Schema tehnologică pentru producerea trefilei uscate de ciment. Metode de producere a cimentului

În mod tradițional, toate fabricile de ciment au mai multe metode de producție, acestea includ uscat, umed, semi-uscat și combinat.

În principiu, specificul producției de amestecuri brute depinde direct de metoda de producție aleasă. Principalele moduri sunt umede și uscate; sunt acceptate de multe fabrici de ciment și prin astfel de metode este produsă cea mai mare parte a cimentului de înaltă calitate din lume.

Cele mai comune tipuri de producție diferă prin natura prelucrării materiei prime și proprietățile fizice ale amestecului brut obținut în producție, care în operațiunile de producție ulterioare este alimentat la prăjire.

ÎN vedere generala producția de ciment constă în următoarele operațiuni: extracția materiilor prime; prepararea unui amestec brut constând în zdrobirea, măcinarea și mediarea compoziției acestuia; prăjirea amestecului brut (obținerea clincherului); măcinarea clincherului într-o pulbere fină.

În industria cimentului se folosesc diverse scheme de măcinare a materiilor prime, care presupun folosirea echipamentelor de măcinat de diferite dimensiuni. Există două metode principale de măcinare - umedă și uscată, în funcție de tipul de pregătire a materiei prime pentru ardere, care pot fi efectuate în cicluri deschise și închise.

Cu metoda umedă de producție, măcinarea materiilor prime, amestecarea lor, medierea și ajustarea amestecului brut se efectuează în prezența unei anumite cantități de apă, iar cu metoda uscată, toate operațiunile sunt efectuate cu material uscat.

În cazul în care se granulează făina crudă uscată, adăugând în timpul granulării cantitatea de apă necesară formării granulelor puternice (până la un conținut de umiditate de 10-14%), această metodă se numește semi-uscată.

Cu metoda combinată de preparare a materiei prime, măcinarea și amestecarea acesteia se efectuează în mod umed, după care nămolul este deshidratat mecanic sau termic și intră în cuptor.

Compoziția chimică a cimentului este determinată de întregul curs de producție, dar cea mai importantă este etapa finală - procesul de măcinare și amestecare a clincherului cu aditivi.

S-a stabilit că compoziția calitativă a clincherului de ciment se obține prin prăjirea în cuptoare rotative a unui amestec brut care nu conține particule mai mari de 0,1 mm și cu un conținut mic de fracțiuni foarte fine. Acest lucru se realizează prin îmbunătățirea schemelor și metodelor de măcinare a materiilor prime inițiale.

Metoda de producere a cimentului este aleasă în funcție de factori tehnologici și tehnici și economici: proprietățile materiilor prime, omogenitatea și umiditatea acestora, disponibilitatea unei baze de combustibil suficiente etc. Cu metoda uscată de producere a cimentului, alegerea schemei depinde de fizic și proprietăți chimice materii prime si consta in urmatoarele operatii.

După ieșirea din concasor, calcarul și argila sunt uscate până la un conținut de umiditate de aproximativ 1%. după care este măcinat în făină crudă. Măcinarea și uscarea se efectuează într-un singur aparat - o moară separatoare. Această metodă este mai eficientă și este utilizată în majoritatea instalațiilor de proces uscat.

Făina brută cu o compoziție chimică dată este obținută prin dozarea materiilor prime în moară, urmată de medierea și ajustarea încărcăturii brute în silozuri speciale de amestecare, unde este furnizată suplimentar făină crudă cu un titru cunoscut ridicat sau scăzut.

Apoi amestecul brut preparat intră în sistemul de schimbătoare de căldură ciclonice, care constă din mai multe etape de cicloni. Timpul de rezidență al amestecului în schimbătoarele de căldură cu ciclon nu depășește 25-30s. Din cicloni, materialul este alimentat în cuptor, de unde clincherul este turnat în răcitor. După răcire, este trimis la depozit.

Alte operațiuni tehnologiceîn metoda uscată de producție - prepararea aditivilor și a gipsului, măcinarea cimentului, depozitarea și expedierea acestuia către consumator - cum ar fi în metoda umedă. Schema producției de ciment prin metoda uscată este prezentată în Figura 4.

Metodă uscată pentru producerea cimentului.

Figura 4 - Schema metodei uscate de producere a cimentului

Descrierea procesului de ardere în producția de ciment uscat

arderea tehnologică a cimentului

Această metodă este considerată cea mai rentabilă. Particularitatea sa este că în toate etapele materialele sunt utilizate numai în stare uscată. Alegerea schemei de producție a cimentului este determinată de caracteristicile chimice și fizice ale materiei prime. Cea mai populară este producția de materiale în cuptoare rotative, care utilizează argilă și calcar.

După ce argila și calcarul au fost zdrobite într-un concasor, acestea sunt uscate în starea dorită (conținut de umiditate - nu mai mult de 1%). Uscarea și măcinarea se efectuează într-o mașină de separare, după care amestecul este trimis la schimbătoare de căldură cu ciclon, unde rămâne cel mult 30 de secunde.

Figura 5 - Schema tehnologică pentru producerea cimentului uscat: 1 - cicloni, 2 - calciner, 3 - cuptor rotativ, 4 - răcitor de clincher

LA Categorie:

Mașini pentru producția de materiale de construcție

Scheme tehnologice pentru producerea lianţilor

Lianti de baza materiale de construcții sunt cimentul, varul si gipsul.Materiile prime in productia de ciment sunt doua componente principale: calcar sau creta si argila. Cimentul poate fi făcut și pe bază de marne - o rocă carbonatată.

Principalele materii prime în producția de gips și var sunt piatra de gips și calcarul. Materiile prime extrase în cariere, ca și în producția de ciment, trec prin etapele de zdrobire, prăjire și măcinare.

Tehnologia cimentului include următoarele etape principale (prelucrare):
1) extracția, prelucrarea primară a materiilor prime în cariere și livrarea acestora la fabrica de ciment;
2) pregătirea materiilor prime la fabrica de ciment: măcinarea și omogenizarea amestecului zdrobit (omogenizarea amestecului); în unele cazuri - uscarea prealabilă a materiilor prime (cu o metodă de producție uscată);
3) prelucrarea termofizică a materiilor prime într-un cuptor pentru obținerea clincherului - semifabricatul inițial pentru producția de ciment; răcirea clincherului în frigider;
4) măcinarea clincherului în mori cu sau fără pre-zdrobire; în timpul măcinarii, în funcție de compoziția materiei prime și de gradul necesar de ciment, unele minerale sunt adăugate la clincher, inclusiv gips sau minerale care conțin gips, zgură de furnal etc.;
5) furnizarea de ciment către depozit, depozitare, ambalare și expediere către consumator.

Obțineți ciment în două moduri - umed sau uscat.

În metoda umedă de producție, materiile prime sunt zdrobite cu adăugarea unei anumite cantități de apă până când aceasta se transformă într-o masă cremoasă numită nămol. După mediere și amestecare, nămolul este alimentat în cuptoare rotative pentru ardere.

La fabricile care funcționează după metoda de producție uscată, materiile prime naturale extrase sunt uscate și zdrobite, preîncălzite în schimbătoare de căldură speciale ale cuptorului și apoi alimentate în cuptoare rotative. Uneori, materiile prime pre-uscate sunt parțial umezite pentru a forma granule și sunt arse în această formă.

Alegerea uneia sau alteia metode de producție depinde de proprietățile fizice și chimice ale materiei prime. Cu un conținut semnificativ de umiditate în materii prime naturale, compoziția sa chimică eterogenă, precum și ușurința de dispersie cu apă, se utilizează o metodă de producție umedă. Dacă materii prime au umiditate naturală scăzută, compoziție chimică relativ omogenă și nu conțin cantități semnificative de alcaline și cloruri, atunci se folosește o metodă de producție uscată. Atunci când alegeți o metodă de producție, se ia în considerare și tipul și gradul de combustibil utilizat pentru arderea clincherului.

În Uniunea Sovietică predomină metoda umedă de producție. Acest lucru se datorează particularităților distribuției materiilor prime, precum și unor dificultăți în crearea de echipamente pentru prepararea unui amestec brut omogen uscat. În prezent, se lucrează la crearea de echipamente puternice pentru producerea cimentului prin metoda uscată.

Schema tehnologică de producere a cimentului prin metoda umedă. Schema instalației care funcționează după metoda umedă pe materii prime solide (calcar) este prezentată în fig. II-1. Într-o carieră, materiile prime sunt extrase cu excavatoare (deseori cu utilizarea forajului și sablare). În multe cariere se practică zdrobirea primară a materiilor prime.

Materiile prime sunt livrate fabricii de ciment pe drum sau prin calea feratași descărcat în pubele de primire. Din buncăre, calcarul intră în departamentul de zdrobire al uzinei. Aici este zdrobit și alimentat de transportoare cu bandă într-un depozit echipat cu macarale aeriene.

Din depozit, calcarul este trimis la mori brute. Concomitent cu materia primă, în moară este introdusă o cantitate minimă de apă. În acest caz, se obține un nămol de o anumită consistență (împrăștiere). În funcţie de substanţa chimică şi proprietăți fizice Conținutul de umiditate al materiilor prime al nămolului este în intervalul 30-50%.

În bazine, malaxorele speciale amestecă nămolul până când compoziția este complet omogenizată și o mențin constant într-o stare omogenă. Din bazine, nămolul este alimentat de către alimentatoare într-un cuptor rotativ.

Componentele moi (lut și cretă) sunt zdrobite în mori cu ciocane cu role sau cu autocurățare și introduse în bazine speciale echipate cu mașini de pisat argilă. Aici, argila, amestecându-se cu apa și supusă acțiunii mecanice, este zdrobită și se transformă într-un nămol de împrăștiere, care este apoi amestecat în bazine cu nămolul componentului principal (calcar).

Pentru componenta principală moale - creta, precum și pentru marne, recent procesul de măcinare în talkers și mori începe să fie înlocuit cu un proces de măcinare combinată în morile mixer, sau hidrofoli.

La multe instalații, compoziția necesară a nămolului se obține prin pomparea acestuia prin bazine speciale de corecție, unde se amestecă aditivi speciali cu componentele principale. Recent, este de preferat să corectăm compoziția nămolului în procesul de pompare a acestuia prin conducte și în bazinele principale de nămol.

ÎN cuptor ca urmare a proceselor termofizice și chimice, materia primă se transformă într-un semifabricat de compoziție omogenă - clincher.

Gazele de ardere care ies din cuptor conțin o cantitate semnificativă de praf, din care trebuie curățate înainte de a fi eliberate în atmosferă în dispozitivele de colectare a prafului (filtre electrice). Ciclonii de colectare a prafului sunt uneori instalați în fața lor. Praful colectat este de obicei returnat la cuptor. Uneori se folosește praful de clincher agricultură.

Din cuptor, clincherul intră în frigider, unde este răcit cu aer de la o temperatură de 1250-1300 la 50-80 ° C. Aerul încălzit este furnizat pentru arderea combustibilului, returnând astfel la cuptor cea mai mare parte a căldurii preluate. din clincher. O mică parte în exces din aer este eliberată în atmosferă și, prin urmare, trebuie să fie pre-desprafuit.

Clinkerul este transportat de la frigider la un depozit echipat, asemeni depozitelor de materii prime, cu macarale aeriene. De obicei, acele materiale sunt depozitate în aceeași clădire - care sunt adăugate la clincher în timpul măcinarii acestuia (gips, etc.).

Din depozit, clincherul și aditivii intră în mori pentru măcinare. În multe fabrici, morile funcționează într-un așa-numit ciclu închis, în sistem unificat cu separatoare de aer. Ca transport intermediar într-o astfel de instalație se folosesc ascensoare și tobogane de aer. Aerul care circulă prin sistem este curățat de praf în cicloane centrifuge, sac sau filtre electrice înainte de a fi eliberat în atmosferă. De la mori, cimentul este pompat prin transport pneumatic - cameră pneumatică sau pompe pneumatice cu șurub - în silozuri de ciment.

Cimentul este expediat către consumator fie în vagoane speciale sau cisterne „în vrac” (umplere din silozuri), fie în formă ambalată (în pungi de hârtie). În acest ultim caz, cimentul este transportat de la silozuri prin transport pneumatic la mașinile de ambalat, care livrează cimentul în saci printr-un sistem de transportoare și încărcătoare. Aerul utilizat în timpul transportului pneumatic al cimentului intră în aparatul de curățare a prafului de ciment înainte de a fi eliberat în atmosferă.

Orez. II-1. Schema unei fabrici de ciment umed
A - loc pentru extracția și transportul materiilor prime; B - departament pentru prepararea materiilor prime; B - departamentul cuptoare rotative; G - depozit de clincher; D - departament slefuire; E - silozuri de ciment; Zh - departament ambalare ciment; 3 - zona de încărcare a cimentului; 1 - alimentator lamelar; 2 - departament de zdrobire; 3 - transportor cu bandă; 4 - depozit de materii prime; 5 - moara bruta; 6 - pompe de nămol; 7 - malaxoare de suspensie; 8 - instalatii de colectare a prafului; 9 - alimentatoare de nămol; 10 - cuptor rotativ; 11 - frigider; 12 - mașină de ambalat; 13 - transportul sacilor; 14 - instalație pentru îndepărtarea prafului spațiilor; 15 - moara pentru macinarea clincherului

Orez. II-2. Schema unei instalații pentru producția de ciment prin metoda uscată
A - loc pentru extracția și transportul materiilor prime; B - departament pentru prepararea materiilor prime; B - departamentul cuptoare rotative; G - depozit de clincher; D - departament slefuire; E - silozuri de ciment; Zh - departament ambalare ciment; 3 - zona de încărcare a cimentului; 1 - alimentator lamelar; 2 - departament de zdrobire; 3 - transportor cu șurub; 4 - buncăr pentru calcar; 5 - dispozitiv de desprafuire; 6 - moara bruta; 7 - separator de aer; 8 - silozuri de amestec brut; 9 - precipitatoare electrostatice; 10 - instalatii de colectare a prafului; 11 - schimbatoare de caldura ciclon; 12 - cuptor rotativ; 13- frigider; 14 - transportor cu bandă; 15 - moara pentru macinarea clincherului; 16 - depozitarea gipsului brut; 17 - mașină de ambalat; 18 - instalatie pentru transport saci; 19 - instalatie pentru desprafuirea incaperii

Schema tehnologică a producției de ciment uscat.

Schema unei fabrici de ciment care funcționează după metoda uscată este prezentată în fig. II-2. Pre-zdrobit, livrat din carieră la uzină, calcarul este supus unei zdrobiri secundare înainte de măcinare. În timpul mărunțirii și măcinarii, materia primă este uscată astfel încât conținutul de umiditate să nu depășească 2%. Creta și marna sunt de obicei zdrobite înainte de măcinare.

Argila, care are de obicei un conținut ridicat de umiditate, se usucă în butoaie speciale de uscare. Moara de brut face parte dintr-o instalație de măcinat echipată cu separatoare de aer și un uscător. Materia primă finită trecută prin separator este alimentată în silozuri de făină brută. În procesul de măcinare și în silozuri, componentele amestecului sunt amestecate și se face media compoziției amestecului. Recent, s-a practicat medierea mecanică (omogenizarea) porțiunilor individuale de materii prime.

Din silozurile brute, amestecul omogenizat este alimentat în dispozitive de schimb de căldură: schimbătoare de căldură ciclon sau calcinare transportoare. Gazele de eșapament din cuptor cu o temperatură de 1000-1100 ° C intră în schimbătoarele de căldură ciclon și secvenţial, în mai multe etape, încălzim amestecul brut la 700-800 ° C, după care este trimis într-un cuptor rotativ. Temperatura gazelor care părăsesc schimbătoarele de căldură ciclon este de 300 °C și mai mult. În multe instalații din străinătate, aceste gaze sunt folosite fie pentru uscarea materiilor prime în mori cu separatoare de aer, fie în cazane speciale de căldură reziduală.

În toate cazurile, din schimbătoarele de căldură ies gaze cu mult praf, care conțin până la 60 g de praf la 1 m3. Standardul sanitar pentru conținutul de praf din gazele emise în atmosferă nu este mai mare de 100 mg pe 1 m3. Pentru a atinge acest standard, se folosește un sistem complex de curățare a prafului, trecând secvențial gazul prin cicloane speciale de priză de praf, iar apoi prin precipitatoare electrostatice.

Calcinatoarele transportoare - mașini cu grătare cu lanț mobil, pe care materiile prime sunt încălzite de gazele care părăsesc cuptorul, sunt utilizate în linii tehnologice cu o capacitate de cel mult 800-900 de tone pe zi. În aceste cazuri, materia primă este granulată înainte de a fi alimentată pe grătar. Pentru formarea de granule puternice, conținutul de umiditate din materia primă este crescut la 12-13%. Încălzite la 600-700°C, granulele intră în cuptor prin pâlnii.

Procesele de ardere în cuptoarele uscate sunt identice cu cele din cuptoarele umede. Etapele ulterioare ale producției (răcire, măcinare etc.) sunt, de asemenea, similare.

Scheme tehnologice pentru producerea gipsului. Gipsul de construcții este produs conform următoarei scheme tehnologice. Din buncăr, piatra de gips este alimentată de către alimentatorul cu șorț (Fig. II-3) la concasorul cu fălci, iar apoi la concasorul cu ciocan pentru zdrobirea secundară. Din departamentul de zdrobire, ghipsul zdrobit este transportat cu un lift la un buncăr, de unde este alimentat printr-o pâlnie printr-un alimentator cu poppa într-o moară cu arbore. O poartă de rack este instalată în partea de jos a buncărului. În moara cu arbore, materialul este măcinat și simultan uscat de gazele care părăsesc cazanul de gips, care sunt furnizate morii prin conducta de gaz.

Orez. II-3. Schema tehnologică pentru producția de gips de construcții

Din moara cu arbore, făina de gips este antrenată de fluxul de gaz în unitatea de separare, care constă dintr-un ciclon dublu, o conductă de aer, cicloni de baterie și un filtru cu sac. O parte din material rămâne în dublu ciclon, care apoi intră în buncăr. O altă parte a făinii de gips cu gaze este transportată în cicloane de baterie pentru purificarea suplimentară a gazului. Ultima fracțiune, cea mai fină, cade în filtrul cu sac. Filtrele electrice sunt, de asemenea, folosite ca dispozitive pentru purificarea aerului.

Orez. II-4. Schema tehnologică pentru producerea varului măcinat

Gipsul măcinat de la toate cele trei dispozitive de decantare a prafului este colectat într-un buncăr comun, de unde este transportat cu un lift și melc la un buncăr instalat deasupra cazanului de gips. Din buncăr, gipsul măcinat este încărcat periodic cu două șuruburi în cazanul de gips. Cazanul este utilizat pentru deshidratarea parțială a gipsului, adică pentru obținerea gipsului finit (semiapos). Cazanul este incalzit printr-un focar; aburul generat în timpul gătirii gipsului este evacuat în camera de decantare a prafului prin conducta de gaz.

După terminarea gătirii, gipsul fierbinte din cazan curge prin gravitație în buncărul care lâncește, de unde este transportat cu melc, lift și melc la depozitul tampon.

Combustibilul este furnizat cuptorului cazanului de gips printr-un transportor cu bandă, un elevator printr-un buncăr intermediar.

Schema tehnologică pentru producerea varului măcinat cu cuptoare de transfer cu arbore este prezentată în fig. II-4.

Calcarul este trimis la o sită vibrantă printr-un alimentator electrovibrator și un transportor cu bandă pentru sortarea materiilor prime. Fracțiile mici (cernute) sunt trimise de un transportor cu bandă pentru prelucrare în făină de calcar, care este folosită ca îngrășământ în agricultură. Fracția de afaceri (clasa superioară) este transferată de un transportor în buncăre echipate cu dozatoare automate de greutate. Calcarul cu combustibil cu ajutorul unui palan și al unui dispozitiv de încărcare este trimis la un cuptor cu arbore dotat cu un dispozitiv de descărcare (ecluză). Calcarul ars este trimis la concasorul cu fălci printr-un transportor cu plăci și apoi încărcat într-o moară cu bile de un elevator vertical folosind un alimentator cu popă. Varul măcinat este transferat în depozit printr-un transportor cu șurub.

Calcarul se arde de obicei în cuptoare cu arbore sau cuptoare rotative. În industria varului, cuptorul de încărcare cu arbore a devenit mai răspândit.

În fabricile de ciment cu proces umed, argila moale și componentele de calcar dur sunt utilizate în mod obișnuit ca materii prime pentru producția de clincher de ciment Portland. Schema tehnologică pentru producerea cimentului prin metoda umedă este prezentată în Schema 1.

Operația tehnologică inițială de obținere a clincherului este măcinarea materiilor prime. Nevoia de măcinare fină a materiilor prime este determinată de faptul că clincherul cu o compoziție omogenă poate fi obținut numai dintr-un amestec brut bine amestecat format din cele mai mici particule ale componentelor sale.

Piesele de materii prime au adesea dimensiuni de până la 1200 mm. Din astfel de bucăți se poate obține material sub forma celor mai mici boabe doar în câțiva pași. În primul rând, piesele sunt supuse la măcinare grosieră - zdrobire, iar apoi măcinare fină. Pentru măcinarea grosieră a materialelor se folosesc diverse concasoare, iar măcinarea fină, în funcție de proprietățile materiilor prime, se efectuează în mori sau în mașinători în prezența unei cantități mari de apă.

Când este folosit ca component de var a cretei, este zdrobit în piure. Dacă se folosește o componentă solidă de argilă, atunci după zdrobire este trimisă la moară.

Din piure, suspensia de argilă este pompată într-o moară în care este zdrobită calcarul. Măcinarea în comun a celor două componente face posibilă obținerea unui nămol brut mai omogen în compoziție.

Suspensiile de calcar și argilă sunt introduse în moara brută într-un anumit raport corespunzător compoziției chimice necesare a clincherului. Cu toate acestea, chiar și cu cea mai atentă dozare a materiilor prime, nu este posibil să se obțină din moara un nămol cu ​​compoziția chimică necesară din cauza fluctuațiilor compoziției chimice a materiilor prime din același depozit. Pentru a obține un nămol cu ​​o compoziție chimică dată, acesta se corectează în bazine.

Schema 1. mod umed Producția de ciment Portland

Pentru a face acest lucru, se prepară într-una sau mai multe mori un nămol cu ​​un conținut cunoscut scăzut sau ridicat de CaCO 3 (numit titru), iar acest nămol se adaugă într-o anumită proporție la bazinul de nămol corectiv.

Nămolul preparat în acest fel, care este o masă cremoasă cu un conținut de apă de până la 35-45%, este pompat într-un rezervor de alimentare, de unde este turnat uniform în cuptor.

Cuptoarele rotative sunt folosite pentru arderea clincherului în procesul umed (Fig. 3). Sunt un tambur de oțel de până la 150-230 m lungime și până la 7 m diametru, căptușiți în interior cu cărămizi refractare; productivitatea unor astfel de cuptoare ajunge la 1000-3000 de tone de clincher pe zi.

Fig.3 Cuptor rotativ

a - dimensiune 5x185 m; 1 - jgheab pentru alimentarea cu nămol, 2 - filtru-încălzitor, 3 - perdea cu lanț, 4 - schimbătoare de căldură, 5 - bandaje, 6 - carcasă de bandaj, 7 - roată inelară de antrenare a tamburului cuptorului, 8 - antrenare a cuptorului, 9 - role de susținere, 10 - instalatie de irigatii, 11 - cap de cuptor, 12 - frigider;b - dimensiune 3,6x3,3x3,6x150 m; 1 - jgheab, 2 - perdea cu lanț, 3 - bandaje, 4 - antrenare, 5 - roșu, 6 - rolă de susținere, 7 - unitate de irigare, 8 - răcitor, 9 - cap cuptor.

Tamburul cuptorului este instalat cu o pantă de 3-4 grade. Suspensia este alimentată din partea ridicată a capătului rece al cuptorului, iar combustibilul sub formă de gaz, praf de cărbune sau păcură este suflat în cuptor din partea opusă (capătul fierbinte). Ca urmare a rotației tamburului înclinat, materialele conținute în acesta se deplasează de-a lungul cuptorului spre capătul său fierbinte. În zona arderii combustibilului, se dezvoltă cea mai ridicată temperatură: material - până la 1500 0 C, gaze - până la 1700 0 C, iar reacțiile chimice sunt finalizate, ducând la formarea de clincher.

Gazele de ardere se deplasează de-a lungul tamburului cuptorului către materialul ars. Întâlnind materiale reci pe drum, gazele de ardere le încălzesc și se răcesc. Ca urmare, pornind de la zona de ardere, temperatura gazului de-a lungul cuptorului scade de la 1700 la 150-200 0 C.

Din cuptor, clincherul intră în răcitor, unde este răcit de aerul rece care se deplasează spre acesta.

Clincherul răcit este trimis la depozit. În unele cazuri, clincherul de la frigider este trimis direct la morile de ciment pentru măcinare.

Înainte de măcinare, clincherul este zdrobit până la o dimensiune a granulelor de 8-10 mm pentru a facilita lucrul morilor. Clinkerul este zdrobit împreună cu gips, hidraulici și alți aditivi. Slefuirea îmbinării asigură amestecarea temeinică a tuturor materialelor, iar omogenitatea ridicată a cimentului este una dintre garanțiile importante ale calității acestuia.

Aditivii hidraulici, fiind materiale foarte poroase, au de obicei un conținut ridicat de umiditate (până la 20-30% sau mai mult). Prin urmare, înainte de măcinare, acestea sunt uscate până la un conținut de umiditate de aproximativ 1%, fiind zdrobite anterior până la boabe cu o dimensiune a particulelor de 8-10 mm. Gipsul este doar mărunțit, deoarece este introdus în cantități mici, iar umiditatea conținută în el se evaporă ușor din cauza căldurii degajate în moară ca urmare a ciocnirilor și abraziunii corpurilor de măcinare între ele și cu materialul care este măcinat.

De la moara, cimentul este transportat intr-un depozit de tip siloz dotat cu transport mecanic (ascensoare, transportoare cu melc), pneumatic (pompe pneumatice, aeroslide) sau pneumomecanic.

Cimentul este expediat către consumator fie în containere - în saci de hârtie multistrat de 50 kg, fie în vrac în containere, transportoare de ciment auto sau feroviar, în nave special echipate. Fiecare lot de ciment este furnizat cu un pașaport.

Pentru producerea cimentului Portland se folosesc roci dure și moi; în timp ce atât prima cât și cea din urmă pot include componente argiloase și calcaroase ale amestecului brut. Componentele de argilă moale includ argilă, loess, iar componentele de argilă tare includ marna argilosă, șisturi.Creta este folosită printre componentele calcaroase moi, iar calcarul este folosit printre cele dure.

Componentele moi sunt zdrobite cu succes în piure, în timp ce componentele dure pot fi zdrobite doar în mori. Prin urmare, schema tehnologică de măcinare a materiilor prime în metoda umedă se alege în funcție de proprietățile fizice și mecanice ale acestora. Există trei opțiuni pentru schemele tehnologice:

două materiale moi - argila și creta sunt zdrobite în piure;

două materiale solide - marna argilosă și calcarul sunt zdrobite în mori;

· un material moale - argila este zdrobită în vorbitori; celălalt este tare - calcarul este zdrobit într-o moară.

La fabricile interne, cea mai comună schemă pentru producția de ciment Portland cu materii prime moi (argilă) și dure (calcar). Se compune din următoarele operații (Fig. 2. 1.):

Operația tehnologică inițială de obținere a clincherului este măcinarea materiilor prime.

Necesitatea măcinarii materiilor prime la o stare foarte fină este determinată de condițiile de formare a clincherului omogen în compoziție din două sau mai multe materii prime. Interacțiunea chimică a materialelor în timpul arderii are loc mai întâi în stare solidă.

Orez. 2.1.

Acesta este un fel de reacție chimică atunci când se formează o substanță nouă ca urmare a schimbului de atomi și molecule a două substanțe în contact una cu cealaltă. Posibilitatea unui astfel de schimb apare la o temperatură ridicată, când atomii și moleculele încep să-și efectueze vibrațiile cu mare putere. În acest caz, formarea de noi substanțe are loc pe suprafața boabelor materiilor prime care sunt în contact unele cu altele. În consecință, cu cât suprafața acestor boabe este mai mare și cu cât secțiunea transversală a boabelor este mai mică, cu atât va avea loc reacția de formare a unor noi substanțe mai completă.

Bucățile de materii prime au adesea dimensiuni de câteva zeci de centimetri. Cu tehnologia de măcinare existentă, este posibil să se obțină material sub formă de cele mai mici boabe din astfel de bucăți în doar câțiva pași. În primul rând, piesele sunt supuse la măcinare grosieră - zdrobire, iar apoi măcinare fină.

În funcție de proprietățile materiilor prime din industria cimentului, măcinarea fină se efectuează în mori și pisoare în prezența unor cantități mari de apă. Morile sunt folosite pentru măcinare materiale dure(calcar, șist) și vorbitori - pentru materiale care înfloresc ușor în intrare (cretă, argilă).

Din piure, suspensia de argilă este pompată într-o moară în care este zdrobită calcarul. Măcinarea în comun a celor două componente permite obținerea unui nămol brut mai omogen.

Suspensiile de calcar și argilă sunt introduse în moara brută într-un raport strict definit corespunzător compoziției chimice a clincherului. Cu toate acestea, chiar și cu cea mai atentă dozare, nu este posibil să se obțină din moara un nămol cu ​​compoziția chimică necesară. Motivul pentru aceasta este în principal fluctuațiile caracteristicilor materiilor prime din domeniu.

Pentru a obține un nămol cu ​​o compoziție chimică strict specificată, acesta este corectat în bazine speciale. Pentru a face acest lucru, într-una sau mai multe mori, se prepară un nămol cu ​​un titru deliberat scăzut sau evident ridicat (carbonat de calciu CaCO3), iar acest nămol se adaugă într-o anumită proporție la bazinul de nămol corectiv.

Nămolul preparat în acest fel, care este o masă cremoasă cu un conținut de apă de până la 40%, este alimentat prin pompe în rezervorul de alimentare al cuptorului, de unde este turnat uniform în cuptor.

Numai cuptoarele rotative sunt folosite pentru arderea clincherului în metoda de producție umedă. Sunt un tambur de oțel de până la 150-185 m lungime și 3,6-5 m diametru, căptușiți în interior cu cărămizi refractare; productivitatea unor astfel de cuptoare ajunge la 1000-2000 de tone de clincher pe zi.

Tamburul cuptorului este instalat cu o pantă de 3--4 °. Nămolul este încărcat din partea laterală a capătului ridicat al cuptorului, iar combustibilul sub formă praf de carbune, gaz sau păcură este suflată în cuptor din partea opusă. Ca urmare a rotației tamburului înclinat, materialele conținute în acesta se deplasează continuu spre capătul decorticat. În domeniul arderii combustibilului, cel mai mult temperatura ridicata- pana la 1500°C, care este necesara pentru interactiunea oxidului de calciu, format in timpul descompunerii CaCO3, cu oxizi de argila si obtinerea de clincher.

Gazele de ardere se deplasează de-a lungul întregului tambur al cuptorului către materialul ars. Întâlnind materiale reci pe drum, gazele de ardere le încălzesc și se răcesc. Ca urmare, pornind de la zona de ardere, temperatura de-a lungul cuptorului scade de la 1500 la 150–200°C.

Din cuptor, clincherul intră în răcitor, unde este răcit de aerul rece care se deplasează spre acesta. Clinkerul răcit este trimis la un depozit pentru depozitare. Depozitat - aceasta este îmbătrânirea (până la 2-3 săptămâni) pentru a stinge varul liber în clincher cu umiditatea din aer și, prin urmare, pentru a preveni modificările inegale ale volumului de ciment în timpul întăririi sale.

Un proces tehnologic foarte organizat de obținere a clincherului asigură un conținut minim de CaO liber în clincher (mai puțin de 1%) și astfel elimină necesitatea depozitării acestuia. În acest caz, clincherul de la frigider este trimis direct la măcinare.

Înainte de măcinare, clincherul este zdrobit până la granule de 8-10 mm pentru a facilita lucrul morilor.

Măcinarea clincherului se realizează împreună cu aditivi de ghips, hidraulici și alți aditivi, dacă se folosesc aceștia din urmă. Măcinarea îmbinării asigură amestecarea minuțioasă a tuturor materialelor între ele, iar omogenitatea ridicată a cimentului este un factor important calitatile lui.

Aditivii hidraulici, fiind materiale foarte poroase, au, de regulă, umiditate ridicată (până la 20–60% sau mai mult). Prin urmare, înainte de măcinare, acestea sunt uscate până la un conținut de umiditate de aproximativ 1%, fiind zdrobite anterior până la boabe cu o dimensiune a particulelor de 8-10 mm. Gipsul este doar mărunțit, deoarece este introdus în cantități mici, iar umiditatea conținută în el este ușor evaporată de căldura generată în timpul măcinarii cimentului ca urmare a impacturilor și abraziunii în moara de măcinare a mediilor.

Cimentul părăsește moara cu o temperatură de până la 100 ° C sau mai mult. Pentru răcire, precum și pentru crearea unui stoc, acesta este trimis la un depozit. In acest scop se folosesc depozite siloz, dotate cu transport mecanic (ascensoare, melc), pneumatice (pompe pneumatice, tobogane de aer) sau pneumomecanic.

Cimentul este expediat către consumator în containere - în saci de hârtie multistrat cu greutatea de 50 kg sau în vrac în containere, transportoare de ciment auto sau feroviar, în nave special echipate. Fiecare lot de ciment este furnizat cu un pașaport.

Pe fig. 2.2. este prezentată schema tehnologică a producerii cimentului prin metoda umedă.

Orez. 2.2.

Orez. 2.2. Schema tehnologică de producere a cimentului prin metoda umedă (continuare)

Orez. 2.2. Schema tehnologica de obtinere a cimentului prin metoda umeda (concluzie)

Producția de ciment Portland se realizează în principal prin metode umede sau uscate, în funcție de prepararea amestecului brut.

Materia primă pentru producția de ciment Portland trebuie să conțină 75...78% СaCO3 și 22...25% substanță argilă. Ca materii prime pentru producerea cimentului Portland se folosesc calcare cu un continut ridicat de carbonat de calciu (creta, marne, calcar dens) si roci argiloase (argile, sisturi) care contin SiO2, Al2O3 si Fe2O3. În medie, se consumă aproximativ 1,5 tone de materii prime minerale la 1 tonă de ciment; raportul aproximativ dintre componentele carbonatice și argiloase ale amestecului brut este de 3: 1 (adică se iau aproximativ 75% calcar și 25% argilă).

Rocile care îndeplinesc aceste cerințe sunt rare în natură. Prin urmare, pentru producerea cimentului Portland, pe lângă calcare și argile, se folosesc așa-numiții aditivi corectori, care conțin o cantitate semnificativă din unul dintre oxizii lipsă din amestecul brut.

Deci, cantitatea insuficientă de SiO2 este compensată prin introducerea de substanțe cu conținut ridicat de siliciu (balon, diatomit, tripoli). Este posibilă creșterea conținutului de oxizi de fier (Fe2O3) prin introducerea de cenușă de pirit sau minereu. Creșterea conținutului de alumină Al2O3 se realizează prin adăugarea de argile cu conținut ridicat de alumină. Aditivii introduși în amestecul brut corectează compoziția chimică a masei brute, reglează temperatura de sinterizare a amestecului și cristalizarea mineralelor de clincher.

Pentru producerea cimentului Portland se folosesc din ce în ce mai mult subproduse industriale. O materie primă foarte valoroasă este zgura de furnal, care conține componentele necesare producerii clincherului (CaO, Si02, Al2Oz, Fe2Oz). Nămolul de nefelină obţinut în timpul producerii aluminei conţine 25 - 30% Si02 şi 50 - 55% CaO; este suficient să adăugați 15 - 20% de calcar la acesta pentru a obține un amestec brut. Utilizarea nămolului de nefelină crește productivitatea cuptoarelor cu aproximativ 20% și reduce consumul de combustibil cu 20 - 25%.

Principalul și cel mai eficient tip de combustibil - gaz natural cu putere calorică mare. Utilizarea păcurii și a combustibililor solizi pregătiți în instalații speciale pentru uscarea și măcinarea cărbunelui (antracit, carbune tare). Valoare calorica combustibilul solid este mai mic decât cel gazos; amestecurile carbon-aer sunt supuse exploziilor; conținutul de cenușă al cărbunilor este de 10-20%, iar cenușa, pătrunzând în amestecul brut ars, distorsionează compoziția minerală calculată a clincherului. Costul combustibilului este de până la 25% din costul cimentului finit, așa că fabricile de ciment acordă multă atenție economisirii acestuia.

Pregătirea materiilor prime.

Producția de ciment Portland este un proces complex tehnologic și consumator de energie, care include:

1) extragerea in cariera si livrarea materiilor prime, calcar si argila catre uzina;

2) prepararea amestecului brut;

3) prăjirea amestecului brut înainte de sinterizare - obţinerea clincherului;

4) macinarea clincherului cu adaos de gips - obtinerea cimentului Portland;

5) depozitați produsul finit.

Toate operațiunile tehnologice sunt supuse asigurării compoziției și calității specificate a clincherului. Pregătirea amestecului brut constă în măcinarea fină și amestecarea componentelor prelevate în raportul stabilit, ceea ce asigură completitudinea reacțiilor chimice dintre acestea și omogenitatea clincherului. Pregătirea amestecului brut se realizează prin metode uscate, umede și combinate.

În procesul umed, materiile prime sunt zdrobite și amestecate în prezența apei, iar amestecul sub formă de șlam lichid este ars în cuptoare rotative; în metoda uscată, materialele sunt zdrobite, amestecate și arse uscate. Recent s-a folosit tot mai mult metoda combinată de preparare a amestecului brut, conform căreia amestecul brut este preparat prin metoda umedă, apoi nămolul este deshidratat și din acesta se prepară granule, care sunt arse prin metoda uscată.

Fiecare dintre metode are laturile sale pozitive și negative. În mediul acvatic se facilitează măcinarea materialelor și se realizează rapid omogenitatea amestecului, dar consumul de combustibil pentru arderea amestecului este de 1,5 ... 2 ori mai mare decât la metoda uscată. Dezvoltarea procesului uscat perioadă lungă de timp a fost limitată din cauza calității scăzute a clincherului rezultat. Cu toate acestea, progresele în tehnica de măcinare și omogenizare a amestecurilor uscate au asigurat calitatea cimentului Portland.

În prezent, metoda uscată de producere a cimentului cu cuptoare echipate cu schimbătoare de căldură ciclon și reactoare de calcinare este în curs de dezvoltare la nivel mondial (Figura-1). Capacitatea liniei de producție cu un cuptor de 4,5×80 m, schimbătoare de căldură ciclon și un reactor de calcinare este de 3.000 de tone de clincher pe zi.

Cu această metodă de producere a cimentului, consumul de combustibil este redus cu 30 ... 40% față de umed, iar consumul de metal al unităților de cuptor este de 2,5 ... 3 ori. De asemenea, este planificată să stăpânească tehnologia și să construiască fabrici de ciment cu un reactor-calcinator cu cuptoare de 5 × 100 m cu o capacitate de 5.000 de tone de clincher pe zi.

◊ Mod uscat

Producerea cimentului prin metoda uscată este mai economică decât prin metoda umedă: nu există proces de formare a nămolului; este posibilă combinarea legăturilor separate ale schemei tehnologice într-o singură unitate - mori auto-măcinate „Aerofol”, depozite de omogenizare, mori pentru măcinarea materiilor prime cu uscare etc.

În metoda uscată (Figura-1), materiile prime care intră în plantă sub formă de marne, calcar și argilă sunt zdrobite în concasoare de tip C-776 până la boabe de 2,5 mm (materialul argilos este zdrobit în agregate cu uscarea sa simultană). ). Materia primă zdrobită pregătită este alimentată cu benzi transportoare către depozitul de materii prime, unde materiile prime sunt mediate (cu ajutorul mașinilor de amestecare) la standardul stabilit pentru compoziția chimică și alimentate mai departe în buncărele morii.

Poza 1. Schema tehnologică a producției de ciment prin metoda uscată:

1 excavator; 2 concasor autopropulsat; mașină cu 3 rotoare; 4-macara-încărcător; 5-auto-basculantă;6-pâlnia de primire a materiilor prime;7-dispozitiv de distribuire și transport; 8-moara de măcinare preliminară „Aerofol”; 9-separator; moara cu 10 tuburi; 11-cuptor; 12-ciclon; 13-ventilator moara; 14-aer conditionat; 15-filtru electric;16-ventilator de aspiratie; 17-cos de fum; 18-mecanism pentru curățarea prafului; 19-pompe cu camere pneumatice;20-silozuri de corectare; 21-silozuri consumabile; Buncăr cu nivel constant cu 22 de căi; 23-dozator în greutate; 24-lift pneumatic; 25-saci filtru; schimbătoare de căldură cu 26 de cicloni; 27-cuptor rotativ; frigider cu 28 gratare; 29-ventilator de suflare ascuțită; 30-ventilator de aspirare dublu;31-ventilator de suflare general; concasor cu 32 de clincher; transportor 33-clincher; 34-silozuri; 35-poarta de reglare; 36 evacuator de fum; 37-ventilator; 38-dozator în greutate; 39-conveior; moara cu 40 de tuburi; 41-lift; 42-separator; 43-saci filtru; 44-vagoane-suport de ciment;45-vagoane de transport de ciment; 46-scara; 47 siloz de ciment

Din acestea din urmă, materiile prime, împreună cu aditivii, trec prin distribuitoare de masă către dispozitivele de recepție ale unităților de măcinare, unde sunt zdrobite la finețea necesară, uscate din cauza căldurii gazelor de evacuare din cuptoarele rotative și supuse la separare.
Materialul zdrobit în moară este descărcat prin fluxul de gaze prin cicloni-descărcătoare cu ajutorul unui ventilator al morii. În continuare, făina intră în silozurile de corectare, unde este omogenizată și reîncărcată în silozurile consumabile.

Din silozuri, amestecul brut este alimentat cu ascensoare pneumatice la un dispozitiv de încărcare echipat cu distribuitoare de masă, iar apoi la schimbătoarele de căldură ciclonice ale cuptorului rotativ. În schimbătoarele de căldură, amestecul brut este încălzit de gazele fierbinți care vin din cuptorul rotativ la o temperatură de 750...800°C și parțial decarbonizat, după care intră în cuptor pentru ardere.

Prăjirea clincherului în procesul de producție uscată se realizează în cuptoare rotative cu schimbătoare de căldură ciclonice, formate de obicei din patru cicloane conectate în serie, prin care sunt direcționate gazele de evacuare din cuptor; spre gaze de sus în jos prin cicloni vine amestecul de materie primă zdrobită uscată; în 25…30 s se încălzește până la 750…800°C și se decarbonizează cu 30…40%. Un astfel de cuptor modern are o capacitate de 3000 t/s la consum specific căldură 3,2…3,4 MJ/kg de clincher.

Progresul tehnic este introducerea în sistemul de schimbătoare de căldură ciclonice a unei etape suplimentare de disociere a reactorului de calcinare (Fig. 2), în care se arde până la 60% din combustibilul destinat arderii clincherului. În reactorul de calcinare are loc descompunerea 85...90% a carbonatului de calciu, iar restul de 10...15% din procesul de disociere cade pe cuptorul rotativ.

Figura-2. Nou în tehnologia de producție a cimentului:

a) cuptor cu schimbătoare de căldură ciclon; b) un cuptor cu schimbatoare de caldura ciclon si un reactor de calcinare; 1 cuptor; schimbătoare de căldură cu 2 cicloni, 3 reactoare-calcinare; 4 frigider.

Instalarea unui calciner face posibilă creșterea eliminării clincherului de la 1 m3 din volumul intern al cuptorului de 2,5…3 ori, creșterea productivității cuptoarelor la 6000…10000 tone/zi și reducerea consumului specific de căldură la 3,0…3,1 MJ/kg de clincher. Unitatea este de dimensiuni reduse și poate fi folosită nu numai în construcția de noi instalații, ci și în modernizarea cuptoarelor existente cu schimbătoare de căldură ciclon.

Astfel, etapa cea mai intensă de căldură a procesului de prăjire a clincherului de ciment - decarbonizarea - este scoasă din cuptor, în care are loc doar sinterizarea clincherului și se dovedește a fi descărcată termic. Acest lucru face posibilă creșterea semnificativă a productivității cuptoarelor cu același consum specific de căldură pentru ardere. Clincherul este răcit la 60...80°C într-un răcitor cu grătar și apoi alimentat într-o moară separatoare pentru măcinare.

Cimentul este transportat în silozuri, din care este expediat în vrac sau printr-o mașină de ambalat în containere către consumator.
Se cunosc cuptoarele rotative cu o metodă de producție semi-uscată, în care cuptorul este conectat la un grătar transportor, pe care gazele fierbinți ale cuptorului sunt aspirate de două ori printr-un strat de amestec granular de materie primă; ca rezultat, un amestec de materie primă încălzit și parțial decarbonizat intră în capătul de alimentare al cuptorului.

Consumul de căldură în acest cuptor cu dimensiuni de 4×60 m este de aproximativ 3,5 MJ cu o capacitate de 42 t/h. Prin metoda combinată, materiile prime preparate prin metoda umedă și nămolurile cu un conținut de umiditate de aproximativ 40% sunt deshidratate pe filtre până la un conținut de umiditate de 16...18%. Granulele sunt preparate din „roșca” rezultată și arse conform schemei metodei uscate.

Proces umed pentru producerea cimentului Portland

◊ Mod umed

Conform metodei umede (Fig. 3), materiile prime livrate din carieră la fabrică în bucăți sunt supuse măcinarii preliminare (la o dimensiune a particulelor de cel mult 5 mm). Rocile dure sunt zdrobite în concasoare, iar rocile mai moi (argilă, cretă) sunt zdrobite prin amestecarea cu apă în mașinile de zdrobire de lut. Vorbitorul este un rezervor rotund din beton armat cu un diametru de 5 ... 10 m și o înălțime de 2,5 ... 3,5 m, căptușit cu plăci din fontă.

Figura-3. Schema tehnologică pentru producerea cimentului Portland prin metoda umedă:

1 - alimentare cu calcar din cariera; 2 - concasor de calcar; 3 - alimentare cu argila din cariera; 4 - alimentare cu apa; 5 - bazin pentru amestecarea argilei 6 - moara cruda; 7 - bazine cu nămol; 8 - cuptor rotativ; 9 - frigider; 10 - alimentare cu combustibil; 11 - depozit de gips; 12 - lift pentru alimentarea cu gips de la concasor la buncăr; 13 - depozit de clincher; 14 - moara cu bile; 15 - silozuri de ciment; 16 - ambalaje de ciment

O traversă cu o greblă de oțel suspendată în ea pe lanțuri pentru măcinarea bucăților de lut se rotește în jurul axei verticale în piure. Suspensia obtinuta in macinatorul de argila cu un continut de umiditate de aproximativ 45% este evacuata printr-un orificiu cu ochiuri si este transferata intr-o moara cu teava (bile), unde calcarul concasat este alimentat continuu.

Figura-4. Moara cu bile:

1.10 capăt de jos; 2-lagăr; 3-pâlnie de încărcare; 4-trunnion tubular; 5-compartimentari intercamere; 6-corp; 7-copertă; 8-septul diafragmei; 9-corp; 11-lame, 12-con de descărcare; 13-carcasa; 14-sită; 15-conducta ramificatie descarcare; 16 orificii de refulare.

O moară cu tuburi (Fig. 4) este un cilindru de oțel cu lungimea de până la 15 m, cu diametrul de până la 3,2 m, care se rotește pe bolțuri goale, prin care moara este încărcată pe o parte și descărcată pe cealaltă parte. În interiorul morii este împărțit prin pereți despărțitori cu găuri în trei camere. În prima și a doua cameră există bile de oțel sau fontă, iar în a treia - cilindri mici. Nămolul intră în prima cameră a morii cu tuburi prin trunionul tubular.

Când moara se rotește, bilele sub acțiunea forței centrifuge și a forței de frecare sunt presate pe pereți, se ridică la o anumită înălțime și cad, rupând și măcinant boabele materialului. Morile cu tuburi sunt echipamente care funcționează continuu. Materialul măcinat fin sub formă de masă cremoasă - nămol - este pompat în bazine de nămol, care sunt rezervoare cilindrice din beton armat sau oțel.

În ele se corectează în final compoziția chimică a nămolului și se creează o anumită rezervă pentru funcționarea neîntreruptă a cuptoarelor. Din bazine, nămolul intră în rezervoare și apoi este introdus uniform în cuptorul rotativ pentru prăjire. Cuptorul rotativ (Fig. 5) este un cilindru lung din tablă de oțel căptușit cu material refractar pe interior.

Figura-5. cuptor rotativ

1-încărcare brută; 2-gaze fierbinți; 3-cuptor rotativ; Perdele cu 4 lanțuri care îmbunătățesc transferul de căldură; 5- conduce; 6-răcirea cu apă a zonei de sinterizare a cuptorului; 7-torță; 8-alimentare cu combustibil prin duză; 9-clincher; 10-frigider; 11-suport.

Lungimea cuptoarelor este de 150…185…230 m, diametrul este de 4…5…7 m. Principiul în contracurent.Nămolul este încărcat din partea superioară a cuptorului și se deplasează spre capătul inferior.Combustibil sub formă de praf de cărbune sau gazul este suflat împreună cu aerul de la capătul opus al cuptorului și arde, creând o temperatură de 1500 ° C.

Gazele de ardere sunt îndepărtate de pe partea laterală a capătului ridicat al cuptorului.Nămolul care se mișcă de-a lungul tamburului intră în contact cu gazele fierbinți care îl întâlnesc și se încălzește treptat. Formarea clincherului de ciment Portland este precedată de o serie de procese fizice și chimice care au loc în anumite limite de temperatură - zone tehnologice ale unității de cuptor - un cuptor rotativ.

În metoda umedă de producție a cimentului, următoarele zone se disting în mod condiționat de-a lungul mișcării materialului ars: I-evaporare, II-încălzire și deshidratare, III-decarbonizare, IV-reacții exoterme, V-sinterizare, VI-răcire. Să luăm în considerare aceste procese începând de la primirea amestecului brut din cuptor, adică în direcția de la capătul său superior (rece) spre cel inferior (cald).

În zona de evaporare cu o creștere treptată a temperaturii de la 70 la 200 ° C, umiditatea se evaporă și amestecul brut este uscat. Materialul uscat este aglomerat, iar bulgări în mișcare se descompun în granule mai mici. În cuptoarele cu proces uscat, nu există zonă de evaporare.

În zona de încălzire cu încălzirea treptată a materiilor prime de la 200 la 700 ° C, impuritățile organice se ard, apa cristalochimică este îndepărtată din mineralele argiloase (la 450 ... 500 ° C) și se formează caolinitul anhidru Al2Oz Si02. Zone de evaporare și încălzire în zonele umede metoda ocupa 50 ... 60% din lungimea cuptorului.

În zona de decarbonizare temperatura materialului ars crește de la 700 la 1100 ° C. Disocierea carbonaților de calciu și magneziu are loc odată cu formarea celor liberi (CaO, MgO).Totodată, descompunerea mineralelor argiloase în oxizi SiO2, Al2O3, Fe2O3 , care intră în interacțiune chimică cu CaO, continuă. Ca urmare a acestor reacții care au loc în mineralele solide, se formează 3CaO·Al2O3, CaO·Al2O3 și parțial 2CaO·SiO2.

În zona reacțiilor exoterme la o temperatură de 1200 ... 1300 ° C, procesul de sinterizare în fază solidă a materialului este finalizat, se formează 3CaO Al2O3, 4CaO Al2O3 Fe2O3 și belite, cantitatea de var liber scade brusc, dar suficientă pentru a satura dicalcul silicat la tricalcic.

În zona de sinterizare la temperaturi de 1300 ... 1450 ... 1300°C, are loc topirea parțială a materialului (20 ... 30% din amestecul ars). Toate mineralele clincher trec în topitură, cu excepția 2CaO·SiO2, toate impuritățile fuzibile ale amestecului brut. Alita se cristalizează din topitură ca urmare a dizolvării oxidului de calciu și a silicatului dicalcic în ea.

Acest compus este slab solubil în topitură, drept urmare precipită sub formă de cristale mici, care cresc ulterior. Scăderea temperaturii de la 1450 la 1300°C determină cristalizarea 3CaO Al2O3, 4CaO Al2O3 Fe2O3 și MgO din topitură (sub formă de periclază), care se termină în zona de răcire.

În zona de răcire, temperatura clincherului scade de la 1300 la 1000°C, aici structura și compoziția acestuia sunt complet formate, inclusiv alită C3S, belite C2S, C3A, C4AF, MgO (periclaza), o fază sticloasă și componente secundare.
Limitele zonelor dintr-un cuptor rotativ sunt destul de arbitrare și nu sunt stabile. Prin schimbarea modului de funcționare al cuptorului, este posibilă schimbarea zonelor și astfel reglarea procesului de ardere.

Clinkerul fierbinte astfel format intră în frigider, unde este răcit rapid de aerul rece care se deplasează spre acesta. Clincherul care părăsește răcitorul cuptoarelor rotative cu o temperatură de aproximativ 100°C sau mai mare intră în depozit pentru răcire finală și îmbătrânire (depozitare), unde este depozitat până la 15 zile. Dacă varul este conținut în clincher într-o formă liberă, atunci în timpul îmbătrânirii este stins de umiditatea aerului.

În fabrici foarte mecanizate, cu un bine organizat proces tehnologic calitatea clincherului este atât de mare încât nu este nevoie să-l îmbătrâniți. Măcinarea clincherului împreună cu aditivii se realizează în mori cu mai multe camere.
Măcinarea fină a clincherului cu gips și aditivi minerali activi într-o pulbere fină se realizează în principal în instalații de separare care funcționează într-un ciclu deschis sau închis.

Funcționarea eficientă a morii cu tuburi este asigurată prin răcirea spațiului morii prin aspirație (ventilație). Datorită aspirației, productivitatea morilor crește cu 20 ... 25%, emisia de praf scade, iar condițiile de lucru se îmbunătățesc. Pentru a intensifica măcinarea, se introduce un aditiv - piure de drojdie sulfit (SDB), în timp ce productivitatea morilor crește cu 20 ... 30%.

La fabricile moderne de ciment, măcinarea cimentului Portland în ciclu deschis are loc după următoarea schemă tehnologică. Clinkerul, gipsul și aditivii minerali activi din depozit sunt introduși în buncăre și dozați de alimentatoarele cu plăci. După măcinare, cimentul intră în axul de aspirație prin trunionul morii, iar din acesta în buncărul de ciment și mai departe în depozit.

Spațiul morii este aspirat, aerul prăfuit este curățat parțial în puțul de aspirație, apoi în cicloane și un precipitator electrostatic, apoi este colectat de un melc și trimis în recipientul de alimentare cu ciment. Dezavantajul șlefuirii în ciclu deschis este dificultatea de a obține ciment cu o suprafață specifică mare (până la 400...500 m2/kg).

Morile care funcționează într-un ciclu închis dau un produs granular mai uniform, cu o suprafață specifică mai mare (4000…5000 cm2/g); ciclul de măcinare închis include o unitate de măcinare și un separator centrifugal, care determină boabele mari returnate pentru remăcinare în prima cameră, iar fracția fină este măcinată în a treia cameră, din care se descarcă cimentul finit. Într-un circuit complet închis, materialul trece prin separator de două ori.

Recent, s-a răspândit o moară cu țevi scurte, de obicei cu două camere, care funcționează în ciclu închis cu un separator.
Cimentul Portland gata (cu o temperatură de 100°C sau mai mult) este trimis prin transport pneumatic la silozuri pentru răcire. După aceea, este ambalat în saci de 50 kg în saci de hârtie multistrat sau încărcat în transport rutier, feroviar sau pe apă special echipat.

O nouă modalitate de a produce ciment Portland

O nouă metodă de producere a cimentului Portland este că clincherul este ars într-o soluție de sare de cloruri.În această metodă, principalul mediu de reacție din cuptor (topitură de silicați) este înlocuit cu o topitură de sare pe bază de clorură de calciu. În topitura sării, dizolvarea oxizilor principali care formează clincher (CaO, SiO2, Al2O3, Fe2O3) este accelerată și formarea mineralelor (alită, belite etc.) este finalizată la 1100 ... 1150 ° C în loc de obișnuitele 1400 ... 1500 ° C, ceea ce reduce semnificativ intensitatea energetică a producției de clincher de ciment. Clinarul rezultat împreună cu alita conține un mineral numit alinită.

Alinitul este un silicat de calciu Al-Cl foarte bazic care conține aproximativ 2,5% clorură. Clincherul sintetizat în topitura de sare se măcina de 3-4 ori mai ușor decât cel obișnuit. Acest lucru permite reducerea consumului de energie electrică pentru măcinare și creșterea productivității morilor de ciment. Acest lucru reduce numărul de unități de măcinare.

Cimentul Alinite se hidratează mai repede în stadiile incipiente. Tehnologia cimentului nou este stăpânită la fabricile de ciment. Acum se studiază în profunzime rezistența la coroziune a betonului pe acest ciment și comportamentul armăturii din oțel în beton, ținând cont de prezența clorului în acesta. Toate acestea vor permite determinarea zonelor raționale de aplicare a cimentului de alinită.

Consumul total de energie la 1 tonă de ciment este de 325...550 MJ, iar costurile minime de energie se realizează prin metoda uscată folosind un calciner: 125...180 MJ se cheltuiesc pentru măcinarea clincherului cu aditivi.

RECOMANDĂM repostarea articolului pe rețelele de socializare!