Основы производства портландцемента

Способы производства портландцемента

Процесс производства портландцемента складывается в основ­ном из следующих основных операций: добычи сырьевых матери­алов; приготовления сырьевой смеси, состоящей из дробления, по­мола и усреднения ее состава; обжига сырьевой смеси (получение клинкера); помола клинкера в тонкий порошок.

В зависимости от вида подготовки сырья к обжигу различают мокрый, сухой и комбинированный способы производств портландцементного клинкера. При мокром способе производства из­мельчение сырьевых материалов, их перемешивание, усреднение и корректирование сырьевом смеси осуществляются в присутствии определенного количества воды, а при сухом способе все перечис­ленные операции выполняются с сухими материалами. 

При комбинированном способе сырьевую смесь приготовляют по мокрому способу, затем ее максимально обезвоживают (фильтруют) на спе­циальных установках и в виде полусухой массы обжигают в печи. Каждый из перечисленных способов имеет свои достоинства и не­достатки.

Способ производства портландцемента выбирают в зависимости от технологических и технико-экономических факторов: свойств сырья, его однородности и влажности, наличия достаточной топ­ливной базы и др.

Мокрый способ производства. При мокром способе производст­ва сырьевые материалы измельчают и сырьевую смесь смешивают с водой. Получаемая сметанообразная масса — сырьевой шлам — содержит 32—45% воды.

В зависимости от физических свойств исходных сырьевых ма­териалов и других факторов при получении портландцемента по мокрому способу применяют разные схемы производства (рис. 1) отличающиеся одна от другой способом приготовления сырьевой смеси.

На цементных заводах, работающих по мокрому способу, в ка­честве сырьевых материалов для производства портландцементно-го клинкера часто используют мягкий глинистый и твердый извест­няковый компоненты. В этом случае технологическая схема произ­водства цемента, в которой приведены основные технологические переделы без указания дозировочных и транспортных устройств и другого вспомогательного оборудования, выглядит следующим об­разом .

Начальная технологическая операция получения клинкера — измельчение сырьевых материалов. При использовании в качестве известкового компонента мела его измельчают в болтушках или в мельнице самоизмельчення. Если применяют твердый известняк, то его дробят в одну-две стадии в щековых дробилках. Глиняный шлам, полученный в болтушках или других агрегатах, направляют в сырьевую мельницу, куда подается для измельчения и известняк. В мельницу известняк и глиняный шлам подают в определенном соотношении, соответствующем требуемому химическому составу клинкера. Чтобы получить сырьевой шлам заданного химического состава, его корректируют в бассейнах или в потоке.

1-экскаватор, 2 - автосамосвал, 3 - приемная воронка, 4 -пластинчатый питатель. 5-щековая дробилка, 6- молотковая дробилка 7 - лен­точный конвейер, 8-ленточный магистральный конвейер, 9-роторный экскаватор, 10 - мельница 11~шламотный насос, 12- вертикальный шламбассейн. 13 - магистральный шламопровод, 14 -бункер, 15 - весовой дозатор,16-стержневая мельница 17-шаровая мельница  18 - горизонталыше шламбассейнм, 19— компрессорная, 21 — вращающаяся печь, 22-колосниковый холодилбник 23 вентилятор острого дутья. 24-вентилтор общего дутья, 25 - скруббер. 26 – электрофильтр  27-дымосос  28-труба для выброса  газов»  29-винтовой конвейер для транспортирования пыли. 30-пнеамовинтовой насос. 31-ковшовый конвеер 32- бункерное приемное устройство для разгрузки добавок, 33 -дробилка, 34-сушилка кипящего слоя. 35 - топка, 36 - Циклон, 37 –силосы 38- ленточный конвейер, 39— трубная мельница. 40 —элеватор. 41 —сепаратор с выносными циклонами, 42 —рукавный фильтр, 43 — вентилятор. 44—пнев-мокамерный насос,45 — силос для цемента, 46 — вагов-цементовш. 47 — автоцемемтовоз

Выходящий из мельниц сырьевой шлам в виде сметанообразной массы насосами подают в расходный бачок в печной цех на об­жиг. Из бачка шлам равномерно сливается во вращающуюся печь. При мокром способе производства для обжига клинкера использу­ют длинные вращающиеся печи со встроенными теплообменными устройствами.

Из печи клинкер поступает в холодильник, где охлаждается холодным воздухом. Охлажденный клинкер отправляют на склад. В ряде случаев клинкер из холодильников направляют непосред­ственно на помол в цементные мельницы. Перед помолом клинкер дробят. Дробление клинкера производится совместно с гипсом, гид­равлическими и другими добавками.

Из мельницы цемент транспортируют на склад силосного типа (цементные силосы). Отгружают цемент потребителю либо в таре (бумажных мешках по 50 кг), либо навалом в автоцементовозах или в специальных железнодорожных вагонах.

Сухой способ производства. При сухом способе производства портландцемента выбор схемы зависит от физических и химиче­ских свойств сырья.

Схема производства портландцемента по сухому способу во вращающихся печах при использовании в качестве сырья известня­ка и глины приведена на рис. 2. Производство портландцементно-го клинкера в этом случае складывается из следующих операций.

После выхода из дробилки известняк и глину высушивают до влажности примерно 1%, после чего измельчают в сырьевую му­ку. Помол и сушку сырьевой смеси целесообразно вести одновре­менно в одном аппарате — сепараторной мельнице. Этот способ более эффективен и применяется на большинстве новых заводов, ра­ботающих по сухому способу.

Сырьевую муку заданного химического состава получают пу­тем дозирования сырьевых компонентов в мельницу с последую­щим усреднением и корректированием сырьевой шихты в специаль­ных смесительных силосах, куда дополнительно подается сырьевая мука с заведомо низким или высоким титром (содержанием СаСОз).

Затем подготовленная сырьевая смесь поступает в систему цик­лонных теплообменников, состоящую из нескольких ступеней цик­лонов. Время пребывания смеси в циклонных теплообменниках не превышает 25—30 с. Из циклонов материал подается в печь, отку­да клинкер пересыпается в холодильник. После охлаждения клин­кер направляется на склад. Другие технологические операции при сухом способе производства — подготовка гидравлических добавок и гипса, помол цемен­та, его хранение и отправка потребителю — такие же, как и при мокром способе.

Рис. 2. Технологическая схема производства цемента по сухому способу: 1— экскаватор. 2 — самоходкая дробилка, 3 — штабелеукладчик, 4 — роторная машина, 5 — кран-перегружатель, 6 — вагоноопрокидыватель, 7—приемные бункера сырья, 8 —дозирующее и транспортирующее устройство. 9 — мельница предварительного измельчения «Аэрофол». 10 — сепаратор, 11 — трубная мельница. 12 ~~ топка. 13 — циклон, 14 — мельничный вентилятор, 15 — кондиционер, 16 — электрофильтр. 17 — аспнирационный вентилятор, 1В — дымовая труба, 19— механизм уборки пшш. 20 — пневмокамерные насосы, 11- корректирующие снлосы, 22—рас­ходные силосы, 23 —расходный бункер постоянного уровня, 24 —весовой дозатор (расходомер). 25 — пневмоподъемник. 26 —рукавный фильтр, г/ — циклонные теплообменники, 28 — вращающаяся печь. 23 — колосниковый холодильник, 30 — вентилятор острого дутья, 31 — вентилятор двоякого прососа, 32 — вентилятор общего дутья, 33 — дробилка клинкере, 34— конвейер клинкере, 35 — силосы, 36 — регулировочный шиб«р. 57 — прием­ный бункер, Зе~ питатель-дозатор, 39 — дробилка, 40 —сушильная установка, 41 — дымосос, 42 — вентилятор, 43 — весовой дозатор. 44 —кои-веяер. 45— трубная мелышца, 46 — элеватор, 47 —сепаратор. 48 — рукавный фильтр, 49-вагон-цемеитовоз, 50 — автодемстговсз, 51 —весы, 52—цементный силос.  

Комбинированный способ производства. При комбинированном способе производства сырьевая смесь в виде шлама, полученного по мокрому способу производства, подвергается обезвоживанию и грануляции, а затем обжигается в печах, работающих по сухому способу.

Основные технологические операции и последовательность их выполнения при комбинированном способе производства портланд­цемента следующие. 

            Выходящий из сырьевой мельницы шлам влажностью 35—40% после его корректирования поступает в вакуум-фильтр или пресс-фильтр, где он обезвоживается до влажности 16—20%. Образую­щийся при этом «сухарь» смешивается затем с пылью, уловленной электрофильтрами из дымовых газов печи; добавка пыли предот­вращает слипание кусков «сухаря» и приводит к уменьшению влажности смеси до 12—14%. Приготовленная таким образом смесь поступает на обжиг, который   осуществляется   во вращаю­щихся печах.

Все остальные операции производства портландцемента по ком­бинированному способу не отличаются от соответствующих опера­ций при мокром способе производства.