تولید سیمان و تجهیزات کارخانه سیمان با آداک صنعت

فرایند تولید سیمان و آشنایی با تجهیزات کارخانه سیمان

فرآیند ها با تغییرات فیزیکی:

کاهش اندازه ذرات

خردایش مواد اولیه (اصلی و فرعی) و کلینکر

سایش مواد خام

سایش سیمان

سایش ذغال

اختلاط و همگن سازی مواد

اختلاط مقدماتی یا اولیه

همگن سازی مواد خام

فرآیند پخت مواد

فرآیند دما با تغییرات شیمیایی:

کوره

خنک کن (کولر)

پیشگرم کن

ساختمانهای اداری

ساختمان فنی مهندسی:

مهندسین علوم مختلف شامل مهندسین برق – قدرت ، برق- الکترونیک ، رئیس برق و کنترل ، معاونت آموزشی ، معاونت برق ، مهندسین مکانیک ، مهندسین شیمی ، تأسیسات ، مهندسین مواد ، همچنین آزمایشگاه الکترونیک ، مرکز کامپیوتر و غیره

آزمایشگاه الکترونیک:

شامل یک دستگاه رایانه ، آنالوگ آنالیزر ، منبع تغذیه ، سیگنال ژنراتور و دیگر قطعات الکترونیکی می باشد.قطعات مربوط به ابزار دقیق و اندازه گیرها و سیستم هایی مانند گوشی تلفن ، کنتورهای دیجیتال و غیره در این مکان تعمیر می شود.
ساختمان کنترل مرکزی

(C.C.R)

Central Control Room

شامل اتاق سر شیفت برق ، اتاق

C.C.R

اتاق مهندسین بهره بردار، آزمایشگاه شیمی ، آزمایشگاه فیزیک

پست G1 پست

G2

موتورخانه جهت سیتم های سرمایش و گرمایش و غیره می باشد.

آزمایشگاه شیمی:

نتایج مواد نمونه گیری شده و ترکیبات آنها در این آزمایشگاه قرار دارند.

معمولا ازجمله ی امکانات این آزمایشگاه دستگاه تهویه می باشد که موتورهای آن سه فاز بوده و

IP

آن 45 می باشد.

دستگاه کوره ی کوچک نیز در آن وجود داردکه یکی تا دمای 1100 درجه سانتی گراد و دیگری تادمای 1600 درجه سانتی گراد ایجادگرما می کنند که از دستگاه دوم برای آزمایشات مربوط به پخت کلینکر و از دستگاه اول برای سایر آزمایشات استفاده می شود دمای این کوره ها با توجه به دمای تعیین شده از سوی اپراتورها توسط سیستمهای کنترلی خاصی کنترل می شوند.

مراحل تولید سیمان

مواد اولیه:

مواد اولیه مورد استفاده در صنعت سیمان معمولاٌ سنگ آهک و خاك رس است که پس از استخراج بوسیله کامیون (یا درمواردی بوسیله واگن، کشتی، نوار نقاله وغیره) به محل کارخانه سیمان و به قسمت سنگ شکن حمل می شوند. خاك و سنگ آهک بصورت جداگانه از خرد کن عبور کرده و خرد می گردد. در سنگ شکن که مخصوص خرد کردن سنگهای تا ابعاد 90 سانتی متر و بزرگتر می باشد، سنگ خرد (شکسته) شده و بستگی به نوع سنگ شکن و آسیاب مواد ابعاد آن به کمتر از 8 سانتیمتر تقلیل می یابد. درمواردی سنگ آهک بصورت قلوه سنگ همراه با خاك می باشد که به این مخلوط طبیعی آلوویوم یا مارل می گویند.

در این مورد نیز لازم است که مواد از سنگ شکن عبور نماید.

تاسیسات صنعتی کارخانه:

تهیه هوای فشرده:

در برج خنک کن

(cooling tower)

و فرمانهای پنوماتیکی (هوای خشک) و سایر قسمت ها استفاده می شود.

*تامین آب صنعتی

*سوخت رسانی

*پست های برق: محل کنترل و تأمین برق قسمت های مختلف کارخانه می باشند.

ازجمله ی این پست ها می توان به پست برق دیزل ژنراتورها ، پست برق الکتروفیلتر ، پست برق فیلتر شنی ، پست های برق

A1 ، A2

و غیره ،

پست های برق

G1 ، G2

و غیره ، پست های برق آسیاب کارخانه سیمان ،

پست برق آسیاب مواد خام ، پست برق بارگیرخانه ، پست برق سنگ شکن ، موتور کوره و غیره اشاره کرد.

در این میان پست های برق که با نام

G

نامگذاری شده اند

بیشتر جهت کارهای کنترلی می باشند و

plc

ها بیشتر در آنها قرار دارند.

کانال های حاوی خطوط برق:

خطوط و کابل های اصلی برق کارخانه از طریق کانال های زیرزمینی به نقاط مختلف کارخانه سیمان کشیده شده اند.

پمپهای مورد استفاده:

معمولا از پمپهای دوزینگ، پمپهای خاص (مووی)، پمپ های فشار قوی جهت پودر کردن آب در کوره های بلند

برای حفاظت محیط زیست تا فشار 60 بـار، پمپهای روغن داغ، پمپهای استیل

KSB

، پیستونی فشار

بالا (پنتاکس، لوورا)

سنگ شکن

معمولا در سنعت سیمان از سنگ شکن ها ی ساخت آداک صنعت استفاده می گردد این سنگ شکنها در سایزها و ابعاد ممختلف و جهت خردایش انواع کانی ها بکار می روند . این تجهیزات بر اساس نوع سفارش با لاینرهای مختلف برای سنگها و کانیهای متفاوت طراحی و ساخته می شود.

انواع سنگ شکن

سنگ شکن متحرک

(MOBILE CRUSHER)

سنگ شکن ثابت

(STATIONARY CRUSHER)

انواع سنگ شکن در صنعت مورد استفاده در صنایع سیمان

سنگ شکن مخروطی ، سنگ شکن فکی ، سنگ شکن چکشی و استوانه ایی سنگ شکن ضربه ای که بستگی به نوع کاربرد آنها در بخشها و دپارتمانهای مختلف کارخانه تولید سیمان استفاده می گردد. در ابتدای خط تولید از سنگ شکنهای ثابت استفاده می گردد و مواد اولیه به وسیله کامیون ها به داخل فیدر انتقال می یابد و از طریق نوار نقاله ها به سالن ذخیره منتقل می گردد.

از سنگ شکن های متحرک در معادن و از سنگ شکن های ثابت معمولا در فرایند تولید و در کارخانه ها مورد استفاده قرار می گیرد.

انواع سنگ شکن های ثابت

سنگ شکن فکی Jaw Crusher

سنگ شکن غلطکی Roll Crusher

سنگ شکن فشاری Impact crusher

سنگ شکن چکشی Hammer Crusher

سنگ شکن مخروطی Cone Crusher

سنگ شکن چرخشی Gyratory Crusher

 

 

 

اختلاط مواد خام:

پس از خرد شدن سنگ آهک و آماده شدن خاك، این دو در یک سالن با یکدیگر مخلوط می شوند و یا در دو سالن جداگانه ریخته می شوند و سپس به نسبت لازم قبل از ورود به آسیاب مواد به وسیله ریکلایمر و استاکر با یکدیگر مخلوط می گردند. ممکن است به مخلوط حاصله مواد اولیه دیگری نظیر سنگ آهن به منظور کمک ذوب یا سنگ سیلیس جهت تصحیح و تنظیم ترکیب شیمیائی مواد برای ساخت سیمان ضد سولفات اضافه شود.

در این سالن دو دستگاه وجود دارد که برای اولین بار در ایران توسط مجموعه آداک صنعت طراحی گردیده  که استاکر و ریکلا یمر نام دارد.

استاکر.

الکترو موتور برای حرکت آرام دستگاه

موتورهای ترمز کننده (قطع حرکت دستگاه) ، سنسوربرای توقف به مگنت فرمان می دهد

موتور نقاله

پمپ هیدرولیک

موتور نقاله بوم

موتورهای کابل جمع کن

 

ریکلایمر

راک به صورت بال در دو طرف دستگاه قرار دارد و حرکت عرضی دارد.

زنجیرهایی که بصورت باگت است و حدود 130 باگت کارحمل مواد از راک به نوار نقاله را برعهده دارد.

موتور کابل جمع کن

اتاق کنترل

این دو دستگاه میتواند نسبت به حجم ماده معدنی در ابعاد و سایزهای مختلفی تولید گردد، مجموعه آداک صنعت برای اولین بار توانسته که با طراحی این تجهیزات کشور عزیز ایران را جز 5 کشور برتر تولیدکننده تجهیزات معدنی نماید.

 

 

 

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 شنک ها و نوار ها  افزوده می گردد.

آسیاب مواد خام یک خط تولید دارد که از بیرون حاوی دندانه هایی است که توسط یک الکترو موتور

فاز چرخانده می شود .

بدین ترتیب مواد درون آن خرد می شود.

این نوع آسیاب میتواند از نوع آداک راک ، ریموند باشد.

 

کمپرسورهای صنعت سیمان:

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

موارد استفاده از کمپرسورها در صنعت سیمان:

با توجه به تولید هوای فشرده حجم بالای (دبی زیاد) توسط بلوئر ها جهت یکنواخت کردن مواد در سیلوهای مواد و تغذیه مواد کوره مورد استفاده قرار می گیرد . موارد استفاده از کمپرسور های فشار بالای تورنادو (مارپیچ) در صنعت سیمان

جهت 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

جهت پکرهای سیمان در بارگیرخانه

راه اندازی دستگاههای پنوماتیکی مانند چکش پنوماتیکی در نوسازی و دستگاههای جوشکاری پلاسما

جهت جکهای پنوماتیکی در کلیه قسمت های کارخانه

جهت گریس کاری دنده های کوره و آسیاب های کارخانه سیمان و مواد.

فرق کمپرسور و بلوئر : که در صنایع خیلی مهم و کاربردی است در این می باشد که کمپرسور جهت تولید فشار های بالا و بلوئر جهت حجم هوا(دبی بالا) استفاده می شود

هر پکیج کمپرسور از قسمت های زیر تشکیل شده است:

کمپرسور

هسته اصلی پکیج که در سایز های مختلف طراحی می گردد

سیستم انتقال قدرت

از نوع با نیروی کششی متداوم به دلیل وزن موتور

سیستم روغن کاری

برای روغن کاری چرخ دنده ها و بیرینگ ها که شامل لوله های اتصال، پمپ روغن، مخزن روغن و خنک کننده روغن می باشد.

سیستم کنترل

شامل کنترل کننده PLC

. و ابزار دقیق برای کارکرد ایمن و صحیح پکیج می باشد

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 سیلو ها

 پری هیتر:

 

پیش گرم كن یا همان پری هیتر كه بزرگترین سازه كارخانه سیمان بوده و ارتفاع آن معمولا 120 متر میرسد 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 الواتورها به بالای پری هیتر رسیده و دمای مواد از 50 درجه شروع تا به 860 درجه میرسد.

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 پیش گرم کن به مرور در فاصله حدود 50 ثانیه خشک، گرم و کلسینه می شود.

پیش گرم کن دارای دو برج است که در یکی از آنها کلساینر دارد. مواد پس از تکلیس وارد کوره شده و نهایتا بصورت دانه هایکلینکر 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 میرود (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 ورودیو خروجی كوره اندازه گیری آلاینده ها را اندازه گیری می كنند.

کوره دوار:

 

 

یک میله ی استوانه ای بسیار طویل که درون آن آجر نسوز قرار داده شده است.این آجرها بعد از شش ماه غیر قابل استفاده می شوند، فنهایی 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 به وسیله مشعل در ابتدای آن 1100 درجه سانتی گراد بوده و در انتها به 1800 درجه سانتی گراد می رسد.

فن خنک کننده کوره سیمان:

فن به صورت گسترده ای در صنعت سیمان استفاده می شود.

Bبرای فنها معمولاً از موتور القایی قفسه ای كلاس

استفاده می شود.

در صورتیكه احتیاج به تغییر سرعت داشته باشیم و یا احتیاج به گشتاور زیاد در ابتدای راه اندازی لازم است از موتور القایی روتور سیم پیچی شده با كنترلر مقاومتی استفاده گردد.

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.

سیلو و آسیاب سیمان:

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

کلینکر خروجى از خنک‌کن، قبل از ورود به آسیاب سیمان، در سیلو، یا انبار، یا سالن ذخیره مى‌گردد.

جلوگیری از توقف آسیاب کارخانه سیمان در صورت توقف کوره و بالعکس

خنک تر شدن کلینکر قبل از ورود به آسیاب

از موتورهای القایی كلاس

B

استفاده می كنیم،

در صورتیكه 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 می شود كه البته روش مناسبی برای تغییر سرعت و بستگی به شرایط كار دارد.

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 درمی آیند.

سیستم هیدرولیکی می باشد.

هرکدام از این میله ها توسط یک موتور چرخانده می شوند.بنابراین در قسمت آسیاب کارخانه سیمان به جز موتورهای گریس پاش ، یک موتور قرار دارند که وظیفه ی آنها چرخاندن این میله ها می باشد.

مواد پس از عبور از آسیاب به محفظه انتهای آسیاب می رسد که دارای دو خروجی می باشد که توسط فن EP

به طرف سپراتور هوایی کشیده 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 بک فیلتر تصفیه می شود.

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.

سنسورهای اولتراسونیک:

برای تعیین ارتفاع و فاصله بر روی جک های هیدرولیک استفاده می شود.

در آسیاب مواد خام جک های هیدرولیک کاربرد دارند.

سنسورهای القایی:

سنسورهای بدون تماس که فقط در مقابل فلزات عکس العمل نشان می دهند.
جکهای هیدرولیک آسیاب سیمان کاربرد دارند.

سنسورهای ترموکوپل:

برای اندازه گیری دمای کوره ها و سیستم های تهویه فیلترهای هوا کاربرد دارند

سنسور خازنی:

برای کنترل سطح مایعات از جمله روغن در غلتکها در خط تولید سیمان مورد استفاده قرار می گیرد.

سنسور لودسل:

برای سیستمهای توزین و سنجش نیرو داخل سیلوهای مواد اولیه سیمان مانند(آهن و گچ و غیره) استفاده می شود.

فلومتر مغناطیسی:

برای سنجش سرعت سیال و برای اندازه گیری دبی حجمی مایع های مختلف و گاز های محبوس در کلینکر استفاده می شود.