Производство портландцемента сухим и полусухим способами

Вращающиеся печи с кальцинаторами, часто работающие с пониженными коэффициентами использование  по времени (не более 0.8 – 0.85) и плохо  поддающиеся автоматизации, реконструируются и переводятся на работу с теплообменниками, что способствует значительному сокращению удельных расходов труда, топлива и электроэнергии и повышению производительности печей. 

Обжиг в шахтных  печах. Шахтные печи рассчитаны на производительность до 150 – 250т. клинкера в сутки. Они  работают на короткопламенных видах  топлива. Эти печи характеризуются пониженным расходом тепла – 3750 – 4600 кДж/кг клинкера. Вместе с тем по качеству получаемого клинкера эти печи уступают вращающимся.  

Процесс обжига клинкера в современных печах  полностью автоматизирован. Высота шахты обычно находится в пределах 8 – 10 м. А диаметр её  

2.5 – 2.8 м. Печь  конструкции Гипроцемента имеет  высоту 8м. И внутренний диаметр  2.85 м. Мощность её до 250 т. клинкера  в сутки. Пи расходе тепла  4200 кДж/кг. В печи обжигается сырьевая  мука, смешанная с топливной крупкой и подвергнутая грануляции. Сырьевая мука и топливная крупка из отдельных бункеров, размещённых над шахтой, с помощью ленточных весовых дозаторов направляются в строго установленном количестве в смесительные шнек, а далее в тарельчатый гранулятор. Отсюда гранулы вращающейся воронкой загружаются в печь, где распределяются ровным слоем. Топливо сгорает за счёт воздуха, подаваемого под разгрузочную решётку внизу печи под давлением 25 – 30 кПа. Часть воздуха поступает непосредственно в зону горения. Предусмотрена также введение некоторого количества воздуха, обогащённого кислородом, в зону интенсивного горения топлива. 

Готовый клинкер  разгружается с помощью рещётки, которая может вращаться с  разной скоростью, в зависимости  от протекания прцесов обжига.  

Чтобы предотвратить  выбивание воздуха из печи, при  выгрузке продукта устанавливают двух или трёхшлюзовый затвор. Верхнюю  часть печи футеруют огнеупором, а  в низу устанавливают чугунные кольца, лучше выдерживающие абразивное действие клинкера. 

При обжиге материала в шахтных печах сырьевые гранулы в начале подвергаются сушке отходящими дымовыми газами. Затем по мере перемещения их вниз в зону более высоких температур и нагревания до 400 – 500*С в них проходит дегидратация глинистых минералов. В это время начинается горение топлива, находящегося в гранулах. Это резко повышает температуру материала, что сопровождается декарбонизацией известняка и выделением СО2. 

Углекислый газ  способен взаимодействовать с углеродом. Образование окиси углерода в  массе материала сопровождается возникновением среды которая может вызвать восстановление окиси железа до Fe2O4 или FeO, ухудшающих качество клинкера и облегчающих спекание материала в крупные куски и его привары к стенкам печи. Чтобы предотвратить такие нежелательные явления следует часть воздуха необходимого для горения топлива, вводить в зону спекания материала. Всё это осложняет управление процессами обжига и клинкерообразование в шахтных печах и приводит иногда к снижению качества продукта. 

Образовавшийся  клинкер в нижней части печи интенсивно охлаждается. Затем его выгружают и направляют, как обычно, на склад и помол. 

Иногда клинкер  готовят обжигом сырьевых гранул, полеченных из смеси муки измельчённым топливом на спекательных рещётках, подомным агломерационным машинам. Однако этот способ в силу ряда недостатков получил ограниченное применение. 

Разрабатываются также новые способы обжига сырьевых смесей, в частности в «кипящем»  слое. Сущность этого способа заключается  в том, что через слой мелкозернистой или гранулированной сырьевой смеси просасываются снизу вверх горячие газы со скоростью 1,5 – 3 м/с, при которой гранулы находятся в непрерывном возвратно-поступательном движении («кипящем» состоянии). 

Ряд исследований показал, что в этих условиях обжиг  гранул размером в  

2 – 5 мм. Заканчивается  в течение 30 – 40 мин, причём  получается цемент высоких марок. 
 
 
 
 

Полусухой способ производства.

Схема получения  портландцементного клинкера при полусухом  способе производства состоит из следующих операций. 
 
 

Приготовление сырьевой муки в этом случае производится как и при сухом способе производства. Полученная мука проходит стадию грануляции в барабанных или тарельчатых грануляторах, и в виде гранул размером 10-20 мм и влажностью 11-16% поступает на обжиг.

Гранулированную сырьевую смесь обжигают в коротких вращающихся печах, оборудованных конвейерными кальцинаторами (эти установки для получения клинкера называют печами Леполь).

Гранулы сначала  поступают на конвейерный кальцинатор - бесконечную, заключенную в неподвижный кожух колосниковую решетку, движущуюся со скоростью 25-50 м/ч. Выходящие из печи газы проходят через слой гранул, лежащий на решетке, и нагревают материал до температуры около 900 С, полностью высушивая его и частично на 20-30% декарбонизируя. Подготовленный таким образом материал поступает во вращающуюся печь, в которой завершается образование цементного клинкера.

Гранулированную или брикетированную сырьевую смесь  можно обжигать в шахтных печах, которые представляют собой вертикальную шахту, футерованную внутри огнеупорным кирпичом. В этом случае гранулирование или брикетирование сырьевой смеси производится совместно с частицами угля, которые добавляют в муку при ее помоле (способ "черного брикета").

Гранулы или  брикеты поступают в шахтную  печь сверху, нагреваются горячими дымовыми газами и за счет сгорания запрессованных в них частичек угля. Образовавшийся клинкер выгружается внизу шахты и направляется на склад.

Остальные операции производства портландцемента не отличаются от соответствующих стадий мокрого способа производства. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Список  литературы

Минеральные вяжущие  вещества.

(А. В. Волженский.) 1986г.

Минеральные вяжущие  вещества.

(Ю.С. Буров.  А. В. Волженский.

В.С. Колокольников. ) 

http://www.rucem.ru/tehnology/polusuhoi.html