При комбинированном способе производства сырьевая смесь может быть подготовлена как мокрым, так и сухим способом. При мокром способе приготовления сырьевой смеси шлам обезвоживается на специальных фильтрах или фильтрпрессах до остаточной влажности 16-18% и подается на обжиг в виде полусухой массы. Если сырьевая смесь готовится сухим способом, то она предварительно увлажняется до 12-15%, гранулируется и затем поступает на обжиг.

Каждый из способов производства имеет достоинства и недостатки. Так, при мокром способе в присутствии воды облегчается измельчение материалов, проще достигается высокая однородность смеси, надежнее и удобнее транспортируется шлам, лучшие санитарно-гигиенические условия труда, но при этом расход топлива на обжиг сырьевой смеси на 30-40% больше, чем при сухом способе; возрастает рабочая емкость печи, так как значительная ее часть выполняет функции испарителя воды из шлама.

Преимуществом сухого способа является снижение расхода теплоты на обжиг клинкера. Объем печных газов при сухом способе на 25-40% меньше при одинаковой производительности печей. Температура газов относительно высокая, что позволяет использовать их тепло для сушки сырья с одновременным измельчением и, следовательно, снизить расход сырья.

Полусухой способ требует большего, чем сухой, расхода теплоты, более сложных конструкций печных агрегатов и в настоящее время вытесняется сухим.

Комбинированный способ обладает всеми основными преимуществами мокрого и сухого способов, но в то же время механическое удаление воды посредством фильтрации шламов значительно усложняет технологический процесс. В РБ этот способ не нашел практического применения, однако он имеет хорошие перспективы и может успешно развиваться в будущем, так как это реальный путь экономии дефицитного топлива при использовании влажного сырья.

Основными способами производства в мировой цементной промышленности остаются мокрый и сухой. Мокрым способом выпускается около 70% общего производства клинкера в мире, однако удельный вес сухого растет.

Развитие сухого способа производства стало возможным благодаря совершенствованию технологических приемов, внедрению эффективной техники.

Выбор способа обусловлен главным образом технико-экономическими показателями: степенью концентрации производства, трудовыми затратами, свойствами сырья (его однородностью и влажностью), расходом топлива и электроэнергии. Мокрый способ может оказаться более выгодным при наличии мягких, пластичных, хорошо размачивающихся сырьевых компонентов, обладающих высокой влажностью (более 15%), поскольку при сухом способе требуется большие затраты топлива на испарение воды.

При наличии твердых сырьевых компонентов умеренной влажности производство портландцемента может быть организованно сухим способом. Сухой способ целесообразен также при ограниченной топливной базе и высокой стоимости топлива.

Производство портландцемента сухим способом состоит из следующих технологических стадий: добыча и подготовка сырьевых материалов и приготовление из них однородной смеси заданного состава; обжиг сырьевой смеси до спекания с получением клинкера; помол клинкера в порошок с небольшим количеством гипса, активными минеральными и другими добавками.

Исходные материалы в требуемом соотношении по массе направляют в шаровые мельницы, где осуществляется сушка, тонкий помол и перемешивание сырья.

Сырьевая мука, получаемая в результате помола в мельницах, направляется на гомогенизацию и корректирование в специальные железобетонные силосы. Если смесь отвечает всем требованиям, то ее отправляют на обжиг, если же выявляется отклонение, то производят корректировку состава и только после этого смесь отправляют на обжиг.

Обжигают сырьевую муку в коротких вращающихся печах размером 5х75 м и 7х9 м с предварительной тепловой обработкой до 950 °С в циклонных теплообменниках. Обжиг сырьевой муки производится при температурах 1400-1450 °С. Производительность печей достигает 3000 т клинкера в сутки, расход топлива – 3,35-3,47 МДж на 1 кг клинкера. Полученный клинкер охлаждают в холодильных камерах для полного формирования его структуры и состава и подают на склад для окончательного охлаждения и вылеживания в течение 1-2 недель. Это необходимо для того, чтобы погасить за счет влаги воздуха свободный оксид кальция, который в небольшом количестве может содержаться в клинкере.

Помол клинкера в тонкий порошок производится в шаровых мельницах совместно с гипсом и минеральными добавками. Степень измельчения контролируется.

Готовый портландцемент направляют в цементные силосы, где он хранится (защищенный от влаги) до упаковки и отправки его к месту потребления.

Рис. 4.1. Блок-схема производства портландцемента.

Технологический процесс производства портландцемента сухим способом:

1 – подготовка сырьевых материалов и приготовление однородной смеси; 2 – обжиг сырьевой смеси и получение клинкера; 3 – помол клинкера с добавками.

5. Нормативно-технические документы на портландцемент и шлакопортландцемент, нормируемые показатели качества в соответствии с требованиями нормативно-технической документации

Основные потребительские свойства и нормируемые показатели качества портландцементов и шлакопортландцементов определяются по ГОСТ 10178-85 (СТ СЭВ 5683-86): «Портландцемент и шлакопортландцемент »

Условное обозначение цемента должно состоять из:

- наименования типа цемента – портландцемент, шлакопортландцемент. Допускается применять сокращенное обозначение наименования – соответственно ПЦ и ШПЦ;

- марки цемента – см. раздел 1, классификация по прочности при сжатии в 28-суточном возрасте;

- обозначения максимального содержания добавок в портландцементе: Д0, Д5, Д20;

- обозначения быстротвердеющего цемента – Б;

- обозначения пластификации и гидрофобизации цемента – ПЛ, ГФ;

- обозначения цемента, полученного на основе клинкера нормированного состава, - Н;

- обозначения ГОСТ 10178-85 (СТ СЭВ 5683-86): «Портландцемент и шлакопортландцемент».

Пример условного обозначения портландцемента марки 400, с добавками до 20%, быстротвердеющего, пластифицированного:

Портландцемент 400-Д20-Б – ПЛ ГОСТ 10178-85.

При производстве цементов применяют:

- клинкер, по химическому составу соответствующий технологическому регламенту.

- гипсовый камень по ГОСТ 4013-82 «Камень гипсовый и гипсоангидритовый для производства вяжущих материалов»;

- гранулированные доменные или электротермофосфорные шлаки по ГОСТ 3476-74 «Шлаки Доменные и электротермофосфорные гранулированные для производства цементов».

Массовая доля в цементах минеральных добавок должна соответствовать значениям, указанным в таблице 5.1.

Таблица 5.1

Обозначение видацемента	Активные минеральные добавки, % по массе
	всего	В том числе
	всего	Доменные гранулированные и электротермофосфорные шлаки	Осадочного происхождения, кроме глиежа	Прочие активные, включая глиеж
ПЦ-Д0	Не допускаются
ПЦ-Д5	До 5 включ.	До 5 включ.	До 5 включ.	До 5 включ.
ПЦ-Д20,ПЦ-Д20-Б	Св. 5 до 20 <<	<< 20 <<	<< 10 <<	<< 20 <<
ШПЦ, ШПЦ-Б	<< 20 << 80 <<	Св. 20 до 80	<< 10 <<	<< 10 <<

Допускается замена части минеральных добавок во всех типах цемента добавками, ускоряющими твердение или повышающими прочность цемента и не ухудшающими его строительно-технические свойства. Суммарная массовая доля этих добавок не должна быть более 5% массы цемента.

Предел прочности цемента при изгибе и сжатии должен быть не менее значений, указанных в таблице 5.2.

Таблица 5.2

Обозначение вида цемента	Гарантированная марка	Предел прочности, МПа (кгс/см2)
		При изгибе в возрасте, сут		При сжатии в возрасте, сут
		3	28	3	28
ПЦ-Д0, ПЦ-Д5, ПЦ-Д20, ШПЦ	300 400 500 550 600	- - - - -	4,4(45) 5,4(55) 5,9(60) 6,1(62) 6,4(65)	- - - - -	29,4(300) 39,2(400) 49,0(500) 53,9(550) 58,8(600)
ПЦ-Д20-Б	400 500	3,9(40) 4,4(45)	5,4(55) 5,9(60)	24,5(250) 27,5(280)	39,2(400) 49,0(500)
ШПЦ-Б	400	3,4(35)	5,4(55)	21,5(220)	39,2(400)

Цемент должен показывать равномерность изменения объема при испытании образцов кипячением в воде, а при содержании MgO в клинкере более 5% - в автоклаве.

Начало схватывания в цементе должно наступать не ранее 45 мин, а конец – не позднее 10 ч от начала затворения. Начало схватывания портландцемента для бетона дорожных и аэродромных покрытий должно наступать не ранее 2 ч, портландцемента для труб – не ранее 2 ч 15 мин от начала затворения цемента. По согласованию изготовителя с потребителем допускаются иные сроки схватывания.

Технология производства и потребительские свойства портландцемента и шлакопортландцемента (стр. 2 из 4)