Вопрос 23. Способы производства портландцемента: сухой, мокрый, комбинированный. Минералогический состав ПЦ – клинкера

1. Мокрый способ.

Сырьевые материалы предварительно измельчают. Полученный в мельнице-мешалке шлам с влажностью около 50% выпускают через отверстие с сеткой и перекачивают в трубную мельницу, куда непрерывно подают дробленый известняк и корректирующие добавки.

Трубная мельница – это стальной цилиндр длиной 8,5 – 16м, диаметром 2-4,5м, имеющий несколько обечаек. Внутри мельница разделена перегородкам на две-три камеры, в которые помещены млеющие тела: в первой и второй – стальные или чугунные шары, а в третьей – небольшие цилиндры. Через загрузочное устройство в полой цапфе шлам поступает в первую камеру трубной мельницы. При вращении мельницы шары под действием центробежной силы и силы трения поднимаются на некоторую высоту и падают, разбивая и истирая зерна материала. Трубные мельницы являются непрерывно действующим агрегатами. Тонкоизмельченный материал в виде сметанообразной массы подается насосом в коррекционные шлам-бассейны, представляющие собой железобетонные или стальные резервуары цилиндрической формы. В них окончательно корректируют химический состав шлама и создают запас для бесперебойной работы печей. Из бассейнов шлам поступает в питательные устройства, которые равномерно подают его во вращающуюся печь для обжига.

В результате обжига при температуре 1300°С трехкальциевый алюминат и четырехкальциевый алюмоферрит в присутствии щелочей, окиси магния и примесных компонентов расплавляются и образуют клинкерную жидкость, в которой растворяются CaO и 2CaOxSiO₂ с образованием трехкальциевого силиката 3CaOxSiO₂, который кристаллизуется из расплава. Трехкальциевый силикат, называемый алитом – важнейший минерал клинкера. Раскаленный клинкер поступает в холодильник, где резко охлаждается до 80-200°С. Из холодильников клинкер поступает на склад.

Следующая за обжигом технологическая операция – помол. Клинкер размалывают совместно с гипсом и активными минеральными добавками в трубных многокамерных мельницах. Из мельниц готовый портландцемент пневматическим транспором направляется в силосы (температура около 100°С. Затем цемент упаковывают в многослойные бумажные мешки по 50кг каждый или загружают в специально оборудованный автомобильный, железнодорожный или водный транспорт и доставляют потребителю.

1. Сухой способ.

Применяют в том случае, когда сырьем служат мергели или смеси твердых известняков и глин небольшой влажности.

Производство цемента по сухому способу проще, чем по мокрому: отсутствует процесс образования шлама.

При сухом способе исходные материалы после дробления и сушки подвергают совместному помолу в шаровых или других мельницах до остатка 5-8% на сите с сеткой №008. Обжигают сырьевую муку в коротких вращающихся печах. При обжиге в этих печах материалы дробят при помощи тех же механизмаов, что и при мокром способе, в некоторых случаях одновременно высушивают в сушильном барабане до влажности 1-2%, затем подвергают тонкому измельчению в мельницах, работающих по открытому или замкнутому циклу.

После помола сырьевая мука поступает на корректирование и гомогенизацию в силосы объемом до 2000м³, где муку перемешивают и усредняют по химическому составу при помощи сжатого воздуха, поступающего через днище. Состав сырьевой муки контролируют химическими методами, а также квантомерами.

При сухом способе обжигают также во вращающихся печах, имеющих конвейерные кальцинаторы, и редко в шахтных печах.

Обжиг в шахтных печах характеризуется пониженным расходом тепла, однако по качеству получаемого клинкера эти печи уступают вращающимся.

3. Комбинированный способ – сырьевые материалы, подготовленные по мокрому способу, и шлам, имеющий влажность около 40%, обезвоживают на фильтрах до влажности 16-18%. Из полученного сухаря приготовляют гранулы и обжигают их по схеме сухого способа.