Производство цемента: оборудование и технология

Являясь одним из самых распространенных стройматериалов, цемент в современном строительстве применяется или самостоятельно, или как базовый компонент растворных, отделочных и бетонных смесей. Промышленная технология производства цемента позволяет получить гидравлически вяжущий материал, превращающийся в процессе затвердевания в камневидное тело с гарантированными прочностью, водостойкостью и долговечностью.

Основные материалы для производства цемента - клинкер и гипс. В зависимости от марки и предназначения стройматериала в сухую смесь могут также добавляться глина, доменный шлак, вулканические породы и другие компоненты, воздействующие на рабочие характеристики конечного продукта.

Оборудование, используемое в цементном производстве

Различные виды производства цемента требуют собственных технических средств. При этом к обязательным технологическим элементам производственной линии цементного завода следует отнести:

• барабанную печь;
• установку для предварительного нагрева исходного сырья;
• мельницу;
• вальцы, охладитель и сушилку;
• сепаратор и пылеуловитель;
• оборудование предварительной гомогенизации;
• дробилку.

В процессе массового производства материала также не обойтись без транспортера и машины для упаковки готового продукта.

Разновидности и марки цемента

В зависимости от того, какое используется для производства цемента сырье, равно как и какой набор добавок вводится в сухую смесь, описываемый стройматериал может относиться к одной из классификационных групп:

1. Портландцемент.
   Самая популярная общестроительная марка, включающая клинкер и гипс. Помол мелкий.
2. Белый цемент.
   Производится из мелкомолотого клинкера без окислов железа. Служит для декоративных целей.
3. Шлаковый.
   Включает измельченный доменный шлак, активаторы и минеральные добавки. Примечателен повышенной прочностью, благодаря чему используется в подземных/подводных конструкциях.
4. Глиноземистый.
   Удобен при строительных работах в зимний период и при монтаже жаропрочных стройконструкций.

Из специальных марок материала применение находят расширяющийся, быстротвердеющий, гидрофобный, тампонажный (для заделки скважин) и пуццолановый (для водяных емкостей) цемент.

Марка материала определяется пределом прочности такового на сжатие, выраженным по старому ГОСТу в кг на см.кв.: М200-М600 или по обновленному стандарту - в МПа (мегапаскалях): 20-60 МПа соответственно.

Изготовление портландцемента

Производство материала разделяют на две укрупненных стадии, в свою очередь состоящие из отдельных этапов.

Первая стадия - получение клинкера, являющегося основой цементной смеси. После добычи желтовато-зеленого известняка в процессе разработки известняковых месторождений, первично раздробленное сырье проходит этапы сушки и смешивания с некоторыми составляющими. Подготовленный таким образом исходный материал подвергается обжигу, результатом которого является собственно портландцементный клинкер.

На второй стадии образовавшийся клинкер измельчается до порошкообразного вида, при этом в него вносятся гипс и другие необходимые для производства цемента добавки. В итоге образуется сыпучая однородная масса. Технология обеих стадий процесса для разных видов сырья и различных состояний такового может различаться. Исходя из этого, в промышленности используются сухой, мокрый и комбинированный способы производства цемента.

Сухой способ предполагает предварительное смешивание известняка и глины в машине для дробления/сушки и дальнейшее перемалывание компонентов в мельнице до однородного состояния сырьевой муки. После специального смешивания, называемого гомогенизацией, такая мука преобразуется в гомогенизационныйсилос, направляемый на обжиг. Прошедший обжиг силос вновь перемалывается с добавлением гипса. Готовый товарный продукт собирается в бункере для хранения или расфасовки.

При мокрой технологии сухие компоненты (известняк, глина, железосодержащие добавки) загружаются в дробилку, где смешиваются и дробятся до однородного состояния. После этого они поступают в мельницу, в которой после добавления воды проходят операцию мокрого помола с корректировкой в шламбассейне. Образовавшийся полуфабрикат (шлам) направляется на обжиг во вращающуюся печь. Дальнейшие этапы процесса аналогичны операциям при сухом способе. Ныне подобная мокрая технология считается устаревшей, поскольку сухой метод обеспечивает заметную экономию топлива, снижает трудовые затраты и дает более качественную продукцию.

Комбинированный способ не имеет жесткой технологической регламентации и зависит, прежде всего, от технических возможностей конкретного производителя. В одном случае сначала идет безводная стадия (при приготовлении смеси), затем - мокрая. В другом - сперва готовится водная суспензия, проходящая далее последовательные операции классического сухого метода.

Твердые отходы производства цемента, главным образом цементная пыль, относятся к группе неопасных для человека и допускаются к повторному использованию.