Оборудование для производства цемента по сухому способу

Как делают сухой цемент: мокрый и сухой способ производства цемента, технология

Сухой цемент представляет собой искусственное вещество, которое поставляется в формате порошка и используется в качестве вяжущего в процессе замешивания разного типа бетонных растворов. В момент смешивания с водой цемент провоцирует прохождение химической реакции с изменением структуры материала, который застывает и превращается в камень, обеспечивая монолиту должные характеристики прочности, стойкости, способности выдерживать механические нагрузки.

Состав цемента может быть разным, что напрямую зависит от вида вяжущего и возложенных на него функций, требуемых свойств материала. Классический цемент делают из клинкера (обожженные и спаянные в куски известняк и глина, взятые в определенной пропорции), смешанного с гипсом и различными минеральными добавками.

• Известь (оксид кальция) – около 60%.
• Кремниевый диоксид – до 20%.
• Алюминий (глинозем) – 4%.
• Гипс, оксиды железа – до 2%.
• Магния оксид – 1%.

Данное процентное соотношение актуально для портландцемента – самого распространенного вида материала. Пропорции могут меняться, в соответствии с классном и технологией производства цемента. Ввиду существования большого числа марок и видов цемента точного рецепта его производства (и химической формулы) не существует – тут все зависит от показателей минералогического состава.

Производство цемента осуществляется из клинкера – продукта обжига глины и известняка, взятых в пропорции 1:3. Клинкер представляет собой полуфабрикат для создания цемента. После обжига при высокой температуре (до 1500 градусов) клинкер мелко измельчают до гранул величиной около 6 сантиметров. Потом клинкер измельчают до порошкообразного вида, вводя различные добавки.

1. Гипс, который регулирует длительность схватывания.
2. Корректирующие добавки для улучшения определенных характеристик цемента (присадки, пластификаторы и т.д.).

В качестве основного исходного сырья в производстве цемента используют различные горные породы – карбонатного типа (могут быть с кристаллической либо аморфной структурой, определяющей уровень эффективности взаимодействия материала с остальными компонентами состава в процессе обжига) и осадочного происхождения (глинистое сырье с минеральной базой, которое при сильном увлажнении разбухает и становится пластичным, увеличиваясь в объеме; материал вязкий, применяется при производстве сухим способом).

Мокрая технология производства цемента

Производство цемента мокрым методом начинается так же, как и в любом другом случае: с добывания твердого известняка из карьеров, который потом дробят на куски разной величины. Потом куски измельчают в специальных дробильных агрегатах до тех пор, пока фракция известняка не будет равна максимум 8-10 миллиметрам.

Потом на завод доставляют глину из карьера, ее обрабатывают в вальцевых дробилках до тех пор, пока размер кусков не будет равен максимум 100 миллиметрам. Измельченную смесь глины отмачивают в болтушках до момента получения глиняного шлама влажностью в пределах 70%. Потом шлам отправляют в мельницу, где его смешивают и размалывают вместе с известняком.

Далее шлам, влажность которого находится уже на уровне 40%, отправляют в вертикальный бассейн, где осуществляется окончательный процесс корректировки. Данная операция чрезвычайно важна, так как именно тут формируется и обеспечивается правильная химическая формула состава шлама.

После проверки качества шлама его транспортируют для реализации последующих этапов: цементную массу из вертикального бассейна транспортируют в горизонтальный, где смесь хранят до того, как отправить в печь для обжига. Сырье в горизонтальном бассейне постоянно перемешивается механически с использованием сжатого воздуха. Это не позволяет шламу выпадать в осадок и дает возможность полностью гомогенизироваться.

Далее шлам отправляют на обжиг в печь, где он превращается в клинкер. Клинкерная основа, полученная в итоге, отправляется в промышленный холодильник и там охлаждается. Потом клинкер дробят, подают в емкости мельниц, повторно измельчают до состояния порошка.

В случае, когда процесс обжига шлама требует применения твердого топлива, необходимо позаботиться о строительстве дополнительного помещения (где будет храниться, готовиться уголь). Если технологическая схема производства цемента требует применения газообразного/жидкого топлива, процесс обжига клинкера упрощается.

На завершающем этапе производства цемент из бункеров мельниц направляют в специальные помещения, где он хранится. Здесь лаборанты исследуют качество продукции, определяют марку. Только по завершении проверки цемент может отправляться на упаковочные аппараты.

Преимущества

Рассматривая мокрый способ производства цемента, стоит учитывать его плюсы и минусы. Как и любой технологический процесс, данный обладает своими особенностями.

• Понижение технологических затрат на измельчение сырьевой базы – глина и мел прекрасно намокают в воде в бассейне при первичной обработке, в связи с чем измельчаются легче и проще.
• Транспортировка, усреднение, корректировка шлама осуществляются проще, безопаснее с точки зрения экологии, особенно в сравнении с аналогичными процессами при производстве цемента сухим способом.
• Намного меньше образуется пыли.
• Печи обжига по конструкции простые, надежные, обладают высоким коэффициентом использования пространства (варьируется в пределах 0.89-0.91).
• Есть возможность использовать в производстве компоненты с достаточно «пестрым» (разным) химическим составом, а также обеспечена хорошая гомогенизация шлама.

Недостатки

Недостатков в мокром методе производства цемента мало, но они есть и не учитывать их нельзя.

1. Высокий удельный расход тепловой энергии в процессе обжига сырья. Сырье, которое поступает для обжига, обладает в среднем влажностью до 45%. И для испарения влаги, правильного прогрева компонентов необходимо до 6800 кДж/кг тепловой энергии либо 35% тепловой мощности печи. В связи с такими расчетами часть обжиговой печи функционирует в качестве сушильного агрегата с последующими сложностями.
2. Высокий уровень материалоемкости печей для обжига наряду с не очень большой производительностью.

Сухая технология производства

Сухой способ производства цемента использует другую технологическую схему. Известняк и глина, которые добывают из карьера, дробятся и отправляются в сепараторную мельницу. Тут они смалываются, смешиваются, сушатся. Полученную смесь доставляют в смесительные аппараты, окончательно перемешивают с использованием сжатого воздуха. Сейчас же корректируется и химический состав цемента.

При применении глинистого компонента сырье подают для смешивания в шнеки, где частично увлажняют водой. Создаются прочные гранулы со влажностью максимум 14%, потом они поступают для обжига в печь.

Обжиг сырья при сухом методе может осуществляться в разных печах – в данном случае особое внимание обращают на приготовление сырья. А дальнейшие этапы производства сходны с мокрым методом.

Плюсы технологии

В сравнении с мокрым, сухой метод обладает некоторыми преимуществами, которые обязательно нужно учитывать при расчетах (когда планируется организовать бизнес по производству цемента, к примеру).

• Сравнительно невысокий удельный расход энергии тепла на обжиг клинкера – в пределах 2900-3700 кДж/кг.
• Объем печных газов меньше на 30-40%, их можно вторично применять для сушки сырья и значительно снизить энергозатраты на создание клинкера, уменьшить затраты на обеспыливание.
• Значительно меньшая металлоемкость печей для обжига при повышенной производительности в сравнении с мокрой технологией. Мощность печей при «сухом» методе составляет 3000-5000 тонн в сутки, что больше в 1-2 раза аналогичного оборудования мокрого метода.
• Нет необходимости в мощных источниках воды.

Минусы технологии

Несмотря на явные преимущества, есть у технологии и свои минусы.

• Значительно больше выделяется пыли, что усложняет соблюдение санитарных норм, правил охраны окружающего пространства.
• Сложность конструкции печей для обжига и их требовательность в плане колебаний химического состава сырья, его степени влажности, дисперсности.
• Сравнительно низкий коэффициент использования печей – где-то 0.7-0.8.

Отличия мокрой технологии производства от сухой

Обе технологии производства цемента обладают своими нюансами, плюсами и минусами. Но есть ключевые особенности, которые необходимо учитывать в первую очередь при планировании бизнеса и просчете расходов, прибыли. Главный недостаток мокрого метода производства цемента – существенная энергоемкость всего процесса, которая отражается соответствующим образом на цене конечного продукта в сторону повышения.

Сухая же технология менее экологична и опасна для окружающей среды, в связи с чем требует значительных расходов на устранение этого фактора. При этом, сам процесс производства обходится дешевле по всем пунктам, позволяет понизить цену конечного продукта.

Особенности полусухого способа

Полусухой метод производства цемента достаточно схож с сухим, но предполагает некоторые отличия. Фракция сырья, что проходит стадию гранулирования, равна примерно 10-20 миллиметрам, уровень влажности 11-16%. Сначала сырье обжигают в печах Леполь, потом создавшиеся гранулы отправляют в конвейерный кальцинатор.

Из печи выходят газы, проходящие сквозь гранулы, находящиеся на решетке. Таким образом сырье нагревается до 900 градусов, полностью высушиваясь в процессе. Такая термообработка способствует декарбонизации смеси примерно на 25-30%, что нужно для производства. После сырье отправляют в печь – это завершающий этап производства цемента.

Комбинированный метод производства

Данный способ базируется на подготовке компонентов сырья по мокрому методу, а вот их обжиг осуществляется по схеме полусухого метода. Шлам, полученный в сырьевой мельнице, обладает влажностью в диапазоне 30-45%, он отправляется в фильтр: тут обезвоживается до уровня влажности в 15-20%, потом сырье смешивают с пылью, влажность доводят до показателя в 12-14%.

На следующем этапе смесь отправляется на обжиг, который осуществляется в печах полусухого способа изготовления цемента. Все остальные операции ничем не отличаются от аналогичных этапов мокрого метода производства.

Подходящий метод производства цемента выбирают в соответствии с технологическими и технико-экономическими факторами – качеством и типом сырья, влажностью и однородностью смеси, наличием соответствующего оборудования, возможностей и т.д. В Москве заводы работают по всем трем схемам и поставляют на рынок цемент высокого качества.

Источник

Способы изготовления цемента

Несколько последних десятилетий строительная отрасль является одной из самых прибыльных. Учитывая востребованность стройматериалов, цемент ещё на протяжении многих лет будет удерживать лидирующие позиции среди них по популярности. Невзирая на то, что технология производства достаточно сложная, окупаемость технологического процесса высокая. Чаще всего цементные заводы располагаются на местах добычи сырья, что снижает себестоимость производства.

Основные варианты производства

Весь процесс условно можно разбить на два этапа:

• добыча клинкера;
• измельчение клинкера в порошкообразную массу с добавлением гипса или других добавок.

Самой затратной частью процесса является получение клинкера. На нее приходится от 70 до 80% себестоимости продукта. Условно схему можно разделить на четыре технологические операции:

• добыча и доставка сырья на завод;
• измельчение;
• приготовление сырьевой смеси;
• обжиг смеси.

На сегодняшний день самые распространённые методы получения портландцементного клинкера – «сухой», «мокрый» и «комбинированный». Выбор технологии для получения клинкера в основном зависит от качества сырья и тепловых мощностей предприятия.

Он не предполагает использование воды. Глину и известняк дробят и высушивают, после чего перемалывают в муку и с помощью воздуха смешивают. После обжигания в печи получается клинкер, который в дальнейшем поступает на склады. Данный вариант позволяет уменьшить затраты тепловой энергии на испарение воды. Такая технология производства цемента очень эффективная при высокой однородности смеси.

Достоинством такого метода обработки сырья является возможность точного подбора состава шлама, даже при высокой неоднородности исходных компонентов. Шлам представляет собой жидкую массу с содержанием воды до 40%. Состав корректируется в специальных бассейнах, после чего проводится его обжигание в специальных вращающихся печах. Расход тепловой энергии выше, чем при сухой, зато качество получаемой продукции не страдает при неоднородности шлама.

Данный метод обработки базируется на технологии мокрого изготовления. Промежуточную смесь обезвоживают специальными фильтрами. В случае использования на начальном этапе сухого метода, смесь гранулируют с добавлением воды. Клинкер на обжиг поступает в виде гранул или смеси с влажностью от 10 до 18%.

Наряду с традиционным, широкое распространение получает производство бесклинкерного цемента сухим способом. В основе лежит гидравлический или доменный шлак. Он смешивается с дополнительными материалами и активизатором, в результате чего получается шлако-щелочной материал.

Достоинствами данного материала является:

• устойчивость в любой применяемой среде;
• незначительные энергозатраты производственного процесса;
• использование в качестве исходных материалов отходов металлургии, что положительно сказывается на окружающей среде;
• возможность изготовления с различными свойствами и цветовой гаммой, не производя существенного переоснащения линий.

Производство белого цемента

С целью декоративного оформления строений всё чаще используются отделочные материалы белого цвета, поэтому обычный цемент для таких работ не подойдёт. Процесс изготовления цемента белого цвета по технологии своего изготовления мало чем отличается от обычного, но содержит в своём составе повышенное количество алита и белита. Данные минералы характеризуются высоким коэффициентом отражения света, что позволяет использовать такой состав в декоративных работах. Сырьём для производства белого цемента является чистые карбонатные и глинистые составы (известняки, каолин и отходы от его обогащения, чистые кварцевые пески).

На территории России для производства такого типа цемента используют мокрый метод обработки шлама, а на западе комбинированный. Чтобы придать материалу белизны проводится его дополнительная очистка в бескислородной газовой среде, а обжиг его осуществляется при более высоких температурах. Не смотря на то, себестоимость выше обычного, он пользуется популярностью в отрасли отделочных работ.

За счёт добавления в состав смеси стойких красящих пигментов можно получить цветные портландцементы.

Цветовая гамма получается следующая:

• чёрный (двуокись марганца);
• красный (железный сурик);
• жёлтый (охра);
• зелёный (окись хрома);
• голубой (кобальт и ультрамарин).

По своим характеристикам немного уступают своему классическому собрату, зато превосходят его своим видом, по эстетическим показателям. Скорость твердения у них немного ниже, чем у обычных аналогов, кроме этого они обладают повышенной усадкой и слабой коррозийной и морозоустойчивостью. Их основная область применения – внутренние отделочные работы.

Оборудование

Если рассмотреть производственный процесс в целом, то для него необходимы следующие комплекты оборудования:

• для добычи сырья;
• его измельчения и складирования;
• обжига;
• измельчение и смешивания клинкера;
• фасовки и отгрузки готовой продукции.

Как было сказано ранее, существует много вариантов обработки шлама, поэтому тип оборудования на каждом таком предприятии может отличаться друг от друга.

С распространением частного бизнеса во всех сферах экономики, широкой популярностью пользуются мини заводы по изготовлению цемента. Данные предприятия не требуют большого стартового капитала для их запуска, а окупают себя достаточно быстро. Производство линий для изготовления цемента пользуется заслуженной популярностью. Такие мини заводы занимают небольшие площади, а с учётом незначительных энергозатрат и быстроты сборки могут размещаться на неперспективных месторождениях.

К примеру, предприятие способное делать 120 000 тонн продукции в год занимает площадь всего в 30 000 квадратных метров и для своего обслуживание требует всего 40 человек. Срок производства такой линии по изготовлению портландцемента около четырёх месяцев, а его общая энергетика около 2 300 кВт.

Линия состоит из следующих агрегатов:

1. Щековые дробилки (для грубого и тонкого дробления);
2. Дробилка молотковая;
3. Вибросито;
4. Три транспортёра;
5. Устройство подачи сырья;
6. Шаровая мельница;
7. Машина для сортировки;
8. Две молотильных машины (одна из них дозировочная);
9. Смесительная машина;
10. Гранулирующая машина;
11. Барабанная печь;
12. Машина для просушки;
13. Рефрижератор;
14. Молотильная машина для клинкера;
15. Сортировальный агрегат;
16. Шнекмашина;
17. Ковшевой элеватор;
18. Весы в форме ковша;
19. Упаковочное оборудование;
20. Ротаметр.

Такая линия позволяет изготавливать данный строительный материал из сырья типа известняк и глина.
В последнее время широкой популярностью пользуются мельничные комплексы, основной задачей которых является активация низкомарочных портландцементов и бесклинкерное производство, используя отходы металлургии.

Самыми дешёвыми на сегодняшний день являются линии по изготовлению, которые поставляет Китай. Если рассматривать стоимость таких линий исходя из их производительности, то окупят они себя всего за несколько лет.

Эта ниша ещё не полностью заполнена и даёт возможность предпринимателям организовать свой постоянный доходный бизнес.

Источник