Обжиг - производственный процесс цемента

Характеристика печей для обжига цемента

Обжиг сырьевой смеси ведется в печах двух систем: шахтных и вращающихся В шахтные печи загружается сырье, подготовленное сухим способом, в виде камня соответствующего состава, брикетов или «шнуров», сформованных из сырьевой смеси обжиг

Обжиг сырьевой смеси

Для обжига цементного сырья применяются

более совершенные автоматические печи с искусственным дутьем воздуха.
В автоматических шахтных печах процессы загрузки и выгрузки материала механизированы, благодаря чему облегчается обслуживание печей. Печи имеют производительность до 80—140 г цементного клинкера в сутки.

 обжиг

Больше всего на крупных цементных заводах применяются вращающиеся печи, представляющие собой длинные, расположенные слегка наклонно цилиндры (барабаны), сваренные из толстой листовой стали с огнеупорной футеровкой внутри. Длина печей от 40 до 150 м, диаметр 2,5—3,5 м (в зоне подготовки сырья до 4,5 м). Скорость вращения печей 1—2 об/мин.
В длинных печах лучше используется тепло, поэтому требуется меньший расход топлива для обжига цемента. Для улучшения теплообмена внутри печей, ближе к верхнему их концу, навешивают цепи, устраивают крестовины и т. п.

Сырье в виде порошка (сухой способ)

или в виде шлама (мокрый способ) загружается равномерно автоматическим питателем в печь с верхнего конца. Сырье занимает только часть печи по поперечному сечению и при ее вращении медленно движется к нижнему концу. Сюда через форсунку сжатым воздухом вдувается порошок каменного угля. На некоторых заводах применяют другие виды топлива: мазут (волжские заводы) и природный газ.

Топливо сгорает в виде длинного факела в нижней части печи; здесь и находится зона спекания цементного клинкера с наиболее высокой температурой. В этой зоне корпус печи снаружи охлаждается водой. Горячие газы идут навстречу сырью, подсушивают и нагревают его в верхней части печи, затем в средней ее части происходит декарбонизация известняка и, наконец, в нижней части соединение извести с глинистыми веществами (спекание);
Из печи обожженный клинкер поступает в холодильник, расположенный под печью, или в несколько холодильников, прикрепленных к барабану печи и вращающихся вместе с ней. В холодильник вдувается воздух, который нагревается за счет тепла остывающего клинкера и идет в печь для поддержания горения.

Для ускорения спекания в состав сырьевой смеси

часто вводят небольшое количество плавикового шпата CaF2 или пиритных огарков, содержащих Fe2O3.

Вращающиеся печи выпускают более однородную продукцию, чем шахтные, так как обжиг в них протекает равномернее. Эти печи имеют высокую (зависящую от ее размеров, скорости вращения и мастерства машиниста печи) производительность — от 100 до 1000 т/сутки.

 

Сырье обжигают до спекания материала, температура спекания

составляет обычно около 1450°. В результате получается так называемый цементный клинкер твердый, камневиднцй, зеленовато-серого или темносерого цвета; из шахтных печей клинкер выходи в виде крупных кусков, а из вращающихся в виде мелких кусков — «горошка».

Клинкер подвергают тонкому помолу, предварительно выдержявая его на складе 1—2 недели. При этом свободная окись кальция, которая могла в небольшом количестве остаться в клинкере, частично гасится под действием влаги воздуха, и цемент, изготовленный из этого клинкера, приобретает свойство равномерно изменяться в объеме. Выдерживание клинкера уменьшает его твердость, чем облегчается помол; кроме того, замедляется схватывание цемента, что в известных пределах полезно.