ماشین آلات کارخانه

{tab سنگ شکن (Crusher)}

سنگ شكنها كه وظيفه خرد كردن قطعات بزرگ سنگ و ايجاد قطعات كوچكتر را بر عهده دارند، داراي انواع گوناگون همچون سنگ شكنهاي فكي، چكشي، دوراني و … مي‌باشند. مواد اولیه استخراج شده از معدن، در بدو ورود به كارخانه، به قسمت سنگ شكن منتقل مي‌شوند. معمولاً در زير سنگ شكنها، یک سرند وجود دارد كه خرده سنگهاي شكسته شده در سنگ شكن، روي آن مي‌ريزند. قطعات مناسب خرده سنگها (با ابعاد مناسب) از سرند عبورکرده، به قسمت دپوي مواد (سالن اختلاط) منتقل و قطعات درشتي كه روي سرند باقي مي‌مانند، جهت خردایش مجدد به سنگ شكن باز مي‌ گردند. علاوه به آگاهی از آنالیز شیمیایی مواد برداشت شده از معدن، ترکیب درصد شیمیایی مواد خروجی از سنگ شکن نیز توسط دستگاهی ژئو اسکن، با تابش اشعه ی X و یا بصورت نمونه برداری دستی در بازه های زمانی مشخص، آنالیز و ثبت می گردد. امور کنترل کیفی با توجه به این داده ها در تعیین یک خوراک همگن و یکنواخت گام بر می دارد.

   معرفی سنگ شکن کارخانه

سنگ شکن کارخانه شامل دو قیف مجزا جهت شارژ آلوویوم و سنگ آهک بوده که با توجه به نظر آزمایشگاه کنترل کیفی، درصد شارژ شده هر نمونه به سنگ شکن قابل تنظیم می باشد. مواد پس از عبور از یک سرند غلطکی و جدا سازی بخشی از آن با دانه بندی محصول، به سمت منطقه خردایش سنگ شکن هدایت شده و بر اثر ضربات وارده از سمت روتور دوار خرد شده و از سنگ شکن که دهانه ی خروجی آن قابل تنظیم می باشد، عبور می نمایند. (دهانه خروجی متناسب با طراحی و اصول بهره برداری آسیا مواد خام تنظیم می گردد.) مواد خروجی از سنگ شکن به همراه مواد عبور داده شده از سرند توسط یک نوار نقاله به سمت سالن اختلاط مواد اولیه هدایت می شوند.

به کار گیری سرند قبل از سنگ شکن و ممانعت از ورود مواد با رنج دانه بندی محصول، موجب بالارفتن ظرفیت خردایش تا 1200 تن در ساعت و بهینه سازی مصرف انرژی می گردد.

   مشخصات شکن شکن کارخانه:

طراح :    HAZEMAG

نوع: Impact crusher

طرح:AP – PM 16622 GSK

ظرفیت: 400 t/hr

اندازه بزرگترین قطعه ی ورودی:1,000cm > D > 0

دانه بندی محصول: 8cm > D >0

حداکثر توان مصرفی موتور:500kW

 {tab سالن اختلاط مواد اولیه(Store hall)}

در راستای ذخیره و اختلاط مواد خام و نیل به یک مخلوط همگن و یکنواخت در صنایع تولید سیمان، سالن های اختلاط مواد خام طراحی و نصب می گردند.

این سالن ها علاوه بر تامین ذخیره ای چند روزه از مواد خام، برای کارکرد یکنواخت خط تولید و کوره، با روشهای مختلف انباشت و برداشت، نقش بسیزایی در آماده سازی مواد خام را ایفا می کنند.

همانگونه که گفته شده در راستای آماده سازی و همگن نمودن مواد خام، شيوه انباشت و برداشت مصالح به گونه‌اي است كه تا حدودي اين هدف را تامين نماید. بدين منظور از روش باند همگن ساز استفاده مي‌شود.

در اين روش ماشين مخصوصي كه داراي يك بازوي متحرك در بالاست، در طول قسمت دپو بر روي ريل حركت مي‌كند و مواد آماده شده را توسط تسمه نقاله به بالا منتقل كرده، با استفاده از بازوي متحرك، در كنار مسير حركت خود تخليه مي‌كند. بنابراین یک پایل بصورت لایه های افقی از مواد اولیه ایجاد می گردد. حال اگر برداشت مواد بصورت برش مقاطع عمودی انجام پذیرد، قسمت برداشتی تقریباً شامل کلیه لایه ها خواهد بود.

انباشت مواد اولیه در سالن اختلاط توسط دستگاهی به نام استاکر و برداشت آن، توسط ریکلایمر انجام می پذیرد.

لازم به ذکر است در زمان برداشت بار توسط ریکلایمر، استاکر می تواند در قسمت دیگر سالن یک پایل جدید را آماده نماید. در فاصله زمانی اتمام یک پایل توسط ریکلایمر، پایل دیگر توسط استاکر آماده شده و با تعویض جای این دو دستگاه، کار آماده سازی و تنظیم مواد ادامه پیدا خواهد کرد.

  معرفی سالن اختلاط کارخانه

نوع: سالن طولی

ابعاد: (طول: 280m، عرض 55m، ارتفاع: 20m)

ظرفیت: 6,000ton(شامل دو پایل به ظرفیت 3,000ton)

  مشخصات استاکر کارخانه:

طراح: SCHADE

طرح: Stacker A 1,400 – 21,5

ظرفیت: 1,400 t/hr

  مشخصات ریکلایمر کارخانه:

طراح: SCHADE

طرح: Bridge type reclaimer B 700 – 35 S

ظرفیت: 700 t/hr

 {tab آسیا مواد خام(Raw mill)}

بطور کلی در فرآیند تولید سیمان در دو مرحله نیاز به آسیا و پودر کردن مواد نیاز می باشد.

1- آسیا مواد خام قبل از عملیات پخت.

2- آسیا مخلوط کلینکر سیمان و گچ جهت تولید سیمان بعد از عملیات پخت.

در صنعت سیمان، حدود 75% از کل انرژی مصرفی صرف پودر سازی و آسیا مواد می گردد که از این میزان فقط حدود 2 الی 20 درصد مفید واقع شده و مابقی آن به صورت گرما، لرزش و صدا تلف می شود.

جهت آماده سازی مواد با ترکیب اجزاء یکنواخت و اندازه مناسب جهت دپارتمان پخت، مواد پس خردایش توسط سنگ شکن، انباشت و یکنواختی در سالن خاک و افزایش اصلاح کننده ها، جهت سایش وارد آسیا می گردند.

در صنایع آسیاهای مواد خام در صنایع مختلف، بطور کلی به دو دسته خشک و تر تقسیم بندی می شوند، که بسته به مواد خرد شونده و نوع عملیات بعدی فرآیند، یکی از این دو نوع آسیاب انتخاب می گردد. آسیاهای مورد استفاده در صنعت سیمان عمدتاً از نوع خشک می باشند.

از انواع آسیاب های خشک می توان به آسیاب های چرخشی و غلطکی اشاره نمود.

با توجه به استفاده از هر دو نوع آسیا غلطکی و چرخشی در کارخانه (آسیا غلطکی جهت سایش مواد خام و آسیا چرخشی جهت سایش سیمان)، در هر بخش بصورت جداگانه به معرفی این نوع آسیا ها می پردازیم.

   آسیا غلطکی

آسیاهای غلطکی انواع متفاوتی دارند ولی مشخصه ی همه ی آنها غلطکهایی است که در مسیر دایره ای بر روی بستری از مواد که روی یک سطح افقی مدور قرار گرقته اند، حول محور خود دوران داشته و با اعمال نیروهای فشاری، مواد را خرد و پودر می نمایند.

آسیا های غلطکی عمودی انتخاب مناسبی برای خشک کردن، سایش و جدا سازی مواد خام، در صنعت سیمان می باشند.

توان مصرفی در این آسیا ها تقریباً برابر با توان مصرفی تجهیزات جانبی آن از جمله سپراتور، فن و … می باشد. در حالی در آسیاهای گلوله ای مدار بسته بدلیل گشتاور حاصل از وزن بدنه و گلوله ها، 80% درصد توان مصرفی کل واحد مربوط به موتور اصلی آسیا و این پارامتر در آسیاهای مدار باز به 90% نیز می رسد.

از دیگر مزایای استفاده از آسیاهای غلطکی می توان به موارد ذیل اشاره نمود:

1- اتلاف انرژی و آلودگی صوتی کمتر و در نتیجه بازده بالاتر

2- افت فشار کمتر جریان هوا و استفاده از حجم هوای گرم بیشتر و در نتیجه قابلیت پودر سازی مواد با رطوبت نسبی بالاتر

کل واحد سایش شامل سیستم توزین، خوراک دهنده ها، تجهیزات جدا سازی آهن از خوراک ورودی، آسیا غلطکی عمودی به همراه سیستم گردش مواد خارجی، جریان گاز داغ، غبار گیر سیکلونی جهت جمع آوری محصول و شیر هوابندی دوار یا دریچه های آبندی در ورودی خوراک جهت ممانعت از ورود هوای کاذب، می باشد.

  معرفی آسیا مواد خام کارخانه

با توجه به ترکیب درصد و آنالیز مورد نظر مواد خام، امور کنترل کیفی به میزان مناسب از مواد اولیه، خوراک دهی به آسیا را مدیرت و پایش می نماید.

در این راستا، تغذیه آسیا از چهار قیف، یکی مربوط به مواد دپو شده سالن خاک و سه قیف دیگر شامل اصلاح کننده های ترکیب شیمیایی مواد خام، انجام می پذیرد.

هم اکنون قیف های اصلاح کننده حاوی موارد زیر می باشند:

1- آلوویوم با میزان تیتر آهک بالا (High titration).

2- آلوویوم با میزان تیتر آهک پایین (Low titration).

3- آهن.

به منظور تاٌمین خوراک مورد نیاز پخت، درصد وزنی مناسبی از مواد اولیه با استفاده از سیستم توزین مجزا برای هرقیف، برداشت و استفاده می گردد.

خوراک با یک نقاله لاستیکی به آسیا منتقل و از مسیر داکت ورودی در مرکز سینی آسیا ریخته شده و در اثر اعمال نیروی گریز از مرکز سینی دوار، به سمت منطقه سایش حرکت و در اثر فشار غلطکها خرد و پودر می گردند. حرکت مواد به سمت بستر، علاوه به طرح هندسی سینی و غلطک، به نسبت قطر غلطک ها و حداکثر اندازه ی خوراک ورودی به آسیا بستگی دارد.

مواد خرد شده، پس از عبور از منطقه ی سایش به دو دسته تقسیم می شوند:

1- مواد سبکی که نیروی بالا برنده جریان گاز درون آسیا از مسیر نازل رینگ (Nozzle ring)، بر نیروی وزن آنها فائق آمده و آنها را به منطقه جدایش (سپراتور) هدایت می نماید

2- مواد درشتری که به زیر سینی آسیا سقوط کرده، بار در گردش خارجی آسیا را تشکیل و پس از خروج از آسیا، توسط یک بالابر، مجدداً از مسیر خوراک، در منطقه سایش قرار می گیرند.

مواد ورودی به سپراتور نیز در اثر اعمال نیروی وزن ذره، نیروی بالابرنده جریان گاز و نیروی گریز از مرکز اعمال شده توسط سپراتور، به دو دسته محصول و زبره تقسیم می گردند. محصول، با جریان گاز به سمت جدا کننده های سیکلونی هدایت شده و پس از جدایش از جریان گاز، توسط یک انتقال دهنده با جریان هوا ، جهت انباشت و هموژناسیون بیشتر، به سیلوهای مواد خام هدایت می شود. زبره از طریق قیف قرار گرفته در زیر سپراتور جهت سایش مجدد، بار در گردش داخی آسیا را تشکیل و وارد منطقه ی سایش می گردد.

  مشخصات آسیا مواد خام:

طراح : PFEIFFERGEBR.

نوع: غلطکی عمودی

مدل: MPS 5000 B

310 t/h :ظرفیت

0-50mm  :  30%>50mm<80mm :دانه بندی خوراک

12% R0.090mm max :دانه بندی محصول

371,810 Nm3/h:حجم گاز گرم مورد نیاز

3,300 kW:حداکثر توان مصرفی موتور آسیا

3,550 kW:حداکثر توان مصرفی موتور فن آسیا

از خصوصیات ویژه سری MPS در مقایسه با دیگر آسیابهای غلطکی جهت سایش مواد خام، می توان به مهندسی فرآیند و طراحی مکانیکی آن اشاره نمود.

این تیپ آسیاها، توان سایش مخصوص بیشتر، سرعت کم سینی دوار، جریان هوای کم و از جنبه ی مکانیکی مقاومت بیشتر در مقابل سایش دارند.

{tab مشخصات سیلوهای مواد خام کارخانه}
طرح: IBAU

تعداد: 2

7922m3:حجم

ظرفیت: 8,000 ton

{tab تهیه خوراک کوره}

پس از آماده شدن مواد خام، نوبت به تهيه خوراك كوره مي‌رسد. اين عمل روشهاي گوناگوني دارد و بر همين اساس، روشهاي مختلف توليد سيمان را دسته‌بندي مي‌كنند. بدين منظور چهار شيوه وجود دارد كه در ادامه به آنها اشاره مي‌گردد.

  1- روش تر

داخل حوضچه‌هايي را از آب پر مي‌كنند و مواد اولیه را به نسبت معين به آن مي‌افزايند. يك بازوي مكانيكي همزن، وظيفه اختلاط مواد و جلوگيري از ته نشين شدن آنها را بر عهده دارد. البته ممكن است از دميدن هواي فشرده از زير حوضچه به داخل آن نیز استفاده شود. از دوغاب بدست آمده نمونه برداي كرده، در آزمايشگاه تجزيه مي‌كنند تا نسبت مواد در آن را تشخيص دهند. بدين ترتيب، كمبود مواد و تركيبات در دوغاب را تعيين و با استفاده از سيلوهاي كمكي، مواد لازم را به ميزان كافي اضافه مي‌ نمایند تا دوغاب با تركيبات مناسب بدست آيد. دوغاب آماده شده را به كوره پخت سيمان انتقال می دهند.

   2- روش نيمه تر

در اين شيوه، دوغاب بدست آمده از روش تر را پيش از آنكه به كوره بفرستند، داخل فيلترهايآكاردئونی مي‌‌فشارند تا آب آن گرفته شود. حاصل، خمير سختي خواهد بود كه پس از بريدن به شكل استوانه‌هاي كوچك، جهت پخت به كوره مي‌رود.

   3- روش نيمه خشك

در اين روش، مواد اوليه را بر روي سيني‌هاي دواري به نام دستگاه گلوله ساز ريخته، چهار الي پنج درصد آب اضافه مي‌كنند. حركت دوراني سيني و رطوبت موجود باعث پيوستن پودر مواد اوليه به يكديگر و ايجاد گلوله‌هايي به نام آماج مي‌شود. اين گلوله‌ها، خوراك كوره خواهند بود.

   4- روش خشك

در اين روش، پودر سنگ آهك و خاك رس به صورت خشك با يكديگر مخلوط مي‌شوند و نمونه‌هايي از‌ آن تهيه مي‌شود. اين نمونه‌‌ها در معرض تابش اشعه X قرار مي‌گيرند و بازتاب اشعه تحليل مي‌شود. از آنجا كه هر ماده، بازتاب مخصوصي از اشعه X دارد، با تحليل طيفهاي بازتابي از نمونه مي‌توان درصد مواد گوناگون در نمونه را تعيين و نسبت به تنظيم آنها اقدام كرد. مخلوط حاصل به همان صورت خشك، خوراك كوره خواهد بود. در سیستم پخت سایر روشها منسوخ شده و تامین خوراک کوره با روش خشک انجام می پذیرد.

 {tab پخت مواد اولیه و تولید کلینکر}

هنگاميكه خوراك كوره به هر يك از چهار روش فوق آماده شد، بايد در دماي حدود 1400 درجه سانتیگراد حرارت ببيند تا فعل و انفعالات لازم به وجود آيد. بدين منظور از دو نوع كوره استفاده مي‌شود.

   1- كوره قائم

كوره قائم، استوانه‌‌اي است ايستاده به قطر معمولاً 2 تا 3 متر و ارتفاع 7 الي 10 متر كه داخل آن با لايه‌اي از آجر نسوز پوشيده شده است. خوراك كوره از بالا همراه با درصدي پودر ذغال كك وارد كوره مي‌شود. ذغال در مجاورت آتش و دميدن هوا از پايين كوره مشتعل گشته، حرارت لازم را تأمين مي‌كند. آنچه به صورت تفاله از پايين كوره خارج مي‌شود، كلينكر نام دارد و جهت توليد سيمان از آن استفاده مي‌شود. در حاليكه اين كوره شامل سيستم بسيار ساده و بهره برداري آسانی می باشد، غير يكنواختي كلينكر توليد شده، هزينه پرسنلي زياد، توليد كم و مصرف ذغال كك گران قيمت از مهمترين معايب آن به حساب مي‌آيد. بنابراین کوره های قائم به تدریج از خط تولید کارخانجات حذف و جای آنها به کورهای گردنده ی افقی داده شد.

   2- كوره گردنده افقي (Rotary kiln)

كوره گردنده ی افقي، استوانه‌اي است فلزي به قطر حدود 3 تا 5 متر و طول كافي كه گاهي تا 160 متر نيز مي‌رسد. محور اين كوره با افق زاويه كوچكي مي‌سازد تا مواد وارد شده از بالا، در اثر حركت دوراني و شيب كوره به سمت پايين آن منتقل شوند. حرارت لازم كوره توسط مشعلي كه در قسمت انتهايي قرار گرفته و جريان‌هاي گرم و حرارت را از انتهاي كوره به سمت ابتداي آن برقرار مي‌كند، تأمين مي‌شود. از آنجا كه دما در داخل كوره بسيار زياد است، جهت ‌گيري از انتقال آن به بدنه كوره، قسمت داخلي آنرا با يك لايه آجر نسوز و همچنين عايق های حرارتي مي‌پوشانند.

در صورت خاموش كردن كوره، تغييرات دمايي بسيار زياد حاصله (در حدود)، ايجاد شوك حرارتي نموده و باعث تخريب بخشهاي دروني كوره مي‌شود. لذا حتي‌المقدور بجز در موارد ضروري يا تعمير نبايد كوره را متوقف نمود.

جلوگيري از اتلاف انرژي دلیلی بود که طراحان به فکر راهکارهایی جهت بهبود راندمان سیستم های پخت افتادند.

همانگونه كه اشاره گردید، در كوره‌هاي گردنده افقي دو جريان مخالف هم برقرار است:

1- جريان مواد از بالا به پايين.

2- جريان هواي گرم از پايين به بالا.

خروج كلينكر از پايين كوره و هواي گرم از بالاي كوره،‌ باعث اتلاف بخش عظيمي از حرارت كوره و انرژي مي‌شود. لزوم مقابله با اين پديده، منجر به ابداع شيوه‌هاي گوناگون و افزودن تجهیزاتی از جمله پیش گرم کن، کلساینر، کولر و … به کوره های دوار گردید.

   پيش گرم‌كن (Pre heater)

پيش گرم كن متشكل از ظروفي به شكل مخروطهاي ناقص معكوس (سیکلون) است كه در بالاي ورودي كوره نصب مي‌شوند و مواد پيش از ورود به كوره، از این سیکلونها می گذرند.

هواي گرم خروجي از بالاي كوره از سیکلونها عبور داده شده، این جریان هوای گرم موجب گرم شدن و خشك شدن نسبي مواد خام مي‌شود. لذا با کاهش مناطق حرارتی داخل کوره، به همين نسبت از طول كوره كاسته می شود. پيش گرم كن مجهز به يك فن دمنده و تيغه‌هايي در مسیر خروجی سیکلون ها می باشد كه جريان هوا پس از تنظيم سرعت توسط فن، در برخورد با تيغه‌ها آشفته شده، مواد اوليه را در خود شناور نگاه مي‌دارد و گرم مي‌‌كند.

از مزایای پیش گرم کن می توانبه بالا بودن راندمان (حدود 90%) و افزایش راندمان کوره، کاهش مصرف حرارتی کوره تا 750kcal/kg clinker ، امکان بکارگیری مواد نرم تر و تاثیر بر ترمودینامیک کلسیناسیون و کاهش میزان رطوبت، بهبود کیفی محصول و … اشاره نمود.

از معایب آن می توان به ارتفاع زیاد سازه، افت فشار زیاد و نیاز به مصرف انرژی بالاتر در فن پیش گرم کن، اشاره نمود.

  پيش كلسينه كن (calciner)

پيش كلسينه كن همانند پيش گرم كن بر مبناي استفاده هرچه بيشتر از انرژي تلف شده در مسیر گازهای خروجی از کوره طراحی می گردد. پيش كلسينه كن که شامل یک یا چند مشعل می باشد مابين پيش گرم كن و كوره نصب شده و درصدي از مواد در اثر حرارت آن كلسينه مي‌شوند. و به دنبال آن، از طول كوره كاسته و در انرژي و هزينه آن صرفه جويي می شود.

  كولر (Cooler)

اتلاف بخش قابل توجهي از حرارت و انرژي كوره به دليل خروج كلينكر با دمای بالا، غیر قابل مصرف بودن كلينكر خروجی از كوره با دمایی بیش از 1000 درجه سانتیگراد و همچنین جلوگیری از برگشت فازهای تشکیل شده کلینکر در کوره جهت بالا بردن کیفیت آن، همگی از عواملی بودند که منجر به بكارگيري سيستمي به نام کولر شد.

كولرها انواع مختلفي دارند و سيستم عمومي آنها بدين شرح است كه كلينكر با دمای بالا از كوره وارد كولر شده و تحت اثر جريان هواي خنك قرار مي‌گيرد. از طرف دیگر، هوايي كه در مجاورت كلينكر با دمای بالا، افزایش دما یافته است، به داخل كوره هدايت شده و ميزان انرژي لازم جهت گرم كردن را كاهش مي‌دهد.

  فيلترهاي الكترواستاتيك (Electrostatics filter)

گازهای خروجي از كوره، پس از عبور از کلساینر و پيش گرم كن، در نهايت وارد جو مي‌شوند. اين گازها شامل مقادیر قابل ملاحظه‌اي از ذرات ريز معلق می باشند كه در صورت عدم بازيافت، موجب آلودگي محيط زيست مي‌ گردند. لذا جهت جدا كردن اين ذرات، از فيلترهاي گوناگون استفاده مي‌شود. يكي از انواع اين فيلترها، فيلتر الكترواستاتيك است. در اين سيستم، صفحاتي فلزي با بار مثبت الكترواستاتيكي در مسير گازهای خروجی قرار مي‌گيرند و ذرات معلق موجود در گاز به وسيله جريان برق فشار قوي، به بار منفي باردار مي‌شوند. ذرات با بار منفي به سمت صفحات با بار مثبت جذب مي‌شوند. هنگاميكه ضخامت ذرات روي صفحات به حد معيني برسد، با دستگاه‌هاي لرزاننده صفحات را تميز مي‌كنند. ذرات بدست آمده در صورت دارا بودن قابليت مصرف، به قسمت خوراك كوره بازگردانده مي‌شوند.

گاز خروجی از پیش گرمکن که قسمت عمده حرارت خود را به مواد داده است، تا دمای تقریبی 300 درجه سانتیگراد سرد می گردد. دمای گاز جهت جلوگیری از آسیب حرارتی تجهیزات فیلتر و بالابردن راندمان غبارگیری، لازم است کاهش یابد. بدین منظور ابتدا گاز را از برج خنک کن عبور داده و با پاشش مقدار مناسب آب، دما را تا حدود 150 درجه سانتیگراد کاهش و سپس وارد سیستم غبارگیری می نمایند.

البته بجز فیلترهای الکترواستاتیکی، فیلترهای دیگری از جمله فیلترهای هیبریدی (hybrid filter) نیز، بدین منظور استفاده می گردند که پروسه خنک سازی گاز ورودی به آنها نیز متفاوت می باشد.

کار غبارگیری گازهای خروجی از سیستم پخت جدای از موارد اقتصادی آن، از نظر زیست محیطی نیز بسیار حائز اهمیت می باشد.

  سیستم بای پاس (By pass)

وجود عناصر فرار از جمله کلر، اکسید پتاسیم، اکسید سدیم، سولفور و فسفات در خوراک و یا سوخت کوره، موجب تشکیل سیکلی از این مواد، در محدوده ی دمایی تبخیر و میعان آنها می گردد. بالا رفتن غلظت مواد در این سیکلها، موجب بروز مشکلاتی از جمله گرفتگی (ورودی کوره، کلساینر و سیکلون های انتهایی)، تاثیر در ترمودینامیک پخت، فرسایش نسوز و … می گردد.

لزوم جلوگیری از بالا رفتن غلظت این عناصر، موجب تمهیداتی از جمله، طراحی سیستم بای پاس شده است. این سیستم، درصدی از گاز خروجی کوره را خارج نموده که معمولاً مکش در نقطه ای که حداکثر غلظت مواد فرار وجود دارد انجام می پذیرد؛ پس از سرد کردن گاز و تصعید عناصر مذکور، هوای تمیز به محیط و مواد جامد که عموماً شامل موادی با دانه بندی بسیار نرم و عناصر فرار می باشند، از سیستم خارج می گردد. بدین ترتیب سعی بر ثابت نگه داشتن غلظت مواد فرار در سیستم پخت می گردد.

میزان گاز خارج شده از سیستم پخت توسط بای پاس، می تواند 10 تا 70 درصد گازهای خروجی از کوره در نظر گرفته شود.

  معرفی سیستم پخت کارخانه

سیستم پخت سیمان ممتازان با بهره گیری از بالاترین تجارب و تکنولوژی روز طراحان آلمانی طراحی، ساخت و نصب گردیده و تمامی موارد ذکر شده در راستای بهبود جنبه های مصرف انرژی و زیست محیطی در آن پیش بینی شده و با بهره برداری بهینه از این سیستم، نیل به اهداف مذکور میسر گردیده است.

طراح: KHD HUMBOLDT WEDAG

کوره

طول کوره: 52m

قطر کوره: 4.4m

شیب کوره: 3.5%

تعداد پایه ها: 2

ظرفیت: 3,300 ton/day

میزان دور: 0.5-3.4rpm

توان مصرفی موتور:470kW

طرح مشعل: PYRO-JET BURNER HPJ/240

237.6*106kj/h:توان حرارتی مشعل

نوع سوخت مصرفی:گازطبیعی- نفت کوره

6900Nm3/h @ P=3bar , T=15°c :ظرفیت حجمی مشعل در زمان مصرف گاز طبیعی

ظرفیت جرمی مشعل در زمان مصرف نفت کوره: 5700Nm3/h @ P=40bar , T=130°c , volesiyt:2°E

سیستم بای پاس

شامل: فیلتر کیسه ای- فن خنک کن

ظرفیت فیلتر:50,000m3/h

نرخ گاز خروجی به سمت بای پاس: 5% گازهای خروجی کوره

پیش گرم کن

طرح: تک پل 5 مرحله ای با دو سیکلون در مرحله ی اول.

توان مصرفی فن پیش گرم کن:2,000kW

کلساینر

طرح: PYRO TOP (از مزایا این کساینر می توان به اختلاط کامل سوخت و مواد، اختلاط بهینه ی گازها و کاهش میزان NOx اشاره نمود.)

طرح مشعل:    PYRO-JET BURNER HPJ/320

320*106kj/h:توان حرارتی مشعل

نوع سوخت مصرفی:گازطبیعی- نفت کوره

8,800Nm3/h @ P=3bar , T=37.2°c:ظرفیت حجمی در زمان مصرف گاز طبیعی
7,500Nm3/h @ P=40bar , T=130°c , volesiyt:2°E:ظرفیت جرمی در زمان کارکرد با نفت کوره

کولر

طرح: PYROSTEP Cooler. PSC 2-083.12 HT

ظرفیت:  4,000 ton/day   

سطح:83m3

تعداد واحدهای متحرک: 2

 4-25 1/min:میزان حرکت گریت

تعداد فن خنک کن: 9

دبی فن های گریت کولر:

5
 

 {tab فیلترهای الکترو استاتیک}

در کارخانه سیمان ممتازان دو الکترو فیلتر بکار گرفته شده است که یکی از آنها در خروجی پیش گرم کن و دیگری در خروجی گریت کولر با مشخصات زیر می باشند:

مشخصات الکتروفیلتر مسیر گازهای خروجی پیش گرم کن:

طراحی: شرکت GRIIN

   1-1

      1-2

     1-3

  1-4

توان مصرفی فن فیلتر :  500kW   

مشخصات الکترو فیلتر مسیر گازهای خروجی گریت:

ظرفیت گاز ورودی:173,210Nm3

261°C:دمای گاز ورودی

 25 g/Nm3:میزان غبارگاز ورودی

00.5  g/Nm3 :میزان غباز گاز خروجی

توان مصرفی فن فیلتر:370kW

سیلوهای کلینکر

شرکت طراح: AUMUND

تعداد سیلو: 3 (شامل یک سیلو By pass که قابلیت تخلیه کلینکر و انبار سازی دارد و دو سیلوی اصلی)

 3,000 ton:Bypassظرفیت سیلوی

4,500m3 : Bypassحجم سیلوی

23,523m3 :حجم سیلوی سیلوهای اصلی

ظرفیت سیلوهای اصلی: 22,000ton

{tab آسیا سیمان (Cement mill)}

محصول خروجی از کوره سیمان (کلینکر) با دانه بندی1 الی 5 سانتیمترخواص چسبانندگی و سیمانی نداشته و با کاهش دانه بندی تا مقایس میکرون، خواص هیدرولیکی، گیرش و چسبانندگی در آن ظاهر می شود.

سیمان از آسیا کردن کلینکر سیمان به همراه سولفات کلسیم به شکل گچ و یا انیدریت، به عنوان مواد تنظیم کننده گیرش تولید می گردد.

امروزه سیمان، معمولاً در آسیاهای چرخشی و یا آسیاهای غلطکی آسیا شده و به پودر تبدیل می گردد.

با توجه به استفاده از آسیا چرخشی در کارخانه سیمان ممتازان به اختصار به معرفی این آسیاها می پردازیم.

آسیاهای چرخشی بطور کلی در دو نوع طراحی می شوند:

1- بدون عوامل سایش یا خود شکن: در این نوع آسیاها، عمل پودر کردن توسط خود مواد و بر اثر ضربات و اصطکاک ناشی از ذرات درشت مواد ورودی به آسیا انجام می پذیرد.

2- با عوامل سایش: این آسیاها با عوامل سایش از جمله میله، گلوله و قطعات فولادی استوانه ای شکل در حجم معین پر می شوند. در اثر حرکت چرخشی آسیا، عوامل سایش تا ارتفاع مشخصی بالا رفته و سپس یک حرکت آبشاری کوچک و یا بزرگ (بسته به وزن عامل سایش و سرعت دورانی آسیا) را طی نموده بطوریکه ضربات و اصطکاک ناشی از عوامل سایش، پودر شدن مواد را به دنبال خواهد داشت.

آسیاهای چرخشی مورد استفاده در صنعت سیمان، با توجه به استفاده از عوامل سایش گلوله ای، به آسیاهای گلوله ای معروفند.

اساس کار این آسیاها به این گونه است که مواد جهت نرم شدن از میان محفظه ای استوانه ای که حول محور افقی خود حرکت دورانی دارد و حاوی مواد آسیاب کننده (عوامل سایش) می باشند عبور می کنند.

این مواد 23 الی 27 درصد حجم داخلی آسیا را اشغال می نمایند. سطح داخلی آسیا نیز جهت جلوگیری از سایش، با لاینرهای ضد سایش پوشانده شده است.

کار پودر سازی مواد ممکن است در یک محفظه به صورت تک مرحله ای و یا در چند محفظه انجام گیرد.

آسیا های گلوله ای دارای تقسیم بندی های گوناگونی است که در ادامه به آن اشاره می شود.

  تقسیم بندی بر اساس تعداد اتاقچه:

1- یک اتاقچه ای (تک مرحله ای).

2- چند اتاقچه ای (چند مرحله ای).

  سیستم خروجی مواد:

1- خروجی از انتها.

2- خروجی از وسط.

3- خروجی با جریان هوا.

   جریان مواد در واحد آسیا:

1- مدار باز

2- مدار بسته

   آسیاهای مدار بسته نسبت به آسیاهای مدار باز دارای مزایای ذیل می باشند:

1- مصرف انرژی الکتریکی پایین تر.

2- کنترل کیفیت محصول.

3- خنک سازی محصول در سپراتور.

4- قابلیت پودر سازی مواد با قابلیت سایش متفاوت

   معرفی آسیا سیمان کارخانه

آسیا سیمان کارخانه از نوع گلوله ای دو مرحله ای مدار بستهو خروجی از انتها می باشد.

مطابق نظر امور کنترل کیفی، میزان افزاینده ها بسته به نوع سیمان تولیدی، تعیین و مواد پس از توزین، وارد آسیا می شوند. مواد ورودی به آسیا در اثر ضربات گلوله های بزرگتر، خرد شده و با پیشروی در طول آسیا و قرار گرفتن در میان گلوله ها با اندازه کوچکتر پودر می شوند.

در حال حاضر، اتاقچه اول که در آن فرآیند خردایش انجام می پذیرد شامل گلوله هایی با قطر 60-70-80-90 میلی متر و اتاقچه دوم که فرآیند سایش را عهده دار است، شامل گلوله هایی با سایز 20-25-30-40-50 میلی متر می باشد.

حرکت مواد در آسیاهای گلوله ای طی دو مکانیسم انجام می پذیرد:

1- حرکت توده مواد که در اثر حرکت دورانی آسیا، شیب جزیی آسیا و نرخ جریان مواد ورودی مواد صورت می پذیرد.

2- جریان هوای داخل آسیا که توسط یک فن در خروجی تامین می گردد. جریان هوا علاوه بر انتقال مواد نرم و افزایش راندمان آسیا، در عملیات خنک سازی (همانگونه که اشاره شد قسمتی از انرژی مصرفی در آسیا جهت سایش بصورت گرما تلف می شود) نقش بسزایی ایفا می نماید.

مواد خروجی آسیا توسط یک بالابر به سپراتور منتقل شده و مواد زبره، از محصول جدا می گردد. محصول در جدا کننده های سیکلونی ته نشین و توسط انتقال دهنده ای با جریان هوا، به سیلوهای ذخیره منتقل می شود. زبره نیز جهت سایش مجدد، به آسیا باز گردانده شده و بار در گردش آسیا را تشکیل می دهد.

موضوعی که در فرآیند تولید سیمان بسیار مهم است، نرمی و دانه بندی ذرات می باشد. در عمل، نرمی سیمان با سطح مخصوص (Specific surface area)آن اندازه گیری می شود. با این حال سطح مخصوص کمیتی نیست که به صورت قطعی تعیین کننده نرمی سیمان باشد چرا که موادی با دانه بندی مختلف می توانند دارای سطح مخصوص یکسان باشند.

نرمی سیمان، سطح مخصوص یا همان بلین (Blaine) معمولاً به روش نفوذ پذیری هوا انجام می پذیرد و سطح مخصوص سیمان بر اساس استانداردهای کشور آلمان، حدود  3100cm2/g الی 5400 تغییر می نماید.

   معرفی آسیا سیمان کارخانه:

طراح : KHD HUMBOLDT WEDAG

مدل: BU-Mill Ø 5.0×4.75/11.25m MB

210 t/h:ظرفیت

تعداد اتاقچه های سایش: 2

3,000 cm2/g: (سطح مخصوص محصول (بلین

6,700kW:حداکثر توان مصرفی موتور آسیا

630kW:حداکثر توان مصرفی موتور فن سپراتور

جهت خردایش مواد افزودنی به سیمان متناسب با طراحی آسیا، از یک سنگ شکن مجزا استفاده می شود.

  مشخصات سنگ شکن آسیا سیمان

طراح :  KHD HUMBOLDT WEDAG

نوع:Hammer crusher

HES1400Χ1400:طرح

ظرفیت: 100t/hr

اندازه بزرگترین قطعه ی ورودی:500mm > D > 0

دانه بندی محصول: 30mm > D >0

300kW:حداکثر توان مصرفی موتور
  سیلوهای ذخیره سیمان:
طرح: IBAU

7,475m3:حجم

تعداد: 3

ظرفیت: 7,800 ton

{tab بارگیری سیمان جهت مصرف}

 

انتقال سيمان از کارخانه به محل مصرف به دو صورت انجام مي‌شود:

1ـ پاكتي

2ـ فله‌

در روش پاكتي، سيمان در پاكتهاي استاندارد بسته بندي و راهي بازار مصرف مي‌شود. روي پاكتهاي سيمان بايد علامت تجاري كارخانه، نام توليد كننده، نوع سيمان، وزن كيسه و تاريخ توليد با رنگ مخصوص به تيپ هر سيمان نوشته شده باشد.

در روش فله‌اي، ماشين مخصوص حمل سيمان را در زير سيلو بارگيري می نمایند.

سیمان در قسمت بارگیرخانه بارگیری شده وتحویل مشتری می گردد.

معرفی بارگیرخانه کارخانه

امکان تحویل سیمان در کارخانه سیمان ممتازان به صورت فله، پاکتی، پالتایز شده و جامبو وجود دارد. جهت بارگیری فله برای هر سیلو یا هر محصول، دو خط مستقل وجود دارد. هریک از این خطوط، مجهز به سیستم توزین بوده و به هر میزان و با توجه به درخواست مشتری، عملیات بارگیری صورت می گیرد. در بارگیری سیمان بصورت پاکتی با بهره گیری از بالاترین تکنولوژی و با استفاده از دو پاکت پرکن دوار یا روتو پکر، عملیات بارگیری انجام می پذیرد.

مشخصات پکر کارخانه سیمان ممتازان:

کشور سازنده: آلمان

شرکت سازنده:HAVER & BOECKER

مدل: 8 RS E

وزن هر کیسه:50 kg

ظرفیت:2,200-2,400 bag/h

در صورت درخواست مشتری، امکان بارگیری بصورت پالتایز شده نیز مهیا است. این کار با استفاده از دستگاه پالتایزر (palletizer) به ظرفیت 700 تن در روز امکان پذیر می باشد. جهت بارگیری سیمان بصورت جامبو (Jumbo bag) با استفاده از کیسه های 1 و 1.5 تنی بارگیری صورت می پذیرد.

به منظور تعیین کیفیت محصول، از هر نوع سیمان بارگیری شده در روز نمونه برداری صورت گرفته و جهت تعیین کلیه پارامترهای فیزیکی و شیمیایی به آزمایشگاه ارسال می گردد.

موضوع پر اهمیتی که بیشتر در انبار کردن و نگهداری سیمان توسط مشتریان باید مد نظر قرار گیرد فساد سیمان می باشد.

دو عامل باعث فساد سيمان مي‌شود كه عبارتند از:

1ـ جذب رطوبت از محيط.

2ـ جذبco2 از هوا.

فساد سيمان در اثر رطوبت را هيدراته شدن و در اثر جذبco2 را كربناته شدن گويند. به منظور جلوگيري از فاسد شدن سيمان در كارگاه، نكات ذیل در مورد انبار كردن و استفاده از سيمان بايد مورد توجه قرار گيرد:

1- در صورت انتقال سيمان از كارخانه به كارگاه به صورت كيسه‌اي، حتماً سطح بارگيری تريلي، با برزنت يا پلاستيك پوشيده شود. (عدم جذب رطوبت در اثر بارش احتمالي)

2- هنگام تخليه و انتقال كيسه‌ها، از پاره‌ شدن آنها جلوگيري شود. (عدم جذب رطوبت وco2 هوا)

3- كيسه‌هاي رسيده به كارگاه، در انبارهاي سرپوشيده نگهداري شوند يا روي آنها روكش پلاستيكي قرار گيرد. (عدم جذب رطوبت در اثر بارش احتمالي)

4- به هيچ وجه كيسه‌ها روي زمين چيده نشوند. براي قرار دادن كيسه‌ها از سطوح چوبي كه سطح آنها حداقل cm20 از زمين فاصله دارد استفاده شود. (عدم جذب آب از زمين در اثر عوامل مختلف همچون جاري شدن آب در كارگاه)

5- حداكثر تعداد 12 كيسه سيمان روي يكديگر قرار داده شوند. (سيمان در كيسه‌هاي زيرين تحت فشار قرار گرفته و در اثر جذب اندكي رطوبت، كلوخه می شود)

6- هيچگاه بيش از مقدار مورد نياز و پيش از زمان لازم، ملات درست نشود.

 آزمايشهاي سيمان

پس از توليد سيمان بايد خواص آن آزمايش و با استانداردهاي مربوط سنجيده شود. تنها در اين صورت است كه مي‌توان نسبت به عملكرد مناسب سيمان در عمر مفيد سازه خوش بين بود. بدين منظور، آزمايشهاي مختلفي انجام مي‌شود كه در ادامه به برخي از آنها اشاره خواهد شد.

 افت حرارتی

نمونه‌اي از سيمان را وزن كرده، داخل بوته آزمايش مي‌ريزند و تا دمای 1000درجه سانتی گراد حرارت مي‌‌دهند. پس از گداخته شدن سيمان، بوته را از كوره خارج مي‌كنند تا خنك شود. با توزين مجدد سيمان افت وزني را بر حسب درصد محاسبه نموده و آن را، افت سرخ شدن (افت حرارتي) مي‌نامند كه نبايد از 3% بيشتر باشد.

همانگونه که ذکر گردید، جذب رطوبت و جذبco2 باعث فساد سيمان مي‌شوند. در دمای 1000درجه سانتی گراد، رطوبت و  co2 ی احتمالي موجود در نمونه سيمان خارج مي‌شود. هر چه ميزان رطوبت و co2 ي جذب شده و در حقيقت فساد سيمان بيشتر باشد، افت سرخ شدن بيشتر خواهد بود. مي‌‌توان گفت افت سرخ شدن، پارامتري است از ميزان فساد سيمان.

 باقيمانده نامحلول

در اين آزمايش كه پارامتري است از ميزان ناخالصيهاي موجود در سيمان، نمونه‌اي از سيمان را وزن كرده، داخل اسيد فلئوريدريك (HF) مي‌ريزند. از آنجا كه تركيبات سيمان در اين اسيد محلولند، كل نمونه بايد حل شود. هر چه كه حل نشده باقي بماند، بمنزله ناخالصي سيمان است كه پس از توزين به صورت درصد وزني بيان مي‌شود و نبايد از 0.75% بيشتر باشد.

 درصد

همانطور كه ذكر شد، جهت جلوگيري از گيرش آني سيمان (به دليل وجودC₃A ) متناسب با ميزانC₃A ، به آن سنگ گچ مي‌افزايند. مطابق آيين نامه اگر مقدارC₃A ،كوچكتر يا مساوي 8% باشد، ميزان مجازحداكثر 5.2% و اگر مقدارC₃A بيش از 8% باشد، ميزانSO₃مجاز حداكثر 3% است.

 معادل قليايي

دو اكسيد قليايي در سيمان وجود دارند (k₂O,Na₂O) كه با وجود مقدار اندك، (كمتر از 1%) اثرات بسيار مهمي بر سيمان مي‌گذارند. قلياييها با سنگهاي سيليسي كه سيليس آنها به صورت آمورف (بي‌شكل) است مانند كوارتز، اُپال، كلستونين، بعضي توفها و بعضي چرتها واكنشهاي قليايي ـ سيليسي به وجود مي‌آورند كه اثرات تخريبي آنها در دراز مدت ظاهر مي‌شود. ظهور اين اثرات در بتن، كه به موازات رطوبت و گرمي هواي منطقه بستگي دارد، به صورت تركهايي است كه كم كم پيشرفت مي‌ كند و به سرطان بتن معروف است.

 ضريب اشباع آهكي

ضريب اشباع آهكي(L.S.F)گوياي نسبت سنگ‌ آهك به خاك رس است. در آزمايشگاه پس از تجزيه سنگ آهك و خاك رس، مقادير تركيبات مورد نظر در فرمول L.S.F را محاسبه كرده، ضريب اشباع آهكي را بدست مي‌آورند.

اگر ضريب اشباع آهكي كم باشد، بدان معناست كه مقدار سنگ آهك در سيمان كم است و سيمان مقاومت كافي ندارد. اگر اين ضريب بیش از حد مجاز باشد، بدان معني است كه ميزان سنگ آهك بيش از مقدار لازم جهت تركيب با خاك رس است. مازاد سنگ آهك، در اثر حرارت زياد كوره و فعل و انفعالات پيچيده آن به «آهك سوخته شده آزاد» تبديل مي‌شود. تفاوت آهك آزاد با آهك در آنست كه تغيير حجم آهك در مجاورت آب در چند لحظه انجام شده، پايان مي‌پذيرد. حال آنكه اين پديده در مورد آهك آزاد، بسيار آهسته و طي چند سال صورت مي‌گيرد و اگر اين سيمان در ساخت بتن بكار رود، باعث ترك خوردن آن مي‌شود .

 زمان گيرش

تغيير وضعيت ژل سيمان از حالت خميري به حالت جامد را گيرش گويند. زمان گيرش سيمان از آن جهت حائز اهميت است كه كليه عمليات انتقال، پمپ، در قالب ريختن و احتمالاً پرداخت سطحي بتن فقط در اين بازه زماني ممكن است. به طور كلي دو نوع زمان گيرش در مورد سيمان لحاظ مي‌شود كه عبارتند از:

1ـ زمان گيرش اوليه

2ـ زمان گيرش نهايي

آيين‌نامه حداقل گيرش اوليه را يك ساعت و حداكثر زمان گيرش نهايي را 10 ساعت (براي سيمانهاي معمولي) مي‌داند.

{/tabs}