Raimondirus.ru

RAiMONDI
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Исходное сырье для производства цемента

Исходное сырье для производства цемента

Сырьем для производства портландцемента служат в основном известковые и глинистые материалы, которые берутся в таких пропорциях, чтобы обеспечить определенный химический состав сырьевой смеси, необходимый для правильного обжига. При этом очень важно, чтобы химический состав оставался максимально постоянным, так как даже небольшие отклонения в содержании основных компонентов смеси могут значительно изменить свойства конечного продукта — цемента.

В качестве известковых материалов для производства портландцемента применяются: разновидности известняка, мергель, отходы производства щелочей. Из глинистых материалов используются: глина, глинистый сланец, доменный шлак, зола.

Сырьевые смеси могут состоять из двух и более компонентов. Возможны такие комбинации, как известняк и глина, известняк и «цементный камень», известняк и доменный шлак и др., а также смеси указанных основных компонентов с добавкой кремнезема из песчаника и железной руды, но без известковистых соединений, как, например, волластонит или гранит. В отдельных случаях применяются и смеси с видоизмененным известняком, содержащим известковистые минералы. Эти известняки обычно бывают загрязнены сланцами, глинистыми сланцами, гранитом и другими интрузивными породами, что затрудняет приготовление соответствующей сырьевой омеси для обжига клинкера.

Сырьевые материалы для цементной промышленности иногда содержат нежелательные компоненты.

«Цементный камень» долины Лихай

Главные месторождения «.цементного камня» в США находятся в долине Лихай (Восточная Пенсильвания). Они были открыты в начале нынешнего столетия. «Цементный камень» — это вид глинистого известняка, принадлежащий к так называемой джексонбургской формации и считающийся пригодным для производства хорошего портландцемента без добавки дополнительных материалов. Действительно, по своему химическому составу он вполне подходит для выпуска портландцемента типа I.

«Цементный известняк» долины Лихай

В некоторых районах долины Лихай, где расположены типичные месторождения «цементного камня», находятся залежи и другого вида известняка, тоже джексонбургской формации, который получил название «цементного известняка». Он содержит от 78 до 85% СаС03 и меньше 5% MgC03, т. е. представляет собой идеальное высококальциевое сырье, которое можно смешивать с породой, содержащей сравнительно мало извести. В некоторых карьерах эти два вида цементного сырья залегают близко один от другого, а в ряде мест «цементный известняк» совершенно не встречается.

Химический состав известняковых месторождений долины Лихай и других районов удовлетворял требованиям цементного производства до тех пор, пока выпускался лишь один вид цемента. Но для производства портландцемента типа II пришлось значительно изменить состав сырьевой смеси, что в скором времени привело к истощению многих месторождений высококачественного известняка.

Многие фирмы предпочитают ввозить для своих заводов высококачественный известняк с содержанием СаС03 свыше 90%, чтобы не истощать собственных карьеров, оставляя в них породу с малым содержанием СаС03.

Известняк и глина (или сланец)

На многих цементных заводах применяют сырьевую смесь из известняка и глины (или глинистого сланца). Обычно такие заводы строятся у самых известняковых карьеров и недалеко от месторождений глины или сланца.

Следует иметь в виду, что не всякий известняк пригоден для производства портландцемента. Месторождения известняка, содержащего большие примеси MgC03, обычно не могут быть использованы. Точно так же присутствие включений пирита или гипса может повысить содержание сульфатов в цементе, что нежелательно. Встречаются месторождения мела, засоренного большим количеством кремневой гальки, в связи с чем его трудно использовать для производства цемента.

В тех случаях, когда для составления сырьевой смеси применяется известняк с высоким содержанием извести, его необходимо смешать с глиносодержащими материалами такого химического состава, который мог бы обеспечить получение клинкера заданного состава.

Мергель и глина (или сланец)

Месторождения мергеля, представляющие собой обычно земляные россыпи известняка или мела, смешанные с глиной, сравнительно мало используются цементной промышленностью США. Они эксплуатируются главным образом в штатах Мичиган, Южная Каролина и Миссисипи.

Характер месторождения обычно определяет и способ производства цемента — сухой или мокрый. Типичные мергели способны удерживать от 20 до 34% влаги, поэтому их более выгодно применять при мокром способе производства, смешивая мергель и глину (или сланец) с водой перед помолом. В этом случае для получения однородной сырьевой смеси устанавливают несколько смесительных шламбасоейнов.

Известняк-ракушечник

На заводах, расположенных вдоль Мексиканского залива и на Калифорнийском побережье, в качестве известкового компонента используют известняк-ракушечник. Ракушки добыйаются со дна океана, промываются, просеиваются и смешиваются с глиной или другими материалами для получения сырьевой смеси. Обычно такие заводы работают по мокрому способу, причем шлам иногда характеризуется повышенной водопотреб-ностью, что объясняется наличием морских органических примесей в ракушках.

Доменный шлак

Доменный шлак, отход металлургического производства, состоит в основном из тех же окислов, что и портландцемент: кремнезема, глинозема, окиси железа и извести. Он отличается от портландцемента лишь меньшим содержанием извести.

При изготовлении сырьевой смеси шлак смешивается в расчетных количествах с известняком, измельчается и обжигается в печи как обычно.

Химические отходы

Для замены известняка при производстве портландцемента могут быть использованы отходы производства щелочей или синтетического сернокислого аммония, содержащие осажденную известь или карбонат кальция.

Способы производства цемента

Процесс производства цемента состоит из следующих основных технологических операций: добычи сырьевых материалов; приготовления сырьевой смеси, обжига сырьевой смеси и получения цементного клинкера; помола клинкера в тонкий порошок с небольшим количеством некоторых добавок.

В зависимости от способа подготовки сырья к обжигу различают мокрый, сухой и комбинированный способы производства цементного клинкера.

При мокром способе производства измельчение сырьевых материалов, их перемешивание, усреднение и корректирование сырьевой смеси осуществляется в присутствии определенного количества воды. А при сухом способе все перечисленные операции выполняются с сухими материалами. Мокрый способ приготовления сырьевой смеси применяют, когда физические свойства сырьевых компонентов (пластичной глины, известняка, мела с высокой влажностью и т.д.) не позволяют организовывать экономичный технологический процесс производства сырьевой смеси по сухому способу производства. При комбинированном способе сырьевую смесь приготовляют по мокрому способу, затем ее максимально обезвоживают (фильтруют) на специальных установках и в виде полусухой массы обжигают в печи. Каждый из перечисленных способов имеет свои достоинства и недостатки.

Способ производства цемента выбирают в зависимости от технологических и технико-экономических факторов: свойств сырья, его однородности и влажности, наличия достаточной топливной базы и др.

Производство цемента складывается в основном из следующий операций: добыча сырья; приготовления сырьевой смеси, состоящего из дробления и ее гомогенизации; обжига сырьевой смеси; помола обожженного продукта (клинкера) в тонкий порошок.

Существуют два основных способа производства – мокрый и сухой. При мокром способе производства сырьевую смесь измельчают и смешивают сырьевые материалы с водой. Получаемая сметанообразная жидкость – шлам – содержит 32-45% воды. По сухому способу сырьевые материалы предварительно высушивают, а затем измельчают и смешивают. Полученный тонкий порошок называют сырьевой мукой.

Читайте так же:
Как замешать цемент с пва

В зависимости от физических свойств исходных материалов и ряда других факторов при получении цемента по мокрому способу применяют разные схемы производства. Схемы эти отличаются одна от другой только способом приготовления сырьевой смеси. Приводим схему производства цемента по мокрому способу из твердого материала — известняка — и мягкого — глины.

При трехкомпонентной сырьевой смеси корректирующую добавку дробят, после чего она попадает в бункер, откуда вместе с известняком поступает в мельницу. Глину до болтушки пропускают через валковую дробилку. Сырьевые материалы дозируют перед мельницей специальными питателями.

Если при производстве по мокрому способу сырьевую смесь составляют из одних твердых материалов — известняка, мергелей и глинистых сланцев, то их дробят в дробилках без добавки воды и размалывают совместно в мельнице, куда добавляют воду. В том случае в схеме отсутствует болтушка. При изготовлении цемента из одних мягких материалов (мела, глины, мягких мергелей) сырье измельчают в болтушках, после чего размалывают в более коротких шаровых мельницах. В этом случае воду добавляют в первой стадии процесса и материалы дозируют перед ,поступлением в болтушки.

При сухом способе производства выбор схемы зависит от рода поставляемого топлива, физических свойств сырья, мощности завода и ряда других факторов. При использовании для обжига клинкера угля с большим содержанием летучих обжиг ведут во вращающихся печах, — если же применяют топливо с малым содержанием летучих — то в шахтных.

Так как при соприкосновении мелкого порошка, образующегося при помоле, с влагой материала образуется пластичная масса, которая налипает на внутреннюю поверхность агрегата и препятствует дальнейшему помолу, то дробленые сырьевые материалы с естественной влажностью размалывать нельзя. Поэтому после выхода из дробилки сырьевые материалы высушивают и затем направляют в мельницу, где перемалывают в тонкий порошок. Однородные по физическим свойствам материалы можно дробить и сушить в одних и тех же аппаратах. В случае применения гранулированного шлака его подсушивают без предварительного дробления. Помол и сушку сырьевой смеси целесообразно вести одновременно в одном аппарате-мельнице — в том случае, если влажность сырьевых материалов не превышает 8-12%, например, при использовании известняков и глинистых сланцев. Если в качестве сырья используется непластичный глинистый компонент, то при сухом способе производства обжиг ведут только во вращающихся печах. При пластичном глинистом компоненте можно вести обжиг, как во вращающихся печах, так и в шахтных печах. В последнем случае сырьевую смесь вначале увлажняют в смесительных шнеках водой до 8-10%-ной влажности. Затем массу подают в грануляторы, где она вместе с дополнительно подводимой водой превращается в гранулы с влажностью 12-14%. Эти гранулы и поступают в печь.

При обжиге клинкера на газообразном или жидком топливе схема производства упрощается, так как отпадает необходимость в приготовлении угольного порошка.

В ряде случаев может оказаться целесообразным комбинированный способ производства, при котором сырьевая смесь в виде шлама, полученного при обычном мокром способе производства, подвергается обезвоживанию и грануляции, а затем обжигается в печах, работающих по сухому способу.

Выбор сухого или мокрого способа производства зависит от многих причин. Как тот, так и другой способ имеют ряд преимуществ и недостатков. При мокром способе легче получить однородную (гомогенизированную) сырьевую смесь, обуславливающую высокие качества клинкера. Поэтому при значительных колебаниях в химическом составе известнякового и глинистого компонента он целесообразнее. Этот способ используется и тогда, когда сырьевые материалы имеют высокую влажность, мягкую структуру и легко диспергируются водой. Наличие в глине посторонних примесей, для удаления которых необходимо отмучивание, также предопределяет выбор мокрого способа. Размол сырья в присутствии воды облегчается, и на измельчение расходуется меньше энергии. Недостаток мокрого способа — больший расход топлива. Если используют сырьевые материалы с большой влажностью, то расход тепла, затрачиваемого на сушку и обжиг, при сухом способе будет мало отличаться от расхода тепла на обжиг шлама при мокром способе. Поэтому сухой способ производства целесообразнее при сырье со сравнительно небольшой влажностью и однородным составом. Он же практикуется в случае, если в сырьевую смесь вместо глины вводят гранулированный доменный шлак. Его же применяют при использовании натуральных мергелей и тощих сортов каменного угля ,с малым содержанием летучих, сжигаемых в шахтных печах.

При изготовлении сырьевой смеси по любому способу необходимо стремиться к наиболее тонкому помолу, теснейшему смешению сырьевых материалов и к возможно большей однородности сырьевой смеси. Все это гарантирует однородность выпускаемого продукта и является одним из необходимых условий нормальной эксплуатации завода. Резкие колебания химического со·става сырьевой смеси нарушают ход производственного процесса. Высокая тонкость помола и совершенное смешение необходимы для того, чтобы химическое взаимодействие между отдельными составными частями сырьевой смеси прошло до конца в возможно более короткий срок.

При выборе той или другой схемы производства особое внимание следует обращать на рентабельность работы предприятия и возможность снижения себестоимости продукции. Основными мероприятиями, ведущими к снижению себестоимости являются: интенсификация производственных процессов, повышение коэффициента использования оборудования, рост выпуска цемента, повышение его качества (марки), снижение расхода топлива и электроэнергии, механизация производственных процессов и всех вспомогательных работ, автоматизация управления производственными процессами и некоторые другие.

Мощность цементных заводов устанавливают в зависимости от сырьевой базы и потребности района в цементе. На новых заводах она равна обычно 1-2 млн. т цемента в год. Характерным показателем производительности труда на цементных заводах является выпуск цемента на одного рабочего в год, который в 1963 г. составил 915 т. Выработка на одного работающего была 7-62 т. На заводах, оснащенных высокопроизводительным оборудованием, выработка цемента достигла соответственно 2000 и 1600 т.

На цементных заводах, а также на заводах по производству других вяжущих материалов приходится перемещать от одного аппарата к другому большие массы кускового порошкообразного и жидкого материала. Для транспортирования их применяют ковшовые элеваторы, шнеки, ленточные, пластинчатые и скребковые транспортеры, транспортные желоба, насосы, краны с грейферами. Для транспортирования порошкообразных материалов широко используют пневмовантовые и камерные насосы, а также пневмотранспортные желоба.

Транспортирование шлама имеет ряд особенностей, так как он представляет собой сметанообразную текучую массу, содержащую 32-45% воды. Чтобы уменьшить расход топлива на обжиг, стремятся снизить влажность шлама, а чтобы улучшить его транспортабельность, необходимо увеличить содержание воды. По условиям транспортабельности шлам должен течь по желобу, имеющему уклон в 2-4 %. Чем пластичнее сырьевые материалы, тем больше приходится добавлять воды для получения шлама нужной текучести. Обычно шлам транспортируется центробежными насосами.

Читайте так же:
Как развести цемент с землей

На заводы сырьевые материалы доставляют из карьера в виде кусков размерами до 1000-1200 мм. Иногда сырьевые отделения расположены непосредственно на карьерах, откуда шлам поступает на заводы. Так, на Балаклейском цементном заводе отделение болтушек размещено на карьере. Сырьевые материалы в виде мела и глины поступают в дробилки, а затем в болтушки. Полученный глиняно-меловой шлам нормальной влажности перекачивается по шламопроводам на завод.

При выпуске цемента обычных марок сырьевые материалы и клинкер размалываются до остатка на сите №008 порядка 8-10%. Для получения цемента более высоких марок материалы размалываю тоньше — до остатка на том же сите около 5% и даже меньше. Измельчать сырьевые материалы до получения тонкого порошка в одном аппарате невозможно. Поэтому сначала материал подвергают в дробилках двyx — тpex стадийному дроблению до величины кусков, не превышающей 8-20 мм, а затем измельчают в мельницах в гонкий порошок с размерами зерен не более 0,06-0,10 мм, глину поступающую из карьера в кусках размером до 500 ММ, измельчают в валковых дробилках до кусков не больше 100 мм, а затем отмучивают в болтушках до получения глиняного шлама с влажностью 60-70%. Этот шлам и подают в сырьевую мельницу.

Удельный расход сырья зависит от его химического состава и зольности топлива и составляет 1,5-2,4 т на 1 т клинкера. Расход электроэнергии на 1 т выпускаемого цемента составляет 80-100 квт/ч.

«Сухой» способ в цементном производстве: медленное воплощение

Производство портландцемента включает ряд технологических операций, которые можно разделить на две основные группы. Первая – это операции по производству клинкера (обожженная смесь известняка и глины), вторая – измельчение клинкера совместно с гипсом и активными минеральными добавками. Получение клинкера – сложный и энергоемкий процесс, требующий больших капитальных и эксплуатационных затрат. Доля клинкера в себестоимости портландцемента достигает 70-80 %.

Рис. 1. Динамика производства цемента всего и «сухим» способом, тыс. тонн.
Источник: ФСГС РФ, *прогноз ABARUS Market Research

Химический состав исходного сырья меняется в широких пределах, поэтому получение сырьевой смеси постоянного состава – сложная задача. Для каждого вида сырья должен быть выбран такой способ подготовки, который обеспечивал бы тонкое измельчение и равномерное перемешивание компонентов шихты с минимальными энергетическими затратами. Это послужило причиной появления трех способов производства, отличающихся технологическими приемами подготовки сырьевых смесей: мокрого, сухого и комбинированного. При мокром способе тонкое измельчение сырьевой смеси производят в водной среде с получением шихты в виде водной суспензии – шлама влажностью 30-50 %. При сухом способе сырьевую шихту готовят в виде тонкоизмельченного сухого порошка, поэтому перед помолом или в процессе его сырьевые материалы высушивают. Комбинированный способ может базироваться как на мокром, так и на сухом способе приготовления шихты. В первом случае сырьевую смесь готовят по мокрому способу в виде шлама, а затем обезвоживают на фильтрах до влажности 16-18 % и подают на обжиг в печи в виде полусухой массы. Во втором варианте сырьевую смесь готовят по сухому способу, а затем гранулируют с добавкой 10-14 % воды и подают на обжиг в виде гранул диаметром 10-15 мм.

Рис. 2. Доля производства цемента «сухим» способом, %.
Источник: ФСГС РФ

Приготовление сырьевой смеси в виде порошка усложняет технологическую схему. Увеличивается число энергоемкого оборудования, более «капризного» при эксплуатации. Также при сухом способе сложнее обеспечить санитарные условия и охрану окружающей среды. Однако одно из важнейших преимуществ сухого способа – более высокий съем клинкера с 1 м³ печного агрегата. Это позволяет проектировать и строить печи в 2-3 раза более мощные, чем для производства мокрым способом. Таким образом, по общим технико-экономическим показателям сухой способ превосходит мокрый. При использовании мощных печей он обеспечивает снижение удельного расхода топлива на обжиг клинкера примерно вдвое, рост годовой выработки на одного рабочего примерно на 40 %, уменьшение себестоимости продукции на 10 % и сокращение капиталовложений при строительстве предприятий на 50 %.

Рис. 3. Сезонность в производстве цемента в 2008–2010 годы, тыс. тонн.
Источник: ФСГС РФ, светло-зеленым цветом выделен прогноз ABARUS Market Research

Все эти возможности обусловили интенсивное распространение сухого способа в мировой цементной промышленности. Однако надо учитывать, что возможности применения сухого способа ограничены влажностью перерабатываемого сырья. Переработка сырья сухим способом с влажностью более 20-25 % связана с высокими расходами теплоты на сушку, и тогда данный способ теряет свои преимущества по экономичности.

Производство

В 2008 году общее производство цемента в России составило 53 500 тыс. тонн. Из этого объема сухим способом было произведено 7 300 тыс. тонн, то есть около 14 % от всего производства. До 2008 года этот процент составлял в среднем 12-13 %. В 2009 году общее производство цемента составило 44 300 тыс. тонн, по сухому способу – приблизительно 6 200 тыс. тонн. В 2010 году прогнозируется общее производство цемента на уровне 47 000 тыс. тонн, из них сухим методом – 6 600 тыс. тонн.

Рис. 4. Динамика производства цемента «сухим» способом по заводам, тыс. тонн.
Источник: ABARUS Market Research по данным ФСГС РФ

Таким образом, видно, что сухой метод производства цемента в России постепенно расширяет свое присутствие, однако происходит это довольно медленно.

Производители

Цемент сухим способом производится следующими заводами:
• ОАО «Спасскцемент»
• ЗАО «Липецкцемент»
• ОАО «Сланцевский цементный завод «Цесла»
• ЗАО «Невьянский цементник»
• ОАО «Новоросцемент»
• ЗАО «Катавский цемент»
• ЗАО «Метахим» (Волховский цементный завод)
• ООО «Кузнецкий цементный завод»
• ОАО «Верхнебаканский цементный завод»
• ООО «Атакайцемент»
• ЗАО «Подгоренский цементник»
• ОАО «Камчатцемент»
• ОАО «Кузнецкий цементный завод»

В 2009 году возобновил работу Кузнецкий цементный завод, ранее закрытый из-за того, что его выбросы превышали норму. Глобальной модернизации оборудования на заводе не произошло, и экологические показатели производства остались практически прежними. Допустимых нормативов выбросов руководству предприятия удалось добиться при помощи очистных фильтров, установленных на печах после судебного иска, а также уменьшением объемов производства цемента в два раза. Благодаря этим изменениям количество выбросов сократилось более чем в четыре раза.

Читайте так же:
Добавки для прочности цементного раствора

Рис. 5. Динамика производства цемента «сухим» способом по заводам, %.
Источник: ABARUS Market Research по данным ФСГС РФ

До 2008 года лидером по производству цемента сухим способом был завод «Липецкцемент», в 2001 году на его долю приходилось целых 40 % общего объема выпуска «сухого» цемента в стране. Однако позднее его начали теснить другие производители, несмотря на то, что объемы выпуска завода оставались стабильными. В 2008 году на первое место вышел «Спасскцемент», а на третье – Сланцевский цементный завод «Цесла», который еще в 2006 году занимал пятую позицию (см. рис. 5).

Рис. 6. Динамика производства цемента «сухим» способом ЗАО «Липецкцемент», тыс. тонн.
Источник: ABARUS Market Research по данным ФСГС РФ

ЗАО «Липецкцемент»
Липецкий цементный завод введен в эксплуатацию в 1963 году. Среди предприятий цементной отрасли Липецкий цементный завод во многом был первопроходцем: именно здесь в 1973 году смонтировали и ввели в строй первую российскую линию по производству цемента сухим способом. Позднее, также впервые в стране, на заводе был установлен сепаратор, благодаря которому стало возможным выпускать повышенные марки цемента. Мощность завода составляет 1,6 миллиона тонн цемента в год. В 2004 году впервые в России введено в эксплуатацию тиристорное пусковое устройство для плавного пуска шаровых цементных мельниц. Липецкий цементный завод поставляет продукцию в Москву, Липецкую, Нижегородскую, Ростовскую, Московскую, Самарскую, Тамбовскую и ряд других областей, а также в Краснодарский край, республики Татарстан, Марий Эл, Дагестан, Удмуртия и др. В октябре 2003 года начаты поставки продукции в Азербайджан и Таджикистан.

Рис. 7. Динамика производства цемента «сухим» способом ОАО «Спасскцемент», тыс. тонн.
Источник: ABARUS Market Research по данным ФСГС РФ

ОАО «Спасскцемент»
ОАО «Спасскцемент» находится в городе Спасске Приморского края, основано на базе двух цементных заводов – Новоспасского и Спасского, является одним из гигантов российской промышленности строительных материалов. В 1935 году Спасский цементный завод выпустил первую продукцию, а в 1976 году вошел в строй Новоспасский цементный завод. Общая производственная мощность составляет 3 127 тысяч тонн цемента в год. «Спасскцемент» – завод-гигант, в настоящее время является единственным производителем цемента в Приморском крае. ОАО «Спасскцемент» – предприятие полного цикла производства: от добычи и переработки сырья до производства нескольких видов цемента. В 2008 году предприятие выпустило 2 073 тыс. тонн цемента сухим способом. Наряду с продажей готовой конечной продукции – цемента, – предприятием осуществляется продажа его полуфабриката – клинкера.

Рис. 8. Динамика производства цемента «сухим» способом ОАО «Сланцевский цементный завод «Цесла», тыс. тонн.
Источник: ABARUS Market Research по данным ФСГС РФ

ОАО «Сланцевский цементный завод «Цесла»
Выбор площадки под строительство завода в г. Сланцы обусловлен возможностью использования в качестве сырья для производства цемента отходов от переработки горючих сланцев, получаемых на соседнем предприятии (завод «Сланцы»). Строительство завода закончено в 1960 году. В начале 1990-х годов Сланцевский цементный завод оказался в очень тяжелом положении. В стране резко сократился спрос на цемент, а его постоянные потребители оказались неплатежеспособными. В течение 1996-1997 годов фирма «Альфа-цемент» выкупила контрольный пакет акций предприятия, и ЗАО «Цесла» было преобразовано в Открытое акционерное общество. Для вывода производства из кризиса была усилена маркетинговая работа, направленная на поиск новых потребителей, увеличен выпуск продукции и проведены мероприятия по усилению режима экономии. В результате проведенной работы существенно возросла выработка цемента. В 2001 году сменился собственник завода, и сегодня 95 % акций принадлежит холдингу Heidelbergcement Group, занимающему четвертое место в мире по производству цемента и других строительных материалов. С приходом нового собственника значительно улучшилось техническое, технологическое и финансовое положение завода. С 2001 года выпуск цемента на предприятии только возрастал, достигнув в 2008 году 912 тыс. тонн.

Рис. 9. Динамика производства цемента «сухим» способом ЗАО «Невьянский цементник», тыс. тонн.
Источник: ABARUS Market Research по данным ФСГС РФ

«Невьянский цементник»
Невьянский цементный завод – старейший завод по выпуску цемента на Урале, построен в 1914 году. С 1987 цемент на предприятии производится сухим способом по лицензии японских компаний Onoda и Kawasaki. В 2003 году «Невьянский цементник» вошел в состав холдинга «Евроцемент груп». ЗАО «Невьянский цементник» – одно из самых современных предприятий цементной промышленности в стране. Технологическая линия представляет собой законченный цикл – от добычи, дробления сырья и приготовления сырьевой муки до обжига ее во вращающейся печи. В 2004 году завод стал первым заводом в Уральском регионе среди предприятий цементной промышленности и вторым предприятием в компании, разработавшим и внедрившим систему менеджмента качества на соответствие требованиям ИСО 9001-2001. В планах завода – сертификация и производство тампонажного цемента. Цемент поставляется в Удмуртию, ЯНАО, ХМАО, Тюменскую, Омскую, Пермскую, Челябинскую и Свердловскую области.

Рис. 10. Динамика производства цемента «сухим» способом ОАО «Новоросцемент», тыс. тонн.
Источник: ABARUS Market Research по данным ФСГС РФ

ОАО «Новоросцемент»
Продукция ОАО «Новоросцемент» более 125 лет известна на российском и международном рынках. В его структуру входят три цементных завода с законченным циклом производства: «Пролетарий», «Октябрь» и «Первомайский». ОАО «Новоросцемент» является одним из крупных российских производителей строительной продукции и основным поставщиком цемента в Краснодарском крае. Производственная мощность равна 4,1 млн тонн, что составляет 6 % цементных мощностей России. Численность персонала более 3 000 человек. Цементное сырье находится вблизи заводов. В 2007 году ОАО «Новоросцемент» стал лауреатом учрежденного Советом Федерации конкурса «100 лучших организаций России. Экология и экологический менеджмент» и за обеспечение экологической безопасности производства награжден Золотой медалью и дипломом. «Новоросцемент» приступил к реализации инвестиционного проекта по строительству технологической линии по сухому способу производства годовой производственной мощностью 2,2 млн тонн цемента. С пуском ее в эксплуатацию в 2011 году выпуск продукции увеличится в 1,5 раза. За рассматриваемый период выпуск продукции только увеличивался, составив 563 тыс. тонн в 2008 году.

Технология производства цемента в промышленных и домашних условиях

как делают цемент

Процесс производства цемента достаточно сложен и трудоемок. Он требует наличия специального оборудования и соблюдения технологических норм и условий. Все это сказывается на конечной стоимости цемента. В статье будут рассмотрены особенности приготовления цемента в заводских и домашних условиях, а также рассмотрено необходимое для этого оборудование.

Читайте так же:
Калькулятор цементного песчаной смеси

Технология производства цемента

Существуют определенные технологии изготовления, благодаря которым на выходе получают цемент достойного качества. Любые отступления от них изменяют свойства готового продукта и влияют на возможность его дальнейшего применения в строительстве.

Сырье для производства

В качестве исходного сырья используют:

  1. Различные виды глины (глина, глинистая горная порода, суглинок, глинистые сланцы, лессовидный суглинок).
  2. Карбонатные породы (мел, известняк, мергель, доломитовые осадочные горные породы, известняк-ракушечник).

Помимо основных компонентов в состав цемента вводятся корректирующие добавки, изменяющие свойства цемента. Это гипс, фосфогипс, апатит, а также кремнеземистые, глиносодержащие и глиноземистые добавки.

Сырье добывают на известковых и глиняных месторождениях в виде руды. На транспортере происходит измельчение руды до кусков 10-15 см в диаметре. Данный материал транспортируется на завод, где измельчается и обжигается в печах.

Схема изготовления цемента на заводе

Оборудование

В процессе производства цемента необходимы комплекты оборудования для выполнения следующих операций:

  • Добыча сырья.
  • Транспортировка сырья к месту производства.
  • Дробление сырья.
  • Обжиг сырья для получения клинкера.
  • Измельчение гранул клинкера.
  • Смешивание измельченных компонентов.
  • Фасовка цемента в мешки.

Мини-завод

В отличие от огромных заводов по производству цемента, мини-завод дает возможность в короткие сроки начать собственное производство этого стройматериала. Отпадает необходимость возведения капитальных сооружений. Небольшие размеры позволяют сократить штат сотрудников.

Используемое оборудование имеет меньшие размеры и энергопотребление, поэтому быстро окупается. При всей экономии, качество производимого цемента соответствует европейским стандартам. Цена такого мини-завода зависит от комплекта оборудования. В среднем она может составлять около 2,5 миллиона рублей.

Сухой способ производства и его технология

Данный способ является наиболее экономичным. Вода в работе не используется. Известняк и глинистую породу дробят, сушат, а затем мелко перемалывают. Смешивают полученную муку и обжигают в печах для получения клинкерных гранул. Дальнейший процесс не отличается от приготовления цемента другими способами. Клинкер перемалывается, в него вводятся корректирующие добавки. На выходе получается готовый продукт.

Как сделать цемент от этапа добычи до момента складирования можно посмотреть на видео:

Пластификатор

Пластификатор представляет собой химическую добавку в цемент, которая способна повысить прочность цементного раствора и улучшить его пластичность. Тем самым сокращается расход цемента, а прочность застывшего раствора увеличивается.

Кроме того, некоторые разновидности пластификаторов способны улучшать морозостойкость, водонепроницаемость и устойчивость раствора к образованию «высолов». Цементный раствор, в который добавлены пластификаторы, не будет растрескиваться на морозе или на жаре, а служить будет в несколько раз дольше.

Формы

При испытании цемента на прочность используются специальные формы.

Они изготавливаются из стали и служат для следующих целей:

  1. Для изготовления образцов цемента и бетона.
  2. Для определения линейной усадки цементного раствора.
  3. Для вычисления предела прочности цемента или бетона на сжатие и растяжение.

Шнеки

Шнеки представляют собой транспортеры, по которым осуществляется подача цемента в дозаторы. Проталкивание цемента по трубе шнека осуществляется при помощи вращающейся спирали.

Для ее вращения используется мотор-редуктор. Шнеки могут располагаться в любой плоскости, обеспечивая нужное направление подачи цемента. Диаметр шнековой трубы является стандартным — 219 мм. При необходимости длину шнека можно увеличить путем установки дополнительных звеньев.

Гидратация цемента

что такое гидратация цемента

Гидратация цемента — это процесс твердения цементного раствора при его взаимодействии с влагой. Процесс гидратации может замедляться или вовсе прекращаться при высыхании цементного раствора или при его замерзании.

В частности, в летний зной раствору угрожает пересыхание. Поэтому в течение первой недели залитый цементный раствор желательно поливать водой или накрыть полиэтиленом для предотвращения испарения влаги. Зимой следует сооружать укрытия для предотвращения замерзания раствора.

Скорость гидратации можно также изменять путем добавления в цементный раствор соответствующих модификаторов. Они способны повысить устойчивость раствора к морозу и к пересыханию.

Добавки в цемент для гидроизоляции и для цвета

При помощи специальных наполнителей — колеров, удается обеспечить цементному раствору гидроизоляционные свойства. При смешивании с цементным раствором такие добавки способствуют образованию кристаллов, препятствующих быстрому испарению из раствора влаги.

Прочность такого раствора улучшается. При окончательном застывании происходит разрастание кристаллов и закупоривание имеющихся в бетоне пор. Такой бетон становится водонепроницаемым.

При помощи добавок изменяется цвет цементного раствора. Для этого используются красители на основе оксидов различных металлов. Например, красная окись железа сделает цемент красным, зеленая окись хрома придаст цементу зеленый цвет, обыкновенная сажа сделает цемент черным.

Перевалка цемента

Перевалка готового цемента — это процесс его отгрузки в цементовозы при помощи специального оборудования и последующей разгрузки. Для перевалки цемента используются загрузочные устройства, имеющие возможность опускаться в открытый люк цементовоза и герметично там фиксироваться.

Вытесняемый из цементовоза воздух выводится наружу посредством пылевого вентилятора. В качестве оборудования для разгрузки используются боковые и донные разгружатели. При перевалке цемента из вагонов применяются шнековые лотки, подъемники и насосы.

Как это происходит показано на видео:

Фасовка в мешки, оборудование

Фасовка различных видов цемента в отдельные мешки производится с целью его точного дозирования, а также защиты цемента от влаги. Материалом для мешков служит многослойная крафт-бумага, обладающая повышенной влагостойкостью. Расфасовка цемента осуществляется посредством специальных фасовочных аппаратов, работающих в полуавтоматическом или автоматическом режимах.

Цемент подается из силоса в фасовщик, откуда производится его засыпка в мешки. Когда мешок достигает требуемого веса, подача цемента останавливается. Полный мешок упаковывается и подается на транспортер.

Складирование, хранение и перевозка цемента

как перевозят цемент

Цемент имеет ряд особенностей, которые оказывают влияние на способы его хранения. Он постепенно теряет свои качества не только при контакте с сырыми поверхностями, но и ввиду поглощения влаги из воздуха.

Поэтому хранение цемента в мешках допускается только в закрытых складских помещениях, имеющих нормальную влажность и достаточную вентиляцию.

Иначе обстоит дело с хранением рассыпного цемента. Склады для него, в зависимости от особенностей конструкции, могут быть силосными и бункерными.

Силосные склады — это металлические или железобетонные цилиндры-емкости, установленные вертикально. В нижней части имеются конусы для выдачи цемента в цементовозы. Бункерные или полубункерные склады представляют собой различные по форме емкости, размещаемые как поверх уровня почвы, так и под землей. Подача цемента в хранилища осуществляется транспортерами, а его выгрузка — при помощи шнековых механизмов.

Для перевозки цемента по железной дороге используются специальные вагоны-цементовозы. В них цемент перевозится насыпью. Это довольно экономичный способ, позволяющий быстро разгружать вагоны. При перевозке цемента в мешках используются обычные товарные вагоны.

Читайте так же:
Заливка фундамента с камнями цементом

Доставка цемента цементовозами

Для перевозки цемента по автодорогам используются цементовозы, представляющие собой тягачи с установленными на них цистернами. Их различают по грузоподъемности и способу загрузки. Самозагружающиеся машины способны в автоматическом режиме загружать рассыпной цемент из железнодорожных вагонов и силосов.

Производство в домашних условиях

Если вы решили изготавливать цемент в домашних условиях, то вам потребуется специальное оборудование: высокотемпературная печь для обжига, мельница и весы. В качестве сырья берется 1 часть глины или суглинка и 3 части известняка. Их необходимо измельчить и обжечь в печи при температуре около 1450 градусов. Именно при такой температуре происходит спекание материала и образование клинкера.

Клинкерные гранулы необходимо очень тщательно измельчить при помощи мельницы, а затем добавить в полученный порошок 5-6 % гипса. Полученный домашний цемент следует расфасовать в герметичные упаковки и хранить в сухом помещении. Качество домашнего цемента будем отличаться от материала выпущенного на производстве.

Видео расскажет, как правильно хранить цемент зимой и не только:

Цементное сырье

ЦЕМЕНТНОЕ СЫРЬЁ (а. cement raw materials; н. naturlicher Zementstein, Rohstoff fur Zementindustrie; ф. materiaux de ciment; и. materia prima de cemento) — минеральные образования, которые используются для производства цемента. Для производства 1 т цементного клинкера (полупродукта, получаемого при обжиге тонкоизмельчённой смеси известняка с глиной) расходуется 1,7-2,1 т основного минерального сырья средней влажности, причём 75-82% составляет карбонатный компонент, 18-25% глинистый. Все другие виды сырьевых материалов (железистые добавки, флюорит, фосфогипс, кремнефтористый натрий) используются в значительно меньших количествах. Из природных образований в качестве добавок при помоле цемента широко применяются искусственные гидравлические добавки (доменные гранулированные шлаки, золы уноса сланцев и углей при сжигании их в топках электростанций), а также осадочные и вулканические горные породы, а для регулирования сроков схватывания цемента — гипс.

Из карбонатных пород используются: известняк, мел, известняк-ракушечник, известковый туф; из карбонатно-глинистых — мергелистый известняк, мергель, из глинистых — глины, суглинки, глинистый сланец, лёсс, лёссовидные суглинки. В качестве добавок применяют породы осадочного (диатомит, трепелы, опоки, глиежи, спонгиолиты) и вулканического (пеплы, туфы, пемза и тpacc) происхождения. В последние годы в сырьевую цементную шихту вводятся техногенные продукты, шлаки, золы, заменяющие глинистую и частично карбонатную или только глинистую часть шихты. Технические условия, определяющие качество основных видов цементирования скважин для производства портландцементного клинкера, учитывают химически-минералогический состав клинкера, характеризующийся коэффициент насыщения (KH), силикатным (л) и глинозёмным (р) модулями.

Реклама

KH кремнезёма известью (отношение количества оксида кальция в клинкере, фактически связанного с кремнекислотой, к его количеству, теоретически необходимому для полного связывания кремнекислоты в 3-кальциевый силикат) изменяется от 0,85 до 0,95. Значение n (отношение % содержания в клинкере кремнекислоты к сумме % содержания оксидов алюминия и железа) равно 1,7-3,5, а р (отношение % содержания в клинкере оксида алюминия к % содержанию оксида железа) от 0,9 до 2,5.

Карбонатное цементное сырье должно содержать (%): CaO не менее 43,5 при благоприятном значении n и р; MgO не более 2,95; предельное содержание MgO в известковом и глинистом компонентах определяется исходя из условия содержания MgO в клинкере не более 5, а содержание R2О(Na2О + К2О) не должно превышать 3-4 (суммарно); SO3 не более 1 ; P2O5 не более 0,4. При этом содержание SiO2, Al2O3 и Fe2O3 должно обеспечить необходимые значения пир.

В глинистом цементном сырье допускается значение n от 2,6 до 3,5 и р от 1,5 до 3. При таких значениях модулей глинистые породы должны содержать (%): SiO2 50-65; Al2O3 15-20; Fe2O3 6-10; SO3 не более 1; P2O5 не более 0,6; TiO2 не более 2 (содержание CaO не ограничивается). Наряду с полезными компонентами (CaO, SiO2, Al2O3 и Fe2O3) в цементном сырье имеются вредные примеси, особенно при их значительном содержании в сырье (MgO, К2О, Na2О, Cl, P2O5, SO3, TiO2, MnO), а также кремневые включения в виде прослоек халцедона и сульфатная сера.

Применяемое цементное сырье для производства клинкера карбонатные и глинистые породы имеют неоднородный химический состав. Изменение его вызвано доломитизацией, окремнением пород, наличием включений изверженных горных пород и карстового песчано-гравийного материала. Эти примеси влияют на физико-механические свойства добываемых пород, которые изменяются: плотность от 2,5 до 3 т/м 3 ; объёмная масса от 1,75 до 2,74 т/м 3 ; коэффициент разрыхления от 1,27 до 1,7; естественная влажность от 1,13 до 10,7% (у мелов от 25 до 32%); пористость от 33 до 34%; временное сопротивление сжатию от 4 до 196 МПа; водопоглощение от 0,8 до 4,8%.

Разведанные запасы цементирования скважин на территории CCCP распределены неравномерно и сосредоточены в основном в районах регионального распространения карбонатных и глинистых пород различного возраста. Крупнейшие месторождения, на базе которых действуют цементные заводы: Афанасьевское, Щуровское, Кумовогорское, Фокинское, Белгородское, Себряковское, Вольское, Ванькинское, Новопашийское, Кунарское, Шеинское, Яшкинское, Соломинское, Новороссийское, Джегутинское, Мазульское, Таргашинское, Слюдянское («Перевал»), Лондоковское, Длиногорское в РСФСР; Амвросиевское, Краматорское, Шебелинское, Добрянское, Здолбуновское, Гуменецкое, Бахчисарайское в Украинской CCP; Резинское в Молдавии; Колядичи и Каменка в Белоруссии; Пунане-Кунда, Карпенай и Сатини-Сесиле в Прибалтике; Цители-Цкаройское, Карадагское и Араратское в Закавказье; Астаховское, Новотаубинское, Сажаевское и Казы-Куртское в Казахстане; Керминское, Кувайское, Карахтайское и другие в Средней Азии.

В CCCP разведано 326 месторождений цементного сырья (1986), суммарные запасы которых по категориям А+В+С1 составляют около 17,6 млрд. т карбонатных и более 4,1 млрд. т глинистых пород, около 950 млн. т гидравлических песчанистых добавок. Основная масса разведанных запасов цементного сырья сосредоточена в РСФСР (56,5% карбонатных и 55,2% глинистых пород), на Украине (12,7 и 13,5% соответственно) и в Казахстане (13 и 12%).

Добыча цементного сырья в CCCP в 1985 производилась на 155 месторождениях и составила 174,3 млн. т карбонатных и 31,1 млн. т глинистых пород, 7,2 млн. т гидравлических добавок.

Сведений о мировых запасах цементного сырья нет. Но учитывая, что карбонатные и глинистые породы встречаются практически в отложениях всех геологических возрастов, их широкое площадное распространение и значительные мощности, мировые запасы цементного сырья огромны. По оценочным данным, мировая добыча цементного сырья в 1985 составила (млн. т): около 1200 карбонатные и 230 глинистые породы.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector