95. Сухой способ производства портландцементного клинкера.

При сухом способе производства портландцемента выбор схемы зависит от физических и химических свойств сырья.

Производство портландцементного клинкера в этом случае складывается из следующих операций.

После выхода из дробилки известняк и глину высушивают до влажности примерно 1%, после чего измельчают в сырьевую муку.

Помол и сушку сырьевой смеси целесообразно вести одновременно в одном аппарате — сепараторной мельнице.

Этот способ более эффективен и применяется на большинстве новых заводов, работающих по сухому способу.

Сырьевую муку заданного химического состава получают путем дозирования сырьевых компонентов в мельницу с последующим усреднением и корректированием сырьевой шихты в специальных смесительных силосах, куда дополнительно подается сырьевая мука с заведомо низким или высоким титром (содержанием СаСОз).

Затем подготовленная сырьевая смесь поступает в систему циклонных теплообменников, состоящую из нескольких ступеней циклонов.

Время пребывания смеси в циклонных теплообменниках не превышает 25—30 с.

Из циклонов материал подается в печь, откуда клинкер пересыпается в холодильник.

Через слой клинкера вентиляторами просасывается холодный воздух, отчего его температура на выходе из холодильника снижается до 80−90  С.

После охлаждения клинкер из холодильника поступает на пластинчатый конвейер, а затем на склад. Достоинства сухого способа производства:малые расходы теплоты;меньше объем печных газов, что влечет за собой более низкие расходы на их обеспыливание.

96. Обжиг сырьевой смеси для производства портландцементного клинкера во вращающихся печах. Свойства портландцемента.

Сырьевой шлам подается в шламовый питатель 1 вращающейся печи.Вращающаяся печь представляет собой сварной стальной барабан, установленный на шести опорах под углом 3,54,0  к горизонту. Вращение печи осуществляется с помощью привода, состоящего из электродвигателя, редуктора. Для предотвращения влияния на корпус вращающейся печи высоких температур, истирающего воздействия материала и уменьшения потерь теплоты в окружающую среду предусмотрена защита корпуса огнеупором. Сырьевой шлам поступает в печь со стороны ее холодного конца, а со стороны выгрузочной части установлено горелочное устройство, через которое подается для сжигания газообразное топливо и воздух. Во вращающейся печи по длине различают 6 зон: испарения, подогрева, декарбонизации, экзотермических реакций, спекания и охлаждения. Сырьевой шлам, поступивший в первую зону печи, вследствие наклонного ее положения и вращения постепенно перемещается к выгрузочной части, подвергаясь воздействию высокой температуры отходящих дымовых газов. Для более эффективной теплопередачи в этой зоне предусмотрены встроенные теплообменные устройства в виде цепной завесы. Шлам, проходя через теплообменные устройства, нагревается до 100 С. При этом происходит испарение влаги и комкование материала. По мере дальнейшего продвижения по печи материал поступает в зону подогрева, где он подогревается до 850900 С. В этой зоне происходит удаление остатков механической влаги и закатывание материала в гранулы, в сырьевой смеси происходит дегидратация глинистых минералов. В зоне декарбонизации происходит разложение карбонатов кальция и магния, завершение процесса обезвоживания глинистых минералов. В конце этой зоны температура достигает примерно 1100 С.

В зоне экзотермических реакций происходит взаимодействие СаО с SiO2 с образованием вначале CS, а затем C2S, одновременно образуются СА и СF. Температура в зоне увеличивается до 1300С. Образовавшиеся низкоосновные соединения по мере продвижения по печи вследствие насыщения их известью превращаются в С3А, С4AF и C2S. Кроме них в составе материала на выходе из зоны будет присутствовать СаО. Зона спекания расположена в непосредственной близости к месту горения топлива В расплав переходят клинкерные минералы С3А, С4AF полностью и частично С2S и СаО. Алитообразование в этой зоне длится примерно 1525 мин. На выходе из зоны спекания, температура в которой поднимается сначала с 1300 С до 1450 С, а затем снижается до 1300 С, клинкер должен содержать алит, белит, трехкальциевый алюминат, браунмиллерит и второстепенные клинкерные фазы.Из зоны спекания клинкер поступает в зону охлаждения, являющуюся самой короткой в печи (46 м), пройдя которую он с температурой примерно 1250С ссыпается на решетку 11 колосникового холодильника. Нагретый за счет охлаждения клинкера воздух до 500650 С поступает в печь в качестве вторичного воздуха на горение топлива.Установленная в разгрузочной части колосникового холодильника 12 молотковая дробилка 13 производит предварительное измельчение крупных кусков. Охлажденный и частично измельченный клинкер передается на склад. Уловленная в пылеосадительной камере 14 и электрофильтре 16 пыль направляется во вращающуюся печь.

К основным свойствам портландцемента относятся: прочность (активность), сроки схватывания, равномерность изменения объема, тонкость помола, плотность, водопотребность, водоотделение, морозостойкость, тепловыделение, сцепление со стальной арматурой. Прочность цементного камня и скорость его твердения зависят от минералогического состава клинкера и тонкости помола цемента, количества воды для его затворения, условий и продолж. твердения.

Активностью портландцемента называют предел прочности при осевом сжатии образцов в возрасте 28 сут. В зависимости от активности с учетом предела прочности при изгибе портландцемент подразделяется на марки 400, 500, 550, 600. Сроки схватывания портландцемента определяют при испытании теста нормальной густоты. Начало схватывания не ранее 45 мин, а конец – 10 ч с момента затворения его водой. Усадка цементного камня зависит от его минералогического состава и в возрасте 28 сут 3–5 мм/м. Тонкость помола портландцемента влияет на скорость его схватывания и твердения. Чем тоньше измельчен цемент, тем выше его прочность, особенно в начальный период твердения. Тонкость помола характеризуется также удельной поверхностью, которая обычно составляет 25003000 см2/г. Плотность цемента 3100–3200 г/см3. Водопотребность портландцемента 2127%. Водопотребность различных портландцементов зависит от их минералогического состава, тонкости помола, присутствия активных минеральных добавок. Уменьшить водопотребность портландцемента можно путем введения пластифицирующих добавок. Морозостойкость цементных растворов и бетонов  способность сопротивляться попеременному их замораживанию и оттаиванию. При снижении содержания в клинкере С3А и повышении активности цемента морозостойкость цементных растворов и бетонов увеличивается. В процессе твердения портландцемент выделяет теплоту. Если теплота выделяется очень медленно, то это обычно не вызывает возникновения трещин в бетоне. Если же этот процесс протекает сравнительно быстро, то применять данный цемент для возведения массивных сооружений не следует. Коррозионная стойкость портландцемента в основном зависит от плотности бетона и минералогического состава цемента. Наименьшей коррозионной стойкостью обладают цементы с повышенным содержанием алюминатов кальци. Коррозионная стойкость бетона уменьшается с увеличением его пористости и с повышением тонкости помола цемента.