سیمان

راه اندازی خط تولید سیمان

 

 

انواع سیمان :

سیمان سفید و سیمان خاکستری( پرتلند)

در این مقاله سعی داریم به معرفی سیمان خاکستری یا پرتلند و نحوه فرآوری تولید و بسته بندی آن بپردازیم.

سیمان خاکستری (پرتلند) :

سیمان پرتلند نوعی سیمان است که از پودر کردن کلینکری که عمدتاً از اکسیدهای سیلیسی، آلومینیومی و آهنی هستند تشکیل میگردد . در ادامه درخواهید یافت که کلینکر چیست و چگونه تشکیل میشود . سیمان پرتلند اولین بار توسط معمار بریتانیایی به کار برده شد و به علت شباهتی که به خاک جزیره پرتلند در بریتانیا داشت نام سیمان پرتلند بر آن نهاده شد .

cement powder in bag texture

سیمان ترکیبی است از اکسید  کلسیم (آهک) با سایر اکسیدها نظیر اکسید آلومینیوم، اکسید سیلیسیم، اکسید آهن،  اکسید منیزیم و اکسیدهای قلیایی که میل ترکیبی با آب داشته و در مجاورت هوا و در  زیر آب بمرور سخت و دارای مقاومت می شود .


با توجه به مشخصه فوق، سیمان می تواند  دارای ترکیبات متفاوتی باشد و اصولاً جزو ملاتهای آبی محسوب می گردد.ملاتهای آبی از  قدیم شناخته شده بودند، آهک ،از جمله این ملاتهاست که رومی ها و یونانی ها با مخلوط کردن آن با خاکستر آتش فشانی، خاک آجر و آب، به نوعی آهک آبی دست میافتند که خاصیت  سخت شدن و فشار پذیری بالایی داشت. با به کار بردن این ملات رومیها توانستند  ساختمانهای عظیمی بسازند که هنوز بقایای آنها پس از گذشت چند هزار سال پا برجا و  قابل مشاهده است .

معادن و استخراج مواد اولیه آن

مواد اولیه برای تولید سیمان «مارل» های رسی و آهکی است .

سنگ شکن

سنگ شکن نخستین بخش  خط تولید در کارخانه های سیمان می باشد . مواد اولیه حمل شده به کارخانه با ابعاد  حداکثر ۸۰ سانتیمتر وارد سنگ شکن شده و پس از خرد شدن به وسیله نوار نقاله ای که در  زیر سنگ شکن نصب شده به سالن اختلاط مواد خام منتقل می‌شود .  و در هر ساعت ۸۵۰ تن سنگ را خرد می‌کند .

سالن اختلاط مواد خام

این سوله  با متراژ زیاد ، می‌تواند ۶۰ هزار تن مواد اولیه  را به صورت خرد شده نگهداری کند در هر  ساعت ۱۲۰۰ تن مواد خام را از روی تسمه نقاله به وسط سالن منتقل کرده و آنها را روی  هم انباشته می سازد ؛ « ریکلایمر» نیز با توان برداشت ۵۶۰ تن مواد خام در هر ساعت  آنها را روی تسمه نقاله خروجی سالن ریخته و به بیرون هدایت می کند   . این بخش  علاوه بر ذخیره حدود ۶۰ هزار تن مواد اولیه، با همگن ساختن این مواد زمینه پایداری  کیفیت محصول نهایی را فراهم می‌آورد .

بونکرهای تغدیه مواد خام

مواد اولیه همگن شده در سالن اختلاط مواد خام به کمک تسمه نقاله به بخش بعدی یعنی «بونکرهای تغذیه مواد خام» منتقل می‌شود.در این بخش چهار بونکر فلزی به ظرفیتهای ۲۴۰، ۲۸۰، ۵۶۰ و ۸۵۰ تن وجود دارد که به ترتیب جهت ذخیره سیلیس، آهن، آهک و مخلوط مواد خام مورد استفاده قرار می‌گیرد.

در زیر هر یک از این بونکرها یک دستگاه توزین تعبیه شده که امکان ورود مواد اولیه به خط تولید را بر اساس درصد وزنی معین فراهم می‌آورد.

لازم به ذکر است آهک، سیلیس و سنگ آهن این بخش پس از خرد شدن از طریق قیف دوم سنگ شکن بدون ورود به سالن اختلاط مستقیماً وارد بونکرهای مربوطه شده تا جهت مخلوط شدن با مارل ورودی به بخش بعدی مورد استفاده قرار گیرند.

 

آسیای مواد خام

مواد  اولیه با اوزان مشخص وارد بخش آسیای مواد خام می‌شوند. این مواد پیش از ورود به شل  آسیا با استفاده از هوای گرم خشک می‌شوند.در این آسیا  مواد اولیه به صورت پودر درمی‌آیند و جهت ذخیره‌سازی به سیلوهای مواد خام منتقل  می‌شوند.
توان لازم برای به  حرکت درآوردن این آسیا که ۱۴ متر طول و ۴/۵ متر قطر دارد حدود ۶۲۰۰  کیلو وات می  باشد  .

گلوله های فولادی به قطرهای ۲۰ تا ۹۰ میلیمتر با نسبت و وزن معین وارد  آسیا شده و در اثر حرکت دورانی آن با ترکیبی از فشار،سایش،ضربه وبرخورد شدن موادخام  را ضمن طی مسیرآسیا به پودر تبدیل می کنند  .

ذخیره مواد خام  (سیلوهای مواد خام )

مواد خام پس از تبدیل به پودر ، جهت ذخیره‌سازی به سیلوهای  مواد خام منتقل می‌شوند. سیلوهای مواد خام این کارخانه عبارتند از سازه های فلزی که ظرفیت ذخیره سازی هزاران تن مواد را داشته باشند .

مرحله قبل از ورود به کوره و پخت (پیش گرمکن)

موادی که در سیلوها ذخیره شده از بخش تغذیه کوره به قسمت پیش گرمکن منتقل می‌شوند. این سازه که معمولا ارتفاع زیادی دارد و دودکش بزرگی روی آن نصب است ، معروفترین سازه کارخانجات سیمان است.

مواد خام از بالا به سیکلونهای مستقر در این بخش می‌شود و بعد از عبور از آن بتدریج تا ۸۰۰ درجه سیلسیوس گرم شده و برای ورود به کوره آماده می‌شوند. ظرفیت این بخش معمولا هزاران تن در روز میباشد .

گازهای گرم خارج شده از پیش‌گرمکن به منظور کنترل دما ، ابتدا به برج خنک کن منتقل میشود. گازهای گرم از بالا به داخل برج دمای آن تا ۱۵۰ درجه سانتی‌گراد کاهش می‌یابد. این گاز برای از بین بردن رطوبت مواد خام ورودی به آسیای مواد خام رفته و درنهایت وارد الکتروفیلتر شده و از دودکش اصلی خارج میشود .

 

کوره پخت مواد خام و کولر

کوره اصلی کارخانه سیمان تشکیل شده از استوانه‌ای فولادی به قطر پنج الی شش متر و طول بین پنجاه تا صد متر .
این کوره با شیب سه الی چهار درجه نصب  شده و با حرکت دورانی در  روز هزاران تن کلینکر تولید میشود 


مواد  خام با دمای اولیه حدود ۸۰۰ درجه سانتیگراد به کوره وارد میشود  و ۱۴۰۰ درجه  سانتی‌گراد حرارت می‌بیند. در این بخش از مرحله تولید انفعالات شیمیایی انجام گرفته و گلوله های تیره رنگ که کلینکر نامیده میشود خارج میگردد .


تصویر کلینکر استحصال شده که تازه از کوره خارج شده است .

در مرحله بعد کلینکر حاصله جهت کاهش دما وارد قسمتی به اسم گریت کولر میگردد.

سیلوهای ذخیره سازی کلینکر سیمان :

کلینکرها پس از مرحله خنک شدن برای ذخیره سازی وارد سیلوهای کلینکر می‌شوند.

طول سیلوی ذخیره سازی کلینکر به چنده متر میرسد و قطر آن هم معمولا بیش از بیست متر میباشد . معمولا یک سیلو را جهت ذخیره نمونه های آزمایشی میسازند که اگر کیفیت کلینکر مناسب نبود دوباره به چرخه تولید بازگردد و تشخیص این امر بر عهده آزمایشگاه کنترل کیفیت محصول است .

در قسمت پایین هر سیلو تونلی قرارگرفته است و سیستم انتقالی که درون این تونل تعبیه شده باعث تخلیه شدن سیلوها از کلینکر و انتقال کلینکر به قسمت آسیای سیمان میشود .

قسمت آسیای کلینکر و تولید پودر سیمان

در بخش آسیای سیمان کلینکرهای تولید شده در مراحل قبلی آسیا شده و این کار توسط دستگاههای آسیا انجام میگیرد که معمولا ظرفیتی بالغ بر صد تن در ساعت و بیشتر را دارند که در هر ساعت صد تن کلینکر را تبدیل به پودر سیمان میکنند . طول این آسیا بالغ بر ده متر و قطری در حدود چهار یا پنج متر دارنددر این مرحله مقداری گچ نیز به کلینکر افزوده میشود ( حدودا چهار درصد) . علت این امر بالابردن چسبندگی سیمان میباشد

مرحله ذخیره سازی و بارگیری

در این مرحله دو قسمت سیلوهای ذخیره سازی و محل بارگیری قرار دارد .محصول سیمان بدست آمده جهت ذخیره سازی وارد سیلوهای نگه دارنده سیمان میشود .در این سیلوها هزاران تن سیمان میتواند ذخیره شده و بنا بر تقاضای بازار و نیاز مشتری در هر نوبت به صورت فله یا بسته بندی شده تخلیه و بارگیری شودبارگیری نیز به دو صورت فله و بسته بندی شده صورت میگیرد . در مرحله بارگیری فله ای ، بونکر به زیر سیلوها در محل تعبیه شده قرار گرفته و سیمان به داخل آن پمپاژ میشود .

در بارگیری به صورت پاکتی نیز سیمان مورد تقاضای مشتری از داخل سیلو بیرون آورده شده و به سمت دستگاه کیسه پرکن انتقال داده میشود . این دستگاه که به صورت روتاری کار میکند توان بسته بندی و پاکت زنی تا بیش از صد تن در ساعت را داراست .

مرحله انتقال مواد

جهت انتفال مواد خام از محل دپو تا کارخانه از نوارنقاله استفاده میشود و همچنین جهت انتقال کلینکر به داخل آسیا.
اما برای انتقال پودرهای تولید شده در بخشهایی نظیر آسیای مواد خام و آسیاهای سیمان به سیلوها ابزاری  کاملاً متفاوت وجود دارد که   Air lift  و Air Slide  نامیده می شوند.

در تصویر زیر مراحل تولید سیمان به صورت خلاصه در یک تصویر شماتیک آورده شده است

سیستم کنترل و اتاق فرمان از مهمترین بخش های یک کارخانه سیمان است که در واقع مغز متفکر یک کارخانه سیمان است . سنسورهای متنوع و زیادی در سرتاسر کارخانه و در کنار هر دستگاهی نصب است و المان های مختلف را به اتاق فرمان منتقل میکند از قبیل دما ، فشار ، غلظت مواد و. و در اتاق فرمان توسط رایانه ها پردازش شده و به صورت طرح شماتیک در اتاق مانیتورینگ نمایش داده میشود و مهندسین در اتاق فرمان با تنظیم المان  ها و کنترل آن ، هدایت کارخانه را بدست گرفته و روند تولید را کنترل مینمایند .تصویر زیر صفحه مانیتور یک کارخانه سیمان را که توسط شرکت ABB طراحی و اجرا شده است نمایش می دهد .

 

 

برچسب
نمایش بیشتر

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

Close