فرایند تولید سیمان

سیمان گردی است نرم، جاذب آب و با قدرت چسبندگی مناسب که پس از خشک شدن ملات آن، بسیار مستحکم می شود. نام این ملاط بتن می باشد که از مخلوط قلوه سنگ، سیمان و آب به مقدار معین به دست می آید. از بتن به طور گسترده ای در صنعت ساختمان استفاده می شود.

سیمان از ترکیبات پخته شده و گداخته اکسید کلسیم با اکسید سیلیسیم به همراه اکسید آلومینیوم و اکسید آهن به دست می آید.مردم شهر پوزلی ایتالیا در رم قدیم از بعضی سنگ های آتشفانی اطراف شهر و مخلوط آهک نرم و شن، سیمانی به نام پوزولانا تولید می کردند که برای ساخت بناهای عظیم در رم قدیم استفاده می شد و کاربرد از آن تا اواخر قرن هجدهم مرسوم بود.

تهیه مواد اولیه

مواد اولیه مورد استفاده در صنعت سیمان معمولاً سنگ آهک و خاک رس می باشد که پس از استخراج به محل کارخانه و به قسمت سنگ شکن حمل می شوند. خاک رس و سنگ آهک به صورت جداگانه از آسیاب هایی عبور کرده و خرد شده و در انتهای مسیر ابعاد سنگ آهک به کمتر از 8 سانتی متر تقلیل می یابد.

سالن مواد

پس از خرد شدن سنگ آهک و آماده شدن خاک رس، این دو ماده اولیه به نسبت مناسب مخلوط شده و وارد آسیاب می شوند. ممکن است به منظور کمک ذوب یا ساخت سیمان ضد سولفات به مخلوط حاصله مواد دیگری نظیر سنگ آهن یا سنگ سیلیس اضافه شود که این عملیات توسط سیستم های توزین و به نسبت های مناسب انجام می شود.

آسیاب مواد

در کارخانه تولید سیمان معمولاً از آسیاب گلوله ای برای تهیه پودر سیمان استفاده می شود. اصولاً در آسیاب مواد اولیه خرد شده و به نسبت لازم مخلوط گردیده و سپس به صورت پودر (با رطوبت کمتر) از آسیاب خارج می شوند و به عنوان مواد خام وارد کوره می گردند. عموماً آسیاب مواد جهت تولید هوای گرم و کاهش رطوبت می باشد ولی غالباً از گازهای گرم خروجی از کوره برای این منظور استفاده می شود و از مشعل هنگامی استفاده می گردد که کوره متوقف شده باشد.

گرد گیر

به منظور خشک کردن و جابه جایی مواد در آسیاب، از گازهای خروجی کوره استفاده می شود. این گازها پس از انتقال مواد از آسیاب وارد الکتروفیلتر شده و ذرات مواد و گرد و غبار از آن جدا می گردد و سپس از طریق دودکش به خارج (محیط اطراف) فرستاده می شود. در این قسمت از کارخانه به منظور حفظ بهداشت محیط زیست می بایست از فیلترهای مرغوب و استاندارد شده استفاده نمود.

سیلوهای ذخیره مواد خام

مواد پودر شده پس از الکتروفیلتر وارد سیلوهای مخلوط کن شده و پس از نمونه گیری و انجام آزمایش، ترکیب مواد خام هموژن گردیده و سپس به سیلوهای ذخیره مواد خام فرستاده می شود. مواد ذخیره شده در این سیلوه آماده ارسال به کوره های پخت می باشند.

پیش گرم نمودن و پخت مواد خام

این قسمت شامل دو مرحله می باشد. ابتدا مواد خام در مرحله پیش گرم به مرور خشک و گرم شده و مقداری نیز کلسینه می گردد. دمای این منطقه حدود 850 درجه سانتی گراد می باشد. در مرحله دوم با استفاده از کوره دوار، مواد خام پخته می شود و در نهایت به صورت دانه های کلینکر (دانه های جوش خورده) از کوره خارج می گردد.

دمای منطقه پخت حدود 1540 درجه سانتی گراد می باشد. درجه حرارت گاز خروجی از کوره حدود 1100 درجه سانتی گراد می باشد که به قسمت پیش گرم کوره منتقل می شود.سوخت های مصرفی در کارخانه تولید سیمان با توجه به نوع طراحی کارخانه و موقعیت جغرافیایی منطقه می تواند گاز طبیعی، ذغال سنگ و یا نفت کوره انتخاب شود.

آسیاب سیمان

درجه حرارت کلینکر تولید شده هنگام خروج از کوره حدود 1100 درجه سانتی گراد است که به وسیله جریان هوای سرد بازیابی می شود. دمای کلینکر خروجی پس از خنک شدن حدود 100 درجه سانتی گراد است.به دلیل سرعت بسیار زیاد واکنش پودر کلینکر با آب، حدود 4 درصد سنگ گچ خرد شده (سنگ گچ خام که با آسیاب به اندازه 4 سانتی متر خرد شده است، به آن اضافه می شود و با هم وارد آسیاب سیمان می گردند.محصول خروجی از این مرحله محصول نهایی فرایند تولید سیمان می باشد که پس از انتقال به سیلوهای ذخیره بسته بندی شده و یا به صورت فله ای مصرف می شود.