7

При производстве цемента на второй стадии используют одну из трёх технологий:

•Мокрый способ;

•Сухой способ;

•Комбинированный способ.

Мокрый способ

Применяется при производстве цемента из сырья состоящий из мела, глины, железосодержащих добавок. Требование к глине по влажности не более 20%, к мелу – не более 29%.

Измельчение сырья производится в воде. Полученная шихта в виде суспензии влажностью до 50% поступает в печь для обжига. Диаметр печи может составлять 7 метров и длиной более 200 метров.

Сухой способ

Основным отличием данного способа является то, что сырьё после или во время измельчения не увлажняется, а наоборот сушится. Таким образом, порошкообразная шихта поступает на обжиг уже в сухом виде.

Данный вид обработки является наиболее экономически целесообразным, поскольку позволяет экономить не только сырьё, но и энергию.

Комбинированный способ

Данный способ производства совмещает в себе два способа:

- мокрым способом готовят сырьевую смесь – шлам. После чего шлам пропускают через фильтры, осушая смесь до 16-18%, а затем отправляют на обжиг.

- сухим способом готовят шлам. Затем добавляют воду до влажности смеси 10-14% и гранулируют в шарики. После обжига они становятся клинкерами. Размер клинкеров 1015 мм

Вращающаяся печь представляет собой сварной стальной барабан длиной до 185 м и более, диаметром до 5...7 м, футерованный изнутри огнеупорными материалами. Барабан уложен на роликах под углом 3...40 к горизонту и медленно вращается вокруг своей оси.

Характер процессов, протекающих при обжиге сырьевой смеси, приготовленной по сухому и мокрому способам, по существу, одинаков и определяется температурой и временем нагревания материала в печи.

Взоне сушки поступающая в верхний конец печи сырьевая смесь встречается с горячими газами и посте пенно при повышении температуры с 70 до 200 ° С (зона сушки) подсушивается, превращаясь в комья, которые при перекатывании распадаются на более мелкие гранулы.

Взоне подогрева при 200-700 ° С сгорают находящиеся в сырье органические примеси, удаляется химически связанная вода из глинистых минералов образуется безводный каолинит

Аl2О3SiO2.

Подготовительные зоны (сушки и подогрева) при мокром способе производства занимают 50...60 % длины печи, при сухом же способе подготовки сырья длина печи сокращается за счет зоны сушки.

Взоне декарбонизации при температуре 700…1000 оС проходит процесс диссоциации карбонатов кальция и магния

на CaO, MgO и СО2, алюминаты глины распадаются на отдельные оксиды 2SiO2, Аl2О3; Fе2О3 с сильно разрыхленной структурой.

Вэтой же зоне оксид кальция в твердом состоянии вступает

вреакцию с продуктами распада глинистых минералов с образованием низкоосновных силикатов, алюминатов и ферритов кальция (2CaOSiO2, CaOAl2O3, 2CaOFe2O3 ).

Взоне экзотермических реакций обжигаемая масса быстро нагревается от 1100 до 1300 оС, при этом образуются более основные соединения: трехкальциевый

алюминат 3·СаОAl2O3 (C3A), четырехкальцевый алюмоферрит 4·CaOAl2O3Fe2O3 (C4AF), но часть оксида кальция остается в свободном виде. Обжигаемый материал агрегируется в гранулы.

В зоне спекания при 1300…1450 оС обжигаемая смесь частично расплавляется. В расплав переходят С3А, C4AF, MgO им все легкоплавкие примеси сырьевой смеси. По мере плавления расплава в нем растворяются C2S и CaO и, вступая в реакцию друг с другом, образуют основной минерал клинкера – трехкальциевый силикат 3CaOSiO2 (C3S), который плохо растворяется в расплаве и вследствие этого выделяется из расплава в виде мелких кристаллов, а обжигаемый материал спекается в кусочки - клинкер.

В зоне охлаждения температура клинкера понижается с 1300 до 1000оС, происходит окончательная фиксация его структуры и состава, включающего С3S, C2S, C3A, C4AF, стекловидную фазу и второстепенные составляющие.

По выходе из печи клинкер необходимо быстро охладить в специальных холодильниках, чтобы предотвратить образование в нем крупных кристаллов и сохранить в не закристаллизованном виде стекловидную фазу.

После выдержки на складе (1...2 недели) клинкер превращают в цемент путем помола его в тонкий порошок.