فرآیند تولید سیمان (بخش دوم)

ادامه فرآیند تولید سیمان:

ریکلایمر

1. راک به صورت بال در دو طرف دستگاه قرار دارد و حرکت عرضی دارد.
2. زنجیرهایی که به صورت باگت است و حدود 130 باگت کار حمل مواد از راک به نوار نقاله را برعهده دارد.
3. موتور کابل جمع کن
4. اتاق کنترل

آسیاب مواد خام

مواد خارج شده از سنگ شکن و سالن تخلیط در این بخش به قطعات ریز تری شکسته می شود در ضمن مواد لازم و تعیین شده در این قسمت توسط شکن ها افزوده می­ گردد.

آسیاب مواد خام، یک خط تولید دارد که از بیرون حاوی دندانه­ هایی است که توسط دو الکترو موتور غول پیکرAC ، 3 فاز چرخانده می­شود . بدین ترتیب مواد درون آن خرد می­شود.

برای آسیاب­ های غلطکی درایوهایی با دنده­ های خارجی (girth gear) و درایوهای مرکزی پیشنهاد می­گردد.

درایو­های (girth gear)

این دسته از دنده ­ها به دنده ­هایی اطلاع می ­شود که از خارج دندانه داشته باشد و برای کاربردهای heavy duty در آسیاب­ های غلطکی مورد استفاده قرار می ­گردد.معمولا برند­های مورد استفاده در الکتروموتورهای این آسیاب ­ها Siemens و VEM و گیربکس ­های آن از برند­هایSEW،  Flender Bonfiglioli و غیره می­ باشند . در فن­ ها نیز از الکتروموتورهایAEG ، VEM و غیره استفاده می­شود.

سیلوی همگن ساز

مواد اولیه برای همگن­ سازی به وسیله نوار نقاله­ ها به سیلوها هدایت می ­شود عمده وظیفه این سیلوها یکنواخت کردن مواد برای بدست اوردن کلینکر و در نهایت سیمان می باشد­. مخلوط شدن وهمگن­ سازی و ترکیب خوراک کوره­ ها به بهتر شدن سیمان و محصول نهایی کمک می­کند.

کمپرسورهای صنعت سیمان

در فرایند تولید سیمان برای حمل و نقل پودر سیمان و رساندن مواد خام و خرد و ریز شده به سیلوها و ذخیره آن و یا پروسه اختلاط به عنوان یک ماده خشک و یا نیمه خشک از کمپرسورها استفاده می­شود.

موارد استفاده از کمپرسورها در صنعت سیمان

• با توجه به تولید هوای فشرده حجم بالای (دبی زیاد) توسط بلوئرها جهت یکنواخت کردن مواد در سیلوهای مواد و تغذیه مواد کوره مورد استفاده قرار می­ گیرد­.
• برای ارسال مواد و سیمان از طریق پنومکس
• خنک کاری سیستم های مختلف مانند دوربین کوره
• ارسال کلینکر توسط ایرشوک در درون خنک کن کلینکر به نوارهای فلزی
• پکرهای سیمان در بارگیرخانه
• راه اندازی دستگاه­ های پنوماتیکی مانند چکش پنوماتیکی در نوسازی و دستگاه های جوشکاری پلاسما
• استفاده از جک­ های پنوماتیکی در کلیه قسمت­ های کارخانه
• به عنوان گریس­ کاری دنده های کوره و آسیاب­ های سیمان و مواد
• فرق کمپرسور و بلوئر­ که در صنایع خیلی مهم و کاربردی است در این می­ باشد که کمپرسور جهت تولید فشار­های بالا و بلوئر جهت حجم هوا (دبی بالا) استفاده می­ شود.
• به طور نمونه کمپرسور­ها و تجهیزات شرکت هواسان برای کارخانه تولید سیمان سرو آسول ونزئلا شامل چهار دستگاه کمپرسور مدل L200 با فشار کاری 9 بار به همراه سایر تجهیزات هوای فشرده شامل مخازن، افتر کولر­ها، درایر­های تبریدی، میکروفیلتر­ها وفن فیلتر­ها می­باشند.

پکیج کمپرسور از قسمت­ های زیر تشکیل شده است:

1. کمپرسور
2. هسته اصلی پکیج که در سایز­های مختلف طراحی می­گردد
3. مجموعه سیستم انتقال قدرت
4. از نوع V-belt با نیروی کششی متداوم به دلیل وزن موتور
5. سیستم روغن­کاری
6. برای روغن­کاری چرخ دنده­ ها و بیرینگ­ها که شامل لوله­ های اتصال، پمپ روغن، مخزن روغن و خنک­ کننده روغن می­ باشد.
7. تجهیزات کنترل
8. شامل کنترل­ کننده PLC و ابزار دقیق برای کارکرد ایمن و صحیح پکیج می­باشد.

موارد مصرف

• انتقال مواد به صورت پنوماتیک با استفاده از هوا یا نیتروژن
• هموژنیزه کردن سیمان
• مخلوط­ سازی هوا و گاز
• تخلیه مواد به صورت ثابت از سیلو­ها

پری هیتر

پیش گرم­كن یا همان پری هیتر كه بزرگترین سازه كارخانه بوده و ارتفاع آن معمولا 120 متر می رسد و در 7 طبقه می­ باشد.

وظیفه پری هیتر گرم كردن و آماده شدن مواد قبل از ورود به كوره می­ باشد. مواد خام پس از خروج از زیر سیلوها توسط ایرلیفت به بالای پری هیتر رسیده و دمای مواد از 50 درجه شروع تا به 860 درجه می رسد.مواد خام از قسمت بالای پیش گرم کن وارد سیستم پخت می­ شود و پس از عبور پیش گرم کن و کلساینر وارد کوره دوار می گردد.

مواد خام در پیش­گرم کن به مرور در فاصله حدود 50 ثانیه خشک، گرم و کلسینه می­ شود.این محصول دارای دو برج است که در یکی از آنها کلساینر دارد. مواد پس از تکلیس وارد کوره شده و نهایتا بصورت دانه های کلینکر از کوره خارج می­ گردد.سیستم پخت متشکل از پیش گرمکن، کلساینر، کانال هوای سوم، کوره دوار، خنک کن و دستگاه جداسازی قلیایی کنارگذر می باشد.

در بعضی از سیستم ­ها دما در 5 مرحله در پری هیتر بالا می­ رود (5 سیکلون وجود دارد که مواد پس از عبور از انها وارد کوره می­ شوند).ورودی كوره دمایی حدود 860 درجه را دارد. دو عدد دستگاه آنالایزور در ورودی و خروجی كوره اندازه­ گیری آلاینده ها را اندازه­ گیری می­كنند.

 این آجرها بعد از شش ماه غیر قابل استفاده می شوند، فن­ هایی در انتهای کوره قرار می­ گیرند و باعث حرکت گرما به سمت پیش گرمکن می­ شوند، حرکت مواد و جریان گاز مخالف هم هستند.دمای کوره در ابتدای آن 1100 درجه سانتی گراد بوده و در انتها به 1800 درجه سانتی­ گراد می­رسد.

گیربکس­ ها

می­ توان از گیربکس­ های هلیکال (شفت مستقیم) heavy duty در کوره استفاده نمود.در کوره­ های دوار از پمپ های دیافراگرامی پیستونی برای مشعل­ های کوره می­ توان استفاده نمود که شرکت ABEL یکی از تولید کنندگان این نوع پمپ­ ها است.این کوره توسط یک موتور dc عظیم­ الجثه چرخانده می­ شود که محور این موتور به یک گیربکس متصل شده و کوره چرخانده می­ شود.علت استفاده از گیربکس در این جا، افزایش قدرت دریافتی موتور در قبال کاهش سرعت آن می باشد به گونه ای که محور موتور در هر ثانیه چندین دور می چرخد ولی کوره بعد از یک دقیقه اندکی کمتر از یک دور می چرخد.

درضمن این کوره یک موتور کمکی نیز دارد که درمواقع اضطراری مثلاً در موقع تعمیرات و برای چرخاندن اندک کوره هنگام آجرچینی و غیره مورد استفاده قرار می­ گیرد.شرکت­ های سازنده موتور این کوره ها معمولاABB ،Siemens  می­ باشند شرکت سازنده گیربکس ها از FELENDER و SEW  هستند.هر دو موتور به یک گیربکس وصل می­ شوند. بنابراین دو تا گیربکس وجود دارد که هرکدام یک میله­ ی استوانه ای را می چرخاند.

فن خنک کننده کوره سیمان

فن به صورت گسترده ای در صنعت سیمان استفاده می­ شود. برای فن­ ها معمولاً از موتور القایی قفس ه­ای كلاس B استفاده می­ شود. در صورتی كه احتیاج به تغییر سرعت و یا احتیاج به گشتاور زیاد در ابتدای راه اندازی باشد، لازم است از موتور القایی روتور سیم پیچی شده با كنترلر مقاومتی استفاده گردد. جدیداً از موتور القایی قفس ه­ای با محرك متغیرAC  به جای موتور القایی روتور سیم پیچی شده نیز استفاده می­ شود.

کولر کلینکر

کولر کلینکر یکی از مهمترین و بحرانی­ ترین مناطق در زمینه تعمیر و نگهداری و فرایند تولید در کارخانه سیمان است.هدف اصلی در به کارگیری گریت کولر، سرد کردن کلینکر خروجی از کوره دوار با دمایی بیش از 1400 درجه سانتی گراد تا حدود 100 درجه، بهبود و کاهش مصرف انرژی حرارتی و افزایش راندمان انرژی حرارتی در کوره (از طریق بازگرداندن گرمای بازیافتی به چرخه فرآیند)، حمل کلینکر به سمت کلینکر شکن و در نهایت انتقال کلینکر خنک شده بر روی کانوایر های مخصوص انتقال کلینکر می باشد.

گریت کولر را می توان به سه بخش تقسیم کرد:

بخش ورودی کلینکر

هدف اصلی این قسمت خنک سازی هرچه بیشتر و سریعتر کلینکر داغ و توزیع یکنواخت کلینکر خروجی از کوره می­ باشد. این قسمت استاتیک است و هیچ حرکت مکانیکی ندارد. در این قسمت به شدت تنش های حرارتی و مکانیکی کاهش می یابد.

زاویه مناسب بخش ورودی و صفحات شیار دار (Grate Plates) در این قسمت هوادهی کلینکر را به صورت کامل انجام داده و حرکت کلینکر را راحت ­تر نموده و دمای کلینکر را به میزان زیادی کاهش می­ دهد. همچنین هوای تازه (Fresh Air) گرم شده حاصل از برخورد با کلینکر داغ جهت استفاده در کوره به عنوان هوای ثانویه (Secondary Air)  و همچنین در برج پری هیتر به عنوان هوای ثالثیه (Tertiary Air) از طریق داکت هوای ثالثیه (TAD) به فرآیند پخت سیمان برمی­ گردد (Heat Recuperation).

ناحیه دوم گریت کولر 

در پی ادامه خنک­ سازی کلینکر، برگشت هوای گرم به درون کوره (Secondary Air) و پری کیساینر(Secondary Air) صورت می­ گیرد که به کاهش مصرف انرژی در کوره و افزایش بهره­ وری کوره از انرژی حرارتی کمک می­ کند.

ناحیه سوم

بخشی از گریت کولر می­ باشد که وظیفه خنک کردن نهایی کلینکر را داشته و تا زمانی که کلینکر در این بخش گریت کولر در حال حرکت (روان) است فن­ های هوادهی براساس نیاز، هوا را با فشار مناسب از زیر به بستر کلینکر می­ دمند تا کلینکر به دمای مناسب جهت انتقال به محل ذخیره نزدیک شود.گریت کولرها را می­ توان با هر سیستم کوره ­ای هماهنگ نمود که این امر کمک می کند شرایط پایدار و مناسب برای کوره ایجاد شود. این تجهیز تنها بخشی از اجرای یک خط جدید نمی­ باشند بلکه در قالب پروژه ­های افزایش ظرفیت کارخانجات سیمان نیز در صنعت قابل ارائه و اجرا می­باشند.

سیلو

در فرایند ساخت کلینکر، ذرات کلینکر در داخل کوره به هم چسبیده  و این توده ممکن است به اندازه ایی باشد که حمل آن به سیلوهای ذخیره سیمان و همچنین آسیاب کردن آن بسیار مشکل باشد. برای از بین بردن این توده­ های کلینکر که بصورت توپی شکل هستند از دستگاه کلینکر شکن استفاده می­ کنیم که علاوه بر خرد کردن این توده­ های کلینکر و تبدیل آنها به ذرات کوچکتر باعث سرد شدن بهتر کلینکر می­شود.

کلینکر خروجى از خنک‌کن، قبل از ورود به آسیاب سیمان، در سیلو، یا انبار، یا سالن ذخیره مى‌گردد.برای جلوگیری از توقف آسیاب سیمان در صورت توقف کوره و بالعکس و همچنین خنک تر شدن کلینکر قبل از ورود به آسیاب از موتورهای القایی كلاس B استفاده می ­كنیم، در صورتی كه احتیاج به تغییر سرعت داشته باشیم می توان از ترمز مغناطیسی (كوپل جریانهای فوكو)‌ استفاده نمود. در این حالت توان موتور به صورت حرارت در ترمز مغناطیسی تلف می­شود كه البته روش مناسبی برای تغییر سرعت و بستگی به شرایط كار دارد.

آسیاب سیمان

آسیاب سیمان شامل دو تا میله­ ی استوانه­ ای فلزی است که در سطح خارجی آن دارای دنده­ هایی می­ باشد (همانند آسیاب مواد خام) بنابراین در اینجا دو تا خط تولید داریم.درون این میله­ ها گلوله­ های فلزی سنگینی قرار دارند که با چرخیدن میله این گلوله­ ها درون آن می­ غلتند و مواد درون آن کاملاً آسیاب شده و به شکل پودر سیمان در می­ آیند. سیستم نیز سیستم هیدرولیکی می­ باشد.

هرکدام از این میله­ ها توسط دو موتور چرخانده می شوند. بنابراین در قسمت آسیاب سیمان به جز موتورهای گریس پاش­­، چهار موتور قرار دارند که وظیفه­ ی آنها چرخاندن این میله­ ها می­باشد.مواد پس از عبور از آسیاب به محفظه انتهای آسیاب می رسد که دارای دو خروجی می­ باشد که توسط فن EP به طرف الکترو فیلتر مکش می ­شود.برای جلوگیری از ورود گرد و غبار به یاتاقان و خرابی آن از فن جهت آببندی استفاده می­ شود و هوای محیط توسط یک فیلتر تصفیه می­شود.فن مذکور اصطلاحا : سیل فن (SILL FAN) یا پروتکس فن (PROTECTION FAN) می­باشد.

بارگیر خانه

سیمان پس از ذخیره شدن در داخل سیلوها، برای بارگیری به بخش بارگیرخانه ارسال می­ گردد. در این بخش بارگیری به دو صورت انجام می­ شود از طریق تانکرهای حمل سیمان و بسته­ بندی و توسط دستگاه روتاری پکر برای بارگیری بونكرهای حمل سیمان لازم است دریچه­  ها در زمان مناسب بسته شوند. در این مرحله از موتورهای القایی با سرعت 1200 دور در دقیقه استفاده می­ كنیم.

سنسورهای التراسونیک

از این سنسورها برای تعیین ارتفاع و فاصله بر روی جک های هیدرولیک استفاده می­شود. در آسیاب مواد خام جک­های هیدرولیک کاربرد دارند. شرکت IFM سنسورهای آلتراسونیک مختلفی را ارائه می­دهد. از جمله این سنسورها می­توان بهUIT507 و UIT508 با فاصله سنس تا 8000  میلی­متر اشاره کرد.

سنسورهای القایی

 سنسورهای بدون تماس که فقط در مقابل فلزات عکس العمل نشان می­ دهند. جک های هیدرولیک آسیاب سیمان کاربرد دارند. شرکت IFM سنسورهای القایی مختلفی جهت استفاده در کاربردهای مختلف ارائه می­ دهد. از آنجایی که در صنعت سیمان رنج دمای تجهیزات ابزاردقیق حائز اهمیت است، از جمله سنسورهای القایی می ­توان بهIG6614، II5930، II5697 و غیره با رنج دمای قابل تحمل تا 180 درجه سانتیگراد اشاره نمود.

سنسور خازنی

به عنوان کنترل کننده سطح مایعات از جمله روغن در غلتک ها در خط تولید سیمان مورد استفاده قرار می­ گیرد. برای این منظور از سنسورهای سطح برند IFM از جمله LR3000، LMT102، LMT104 و LMT110 با طول پراب­های مختلف می­توان استفاده نمود.

سنسورهای ویبره

این سنسورها نیز برای سنجنش میزان لرزش در کاربردهای مختلف از جمله موتورهای الکتریکی مورد استفاده قرار می­ گیرد. از جمله سنسورهای ویبره ارائه شده توسط شرکت IFM می­توان به VKV021، VTV122 با خروجی های آنالوگ و دیجیتال و قابل تنظیم اشاره نمود.  

فلومتر مغناطیسی

سنجش سرعت سیال و  اندازه ­گیری دبی حجمی مایعات مختلف و گاز­های محبوس در کلینکر استفاده می­شود. شرکت IFM فلومترهایی با اصول عملکرد مختلف جهت کاربردهای به بازار عرضه می­کند. برای این منظور سنسورهای SM6000، SM7000 و SM0510 می­توانند مورد استفاده قرارگیرند.

سنسورهای ترموکوپل

 اندازه گیری دمای کوره ها و سیستم های تهویه فیلترهای هوا کاربرد دارند و دو استاندارد ژاپنی و DIN استفاده می­گردد.

سنسور لودسل

برای سیستم­ های توزین و سنجش نیرو داخل سیلوهای مواد اولیه سیمان مانند (آهن و گچ و غیره) استفاده می­شود.

نقشه مراحل تولید سیمان

سنگ شکن

 

سالن اختلاط

آسیاب مواد

پری هیتر

کولر

آسیاب سیمان

سیلوی سیمان و بارگیر خانه