivattyúk; 21 takarmány silók; 22-es állandó szintű garat; 23-adagoló tömeg szerint; 24-es pneumatikus emelő; 25 zsákos szűrő; 26-ciklonos hőcserélők; 27 forgó kemence; 28 rácsos hűtőszekrény; 29 éles ventilátor; 30-as dupla szívóventilátor; 32-es klinker zúzógép; 33-as klinker szállítószalag; 34-silók; 35-ös beállító kapu; 36-os füstelszívó; 37-ventilátor; 38 tömegű adagoló; 39-szállítószalag; 40 csöves malom; 41-lift; 42-elválasztó; 43 zsákos szűrő; 44 autós - cementszállító tartályhajó; 46-os mérleg; 47 cementsiló

Utóbbiból a nyersanyagokat adalékokkal együtt tömegadagolókon keresztül az őrlőegységek fogadóberendezéseibe juttatják, ahol a szükséges finomságra aprítják, a forgókemencék kipufogógázainak hőjével megszárítják és leválasztásnak vetik alá.
A malomban zúzott anyagot egy malomventilátor segítségével kirakodó ciklonokon keresztül gázárammal ürítik ki. Ezután a liszt a korrekciós silókba kerül, ahol homogenizálják és átkerülnek a szervizsilókba.

A silókból a nyersanyagkeveréket pneumatikus emelőkön keresztül egy tömegadagolókkal felszerelt töltőberendezésbe, majd a forgókemence ciklon hőcserélőibe juttatják. A hőcserélőkben a nyersanyagkeveréket a forgó kemence ellenforró gázai felmelegítik 750...800°C hőmérsékletre, és részben dekarbonizálják, majd bekerül a kemencébe tüzelésre.

A száraz gyártású klinkertüzelés általában négy sorba kapcsolt ciklonból álló ciklon hőcserélős forgókemencékben történik, amelyeken keresztül a kemencéből kilépő gázokat vezetik át; száraz zúzott nyersanyagkeverék fentről lefelé halad a gázok felé ciklonokon keresztül; 25...30 s alatt 750...800°C-ra melegszik és 30...40%-kal dekarbonizálódik. Egy ilyen modern kemence termelékenysége 3000 t/s at fajlagos fogyasztás hő 3,2…3,4 MJ/kg klinker.

A műszaki haladás a dekarbonizáló reaktor egy további disszociációs fokozatának bevezetése a ciklon hőcserélők rendszerébe (2. ábra), amelyben a klinker elégetésére szánt tüzelőanyag legfeljebb 60%-a ég el. A dekarbonizáló reaktorban a kalcium-karbonát bomlásának 85...90%-a, a disszociációs folyamat fennmaradó 10...15%-a a forgókemencében megy végbe.

ábra-2. Újdonságok a cementgyártás technológiájában:

a) - kemence ciklon hőcserélőkkel; b) - kemence ciklon hőcserélőkkel és dekarbonizáló reaktorral; 1-sütő; 2-ciklonos hőcserélők; 3-reaktor-karbonizátor; 4-es hűtőszekrény.

A dekarbonizáló felszerelése lehetővé teszi a kemence belső térfogatának 1 m3-ről a klinkereltávolítást 2,5...3-szorosára növeli, a kemencék termelékenységét 6000...10000 t/napra növeli, és csökkenti a fajlagos hőfogyasztást. 3,0...3,1 MJ/kg klinkerre. A beépítés méretei kicsik, és nem csak új üzemek építésénél, hanem meglévő kemencék ciklon hőcserélős korszerűsítésénél is alkalmazható.

Így a cementklinkerégetési folyamat legnagyobb hőterheléssel járó szakasza - dekarbonizáció - a kemencén kívülre kerül, amelyben csak klinker szinterezés történik, és kiderül, hogy termikusan tehermentes. Ez lehetővé teszi a kemencék termelékenységének jelentős növelését azonos tüzelési fajlagos hőfogyasztás mellett. A klinkert rostélyhűtőben 60...80°C-ra hűtik, majd szeparátormalomba adagolják őrlésre.

A cementet silókba szállítják, ahonnan ömlesztve vagy csomagológépen, konténerekben szállítják a fogyasztóhoz.
Ismeretesek a félszáraz gyártási eljárású forgókemencék, amelyeknél a kemence egy szállítórácshoz van kötve, amelyen a forró kemencegázokat kétszer szívják át egy réteg szemcsés nyersanyagkeveréken keresztül; Ennek eredményeként egy felmelegített és részben dekarbonizált nyersanyagtöltet kerül a kemence töltővégébe.

A hőfogyasztás ebben a 4x60 m-es kemencében kb. 3,5 MJ, 42 t/h termelékenység mellett. A kombinált módszerrel a nedves módszerrel előállított alapanyagokat és a mintegy 40%-os nedvességtartalmú iszapot szűrőkön 16...18%-os nedvességtartalomig szárítják. A kapott „morzsából” granulátumot készítenek, és száraz módszerrel égetik.

Nedves módszer a portlandcement előállítására

◊ Nedves módszer

Nedves módszerrel (3. ábra) a kőbányából az üzembe darabokban szállított nyersanyagokat előzetes zúzásnak vetik alá (legfeljebb 5 mm szemcseméretig). A kemény kőzeteket aprítógépben, a lágyabb kőzeteket (agyag, kréta) pedig vízzel keverve agyagkeverőben aprítják. A chatterbox egy 5...10 m átmérőjű, 2,5...3,5 m magas, kerek vasbeton tartály, öntöttvas lapokkal bélelt.

ábra-3. A portlandcement nedves módszerrel történő előállításának technológiai sémája:

1 - mészkő ellátás a kőbányából; 2 - mészkőzúzó 3 - agyagellátás a kőfejtőből 4 - vízellátás; 5 - medence agyag keveréséhez 6 - nyers malom; 7 - iszapmedencék 8 - forgó kemence 10 - üzemanyag-ellátás; 11 - gipsz raktár;12 - lift a gipsz betáplálására a zúzóból a bunkerbe;13 - klinkerraktár;14 - golyósmalom;15 - cementsilók;16 - cementcsomagolás

Az agyagdarabok köszörülésére szolgáló láncokra felfüggesztett acél gereblyékkel ellátott kereszt egy függőleges tengely körül forog a fecsegődobozban. Az agyagkeverőben kapott, kb. 45%-os nedvességtartalmú iszapot egy hálós lyukon keresztül ürítik ki, és egy cső (golyós) malomba továbbítják, ahol folyamatosan betáplálják a zúzott mészkövet.

ábra-4. Többkamrás golyós malom:

1.10-végű alsó; 2-csapágy; 3 betöltő tölcsér; 4-üreges tengely; 5 kamrás válaszfalak; 6-test; 7-borító; 8 membrános válaszfal; 9-test; 11-lapátos, 12-es kisülési kúp; 13-ház; 14-szita; 15-ös nyomócső; 16 ürítő lyuk.

A csőmalom (4. ábra) egy legfeljebb 15 m hosszú, legfeljebb 3,2 m átmérőjű, üreges tengelyeken forgó acélhenger, amelyen keresztül a malom egyik oldalán terhelés történik, a másik oldalon tehermentesítjük. A malom belsejében lyukakkal ellátott válaszfalak három kamrára vannak osztva. Az első és a második kamra acél vagy öntöttvas golyókat, a harmadik pedig kis hengereket tartalmaz. Egy üreges csapon keresztül a hígtrágya a csőmalom első kamrájába kerül.

Amikor a malom forog, a golyók a centrifugális erő és a súrlódás hatására a falakhoz nyomódnak, egy bizonyos magasságba emelkednek és leesnek, megtörve és megőrlik az anyag szemcséit. A csőmalmok folyamatos berendezések. A finomra őrölt anyagot krémes massza formájában - iszapot - szivattyúzzák iszapmedencékbe, amelyek hengeres vasbeton vagy acél tartályok.

Ezekben végül beállítják az iszap kémiai összetételét, és egy bizonyos tartalék keletkezik a kemencék zavartalan működéséhez. A medencékből az iszap a tartályokba kerül, majd egyenletesen a forgókemencébe kerül kalcinálásra. A forgó kemence (5. ábra) acéllemezből készült hosszú henger, belül tűzálló anyaggal bélelt.

ábra-5. Rotációs kemence

1-alapanyag keverék; 2-forró gázok; 3 forgó kemence; 4 láncos függönyök, amelyek javítják a hőátadást; 5-hajtású; 6-vizes hűtés a kemence szinterelési zónájában; 7-fáklya; 8-üzemanyag-ellátás a fúvókán keresztül; 9-klinker; 10-es hűtőszekrény; 11-támasz.

A kemencék hossza 150...185...230 m, átmérője 4...5...7 m A kemencedob 3,5...4°-os dőléssel van beépítve és tengelye körül forog. A forgó kemencék ellenáramú elven működnek levegővel a kemence másik végéből, és ég, 1500 ° C hőmérsékletet hozva létre.

A füstgázokat a kemence megemelt végéből távolítják el. Az iszap a dob mentén haladva érintkezik a vele találkozó forró gázokkal és fokozatosan felmelegszik. A portlandcement klinker képződését számos fizikai és kémiai folyamat előzi meg, amelyek bizonyos hőmérsékleti határokon belül - a kemenceegység technológiai zónáiban - a forgókemencében fordulnak elő.

A cementgyártás nedves módszerével az égetett anyag mozgása mentén hagyományosan a következő zónákat különböztetjük meg: I-párolgás, II-hevítés és víztelenítés, III-dekarbonizáció, IV-exoterm reakciók, V-szinterelés, VI-hűtés. Tekintsük ezeket a folyamatokat a nyersanyagkeverék kemencéből való megérkezésétől kezdve, vagyis annak felső végétől (hideg) az alsó (meleg) irányába.

A párolgási zónában a hőmérséklet fokozatos 70-ről 200 °C-ra emelésével a nedvesség elpárolog, és a nyersanyagkeveréket megszárítják. A megszáradt anyag csomósodik, ahogy a csomók kisebb szemcsékre bomlanak. A száraz kemencékben nincs párologtatási zóna.

A fűtési zónában amikor a nyersanyagot fokozatosan 200 °C-ról 700 °C-ra melegítik, a szerves szennyeződések kiégnek, az agyagásványokból kristályos kémiai víz távozik (450 ... 500 °C-on) és vízmentes kaolinit Al2O3 Si02 keletkezik a nedves módszer a kemence hosszának 50...60%-át foglalja el.

A dekarbonizációs zónában az égetett anyag hőmérséklete 700°C-ról 1100°C-ra emelkedik. A kalcium- és magnézium-karbonátok disszociációja a szabad (CaO, MgO) képződésével egyidejűleg az agyagásványok SiO2, Al2O3, Fe2O3, amelyek kémiai kölcsönhatásba lépnek a CaO-val, folytatódik. A szilárd anyagokban végbemenő reakciók eredményeként 3CaO·Al2O3, CaO·Al2O3 és részben 2CaO·SiO2 ásványok keletkeznek.

Az exoterm reakciók zónájában 1200...1300°C hőmérsékleten az anyag szilárd fázisú szinterezésének folyamata befejeződik, 3CaO·Al2O3, 4CaO·Al2O3·Fe2O3 és belit képződik, a szabad mész mennyisége meredeken csökken, de elegendő a dikalcium-szilikát trikalciummá telítéséhez.

A szinterezési zónában 1300...1450...1300°C hőmérsékleten az anyag részleges megolvadása következik be (az égetett keverék 20...30%-a). A 2CaO·SiO2 kivételével minden klinker ásvány és a nyersanyagkeverék összes alacsony olvadáspontú szennyeződése bekerül az olvadékba. Az olvadékból az alit a kalcium-oxid és a dikalcium-szilikát feloldódása következtében kristályosodik ki.

Ez a vegyület rosszul oldódik az olvadékban, ennek eredményeként kis kristályok formájában szabadul fel, amelyek később növekednek. A hőmérséklet 1450°C-ról 1300°C-ra történő csökkenése a 3CaO·Al2O3, 4CaO·Al2O3·Fe2O3 és MgO olvadékából kristályosodást okoz (perikláz formájában), ami a hűtési zónában végződik.

A hűtési zónában a klinker hőmérséklete 1300-ról 1000°C-ra csökken, itt teljesen kialakul a szerkezete és összetétele, beleértve alit C3S, belit C2S, C3A, C4AF, MgO (perikláz), üvegfázis és kisebb komponensek.
A forgókemencében a zónák határai meglehetősen önkényesek és nem stabilak. A kemence üzemmódjának megváltoztatásával eltolhatja a zónákat, és ezáltal szabályozhatja az égetési folyamatot.

Az így keletkezett forró klinker bejut a hűtőszekrénybe, ahol a felé áramló hideg levegő élesen lehűti. A forgókemencék hűtőjéből körülbelül 100°C-os vagy magasabb hőmérsékletű klinkert végső hűtésre és öregítésre (tárolásra) raktárba küldik, ahol legfeljebb 15 napig marad. Ha a klinkerben mész szabad formában van, akkor az öregedés során a levegő nedvessége kioltja.

Erősen gépesített, világosan szervezett gyárakban technológiai folyamat A klinker minősége olyan jónak bizonyul, hogy nincs szükség öregedésére. A klinker őrlés adalékanyagokkal együtt többkamrás csőmalmokban történik.
A klinker gipsszel és aktív ásványi adalékanyagokkal történő finom őrlését finom porrá főként nyílt vagy zárt ciklusban működő szeparátor üzemekben végzik.

A csőmalom hatékony működését a malomtér leszívással (szellőztetéssel) történő hűtése biztosítja. Az aspirációnak köszönhetően a malom termelékenysége 20...25%-kal nő, csökken a porkibocsátás, javulnak a munkakörülmények. Az őrlés fokozására adalékanyagot vezetnek be - szulfit-élesztő cefre (SYB), és a malmok termelékenysége 20...30%-kal nő.

A modern cementgyárakban a portlandcement őrlése nyílt ciklusban a következő technológiai séma szerint történik. A raktárból származó klinker, gipszet és aktív ásványi adalékanyagokat bunkerekbe töltik és tárcsás adagolók adagolják. Az őrlés után a cement a malomtengelyen keresztül a szívóaknába, majd onnan a cementbunkerbe, majd a raktárba folyik.

A malom terét leszívják, a poros levegőt részben megtisztítják az elszívó aknában, majd ciklonokban és elektromos leválasztóban, majd csavarral összegyűjtik és a cementellátó garatba juttatják. A nyitott ciklusban történő őrlés hátránya, hogy nehéz nagy fajlagos felületű cementet nyerni (akár 400...500 m2/kg).

A zárt ciklusban működő malmok egyenletesebb szemcseméretű, nagyobb fajlagos felületű (4000...5000 cm2/g) terméket állítanak elő; egy zárt őrlési ciklus egy őrlőegységet és egy centrifugális szeparátort tartalmaz, amely meghatározza a nagy szemcséket, amelyek az első kamrába kerülnek visszakészítésre, és a finom frakciót a harmadik kamrában őrlik, ahonnan a kész cementet kirakodják. Egy teljesen zárt ciklusban az anyag kétszer halad át a szeparátoron.

Az utóbbi időben elterjedt a rövidcsöves malom, általában kétkamrás, zárt ciklusban, szeparátorral üzemel.
A kész portlandcementet (100°C vagy magasabb hőmérsékletű) pneumatikus szállítással silókba küldik hűtés céljából. Ezt követően 50 kg-os többrétegű papírzacskókba csomagolják, vagy speciálisan felszerelt közúti, vasúti vagy vízi szállítóeszközökbe rakják.

A portlandcement előállításának új módja

A portlandcement előállításának új módja az, hogy a klinkert kloridok sóoldatában égetik ki. Ezzel a módszerrel a kemencében a fő reakcióközeget (szilikátolvadékot) kalcium-klorid alapú sóolvadékkal helyettesítik. A megolvadt sóban a fő klinkerképző oxidok (CaO, SiO2, Al2O3, Fe2O3) oldódása felgyorsul, és az ásványok képződése (alit, belit stb.) 1100...1150°C helyett teljessé válik. a szokásos 1400...1500°C, ami jelentősen csökkenti a cementklinker gyártás energiaintenzitását . A kapott klinker az alittel együtt egy alinit nevű ásványt tartalmaz.

Az alinit egy erősen bázikus Al-Cl kalcium-szilikát, amely körülbelül 2,5% kloridot tartalmaz. Az olvadt sóban szintetizált klinker 3...4-szer könnyebben őröl, mint a hagyományos klinker. Ez lehetővé teszi az őrlés elektromos költségeinek csökkentését és a cementmalmok termelékenységének növelését. Ezzel egyidejűleg csökken a csiszolóegységek száma.

Az alinit cement gyorsabban hidratál a kezdeti szakaszban. Az új cement technológiáját a cementgyárakban sajátítják el. Most mélyen tanulmányozzák korrózióállóság beton ezen a cementen és az acél vasalás viselkedése a betonban, figyelembe véve a klór jelenlétét. Mindez lehetővé teszi számunkra, hogy meghatározzuk az alinit cement racionális alkalmazási területeit.

A teljes energiafelhasználás 1 tonna cementre 325...550 MJ, a minimális energiaköltségeket pedig száraz módszerrel, dekarbonizálóval érik el: 125...180 MJ-ot fordítanak a klinker adalékos őrlésére.

AJÁNLJUK, hogy a cikket újra közzétegye a közösségi oldalakon!