Портландцемент. Технология производства портландцемента.

Портландцемент представляет собой гидравлическое вяжущее получаемое тонким помолом цементного минерала, минеральных добавок и природного гипса.

Цементный клинкер получают путем обжига до спекания природных мергелей определенного химического состава или искусственных смесей известняка с глиной при температуре 1300-1450 градусов. Обычно клинкер имеет следующий химический состав: СаО – 63-67%, Al₂О₃ – 4,7%, SiО₂ – 20-24%, Fe₂О – 2-6%, MgО и SО₃ – 1,5-3%.

Гипс добавляется для регулирования сроков схватывания. Процесс производства включает:

1. добычу, доставку на завод.

2. приготовление сырьевой смеси.

3. обжига смеси до спекания (получении клинкера).

4. помол клинкера с добавкой гипса.

5. согласование цемента с целью приобретения равномерности изменения объема при твердении.

6. упаковка и отгрузка цемента.

Приготовление сырьевой смеси можно 2 способами:

1. Сухой способ – состоит в совместном измельчении и однородном смешивании высушенных в барабанах сырьевых материалов, в результате получается сырьевая мука. Она направляется в силосы где корректируется химический состав и создается запас без перебойной работы печи.

При сухом способе подготовки сырьевой смеси затраты топлива на обжиг клинкера снижаются на 30-40%. Поэтому этот способ особенно выгоден при использовании сырья с невысокой естественной влажностью однородного состава и структуры. В веду меньшей энергоемкости этот способ получает большую распространенность.

2. Мокрый способ – применяют в том случае когда сырье служит влажные и мягкие горные породы, содержащие смесь в необходимом состоянии загружают в болтушку где она измельчается перемешивается и освобождается от механических примесей.

Хорошо перемешенная вязкая грубая суспензия поступает в трубную мельницу, а далее тонкая размолотая однородная смесь с содержанием воды от 35-45% поступает в шлам бассейн для корректирования химического состава. Для снижения расхода топлива влагосодержание сырьевого шлака можно снизить двумя способами:

1. Химический – введение разжижителей.

2. Механический – обезвоживание шлаков в барабанах или дисковых фильтрах.

Каждый процент снижения влажности повышает производимость на 1,5% и снижает расход тепла на 1%. Обжиг сырьевой смеси как при мокром так и при сухом способе производится во вращательных печах представляет собой цилиндр диаметром 5-7м и длиной до 230м сваренной из листовой стали с огнеупорной футеровкой внутри. Печи устанавливаются наклонно под углом 2-5 градусов. Чтобы превращение 1-2 оборота в минуту сырья медленно передвигается к нижнему концу. Сырьевая база поступает на встречу горячим газам проходит по длине печи несколько температурных зон превращаясь в цементный клинкер который на выходе из печи охлаждается с тысячи до 100-200 градусов в холодильниках воздухом. Клинкер выдерживают на складе несколько дней. Помол цементного клинкера производится в шаровых мельницах работающих по открытому или замкнутому циклу. При помоле к клинкеру добавляют природный гипс в количестве до 3,5% для замедления схватывания цемента. Готовый цемент направляется в силосы для хранения, охлаждение и гашение остатков свободной окиси кальция которая происходит под действием влаги воздуха.