Мокрый способ производства клинкера. Этот способ целесообразно применять при использовании мягкого и влажного сырья. Измельчение и смешивание известняка или мела и глины осуществляют в воде. Жидкотекучая масса с влажностью 35–45 % называется шламом.
Глину перерабатывают в водную суспензию в глиноболтушках и подают совместно с дробленным известняком или мелом и корректирующими добавками в шаровую мельницу, где производится смешивание и помол. Далее известняково-глиняный шлам подается в резервуары для хранения.
При комбинированном способе переработка сырья осуществляется по мокрому способу. Перед обжигом шлам обезвоживается центрифугированием, сгущением в циклонах, фильтрацией до влажности 16–18 %, что позволяет уменьшиь расход топлива на 20–30 %.
Обжиг сырьевой смеси при мокром и комбинированных способах производства осуществляется в основном во вращающихся печах. Длина печей 150–230 м, диаметр 5–7 м. Располагаются они с уклоном. Работают по принципу противотока. С верхнего конца поступает шлам. С нижнего подается топливо – газ, мазут или молотый уголь, которые сгорают в виде 20–30 –метрового факела, создавая температуру до 1450 оС.
Cырье в печи, которая вращается со скоростью 1–2 об/мин, движется к нижнему концу навстречу горячим газам, проходя зоны с различными температурами. Условно выделяют шесть зон: 1 – испарения, 2 – подогрева и дегидратации, 3 – декарбонизации, 4 – экзотермических реакций, 5 –– спекания, 6 – охлаждения.
В зоне испарения при температуре от 70 до 200 оС происходит удаление свободной воды, материал комкуется, а затем распадается на более мелкие частицы.
В зоне подогрева и дегидратации при температуре от 200 до 700 оС выгорают органические примеси и начинается дегидратация каолинита и других глинистых минералов. Образуется каолинитовый ангидрид.
В зоне декарбонизации в интервале температур 900–1200 оС происходит диссоциация углекислого кальция с образованием свободного оксида кальция CaO и продолжается разложение глинистых минералов на оксиды SiO2, Al2O3 и Fe2O3.
В зоне экзотермических реакций при температуре 1200–1300 оС происходит ускорение реакций в твердом состоянии с выделением теплоты.
В зоне спекания при температуре 1350–1450–1300 оС образуется 20–30 % расплава. В него вначале переходят C3A, C4AF, CaO и MgO, а потом и С2S. Затем С2S вступает во взаимодействие с CaO, и образуется основной минерал цементного клинкера C3S. Он плохо растворяется в расплаве и выделяется в виде кристаллов. При понижении температуры до 1300 оС жидкая фаза затвердевает, образуя кристаллы C3A, C4AF, и MgO и частично – стекла. Этот процесс продолжается и в следующей зоне.
В зоне охлаждения при температуре 1300–1000 оС заканчиваются все процессы и формируется состав клинкера из кристаллов и стекловидной фазы, состоящей из C3A и C4AF.
Затем клинкер охлаждается до температуры 100–200 оС и выдерживается на складе около двух недель. Внешне он представляет собой камневидные зерна размером до 40 мм.
Сухой способ производства клинкера. Сухой способ приготовления клинкера применяется при влажности сырьевых материалов до 10–15 %. Исходные материалы – известняк и глина – дробятся, а затем загружаются в мельницы шаровые, валковые или мельницы самоизмельчения “Аэрофол”, где совмещается измельчение и сушка отходящими газами. Просушивание сырья может выполняться в дробилках.
Полученная сырьевая мука вначале подвергается предварительной тепловой обработке при температуре до 800–850 оС в циклонных теплообменниках, а дальше–в специальных реакторах при температуре 920–950 оС. В них происходит декарбонизация до 85–90 %. Обжигают сырьевую муку при температуре 1450 оС в коротких вращающихся печах, где завершаются процессы клинкерообразования.
Поможем написать любую работу на аналогичную тему