Технология производства цемента

Производство портландцемента включает две стадии: производство клинкера из извести, глины и железной руды и измельчение клинкера совместно с гипсом, а в ряде случаев и с другими добавками.

Подготовка сырьевой смеси

Сырьевая мельница

Извлеченное из карьера сырье (известняк или мергель) подается бульдозерами и самосвалами в бункер подачи дробилки, которая устанавливается недалеко от карьера. Поданные куски диаметром до 1100 мм измельчаются до зерна (диаметр гранул до 25 мм) и далее передаются конвейерной передачей на завод, а именно в сырьевую мельницу для дальнейшего измельчения.

Подача в силосы

Из мельницы сырьевая смесь выходит в виде тонкодисперсного порошка - сырьевой муки. Параллельно помолу основного сырья подаются и измельчаются различные добавки (гипс, железная руда, песчаник,... в зависимости от типа производимого цемента). Все это поступает в силосы.

Получение клинкера

В железобетонных силосах производятся корректировка состава сырьевой смеси до заданных параметров и гомогенизация перемешиванием сжатым воздухом.

Обжиг в печах

На различных стадиях обжига в состав шихты вводят минерализаторы (фтористый кальций, кремнефтористые натрий и магний, оксиды железа, гипс, фосфогипс, гипс в смеси с фторидами).

Холодильник

Готовая сырьевая смесь поступает на обжиг. Вращающиеся печи сухого способа производства оборудованы запечными теплообменными устройствами (циклонными теплообменниками). В них за несколько десятков секунд сырьевая смесь нагревается до 700-800°С, дегидратируется и частично декарбонизируется. Завершается обжиг клинкера во вращающейся печи.

Получение цемента: мельница

На выходе из печи горячий (до 1450°С) клинкер охлаждается в холодильнике (у САТАРЭМ – колосниковый, см. технологии), и поступает на склад клинкера. На печи и на холодильнике устанавливаются фильтры (электрические или рукавные) для снижения запыленности.

Последняя стадия – измельчение цемента в мельничном цехе, после чего готовый портландцемент подается в силос-склад цемента.

Упаковка и транспортировка

Дополнительные установки позволяют фасовать цемент в мешки по 50кг или в Биг-Баги по 1000 кг, подавать и укладывать их прямо в вагон или на грузовик, возможны варианты формирования паллетизированных пакетов. Последняя европейская технология: фасовка в специальные пластиковые пакеты, в которых цемент может быть складирован под открытым небом. Цемент может подаваться насыпью в вагоны для дальнейшей транспортировки.

Компания SATAREM

Причины выбора поставщика

 

 

Компания Satarem (Франция) уже 14 лет специализируется на изготовлении оборудования для цементной промышленности. Основной партнер компании – Lafarge Cement (Франция), лидер мирового рынка цемента.

Основные преимущества компании Satarem:

ü стоимость оборудования несколько ниже цен конкурентов за счет того, что основное производство компании перенесено в Китай;

ü использование собственных патентованных разработок в сфере энергосбережения и конструкции оборудования, отвечающих за тонкость помола (фактор, увеличивающий рыночную стоимость цемента).

Презентационная информация компании: цитата:

Более 14 лет непрерывного труда сделали возможным набрать «ноу-хау», получить полную гамму технологий, позволяющих внедрять простые решения, оптимально рассчитанные на потребности цементной промышленности. Благодаря сплоченной команде и накопленным знаниям, SATAREM S.A. успешно выполнила многочисленные проекты. Наша компания имеет обширный опыт в области реконструкции и оптимизации самых разнотипных установок, проработавших долгие годы, эффективность которых уже не соответствовала действующим нормативным требованиям.

 

Клиенты компании: Lafarge, Holcim, Cimalit, Italcementi, Vetrotex, Heidelberg, Otor, EDF (Electricité de France), Vicat, Cimpor, Saint Gobain, Cemex

• Европа: Бельгия, Испания, Италия, Португалия, Греция

• Восточная Европа: Румыния

• Африка: Алжир, Марокко, Тунис, Египет, Мозамбик, Саудовская Аравия

• Средний Восток: Иордания

• Америка: США, Канада, Бразилия, Венесуэла, Мексика, Доминиканская Респ.

• Азия: Филиппины, Китай, Япония, Малазия, Индия

ü Клинкерные холодильники повышают производительность, снижают затраты энергии, способствуют утилизации тепла.

ü

Инновации от компании Satarem

Уникальная конструкция стационарной впускной решетки, которая обеспечивает равномерное поступление и распределение клинкера и повышает аэрацию.

ü Оптимизация площади, способствующая большему охлаждению клинкерной массы – с 50 до 55 тонн/день/м2.

ü Уникальные колосники SAT 201, обеспечивающие большее охлаждение и меньший износ оборудования.

ü Оптимальное решение конвейерных систем, позволяющих понизить потребление энергии более чем на 35% и повысить производительность до 50%.

ü Новая конструкция шаровых мельниц, обеспечивающих тонкость помола: вместо традиционных круглых шаров предлагаются шары с 3-мя нессиметричными срезами-углублениями, что позволяет увеличить площадь соприкосновения. Таким образом увеличивается производительность мельницы, качество и интенсивность помол.

ü Новые конструкции трубопроводов, позволяющих сократить потерю давления и понизить износ во время эксплуатации.

 

Оборудование к приобретению

Согласно техническому заданию компания Satarem подготовила Техническое предложение по поставке оборудования для нового завода по производству цемента мощностью 11 000 тонн в день или 3 500 000 тонн в год на условиях «под ключ».

Предложение является частью данного проекта и прилагается как отдельный документ (Приложение 3).

Основной элемент оборудования:

Производственная линия сухого способа, состоящая из двух вращающихся печей для обжига клинкера размерами 4,8 х 74 м, оборудованные пятиэтажным циклонным теплообменником и системой предварительного обжига типа S-RSP

В ходе развития проекта комплект оборудования к поставке был дополнен несколькими принципиально новыми позициями, позволяющими обеспечить автономность завода в сфере энергетики и переработки отходов. В результате итоговая стоимость контракта была увеличена до 510 млн. долларов США.

Таблица 1 Коммерческое предложение компании Satarem, декабрь 2006 г. (Приложение 4)

Qty	Description	TOTAL PRICE (USD)
	10 000t/d clinker new cement production line Including: - Engineering - Material - Transportation CIF - Commissioning - Start-up - Training	170,000,000.00
	Civil and Steel construction works	90 000 000.00
	Erection works	40 000 000.00
	WASTE HEAT POWER GENERATION 18MW	30 000 000.00
	70 MW POWER PLANT	50 000 000.00
	WASTE MANAGEMENT POWER GENERATION 40 MW	130 000 000.00
	TOTAL AMOUNT CIF: Five Hundred Ten Million US	510,000,000.00

 

Полный перечень оборудования приводится в Техническом предложении.

 

Satarem предлагает оборудовать новый завод автоматизированной системой управления производством от «Yokogawa Electric»: Centum CS 3000, версия R3.

Автоматизация процессов

Основные задачи, решаемые системами управления CENTUM:

ü безопасное ведение технологических процессов,

ü реализация решений задач оптимального управления,

ü обеспечение устойчивости процессов регулирования,

ü управление периодическими процессами,

ü взаимодействие с подсистемами верхнего и нижнего уровня,

ü сбор и накопление данных.

Презентационная информация компании: цитата:

Распределенная система CENTUM CS3000 продолжает линию распределенных систем управления CENTUM фирмы Yokogawa.

Системы управления семейства CENTUM зарекомендовали себя как надежные, отказоустойчивые и удобные в эксплуатации и обслуживании системы.

Система управления CENTUM CS 3000 относится к классу распределенных интегрированных систем управления. Ее конфигурация обеспечивает комплексное управление предприятием, объединяя в одно целое: контрольно-измерительную аппаратуру, диспетчерские пункты, компьютерные системы и системы управления других производителей, функционирующие на предприятии.

Основные достоинства системы: Гибкая система резервирования, гибкая конфигурация каждого рабочего места оператора с возможностью независимого накопления исторической информации, рабочее место оператора комплектуется сенсорной клавиатурой, связь с подсистемами верхнего и нижнего уровней, функция виртуального тестирования, позволяющая выполнять отладку прикладного программного обеспечения.

Контроль

Контроль качества продукции и проверка соответствия ее государственным и международным стандартам будут осуществляться в лаборатории завода, оснащенной необходимым специализированным оборудованием.

Сырье и материалы

Цемент является основным строительным материалом. Потребность в нем, по прогнозам аналитиков, будет возрастать, так как это связано с глобальными изменениями внешней среды: ожидаемое потепление планеты, систематические наводнения крупных рек, ураганы, землетрясения и другие разрушительные стихийные бедствия.

По некоторым прогнозам, объем производства портландцемента в течение следующих двух веков стабилизируется на уровне в 10 раз выше существующего. По оценке центра Геохимии известно, что срок истощения запасов только поверхностного карбонатного сырья превысит 550 лет, а что касается других силикатных компонентов цементной сырьевой смеси, то их запасы вообще не лимитируют сроки существования цементной промышленности.

Большинство цементных заводов России – это предприятия полного цикла, построенные соответственно в непосредственной близости от карьеров по добыче необходимых ресурсов (мел, гипс, глина, известняк и т.д.). Учитывая время постройки большинства цементных заводов в России (например, самый старый завод ОАО «Евроцемент груп» построен в 1899 г., самый новый – в 1977 г.), проблема исчерпываемости карьеров становится очень острой.

Первейшее условие реализации любого проекта – доступ к источнику сырья. Для цементной промышленности, где затраты на сырье составляют до 50 % себестоимости, это условие особенно важно. Как уже упоминалось, в Краснодарском крае разведано 6 месторождений цементного сырья. Новороссийские I, II, III, IV, N-ское и Верхне-Баканское расположены в районе г. Новороссийска. Общие балансовые запасы этих месторождений составляют 837,75 млн. тонн – т.о. база для расширения производства цемента практически не ограничена.

Инициатором проекта была достигнута договоренность с Правительством Краснодарского края о выводе N-ского месторождения мергелей из фонда государственных резервов и передаче исключительных прав на эксплуатацию месторождения компании ООО «ХХХ».

Это обстоятельство определяет максимально льготные условия для реализации проекта: расходы мергеля занимают не менее 70 % от суммарного расхода сырья.

Рисунок 13 Структура расхода сырья, в % на тонну цемента

Вся документальная информация о поддержке Проекта Администрацией Краснодарского края прилагается.

Известняк (мергель)

Состав известняка для производства портландцемента по европейским стандартам должен удовлетворять следующим требованиям (по условиям компании-поставщика оборудования, здесь и далее).

CaO<48% MgO<3.5% SO3<1.0%, Na2O+K2O<0.5% Cl-<0.015% Flint<4.0%

Влажность < 2%, размер частиц <1100 мм

ü Расчетное годовое потребление: 2 150 000 тонн

ü Расчетная себестоимость известняка (добыча): т 150-200 рублей

Глина

Silica modulus [SiO2/(Fe2O3+Al2O3)] SM=2.7~3.5

MgO<3.0% Na2O+K2O<4.0% SO3<2.0% Cl-<0.015%

Влажность <12% Размер частиц <600mm

ü Расчетное годовое потребление: 370 000 тонн

ü Расчетная цена закупки глины: 200-400 руб./т.

Железная руда

Fe2O3<50% Flint<2.0%

Влажность <2% Размер частиц <50mm

ü Расчетное годовое потребление: 7 600 тонн

ü Расчетная цена закупки железорудного концентрата: 1400-2000 руб./т.

Гипс

CaSO4•2H2O>65%

Moisture <5% Lump size <200mm

ü Расчетное годовое потребление: 124 000 тонн

ü Расчетная цена закупки гипса: 1200-2000 рублей