روش تولید سیمان
فرآیند تولید سیمان به سادگی دو آسیاب و یک پخت است، یعنی مواد اولیه استخراج می شوند، خرد می شوند، آسیاب می شوند و مخلوط می شوند تا مواد اولیه تولید شوند. مواد اولیه در دمای بالا 1450 ~ C برای تولید کلینکر پخته می شوند. کلینکر خرد شده و همراه با گچ یا سایر مواد مخلوط خرد می شود تا به سیمان تبدیل شود. با توجه به تفاوت بین تهیه کنجاله خام خشک و مرطوب، روش های تولید به سه نوع فرآیند مرطوب، فرآیند نیمه خشک یا فرآیند نیمه مرطوب و فرآیند خشک تقسیم می شوند.
幻灯片3
ویژگی های تولید فرآیند مرطوب
کنجاله خام به دوغاب با محتوای آب 32 تا 36 درصد تبدیل می شود که در کوره دوار خشک شده و به کلینکر شلیک می شود. آماده سازی مرطوب دوغاب، مصرف انرژی آسیاب کم است، حدود 30٪، دوغاب به راحتی مخلوط می شود، ترکیب غذای خام پایدار است، منجر به شلیک کلینکر با کیفیت بالا می شود. مصرف گرمای واحد کلینکر در کوره دوار 2093 ~ 2931 کیلو کالری در کیلوگرم (500-700 کیلوکالری در کیلوگرم) بیشتر از کوره فرآیند خشک است. دمای کلینکر تخلیه شده از کوره کمتر است، بنابراین برای سوزاندن کلینکر با سیلیس بالا و محتوای آلومینا بالا مناسب نیست.
幻灯片4
ویژگی های تولید نیمه خشک
فرآیند نیمه خشک فرآیند نیمه خشک نامیده می شود که پودر کنجاله خام خشک با افزودن 10٪ ~ 15٪ آب به کوره ساخته می شود. کوره دوار با بخاری رنده نیز کوره لیپل نامیده می شود و کوره شفت به روش نیمه خشک تولید می شود. در کشورهای خارجی نوعی دوغاب به روش مرطوب تهیه می شود که به روش مکانیکی فشرده و آبگیری می شود و سپس به صورت مقطع گل با محتوای آب حدود 19 درصد در می آید و سپس در کوره لیپول کلسینه می شود که به آن تولید فرآیند نیمه مرطوب گفته می شود. رطوبت مواد اولیه در فرآیند نیمه خشک کاهش می یابد و مصرف گرمای واحد کلینکر نیز می تواند 837 ~ 1675 کیلوژول بر کیلوگرم (200 ~ 400 کیلوکالری در کیلوگرم) در مقایسه با فرآیند مرطوب کاهش یابد. از آنجایی که بخاری رنده برای جایگزینی بخشی از کوره دوار برای خشک کردن توپ مواد استفاده می شود، کوره دوار را می توان کوتاه کرد. به عنوان مثال، واحد حجم خروجی کوره را می توان 2-3 برابر افزایش داد. با این حال، فرآیند نیمه خشک مستلزم آن است که کنجاله خام باید انعطاف پذیری خاصی برای تشکیل توپ داشته باشد، بنابراین کاربرد آن تا حدی محدود است. خرابی های مکانیکی زیادی در دستگاه گرمایش وجود دارد. در چین، دمای کلسینه به طور کلی پایین است، بنابراین برای سوزاندن کلینکر با کیفیت بالا مناسب نیست.
幻灯片5
ویژگی های تولید خشک
در فرآیند خشک، پودر کنجاله خام مستقیما برای کلسینه شدن به کوره فرستاده می شود و رطوبت کنجاله خام وارد شده به کوره به طور کلی تنها 1٪ ~ 2٪ است که باعث صرفه جویی در گرمای زیادی برای خشک کردن کنجاله خام می شود. در گذشته از کوره دوار توخالی در تولید فرآیند خشک استفاده می شد و راندمان انتقال حرارت در کوره به ویژه در منطقه تجزیه با مصرف حرارت بالا پایین بود، بنابراین راندمان حرارتی کوره توخالی فرآیند خشک چندان بهبود نیافته بود. پودر کنجاله خام تهیه شده به روش خشک به راحتی مخلوط نمی شود که بر کیفیت کلینکر تأثیر می گذارد. بنابراین تولید فرآیند تر در دهه های 1940 تا 1950 غالب بود. در دهه 1950، فناوری هم زدن هوا و فناوری پیش گرم کردن سیستم تعلیق پودر کنجاله خام ظاهر شد. در اوایل دهه 1970، فناوری قبل از تجزیه، پیش همگن سازی مواد اولیه و فناوری کنترل کیفیت وعده غذایی خام متولد شد. اکنون تولید فرآیند خشک می تواند غذای خام را با کیفیت یکنواخت به طور کامل آماده کند. کوره پیش کلسینر جدید پیش گرم کردن پودر کنجاله خام و تجزیه کربنات را به حالت تعلیق خارجی کوره منتقل کرده است که دارای راندمان حرارتی بالا است، بار کوره دوار را کاهش می دهد و نه تنها مصرف گرما را کاهش می دهد، بلکه راندمان حرارتی کوره دوار را از 30 درصد به 60 درصد کوره مرطوب افزایش می دهد. و ظرفیت تولید کوره را گسترش می دهد.
幻灯片6
جریان فرآیند اصلی کارخانه سیمان
فرآیند تولید سیمان عمدتا به سه مرحله تقسیم می شود: آماده سازی مواد اولیه، سوزاندن کلینکر و سنگ زنی سیمان.
با در نظر گرفتن تولید فرآیند خشک به عنوان مثال، شامل فرآیندهای اصلی زیر است:
خرد کردن و پیش همگن سازی کنجاله خام - تهیه همگن سازی کنجاله خام - پیش گرم کردن تجزیه کلینکر سیمان - پخت سنگ زنی سیمان - بسته بندی سیمان
幻灯片7
1. خرد کردن و پیش همگن سازی
(1) در فرآیند تولید سیمان خرد شده، بیشتر مواد اولیه مانند سنگ آهک، خاک رس، سنگ آهن و زغال سنگ نیاز به خرد شدن دارند.
(2) فناوری پیش همگن سازی مواد اولیه استفاده از فناوری انباشته علمی برای تحقق بخشیدن به همگن سازی اولیه مواد اولیه در فرآیند ذخیره سازی و گرفتن مواد اولیه است، به طوری که حیاط مواد اولیه عملکرد ذخیره سازی و همگن سازی را به طور همزمان داشته باشد.
幻灯片8
2. تهیه غذای خام
در فرآیند تولید سیمان باید حداقل 3 تن مواد (شامل انواع مواد اولیه، سوخت، کلینکر، مخلوط و گچ) برای هر تن تولید سیمان پرتلند آسیاب شود. طبق آمار، توان مصرفی از سنگ زنی خط تولید سیمان فرآیند خشک بیش از 60 درصد از کل توان را تشکیل می دهد که در آن آسیاب مواد اولیه بیش از 30 درصد، آسیاب زغال سنگ حدود 3 درصد و آسیاب سیمان حدود 40 درصد را تشکیل می دهد. بنابراین انتخاب معقول تجهیزات سنگ زنی و جریان فرآیند، بهینه سازی پارامترهای فرآیند، عملکرد صحیح و کنترل سیستم بهره برداری از اهمیت بالایی برای اطمینان از کیفیت محصول و کاهش مصرف انرژی برخوردار است.
幻灯片9
3. همگن سازی وعده غذایی خام
در فرآیند تولید سیمان فرآیند خشک جدید، تثبیت ترکیب مواد اولیه در گودال فرض تثبیت سیستم حرارتی سوزاندن کلینکر است و سیستم همگن سازی کنجاله خام آخرین نقش کلیدی را در تثبیت ترکیب مواد اولیه ورودی به گودال ایفا می کند.
幻灯片10
4. تجزیه پیش گرم
پیش گرم کردن و تجزیه جزئی کنجاله خام به جای بخشی از عملکرد کوره دوار توسط پیش گرم کننده تکمیل می شود ، به طوری که طول کوره برگشت کوتاه می شود ، در همان زمان ، فرآیند تبادل حرارت گاز در کوره در حالت تعلیق داخلی پیش گرم کننده انجام می شود ، به طوری که کنجاله خام را می توان به طور کامل با گاز داغ تخلیه شده از کوره مخلوط کرد ، بنابراین افزایش سطح تماس گاز و مواد، سرعت انتقال حرارت سریع و راندمان تبادل حرارتی بالا برای بهبود راندمان تولید سیستم کوره و کاهش مصرف گرما کلینکر.
(1) پراکندگی مواد (2) جداسازی جامد گاز (3) قبل از تجزیه
幻灯片11
5. پخت کلینکر سیمان
پس از اینکه کنجاله خام از قبل گرم شد و در پیش گرم کننده سیکلون از قبل تجزیه شد، فرآیند بعدی ورود به کوره دوار برای سوزاندن کلینکر است.
در کوره دوار، کربنات به سرعت تجزیه می شود و یک سری واکنش های حالت جامد رخ می دهد که منجر به تشکیل مواد معدنی دیگر در کلینکر سیمان می شود. با افزایش دمای مواد، برخی از مواد معدنی به فاز مایع تبدیل می شوند و در فاز مایع حل می شوند تا مقدار زیادی کلینکر تولید کنند. پس از شلیک کلینکر، دما شروع به کاهش می کند. در نهایت، کولر کلینکر سیمان، کلینکر با دمای بالا تخلیه شده از کوره دوار را تا دمایی که حمل و نقل، ذخیره سازی و سنگ زنی سیمان پایین دست می تواند تحمل کند، خنک می کند. در عین حال، گرمای معقول کلینکر با دمای بالا برای بهبود راندمان حرارتی و کیفیت کلینکر سیستم بازیابی می شود.
幻灯片12
6. سنگ زنی سیمان
سنگ زنی سیمان فرآیند نهایی تولید خط تولید سیمان و همچنین پرمصرف ترین فرآیند است. عملکرد اصلی آن خرد کردن کلینکر سیمان (و عامل ژل کننده، مواد تنظیم کننده عملکرد و غیره) به اندازه ذرات مناسب (بیان شده با ظرافت، سطح خاص و غیره)، تشکیل درجه بندی ذرات معین، افزایش سطح هیدراتاسیون آن، سرعت هیدراتاسیون و برآورده کردن الزامات تنظیم و سخت شدن خمیر سیمان است.
幻灯片13
7. بسته بندی سیمان
دو روش برای تحویل سیمان وجود دارد، کیسه ای و عمده.
 
幻灯片14
تجهیزات تولید سیمان
1. سیستم کوره سیمان
کوره سیمان تجهیزات اصلی کارخانه سیمان است. کل فرآیند سوزاندن کلینکر از مواد اولیه در کوره تکمیل می شود. ساده ترین کوره دوار، کوره توخالی خشک است. پودر مواد اولیه از دم کوره اضافه می شود و زغال سنگ پودر شده از سر کوره با هوای اولیه تزریق می شود و در کوره سوزانده می شود. دمای شعله در اینجا به 1800-2000 درجه سانتیگراد می رسد. مواد اولیه به طور مداوم به سر کوره در کوره جریان می یابد و رطوبت به تدریج افزایش می یابد. پس از خشک شدن، کم آبی، پیش گرم شدن و تجزیه، فاز مایع زمانی ظاهر می شود که به حدود 1300 درجه سانتیگراد برسد، سپس در زیر شعله به 1450 درجه سانتیگراد افزایش می یابد و سپس تا 1300 ~ 1100 درجه سانتیگراد خنک می شود تا کوره دوار خارج شود و در کولر تک بشکه قرار گیرد. هنگامی که تا حدود 100-150 درجه سانتیگراد خنک می شود، به نوار نقاله کلینکر تخلیه می شود و به سنگ شکن کلینکر منتقل می شود و پس از خرد کردن در انبار ذخیره می شود.
幻灯片15
2. سیستم کوره دوار
کوره دوار استوانه ای است که از ورق فولادی ساخته شده و با آجرهای نسوز اندود شده است. توسط تسمه چرخ روی پوسته بارگیری و چرخ نگهدارنده زیر پشتیبانی می شود. توسط حلقه دنده بزرگ نصب شده بر روی بدنه کوره هدایت می شود. کوره دوار معمولا در شیب 3.5 درصد قرار می گیرد، سرعت به طور کلی در 1 دور در دقیقه است و کوره فرآیند خشک جدید می تواند به بیش از 3 دور در دقیقه برسد. کولر تک درام شبیه کوره است زیرا مجهز به صفحه بالابر برای سرعت بخشیدن به خنک کننده کلینکر است. دمای سیلندر در ناحیه دمای بالا سر کوره بسیار بالا است. قبلا توسط آب خنک می شد، اما اکنون توسط هوا خنک می شود. کوره توخالی فرآیند خشک فوق الذکر نوع اصلی کوره است. انواع دیگر کوره ها عمدتا ساختار و نوع قطعات خشک کردن، پیش گرمایش و تجزیه را در عقب تغییر می دهند و کولر کلینکر را تغییر می دهند.
幻灯片16
3. ایستگاه سنگ زنی سیمان
اگر فرآیند تجهیزات تولید سیمان به عنوان یک سیستم فرآیندی کامل در نظر گرفته شود، محصول نهایی سیمان و کلینکر محصول نیمه تمام است. بنابراین می توان سیستم را از هم جدا کرد. فرآیند از حفاری مواد اولیه تا تولید کلینکر یک مرحله و مرحله دوم سیمان ساخته شده از کلینکر و حمل و تحویل است. به طور کلی این دو بخش باید کنار هم قرار گیرند تا زمین کمتری را اشغال کنند، مدیریت را تسهیل کنند، نیروی کار کمتری مصرف کنند و بتوانند کنترل کاملا متمرکز داشته باشند. با این حال، در برخی موارد خاص، جدایی سودمندتر است.
幻灯片17
4. سیستم سنگ زنی
آسیاب گلوله ای اولین تجهیزات سنگ زنی مورد استفاده در صنعت تولید سیمان است و هنوز هم نقش اصلی را ایفا می کند. اگرچه راندمان آن بسیار کم است ، به عنوان مثال ، مصرف برق تک ذره تنها 6٪ - 9٪ است ، تعمیر و نگهداری آسیاب گلوله ای ساده و قابل اعتماد است ، به ویژه برای سنگ زنی کلینکر سیمان. شکل و درجه بندی ذرات محصول مناسب است و عملکرد سیمان خوب است. یافتن تجهیزاتی که بتوانند به طور کامل جایگزین آن شوند دشوار است.
幻灯片18
一: آماده سازی غذای خام
l 1. فیدر صفحه سنگ آهک
l در کارگاه خرد کردن سنگ آهک واقع شده است
l برنامه برای تغذیه سنگ آهک
l 2. سنگ شکن سنگ آهک
l برای خرد کردن سنگ آهک استفاده می شود
l در کارگاه خرد کردن سنگ آهک کارخانه واقع شده است
l نوع خرد کردن نوع چکش تک مرحله ای (pcf20.18)
l 3. Limestone مخلوط استکر reclaimer
 
幻灯片19
二: سنگ زنی مواد اولیه
آسیاب گلوله ای
 

幻灯片20
آسیاب عمودی
 

幻灯片21
4. آسیاب غلتکی
5. جمع کننده گرد و غبار کیسه در دم کوره
مشخصات و مدل نوع فضای باز
برای جمع آوری پودر مواد اولیه از گازهای زائد دم کوره و آسیاب مواد اولیه استفاده می شود
در پشت برج مرطوب کننده و آسیاب مواد اولیه قرار دارد
6. فن اگزوز جمع کننده گرد و غبار کیسه در دم کوره
کاربرد برای تصفیه گازهای زباله دم کوره و سیستم آسیاب مواد اولیه طرح پس از جمع آوری گرد و غبار کیسه در دم کوره قرار دارد
دمای هوای کار معمولی: 80 ~ 150 °C، دمای حد: 200 °C
7. فن با درجه حرارت بالا در دم کوره
برای استخراج گازهای خروجی از پیش گرم کننده استفاده می شود
طرح در پشت پیش گرم کننده و برج رطوبت قرار دارد دمای طبیعی دمای هوای کار: 320 ~ 350 °C;
دمای حد: 450 درجه سانتیگراد؛
پره های فن باید از مواد مقاوم در برابر سایش با کیفیت بالا ساخته شوند تا از عمر طولانی تیغه های روتور اطمینان حاصل شود.
8. فن در گردش آسیاب مواد اولیه
برای تهویه سیستم آسیاب مواد اولیه استفاده می شود
موقعیت چیدمان در پشت سیکلون ترکیبی آسیاب مواد اولیه است
دمای هوای کار معمولی: 90 ~ 100 °C دمای محدود (زمان کوتاه): 250 °C
پره های فن باید از مواد مقاوم در برابر سایش با کیفیت بالا ساخته شوند تا از عمر طولانی تیغه های روتور اطمینان حاصل شود.
幻灯片22
三: شلیک کلینکر
کلسینر
 

幻灯片23
پیش گرم کننده
پیش گرم کردن و تجزیه جزئی کنجاله خام به جای بخشی از عملکرد کوره دوار توسط پیش گرم کننده تکمیل می شود ، به طوری که طول کوره برگشت کوتاه می شود ، در همان زمان ، فرآیند تبادل حرارت گاز در کوره در حالت تعلیق داخلی پیش گرم کننده انجام می شود ، به طوری که کنجاله خام را می توان به طور کامل با گاز داغ تخلیه شده از کوره مخلوط کرد ، بنابراین افزایش سطح تماس گاز و مواد، سرعت انتقال حرارت سریع و راندمان تبادل حرارتی بالا برای بهبود راندمان تولید سیستم کوره و کاهش مصرف گرما کلینکر.
幻灯片24
 

幻灯片25
9. آسانسور سطل ذخیره سازی
استفاده: ذخیره سازی مواد اولیه (نوع در فضای باز با پلت فرم نگهداری سر)
10. آسانسور سطل تغذیه کوره
مواد اولیه هدف در پیش گرم کننده (نوع در فضای باز با پلت فرم تعمیر و نگهداری سر)
11. کوره دوار
12. کولر رنده
13. فن خنک کننده کولر را رنده کنید
هدف و مکان: برای تامین هوا برای گازهای خروجی کولر رنده استفاده می شود که در اطراف کولر رنده چیده شده است
14. جمع کننده گرد و غبار برقی در سر کوره
برای تصفیه هوای باقیمانده کولر رنده در سر کوره استفاده می شود
چیدمان در پشت کولر و جلوی جمع کننده گرد و غبار برقی و فن اگزوز در سر کوره قرار دارد
15. جمع کننده گرد و غبار برقی و فن اگزوز در سر کوره
برای تخلیه گازهای زائد دستگاه خنک کننده پس از تصفیه توسط جمع کننده گرد و غبار الکتریکی استفاده می شود
چیدمان در پشت کولر سر کوره و جمع کننده گرد و غبار برقی قرار دارد
دمای هوای کار معمولی: 200 ~ 250 °C، حداکثر (زمان کوتاه): 400 °C
پره های فن باید از مواد مقاوم در برابر سایش با کیفیت بالا ساخته شوند تا از عمر طولانی تیغه های روتور اطمینان حاصل شود.
16. نوار نقاله سطل زنجیره ای کلینکر
幻灯片26
四:سنگ زنی سیمان
17ایستگاه سنگ زنی سیمان
18جداکننده