Jak a z čeho se vyrábí cement?

Cement je jedním z nejoblíbenějších stavebních materiálů, který se používá doslova v každé fázi vytváření různých konstrukcí, výstavby budov a staveb. Výrobci používají pro výrobu pojivové složky tři hlavní způsoby, které se určují podle způsobu přípravy suroviny pro další výpal.

Technologie výroby portlandského cementu zahrnuje řadu na sebe navazujících fází – mechanické, tepelné zpracování, mletí a míchání přísad. Podívejme se na každou z nich podrobněji.

Těžba a příprava surovin

Cement se vyrábí ze složek přírodního původu – vápenec, jíl, křída. Pro eliminaci zbytečných nákladů jsou výrobní zařízení umístěna v blízkosti jejich těžebních míst. Pro zachování požadované kvality chemického složení se používají další suroviny. Chybějící pomocné suroviny – popel, sádra, pyrit a další – se dokupují samostatně.

Složky portlandského cementu se dělí do čtyř skupin oxidů:

1. křemík – jemnozrnné suroviny sedimentárního původu (struska, břidlice, písek);
2. hliník – bauxitové rudy;
3. vápník – jíl-karbonátové složky (opuka, vápenec, křída);

Příprava surovin

Rozvoj ložisek vápence se provádí povrchovou těžbou. Volba technologie těžby je dána druhem horniny a technickým vybavením lomu. Při aplikaci na horniny se používá explozivní metoda a suroviny se těží také pomocí kombajnů a bagrů.

V lomu se vápenec mele pomocí stacionárního drtícího zařízení. Drcený materiál padá na dlouhý dopravníkový pás, po kterém je dodáván do výrobní jednotky. Zde je naskládána v různých směrech. Pro přesné zjištění chemického složení surovin se používá XRF analyzátor umístěný nad dopravníkem. V případě potřeby se složení změní. Pro přesné měření hmotnosti každé součásti používají moderní podniky dávkovače.

Pokud je výroba organizována méně technologicky, náklady rostou. Dodávky lomových surovin do míst výroby portlandského cementu se uskutečňují po silnici nebo železnici. Pásové dopravníky jsou nahrazovány méně produktivními drapákovými jeřáby, což zvyšuje mzdové náklady a prodlužuje dobu výroby stavebních materiálů.

Příprava komponent zahrnuje fázi mletí, která se dodává v několika typech:

1. Schnout. K tomuto účelu se používají vysoce výkonné mlýny. Spodní segment zařízení brousí vápenec, zatímco v horním segmentu se složka dělí na frakce. Hrubá část je oddělena pro přebroušení a jemná mouka je odeslána do nového stupně. Při mletí se suroviny suší, dokud není dosaženo obsahu vlhkosti 0,5 %. Až do tepelného zpracování jsou komponenty uchovávány ve skladu, kde je stlačený vzduch neustále čerpán provzdušňovacími otvory.
2. Mokrý. Komponenty se připravují ve formě kalu, který se navlhčí na 40 %. Mletí se provádí v samobrusných mlýnech. Vápenec je umístěn uvnitř komory bubnu a mlet pod vlivem rotační síly, což způsobuje, že se frakce dostanou do vzájemného kontaktu. V důsledku toho se kal současně drtí a drtí. Surovina je přiváděna na daný vzorec v kalových bazénech, kde je zprůměrována vstřikováním stlačeného vzduchu.
3. Kombinovaný. Metoda je podobná mokré metodě, pouze zahrnuje průchod surové mouky přes lisovací filtr k sušení před tepelným zpracováním.
4. K získání vysoce kvalitního slínku jsou zapotřebí prvotřídní komponenty. Analýza nasycení oxidu křemičitého vápnem, stupeň homogenity směsi a další charakteristiky pomáhá určit vlastnosti suroviny.

Tepelné zpracování

Vypalování využívá rotační pece pro mokrou nebo suchou metodu. Druhý způsob je technologicky vyspělejší, protože díky absenci nutnosti odstraňovat vodu spotřebuje až o 40 % méně energie. Zařízení obsahuje segmenty s různými teplotami:

• sušení – asi +200 °C;
• ohřev – do +650°C, dochází k dehydrataci, vyhoření organických složek, odstranění vlhkosti z hlíny;
• dekarbonizace – do +1000°C, ze surovin je odstraněn uhlík;
• spékání hmoty – do +1450°C, vlivem aktivního pohybu molekul vznikají minerály, které určují finální vlastnosti portlandského cementu.

Slínek poté prochází fází chlazení a je odeslán do uzavřených skladovacích zařízení, kde čeká na další zpracování.

Broušení a přísady

Provádí se v otevřených nebo uzavřených mlýnech. Materiál obohacený o přísady se pohybuje po dopravním pásu ze skladovacích prostor do mlýna. Rozdrcená hmota vstupuje do vykládací nápravy a je poslána do výtahu. Zde projde sítem o velikosti ok 0,08 mm, podíl neprosévaného francia by neměl přesáhnout 15 %.

V další fázi se surovina přivádí do separátoru, aby se oddělily obiloviny a mouka. První se vrací k přebroušení, druhý je připraven k použití.

Pomocí pneumatických čerpadel je hotový výrobek dodáván do skladu speciálním potrubím. Některá výrobní zařízení nepoužívají separační zařízení, což zhoršuje kvalitu cementu. Stavební materiály jsou před expedicí spotřebitelům skladovány ve skladu sila z kovu nebo železobetonu, který má kuželovitou konstrukci.

Proces výroby cementu je lidstvu znám již po staletí a jeho zdokonalování umožnilo dosahovat vysokých výsledků ve stavebnictví. Cement je jednou z hlavních složek pro vytvoření pevného a odolného betonu používaného v různých stavebních projektech.

Proces výroby cementu zahrnuje několik fází: těžbu surovin, předúpravu, vypalování a mletí. V každé fázi se využívají moderní technologie a inovativní přístupy ke zlepšení kvality a energetické účinnosti procesu.

Podívejte se na celý výrobní cyklus výroby cementu – od přípravy surovin až po hotový výrobek.

V první části článku jsme se zabývali hlavními komponentami pro výrobu cementu:

Z těchto složek se ale ještě nepřipravuje cement, ale zatím jen slínek.

Cement se získává ze slínku

Příprava slínku

Všechny potřebné komponenty jsou tedy přepravovány přes nadjezdy do oddělení sušení a drcení.

Suroviny ještě nejsou promíchány, všechny složky jsou odděleny.

Křída a opuka procházejí válcovými drtiči na cestě do sušárny.

A doprava bauxitu a strusky je přerušena kvůli sušení v sušícím bubnu a mletí v kulovém mlýnu.

. a škváry na cestě do sušičky-drtiče.

Před vstupem suroviny do oddělení sušení a drcení jsou všechny čtyři složky smíchány. Dávkování se provádí nastavením rychlosti dopravních pásů. Dále se směs surovin rozdrtí a spojí se sušením.

Homogenizační sila na syrovou moučku

Po oddělení sušení a drcení mouka prochází předhomogenizačními sily (nebo získáváním homogenní směsi) – ta jsou na závodě tři o kapacitě 750 tun a dále finálním homogenizačním silem o kapacitě 16 000 tun.

Dále se surová mouka přivádí do dalšího stupně zpracování pomocí odsávačů kouře.

A další fází zpracování je vypalování. Ze sila jsou suroviny dopraveny do výměníku tepla a poté odeslány k výpalu v peci.

Třístupňový cyklonový výměník tepla
Došli jsme k nejdůležitějšímu procesu výroby cementu. Jedná se o výpal surovin v rotační peci.

Pec
Bez nadsázky se mu říká srdce rostliny.

Jeden z monitorů řídicího systému pece.

Délka pece 72 metrů, produktivita – 208 tun za hodinu

V peci se surová mouka slinuje při 1500 °C a výstupem je stejný slínek.
Přeprava hotového slínku do skladu nevyhnutelně prochází fází chlazení.

Schéma přípravy slínku
Ve speciální chladničce se ochladí studeným vzduchem a poté se přenese do skladu.

Nadjezd s hotovým klinkerem
Silo na skladování slínku o kapacitě 50000 XNUMX tun.

Výroba slínku je nejnáročnější proces výroby, přibližně 70 % nákladů na cement tvoří slínek.

Cyklus, který jsme viděli, je považován za suchý způsob výroby cementu, cena produktu je nižší. U mokré metody dochází k mletí surovin v mlýnech (i před vypálením slínku) za přidání vody.

„Suchá metoda je a priori nerovnoměrnější, protože je obtížnější smíchat složky v suché formě,“ vysvětluje technolog Vladimir Grigorievich, „V důsledku toho kolísá jakost hotového cementu. U nás se však tato nerovnost zatím projevovala pouze se znaménkem plus. Nešli pod deklarovanou značku, ale byla vyšší.