Обжиг сырьевых смесей в шахтных печах

Кроме вращающихся печей, которые в настоящее время получили широкое распространение, в производстве цемента могут быть использованы автоматические шахтные печи.

Наиболее целесообразно шахтные печи использовать в том случае, когда основным сырьем служат натуральные плотные мергели, химический состав которых соответствует заданному и никаких добавок не требует.

Технологическая схема производства клинкера из таких мергелей является наиболее простой. Она заключается в следующем: добытые в карьерах преимущественно взрывным способом мергели подвергают грубому, затем среднему дроблению и после соответствующего грохочения (для отсева мелочи) загружают в шахтную печь. В качестве твердого топлива используют короткопламенные, с малым содержанием летучих (3-6%) каменные угли,

обладающие высокой теплотворной способностью и малой зольностью.

Если для получения клинкера в качестве сырья используют сырьевую смесь, состоящую из двух и более компонентов, то подготовку ее в виде сырьевой муки проводят по схеме производства портландцемента по сухому способу. В дальнейшем сырьевую муку смешивают с предварительно измельченным в мелкую крупку и точно отдозированным твердым топливом (антрацитом, коксиком, тощими углями и т. д.). Смешивание осуществляют в смесительных шнеках, куда по перфорированной трубе подают воду.

Увлажненная смесь поступает в тарельчатый гранулятор, из которого в виде гранул величиной от 5 до 20 мм загружается в печь. Тарельчатый гранулятор представляет собой наклонно установленный вращающийся вокруг центральной оси диск, окаймленный бортами. Увлажненная до 12-15% смесь сырьевой муки с топливом, попадая на этот диск, скатывается в шаровидные гранулы, которые по мере накопления их в грануляторе пересыпаются через борт сначала в лоток, а затем в распределительную воронку печи.

В дальнейшем мергели или гранулы сырьевой смеси, перемещаясь сверху вниз внутри шахтной печи, подвергаются действию возрастающих температур вплоть до полного спекания. В нижней части печи клинкер интенсивно охлаждается холодным воздухом, после чего направляется в клинкерный склад для магазиниро-вания.

В последнее время разработаны новые способы обжига сырьевых смесей. Один из них называется "обжигом в кипящем слое". Сущность его заключается в том, что через слой обжигаемого материала, состоящего из мергелей или гранул сырьевой смеси размером 2-5 мм, просасываются снизу вверх со скоростью 1,5-3 м/с горячие газы, температура которых колеблется в пределах от 1350 до 1450º С. Поток этих газов приводит гранулы в непрерывное возвратно-поступательное движение в вертикальном направлении, при этом обжигаемый материал как бы кипит. Это дает возможность обжечь гранулы в клинкер за 30-40 мин и получить при этом цемент высоких марок.

Магазинирование клинкера производится в клинкерных складах обычного или силосного типа.

Клинкерные склады предназначены для хранения клинкера в течение 3-4 недель. Склад должен быть крытым и в то же время хорошо продуваться воздухом. Назначение клинкерных складов следующее: во-первых, в них создается промежуточный запас клинкера как полуфабриката, обеспечивающего бесперебойный выпуск заводом цемента даже в том случае, если обжигательные печи будут остановлены на ремонт; во-вторых, в клинкере при вылеживании на продуваемом воздухом складе совершается в естественных условиях ряд физико-химических процессов, способствующих повышению качества и стабилизации свойств цемента, поэтому выдерживание клинкера на складе представляет собой отдельную технологическую операцию, называемую магазинированием. Все это приводит к стабилизации состава клинкера, некоторому разрыхлению его и облегчению последующего помола. Кроме клинкера, в клинкерных складах размещаются предварительно раздробленные минеральные добавки (гипс, трепел, опока, шлак и др.), которые в дальнейшем при помоле клинкера вместе с ним вводят в состав цемента.

Клинкерные склады оборудованы мостовыми кранами с грейферными захватами, с помощью которых клинкер и минеральные добавки подают в расходные бункера помольного отделения.