Виробництво цементу

Сучасні цементні заводи – це високомеханізовані і автоматизовані виробничі комплекси, де управління й контроль за технологічним процесом на здійснюється з дистанційних пультів. Для приготування сировинної суміші на цементних заводах використовують вапняк і глину. Ці матеріали, як правило, видобувають в кар’єрі недалеко від цементного виробництва. За допомогою транспорту їх доставляють на виробництво і вивантажують на конвеєр для відправки в дробильний цех.

На цементному заводі може діяти двоступенева і триступенева система дробленні. При первинному дробленні зменшується розмір компонентів, щоб подальше подрібнення відбувалося з найменшими витратами. У результаті виходить маса, яка складається на 80% з вапняку і на 20% з глини. На первинне дроблення можуть надходити шматки вапняку розміром 100-1000 мм, глини 50-500 мм. Крім цього можуть використовуватися: мергель, пемза, туфи, траси, опока, трепел, доменні і паливні шлаки. Для більшої економічності роботи млинів слід завантажувати в них матеріал розміром 8-10 мм. Отримане в після дроблення сировину не повинно містити фракцій більше 25 мм., Його складують у відвал гомогенізації і називають «сировинної сумішшю». 

Детальніше про первинне дроблення 

Метою дроблення є подрібнення сировини. Це механічне дія здійснюється в дробильної млині, яка має свій оптимальний розмір дроблення, при якому сумарна вартість дроблення і помелу мінімальна. При збільшенні ступеня подрібнення зростає витрата енергоресурсів. На сучасному виробництві можуть встановлені потужні чотирикамерні млина. Управління процесом здійснюється централізовано. 

Устаткування для дроблення розрізняють на види за способом подрібнення матеріалів: 

• роздавлююче з періодичним натисканням дроблять поверхонь – дробарки щокові і конусні (для твердого та середньої м’якості сировини);
• роздавлююче з безперервним натисканням дроблять поверхонь – дробарки валкові з зубами (для вологого м’якої сировини);
• ударної дії – дробарки молоткові та ударні.

Щокові дробарки випускають з простим і складним рухом щоки. У дробарці з простим рухом сировину раздавливается між нерухомою і рухомою щокою в результаті періодичного натискання останньої. У дробарці із складним рухом щоки розчавлювання поєднується з стиранням. 

Щокові дробарки зі ступенем подрібнення 5-6 мають розмір завантажувальних отворів 900 * 1200, 1200 * 1500, 1500 * 2100 мм і продуктивність 180, 280 і 500 т/год, здатні переробляти шматки розміром до 700-1200 мм. 

Щокові дробарки із складним рухом щоки застосовують на другій стадії дроблення. Вони відрізняються меншою продуктивністю – 5-200 т / ч. 

Конусні дробарки зі ступенем подрібнення 3-5 використовують для крупного, середнього і дрібного дроблення. У них діє механізм роздавлювання сировини за рахунок зламу між двома усіченими конусами. Внутрішній конус обертається ексцентрично по відношенню до зовнішнього нерухомому конусу. Конусні дробарки відрізняються від щекових безперервністю процесу дроблення і більшою продуктивністю – до 2400 т / ч. Одна конусна дробарка може замінити 3 щекових. 

Для дроблення можуть закладатися шматки розміром до 1500 мм. Розрізняють дробарки среднеконусние (для середнього дроблення) і короткоконусние (для дрібного дроблення). На відміну від більш простих щекових дробарок, конусні складніше в пристрої, важче в експлуатації та ремонті. 

Валкові дробарки діють шляхом роздавлювання і стирання матеріалу за рахунок обертаються назустріч один одному валків. Випускають одновалкової і двохвалкові дробарки. Останні бувають двох видів: тихохідні (для дроблення гірських порід великої твердості) і швидкохідні (для дроблення порід невеликій твердості). Залежно від сировини для дроблення, валки роблять гладкими, рифленими або зубчастими. 

Коли сировина потрапляє між валками воно віджимає валок на пружинах і проходить в розвантажувальну воронку, ніж запобігає поломка дробарки (іноді відбувається заклинювання валків). Ступінь стиснення пружин впливає на ефективність роботи: при низькому ступені стиснення тверді матеріали можуть віджати валок, потім, не подрібнюючи, пройти між валками. Необхідна ступінь стиснення пружин визначається дослідним шляхом. Максимальний розмір шматків сировини обмежується, насамперед, зазором між валками і властивостями компонентів сировини. Для запобігання налипання на валки вологе сировину необхідно попередньо підсушити. 

Дробарки ударної дії застосовують, як правило, на другій і третій стадіях подрібнення. Сировина подрібнюються при ударі об бистровращающіеся механізми (била, молотки) та відображають елементи (футеровку, колосникові грати). Розрізняють молоткові і роторні дробарки. У молоткових сировину подрібнюється за рахунок ударів молотків і відбійних плит, раздавливается і кришиться завдяки обертовим молотків. У роторних дробарках сировину подрібнюється за рахунок ударів жорстко закріплених коротких бив і при ударі об відбивні плити. Розмір сировини для ударних дробарок не повинен перевищувати 1000 мм, а величина подрібненої сировини становить до 20 мм (ступінь подрібнення 40-50). Ударні дробарки характеризуються високим ступенем подрібнення, економічністю, невеликими розмірами і масою, простотою в обслуговуванні. До недоліків можна віднести швидкий знос робочих поверхонь при подрібненні міцних абразивних порід. Ефективність роботи дробильних агрегатів можна підвищити за рахунок застосування віброгуркоті (відокремлюють матеріал, який може бути відправлений відразу на наступну стадію дроблення). 

Для прогріву подрібнена суміш потрапляє в реактор-декорбанізатор, температура якого 800 °С. Нагріта в реакторі суміш прямує в горизонтальну обертову піч і нагрівається до 1400 ° С. У процесі випалу відбувається хімічна реакція, в результаті якої з вапняку виділяється вуглекислий газ (СО2). Після процедури суміш має тверді гранули і називається клінкером. Сучасні цементні виробництва відрізняються більшою екологічністю, порівняно зі старими виробничими потужностями. Для роботи печей все частіше використовують альтернативне паливо (побутові і сільськогосподарські відходи, покришки, біопаливо). Ряд цементних заводів Європи, особливо в Німеччині, абсолютно нешкідливі для навколишнього середовища. 

Після охолодження клінкеру, його направляють в бункери. Додають гіпс або інші добавки, ретельно змішують і ще раз подрібнюють. Виходить портландцемент.