دوشنبه، ۱۵ آذر ۱۳۹۵, ۰۵:۵۶
 
«اقتصاد مقاومتی، اقدام و عمل»

به طور کلی بخشهای مختلف در فرآیند تولید سیمان به چهار بخش به شرح زیر تقسیم بندی می شوند:

1-     بخش سنگ شکن

در این بخش مواد اولیه (خام) از قطعات بزرگ به قطعات کوچک شکسته می ­شوند. این کار توسط سنگ ­شکن ­هایی انجام می­ شود که در انواع مختلف و با کاربردها و مصارف انرژی متفاوتی عمل می ­کنند. به طور کلی، عمل خرد کردن به فرآیندی گفته می­ شود که در آن مواد خام به ابعادی که به عنوان خوراک مناسب برای مرحله بعدی است، یعنی حدود 20 تا 80 میلی­ متر شکسته می ­شوند. سنگ­ شکن­ ها به انواع اصلی ضربه­ ای (Impact) و فشاری (Compression) تقسیم ­بندی می­شوند. سنگ شکن ­های فکی (Jaw) و مخروطی (ژیراتوری) از انواع سنگ­ شکن ­های فشاری بوده و سنگ ­شکن ­های چکشی نیز از انواع ضربه­ ای محسوب می ­شوند. انرژی مصرفی در سنگ­ شکن تک محوره بین 1تا 2 کیلو وات ساعت برای هر تن سنگ و برای دو محوره بین 3/1تا 8/1 کیلو وات ساعت بر تن می ­باشد، در حالیکه در سنگ شکن ­های ضربه ­ای انرژی ویژه مصرفی 45/0 تا 1 کیلو وات ساعت بر تن است. خرد کردن سنگ­های فوق العاده سخت با سنگ ­شکن ­های ضربه­ای مقرون به صرفه نیست و میزان سایش بسیار بالا خواهد بود. برای خرد کردن چنین سنگ ­هایی، خرد­کن­های فکی، مخروطی دوار و چکشی علیرغم انرژی ویژه مصرفی بالاتر مناسب­تر هستند. به طور کلی بخش سنگ ­شکن و پیش همگن ­سازی (اختلاط) مواد 2 الی 5 درصد از انرژی الکتریکی مصرفی در کارخانه ­های سیمان را به خود اختصاص می ­دهند.

2-     بخش آسیاب مواد

نرم شدن مواد خام ورودی جهت ورود به قسمت پخت در بخش آسیاب مواد انجام می ­شود، در واقع در این بخش مواد خام که خروجی از بخش سنگ شکن با ابعاد 20 تا 80 میلی متر می باشند، به ابعاد کوچکتر از 2/0 میلی متر تبدیل می­شوند. در آسیاب­ های مواد خشک کردن مواد اولیه نیز صورت می ­گیرد. آسیاب ­های مواد خام به دو نوع کلی آسیاب ­های گلوله ­ای و آسیاب ­های غلطکی طبقه ­بندی می ­شوند. در کارخانجات سیمان کشور از هر دو نوع این آسیاب­ ها استفاده می ­شود. حدود 33 درصد از مصرف انرژی الکتریکی در کارخانجات سیمان در بخش آسیاب مواد صورت می­گیرد که این مقدار حدود 8 درصد از کل مصرف انرژی اولیه است.

مطابق با نرم­های جهانی، مصرف انرژی ویژه الکتریکی در فرآیند تولیدی خشک در بخش آسیاب مواد برای آسیاب­ های گلوله ­ای بین 22 تا 28 کیلو وات ساعت بر تن مواد خام و برای آسیاب های مواد غلطکی بین 15 تا 18 کیلو وات ساعت بر تن مواد خام است. این در حالی است که در فرایند تولیدی تر با آسیاب گلوله ­ای مصرف انرژی ویژه الکتریکی از 16 تا 22 کیلووات ساعت بر تن دوغاب تولید شده اعلام شده است.

 

3-     بخش پخت کلینکر

بخش پخت کلینکر شامل سه بخش پیش ­گرمکن، کوره و خنک کن (کولر) کلینکر است. در کارخانجات جدید پیش کلسیناتور نیز به پیش­ گرم­ کن اضافه شده است. کوره­ های سیمان در دو نوع کوره­ های عمودی و کوره­ های دوار موجودند. در حال حاضر در کارخانه ­های سیمان کشور چه در فرایند تر و چه در فرآیند خشک تولید سیمان، تنها از کوره ­های دوار استفاده می ­شود.

کوره ­های پیش ­گرم ­کن­دار متشکل از دو بخش کوره استوانه ­ای دوار و پیش­ گرم ­کن بوده و در مقایسه با کوره­ های با ظرفیت مشابه دارای طول کمتری هستند. پیش­ گرم­ کن وظیفه گرم کردن و تا حدی تکلیس (کلسینه کردن) خوراک کوره داشته و در آن از گازهای داغ خروجی از کوره استفاده می ­شود.

پیش­ گرم­ کن­ های سیکلونی معمولاً شامل مقداری سیکلون هستند که بر روی یکدیگر قرار گرفته و به منظور جدا نمودن مواد از گاز، سیکلون آخر به صورت دوقلو ساخته شده است. سیکلونها توسط کانالهای با مقطع مربعی شکل به یکدیگر وصل می ­شوند و آخرین کانال که به کوره وصل می شود، دارای مقطع دایره ای است. انتهای قیف سیکلون­ ها متصل به لوله انتقال مواد بوده و از هر سیکلون به کانال گاز سیکلون زیرین متصل است. لوله مواد مربوط به سیکلون انتهایی به ورودی کوره وارد می ­شود.

علت اصلی وجود سیکلون­ ها ایجاد محیط گردبادی جهت انتقال سریع حرارت بین گاز و مواد جامد است که نهایتاً پس از تبادل حرارت به دلیل فرم قیفی شکل انتهای سیکلون مواد جامد از گاز جدا شده و از انتهای آن خارج می ­شود. گاز خارج شده از مواد، از بالای سیکلون خارج می ­شود و در پیش ­گرم­ کن عمل انتقال حرارت در کانالهای انتقال گاز صورت می ­گیرد. پس از پخت مواد در کوره و تشکیل کلینکر، کلینکر تولیدی می­ بایست خنک شود. خنک کردن کلینکر بر ساختمان کریستالی، ترکیب مینرالوژیکی، قابلیت خرد شدن و نهایتاً کیفیت سیمان تأثیر گذار است.

به دلایلی چون مشکل بودن انتقال و جابجایی کلینکر داغ و اثرات منفی و مخرب آن بر روی آسیاب ­های سیمان، لزوم دستیابی به کیفیت مطلوب سیمان و نیز حرارت قابل بازیابی از کلینکر که در حدودkcal/kg clinker  200-250 است، خنک نمودن کلینکر ضرورت می­یابد.

خنک­ کننده ­های (کولرهای) کلینکر انواع مختلفی از قبیل دوار، سیاره­ای، مشبک، عمودی کوئینچینگ درایر و… را شامل می ­شوند که هر یک خصوصیات مخصوص به خود را دارند.

لازم به ذکر است که در کارخانه ­ای با فرآیند تولیدی خشک و با پیش ­گرم ­کن 4 مرحله ­ای سیکلونی که خشک کردن مواد خام با استفاده از گازهای خروجی از کوره صورت می ­گیرد، 99 درصد از مصرف سوخت به بخش پخت اختصاص یافته و 1 درصد دیگر صرف خشک شدن مواد خام می­ شود. همچنین مصرف برق بخش پخت در حدود 20 الی 25 درصد از کل مصرف برق کارخانه را شامل شده و در کل در حدود 80 درصد از کل انرژی اولیه در این بخش مصرف می­ شود.

 

4-     بخش آسیاب سیمان

آسیاب ­های سیمان مورد استفاده در کارخانه ­های سیمان کشور  به غیر از چند مورد، از نوع گلوله­ ای هستند و به صورت مدار باز و مدار بسته عمل می ­کنند. در این نوع آسیاب ها (گلوله ­ای) سایش زبر و نرم در اتاقچه ­های مربوطه انجام می ­شود و برای دستیابی به محصول با نرمی لازم تعداد اتاقچه ها به 3 و یا 4 رسانده می ­شود. در حال حاضر آسیاب­ های چند اتاقچه ­ای مدار باز برای تولید سیمان پرتلند معمولی با درجه (بلین )/gr2cm 3300-2800 به طور موفقیت ­آمیزی استفاده می ­شود. استفاده از سپراتور و قراردادن آن در مسیر آسیاب سیمان نرمی محصول را بیشتر می­ کند، به نحوی که بخش اعظم سیمان خروجی از آسیاب به سپراتور هدایت و ذرات زبر آن جدا و جهت سایش دوباره به آسیاب برگشت می ­نماید. بدین ترتیب می ­توان با به کارگیری سیستم بسته نرمی سیمان را تا حدود /gr2cm 5000 افزایش داد. تصمیم به تبدیل سیستم مدار باز به مدار بسته بستگی به عواملی چون خواص کلینکر موجود، نرمی سیمان مورد نیاز، راهبری آسیاب و ملاحضات اقتصادی دارد. سیستم ­های بسته نسبت به تغییرات قابلیت سایش مواد اولیه و سخت و نرم شدن کلینکر یا سرباره حساسیت کمتری دارند. در مورد سیستم­ های مدار باز برای از بین بردن تغییرات در دانه­بندی سیمان باید کلینکر قبل از ورود به آسیاب مخلوط شود و یا سیمان تولیدی را در سیلوهای مخلوط کننده کاملاً مخلوط کرد.

آسیاب ­های مدار بسته برای تولید سیمان ­های با درجه (بلین )/gr2cm 3400-3300 و آسیاب ­های مدار باز برای تهیه سیمان معمولی با بلین /gr2cm 3300-2800 انتخاب می ­شوند. البته تا نرمی/gr2cm  3300-3200 آسیاب ­های مدار بسته مزیت مهمی نسبت به آسیاب های مدار باز ندارند و انرژی مصرفی ویژه الکتریکی در آسیاب های مدار باز و بسته تقریباً یکسان است، اما وقتی نرمی سیمان بیشتر می­ شود، انرژی الکتریکی مصرفی در آسیاب ­های مدار باز افزایش می ­یابد، به نحوی که برای تولید سیمان با نرمی /gr2cm 4000-3900 مصرف انرژی ویژه الکتریکی برای آسیاب مدار باز 30 تا 40 درصد بیشتر از آسیاب مدار بسته می­ شود.

 

کلیه حقوق این وب‌سایت متعلق به سازمان بهره وری انرژی ایران - سابا می‌باشد.