Как производят цемент сухим способом

Производство цемента сухим и комбинированным способом. Как и из чего производится цемент сухим методом

На сегодня одним из самых востребованных строительных материалов является цемент. Производство цемента, процесс не очень простой и для этого существует несколько способов.

Сам производственный процесс обычно состоит из различных операций. Начинается вся технологическая цепь с добычи сырья, затем готовится сырьевая смесь, после ее обжигают и получают основную составляющую цемента — цементный клинкер. Полученный клинкер необходимо смолоть до нужной фракции и заключительный этап, подмешивание различных добавок до получения сыпучего состояния. Готовят сырье для производства клинкера разными методами, которые делят на сухой, мокрый и комбинированный. Какой метод выбрать определяют из создавшихся на данный момент условий и с учетом экономических, технических и многих других факторов.

Название сухой метод производства говорит сам за себя, это значит что весь производственный процесс, от начала и до конца будет проходить без добавления воды. То есть все предусмотренные по технологии работы — от измельчения, смешивания, усреднения и до корректирования смеси, производятся с сухими материалами. Этот способ считается самым экономичным, но при выборе сухого способа для производства цемента, проводится проверка свойств сырья, химических и физических, и только после этого можно приступать к производству. Еще один распространенный в цементной промышленности способ производства цемента — во вращающейся печи. При этом способе используют глину и известняк. Глина и известняк поступают на дробилку, где их сушат до получения уровня влажности 1% и затем измельчают. Как правило, помол и сушка проводится в сепараторной мельнице, потому, что этот способ самый эффективный и на сегодня его применяют большинство цементных заводов, которые производят цемент сухим способом. Для того, что бы получить сырьевую муку нужного химического состава, в мельнице дозируют сырье, а затем усредняют сырьевую шихту в смесительном силосе, куда также подают с заданными высокими или низкими титрами, необходимые компоненты сырья. Следующий этап — направить уже подготовленную смесь в циклонный теплообменник, у которого система устроена из нескольких ступеней. Там смесь держат не более 30 секунд, затем подается в печь, где ее обжигают, после этого поступает в холодильник для охлаждения. Уже охлажденный до нужной температуры клинкер, поступает на склад, где еще раз производят помол и отгружают производителям цемента.

При мокром способе производства технология очень сходна с сухим методом, особенно в процессах подготовки гипса, добавок, в процессе помола цемента, в процессе хранения и доставки потребителям.

Комбинированный метод отличается тем, что шлам, который получен мокрым способом, максимально обезвоживают в специальной установке и грануляции, а полученную массу подвергают обжигу в печах аналогично сухому методу.

Как производят цемент сухим способом

Известняк и глину предварительно дробят, затем высушивают до влажности примерно 1 % и измельчают в сырьевую муку. Сушат известняк и глину либо раздельно (используя для этой цели сушильные барабаны или другие тепловые аппараты), либо совместно в сырьевых сепараторных мельницах, в которых одновременно осуществляются помол и сушка материалов. Последний способ более эффективен и применяется на большинстве новых заводов, работающих по сухому способу. Для получения сырьевой муки определенного химического состава из мельниц ее направляют в корректирующие силосы, куда дополнительно подается сырьевая мука с заведомо низким или высоким титром. В силосах мука тщательно перемешивается сжатым воздухом.
Обжиг сырьевой муки производится в виде гранул (зерен) размером до 25 мм. Грануляция смеси осуществляется в грануляторах барабанного или тарельчатого типа. Для обжига клинкера при сухом способе применяют вращающиеся печи, а также автоматические шахтные печи или другие более эффективные обжигательные аппараты — вращающиеся печи с конвейерным кальцинатором, аппараты для обжига клинкера во взвешенном состоянии (последние находятся еще в стадии практического освоения).
При обжиге в шахтных печах топливо в виде раздробленного угля запрессовывается в гранулы; для этого в сырьевую смесь при ее измельчении в определенном количестве добавляют уголь, и он измельчается совместно с сырьевыми материалами (способ «черной муки») или сырьевая мука и уголь измельчаются раздельно, а затем смешиваются при формовании гранул (способ «белой муки»). Первый способ — «черной муки» обеспечивает более равномерное распределение топлива в смеси и этим улучшаются процессы обжига; он является основным на отечественных заводах.
Шахтная печь представляет собой шахту, футерованную внутри огнеупорным кирпичом. Сырьевые материалы s виде гранул непрерывно загружаются в печь, а снизу шахты также непрерывно в виде клинкера выходят из шахты. В средней части печи происходит горение топлива (зона обжига); воздух для горения поступает снизу шахты.
Проходя через слой обожженного раскаленного клинкера, холодный воздух охлаждает его, а сам подогревается и в подогретом виде поступает в зону обжига. Образующиеся в зоне обжига дымовые газы удаляются через верхнюю часть шахты, проходя, таким образом, через слой свежезагруженного холодного материала, подогревая и высушивая его.
Противоточное движение газов и обжигаемого материала создает наилучшие условия использования тепла от сгорания топлива и отличает шахтные печи от вращающихся печей как высокоэффективные тепловые аппараты. Однако по качеству клинкера, производительности и трудоемкости они все же уступают вращающимся печам. Шахтные печи применяют на заводах относительно небольшой мощности — до 200—400 тыс. т. цемента в год.
Несколько худшие условия обжига клинкера в шахтных печах по сравнению с обжигом во вращающихся приводят к повышенному содержанию в клинкере свободной СаО. Чтобы предупредить неравномерность изменения объема такого цемента, клинкер шахтных печей обязательно магазинируют, выдерживая на складе до четырех недель. Иногда применяют даже обрызгивание клинкера водой.
Дальнейшие технологические операции при сухом способе производства портландцемента — подготовка гидравлических добавок и гипса, помол цемента, его хранение и отправка потребителю — остаются аналогичными рассмотренным при мокром способе.

Из чего делают цемент, технологии и тайны производства

В зависимости от того, какую подготовку прошло сырье перед производством цемента, различают несколько способов производства цемента, а именно сухой, мокрый, полусухой и комбинированный способы. При мокром способе производства все работы по обработке, помоле сырья, смешивании и регулировке состава смеси происходят при некотором количестве жидкости. При сухом способе все операции проходят на сухих материалах, без участия воды. Если необходимо, сухую смесь гранулируют, добавляя для этого необходимое количество воды до образования гранул. Этот способ считается полусухим.

У каждого из способов есть свои достоинства и недостатки. Вода, при мокром способе, помогает быстрее и лучше измельчать сырье, однако при этом на производство расходуется больше энергии, чем при сухой технологии. А также необходимо значительное увеличение площади печи, ведь необходимы не только обжиг сырья, а и его сушка. Суть комбинированного способа состоит в том, что смесь производится по мокрому способу, а затем она подвергается сушке до полусухого состояния и затем обжигается в печи. Выбор способа производства портландцемента зависит от того, из чего состоит цемент, его свойств и химического сырья, а также наличия достаточной топливной базы. Если влажность сырья превышает 10%, тогда наиболее подходящим способом производства является мокрый. Также он подходит, если в производстве клинкера принимает участие глина и мел. Сухой способ наиболее предпочтителен, если влажность сырья менее 10% и состав смеси однороден. Полусухой способ применяют при изготовлении цемента из материалов, которые имеют достаточную пластичность.

Из чего делают цемент на предприятиях, на которых используют мокрый способ производства? В качестве сырья на них используют, как правило, мягкие глинистые, а также твердые известняковые компоненты. Влажность глины не должна при этом быть более 20%, а влажность мела превышать 29%. Мокрым этот способ производства называется из-за того, что обработка и измельчение сырья происходят при постоянном контакте с водой. После измельчения получается шлам, который в свою очередь поступает в печь для обжига, при котором из него выделяется углекислота и испаряется вода. В результате получаются гранулы, которые дальше перетираются, и получается цемент.

Из чего изготавливают цемент при сухом способе? Для этого используют известняк и глину, которую перед этим доводят до 1% влажности, затем измельчают до состояния очень мелкого порошка. Затем смесь глины, известняка и шлака подают в камеру с горячим газом и обжигают. При таком способе производства на изготовление цемента, меньше расходуется энергии на обжиг и испарение воды.

Из чего производят цемент при комбинированном способе? Как правило, для этого используют комбинацию мокрого и сухого способа производства. При этом сырье подготавливается по мокрому способу, затем его сушат до 16-18% влажности и отправляют в печь для обжига.

Из чего делается цемент и определяет технологию и способ его производства.

Технология производства цемента: оборудование, сырье и способы

Люди подсознательно стремятся к комфорту – уютное жилье, хорошая еда, удобная одежда и обувь – все это неотъемлемая часть наших стремлений и желаний. Но у всего этого есть исток – у дома – материал, из которого изготовлены такие вожделенные для нас вещи. Трудно себе представить стройку без цемента и смесей на его основе. Технология производства цемента – достаточно малоизвестный, но далеко не такой сложный процесс, как его себе представляют многие потребители. Поверьте, имея желание и некоторые знания, вы сможете приготовить цементную смесь самостоятельно и если вы реально этого хотите, тогда прислушайтесь к нашим советам и примите во внимание информацию, поданную в этой статье.

Краткая инструкция: Производство и виды цемента. Оборудование для производства цемента.

Для более наглядного примера мы проиллюстрировали основные моменты этой статьи в инфографике:

Процесс производства цемента

Если вас интересует процесс производства цемента в условиях предприятия, так как вы решили устроить собственное дело по изготовлению строительных смесей, тогда запоминайте – технология производства цемента подразделяется на два этапа:

• Получение клинкера – промежуточного продукта из глины с известью, подлежащих термообработке в разогретой до полутора тысяч градусов печи.
• Измельчение клинкера, получение цемента. Клинкер мельчится с соответствующими добавками (например, гипсом) одним из трех способов.

1. Мокрый. Измельчение происходит в водной среде. Влажность полученного продукта колеблется от тридцати до пятидесяти процентов
2. Производство цемента сухим способом. Ингредиенты мелятся без участия жидкостей, полученный порошок дополнительно сушиться.
3. Комбинированный способ. Как понятно из названия при этом способе используют оба предыдущих в одной из двух комбинаций – либо основной мокрый, а сухой – дополнительный, либо основой становится сухой способ, а завершает процесс – мокрый.

Следующим важным сегментом организации предприятия по праву считается оборудование для производства цемента.

Виды оборудования

Машины, которые помогают осуществить процесс производства цемента, различают по осуществляемым функциям. Фирма обязана иметь оборудование для подготовки сырья, обжига, охлаждения, измельчения, упаковки, отгрузки.

1. Промышленные дробилки для измельчения
2. Мельницы мешалки для глины
3. Шаровые трубные мельницы (для получения однородной массы)
4. Печи для обжога и получения клинкера
5. Промышленные холодильники для быстрого охлаждения сырья. Они бывают рекуператорными, барабанными и колосниковыми. В основном используют последние, поскольку они могут дать максимальное охлаждение сырья до 80 градусов, остальные же дают показатели значительно выше – от ста до двухсот градусов Цельсия.
6. Упаковочные линии для фасовки продукции в упаковку
7. Погрузчики для отгрузки товара потребителям

Ну, и конечно же люди. Штат наемных рабочих зависит от объема выпускаемой продукции, способа получения цемента и оборудования, которым нужно управлять.

Составим приблизительную смету на организацию производства цемента. Дробилки и мешалки стоят порядка 250 тысяч руб. за машину, мельницы стартуют от 3 миллионов рублей, вращающаяся печь в комплексе с холодильником – еще 140 тысяч и это минимальные траты, стоит суммировать еще дополнительное оборудование по пакованию, заработную плату сотрудников и приблизительная сумма капиталовложений станет более точной.

Разновидности цементов

Как мы уже говорили выше цемент – это смесь различных добавок, различное сырье для производства цемента, в зависимости от которых получают тот или иной его вид. Основными считаются:

• Гидрофобная смесь. Как ясно из названия, не боится воздействия влажной среды, характеризуется повышенной прочностью, водонепроницаемостью и морозостойкостью
• Белый цемент – основа для иных сухих смесей. Производство белого цемента позволяет изготавливать скульптурные и декоративные элементы, отделывать фасады, осуществлять внутренние работы.

• Расширяющаяся смесь – позволяет достичь эффекта расширения при отвердении, вопреки основной тенденции цементных смесей к уменьшению объема
• Пуццолановая смесь – характеризуется пониженными показателями тепловыделения, что позволяет уменьшить неравномерность осадки и последующего растрескивания
• Цветные смеси применяются в случаях, когда изделие из цемента не будет требовать дальнейшего процесса обработки. Цвет получают путем введения красителей в смесь
• Глиноземестая смесь – сверх быстро схватывается и в отличие от других видов набирает прочность по прошествии 24 часов. Активно используется при возведении строительных объектов при пониженных температурах или зимой.

Маркировки цементных смесей

Как и все строительные материалы, цемент имеет маркировку, она используется для обозначения основных характеристик строительного материала. Этот материал маркируют по двум характеристикам – способности выдерживать нагрузки, распределяющиеся в соотношении на 1 квадратный сантиметр и по соотношению добавок, находящихся в смеси.

Первая характеристика отражается буквами «М» или «ПЦ» и цифрами обозначающими количество килограммов предельной нагрузки на указанную ранее площадь (1 см. кв.). Для примера приведем самую популярную марку М 500 – здесь 500 – это 500 килограммов нагрузки на 1 сантиметр. Чаще всего потребители покупают цемент марок М 350 – М 500, хотя есть и более выносливые смеси, способные выдержать до 700 килограмм нагрузки.

Теперь о добавках, они обозначаются буквой Д, а стоящее рядом число означает процентное соотношение этих добавок по отношению к общей массе смеси. Разберем на примере, допустим, вы обнаружили маркировку, где рядом с буквой Д стоит число 20, из этого следует, что в смеси присутствует 20% добавок.

Хотелось бы обратить внимание на основные виды цементных смесей, область их применения и характеристики, поскольку простому потребителю навряд ли много расскажет несколько букв и цифр на упаковке.

Строители предпочитают использовать в основном 2 вида цемента: М 400 и М 500, поскольку они могут выдерживать максимально необходимое давление нагрузки. Чаще всего в этих марках добавки либо отсутствуют – Д0, либо составляют 20% — Д20.

М400, Д20 – морозостойкая и водостойкая смесь, активно применяющаяся в жилищном, промышленном, сельскохозяйственном строительстве, изготовлении перекрытий, фундаментов, сборных железобетонных конструкций.

М500, Д20 так же стоек к морозу и влаге, помимо этого имеет сопротивляемость коррозийным воздействиям, используется как в промышленном строительстве, так и при выполнении различных ремонтных работ – штукатурке, кладке, изготовлении растворов.

М400, Д0 – уникальная смесь, которая очень быстро твердеет и может поддаваться длительным воздействиям пресной и минеральной водной среды. Схватывается такой цемент до часа, а полностью набирает прочности уже по прошествии 12 часов.

М500, Д0 – еще более прочная смесь, отличающаяся долговечностью, влаго- и морозостойкостью, используется при проведении восстановительных, аварийных ремонтных работ. Твердение этой смеси происходит в тот же временной промежуток, что и у предыдущего вида – 40-50 минут – схватывание, 10-12 часов полное застывание.

Цемент своими руками

Прежде, чем взяться за дело, и начать производство цемента в домашних условиях вы должны осознать, что в домашних условиях прочной смеси класса выше 200 вам достичь не удастся, поэтому взвесьте все за и против. Помимо этого, вы должны иметь хотя бы элементарное оборудование для обжига и помола смеси. Если печь и мельница есть у вас или вы можете достать подобное оборудование, попробовать стоит, но помните – для получения удовлетворительного результата вы должны в строгости соблюсти все пропорции, которые предусмотрены для изготовления данного материала.

Процесс приготовления цемента кустарным способом практически ничем не отличается от заводского – сырье необходимо подготовить, обжечь, перемолоть, смешать с добавками. Плюсом самостоятельного производства могут стать экспериментальные образцы с интересными характеристиками, полученными в результате проб различных добавок.

Чтобы приготовить классический цемент вам нужно приобрести то, из чего производят цемент — мел и каолин в пропорции ¾ и ¼ . Измельчив материал обожгите его в печке и помелите, добавьте около 1/20 порошка из гипса. Смесь готова. Теперь можно приступать к опробации. Рекомендуем на начальной стадии готовить маленький объем, чтобы не расходовать зря материал, так сказать, на пробу. Если результат вас удовлетворит, рассчитайте пропорции и действуйте!