Основные этапы технологии получения пц по мокрому способу

Производство ПЦ состоит из 3 основных и 2 второстепенных этапов. Основные: приготовление смеси, обжиг, помол. Вспомогательные: выдерживание в силосах, упаковка, хранение Производство клинкера целесообразно применять при использовании мягкого и влажного сырья. Шлам (жидкотекучая масса с влажностью 35-45%) получают измельчением и смешиванием известняка или мела и глины в присутствии воды, что обеспечивает тщательное перемешивание компонентов. Переработанную в глиноболтушках глину подают в шаровые мельницы совместно с дробленым известняком (мелом) и корректирующими добавками для дальнейшего смешивания и помола. Полученный шлам направляют в горизонтальные или вертикальные резервуары (шламбассейны) для корректировки, усреднения и хранения с помощью гидротранспорта. Полученный шлам заданного состава и текучести по шлампроводам перекачивается насосом в печь обжига. Где высушивается при температуре 100-100°С и обжигается при 1350-1450°С. Далее производится помол с добавлением гипса, выдержка и упаковка. Производство портландцемента мокрым способом осуществляется по следующей технологической схеме (38). Сырьевые материалы, доставляемые из карьера на завод в кусках, предварительно измельчают (до крупности не более 5 мм). Твердые породы дробят, в дробилках, а более мягкие (глина, мел) измельчают перемешиванием с водой в глиноболтушках. Болтушка представляет собой круглый железобетонный резервуар диаметром 5—10 и высотой 2,5—3,5 м, футерованный чугунными плитами. В болтушке вокруг вертикальной оси вращается крестовина с подвешенными к ней на цепях стальными граблями для измельчения кусков глины. Полученный в глиноболтушке шлам с влажностью около 50% выпускается через отверстие с сеткой и перекачивается в трубную мельницу, куда непрерывно подается дробленый известняк.

Трубная мельница {39) —это стальной цилиндр длиной до 15 и диаметром до 3,2 м, вращающийся на полых цапфах, через которые мельницу с одной стороны загружают, а с другой разгружают. Внутри мельница разделена перегородками с отверстиями на три камеры: в первой и второй помещены стальные или чугунные шары, а в третьей — небольшие цилиндрики. Через полую цапфу шлам поступает в первую камеру трубной мельницы. При вращении мельницы шары под действием центробежной силы и силы трения прижимаются к стенкам, поднимаются на некоторую высоту и падают, разбивая и растирая зерна материала. Трубные мельницы являются непрерывно действующими установками. Тонкоизмельченный материал в виде сметанообразной массы (шлама) подается насосом в коррекционные шлам-бассейны, представляющие собой железобетонные или стальные резервуары цилиндрической формы. В них окончательно корректируется химический состав шлама и создается некоторый запас для бесперебойной работы печей. Чтобы шлам в бассейне не отстаивался, его периодически перемешивают струей сжатого воздуха или механическими мешалками. Из бассейнов шлам поступает в баки, а затем равномерно подается во вращающуюся печь для обжига.

Вращающаяся печь (40) представляет собой длинный цилиндр из листовой стали, внутри облицованный огнеупорным материалом. Длина печи 185, диаметр 5 м. Барабан печи установлен с наклоном 3—4° и вращается вокруг своей оси со скоростью 0,5—1,4 об/мин. Шлам загружается в верхней стороне печи и передвигается к нижнему ее концу. Топливо в виде газа, мазута или пыли каменного угля вдувается вместе с воздухом с противоположного нижнего конца печи и сгорает, создавая внутри печи температуру около 1500° С. Дымовые газы удаляются со стороны поднятого конца печи.

Перемещаясь вдоль барабана, (шлам соприкасается со встречными горячими газами, постепенно нагревается и в нем начинаются физико-химические процессы. Вначале испаряется механически связанная вода, масса высыхает и образуются комья. Затем выгорают органические вещества и начинается дегидратация — удаление химически связанной гид-ратной воды. При температуре 800—900° С разлагается карбонат кальция по реакции

СаСОз ^ СаО + СО2.

Образовавшийся углекислый газ удаляется вместе с продуктами горения, а СаО при температуре около 1000° С вступает в химическую реакцию с окислами глины, образуя двухкальциевый силикат, трехкаль-циевый алюминат и четырехкальциевый алюмоферрит. При температуре 1300° С трехкальциевый алюминат и четырехкальциевый алюмоферрит расплавляются и образуют жидкость, в которой частично растворяется СаО и 2CaO-SiO2 до насыщения раствора; в растворенном состоянии они реагируют между собой, образуя -трехкальциевый силикат ЗСаО • • SiO2 — важнейший минерал портландцемента.'

Получившийся раскаленный клинкер поступает в холодильник, где резко охлаждается движущимся навстречу холодным воздухом. Клинкер, выходящий из холодильников вращающихся печей с температурой около 100° С и более, поступает на склад для окончательного охлаждения и вылеживания (магазинирования) в течение 15—20 сут. В течение вылеживания влагой воздуха гасится СаО, если известь содержится в клинкере в свободном виде. Это приводит к уменьшению твердости клинкера, следствием чего является уменьшение расхода энергии при его помоле, и сокращение времени помола. На высокомеханизированных заводах с четко организованным технологическим процессом качество клинкера оказывается настолько высоким, что необходимость вылеживания отпадает.

Следующая за обжигом технологическая операция — помол. Клинкер размалывают совместно с гипсом и активными минеральными добавками в трубных многокамерных мельницах. Из мельниц готовый портландцемент,(стемпературой 100°С и более) пневматическим транспортом направляется в силосы для охлаждения. Через 7—14 сут. цемент упаковывают в многослойные бумажные мешки весом 50 кг или загружают в специально оборудованный автомобильный, железнодорожный или водный транспорт и направляют потребителю.