Linia Tehnologică de Fabricare a Cimentului Portland

I. Linia tehnologică de fabricare a cimentului Portland

Să se proiecteze o linie tehnologică de fabricaţie a cimentului Portland cu adaos de zgură prin procedeul umed cu o capacitate de producţie de 1600 t/zi (66,66 t/h). Cimentul va conţine 13% zgură şi 5% ghips. Gradul de saturare în calce a clincherului K=98%, şi modulul de silice Msi=2,2. Ca adaos pentru Fe se va utiliza cenuşa de pirită.

II. GENERALITĂŢI DESPRE CIMENTULUI PORTLAND

Cimentul Portland este o pulbere fină obţinută prin măcinarea clincherului de ciment portland cu un adaos de 1-7% ghips pentru reglarea timpului de priză şi eventual cu alte adaosuri hidraulice sau inerte pentru a imprima acestuia proprietăţi speciale corespunzătoare destinaţiei.

Clincherul de ciment portland este produsul obţinut prin arderea amestecului de materii prime până la topire parţială. Amestecul de materii prime se introduce în cuptor fie sub formă de pastă fie sub formă de făină în raport cu produsul folosit. Operaţiile menţionate pot fi grupate în trei etape importante:

- pregătirea amestecului brut

- arderea

- obţinerea cimentului

Compoziţia oxidică obişnuită a unui ciment portland variază în limitele următoare:

II.1. TABEL:

CaO 60 – 67%

SiO2 19 – 24%

Al2O3 4 – 7%

Fe2O3 2 – 6%

MgO 4 – 5%

SO3 Max 3%

Pentru a obţine compoziţia arătată, materia primă trebuie să conţină în jur de 75 – 80% CaCO3 şi 25 – 30% SiO2, Al2O3, Fe2O3.

Omogenizarea amestecului brut va fi cu atât mai bună, cu cât fineţea de măcinare va fi mai mare. Astfel concasarea trebuie să asigure obţinerea unui material ale cărui dimensiuni trebuie să facă posibilă alimentarea morilor şi funcţionarea lor cu un consum cât mai mic de energie. Materialul trebuie să se introdusă în moară cât mai fin concasat, adică să nu depăşească 20-30 mm.

La obţinerea clincherului de ciment Portland cel mai important proces este clincherizarea. Acest proces presupune topirea parţială a amestecului, apariţia fazei lichide ajută la desăvârşirea reacţiilor de formare a constituenţilor clincherului.

Pentru clincherele de compoziţie obişnuită, temperatura maximă de clincherizare se obţine prin arderea combustibililor cu ajutorul unui arzător combinat pentru combustibil solid, gazos, lichid şi este de aproximativ 1450oC.

Cimentul ca produs finit se prezintă sub forma unor pulberi de culoare gri-verzui închis culoare care se datorează compuşilor ferici.

Dintre proprietăţile sale fizice şi mecanice mai importante sunt:

1)Densitatea: este cuprinsă între 3 şi 3,2 g/cm3..Ease determină cu

metoda pitrometrului, folosind ca lichid de lucru eter de petrol.

2)Timpul de priză: începutul de priză şi sfârşitul prizei sunt termeni care servesc la deosebirea cimenturilor din punct de vedere al vitezei de întărire. La cimenturile normale începutul de priză are loc după cca. 3 ore, iar la cimenturile cu priză înceată înainte de 5-7 ore. Cimenturile la care începutul prizei are loc înainte de o oră sunt considerate ca cimenturi cu priză rapidă. Sfârşitul prizei are loc după 7 ore, iar la cele cu priza înceată, după 10 ore.

3)Apa de consistenţă normală: Apa adăugată cimentului în vederea pregătirii mortarelor sau a betoanelor trebuie să confere amestecului fluiditatea necesară. Adăugarea unor substanţe fluidificatoare determină folosirea unei cantităţi mai mici de apă.

4)Variaţia de volum: Piatra de ciment în curs de întărire prezintă fenomene de

contracţie - umflare. Contracţia cimentului se dovedeşte mică în cazul unui conţinut ridicat de 3CaO.SiO2 (C3S).

5)Rezistenţele mecanice: Rezistenţa la compresiune se determină standardizat pe un amestec de nisip poligranular şi ciment.

III. PROCEDEE PENTRU FABRICAREA CIMENTULUI PORTLAND

În industria cimentului există mai multe procedee de fabricaţie şi anume: procedeul uscat, procedeul umed, procedeul semiuscat şi procedeul semiumed.

III. 1. PROCEDEUL USCAT

În cazul acestuia materiile prime înainte de a fi măcinate sunt uscate sau mau recent dacă umiditatea nu depăşeşte 15% uscarea se efectuează concomitent cu măcinarea. În acest caz cuptorul cu care se clincherizează amestecul de materii prime se alimentează cu făină.

III. 2. PROCEDEUL UMED

Materiile prime se macină umed obţinându-se amestecul brut sub forma unei paste cu un conţinut de apă de 30-50%. Cuptorul cu care se face clincherizarea este alimentată cu pasta obţinută la măcinare.

III. 3. PROCEDEUL SEMIUSCAT

Materiile prime se pregătesc după tehnologie analoagă procedeului uscat. Făina brută se granulează cu 8-12% apă şi cuptorul se alimentează cu granulele formate.

III. 4. PROCEDEUL SEMIUMED

Materiile prime se macină în mod analog ca şi în cazul procedeului umed. Pasta obţinută se filtrează pentru eliminarea excesului de apă. Turtele obţinute conţinând 18-20% apă se granulează şi se introduc în cuptorul de clincherizare.

Până la apariţia cuptoarelor rotative clincherul se obţinea prin procedeul uscat sau semiuscat, iar arderea se făcea în cuptoare verticale. Odată cu apariţia cuptorului rotativ s-a putut introduce şi procedeul umed de fabricaţie. Aceste două procedee principale de fabricaţie a clincherului s-au dezvoltat şi perfecţionat continuu în decursul anilor.