میرک کراشر

مراحل تولید سیمان

مراحل تولید سیمان

۱٫ مواد اولیه سیمان پرتلند
مواد اولیه سیمان پرتلند اساسا شامل مواد آهکى و رسى مى باشند. بدین معنى که در تهیه سیمان پرتلند از مواد خامى استفاده مى شود که حاوى کربنات کلسیم و ترکیبات آلومینیوسیلیکات ها باشند.

۲٫ استخراج مواد اولیه
معادن مواد اولیه سیمان ، خصوصاً سنگ آهک، خاک رس، مارل، سنگ گچ، وامثالهم بصورت روباز
می باشند. در استخراج موادی نظیر سنگ آهک، سنگ آهن و سنگ گچ نیاز به چال زنی و انجام انفجار بوسیله دینامیت وجود دارد. برای این منظور پس از خاک برداری و روبرداری و جدا کردن باطله ها، اقدام به چال زدن با دستگاههای پنوماتیک نظیر دریل واگن یا چکش دستی می شود. چال های چکش دستی به عمق ۱ تا ۳ متر و چالهای دریل واگن به عمق ۳ تا ۱۵ متر می باشد. قطر چالها بستگی به قطر مته مورد استفاده دارد و معمولاً از ۳ تا ۱۲ سانتیمتر می باشند. پس از آماده شدن چالها آنها را توسط مواد ناریه نظیر نیترات آمونیم و دینامیت ( و در مواردی باروت) پر نموده و با چاشنی گذاری و سری کردن چاشنی ها اقدام به آتش کاری و انفجار می شود. پس از آتشکاری با استفاده از وسائلی نظیر بولدوزر و اکسکاواتور اقدام به جابجا کردن و ذخیره سازی مواد استخراج شده و پاک کردن سکوی کار برای چال زدن های بعدی می شود. مواد اولیه نظیر خاک رس و مارل نیاز به چال زنی و انفجار ندارد و صرفاً از بولدوزر و یا دستگاه های مشابه جهت دپو کردن مواد استفاده می شود . بارگیری مواد اولیه سیمان بوسیله لودر یا بیل مکانیکی صورت می گیرد و حمل این مواد بوسیله کامیون ، نوار نقاله، واگن های زمینی یا هوائی انجام می شود.
استفاده از روشهای مختلف استخراج ، بارگیری و حمل مواد اولیه از معدن تا کارخانه بستگی به عوامل مختلف از جمله فاصله معدن تا کارخانه ، مسیرحمل، نوع معدن و عوامل اقتصادی نظیر سرمایه گذاری روی نیروی انسانی یا ماشین آلات دارد .

۳٫ خرد کردن مود اولیه
مواد آهکی اصلی ترین ماده اولیه مصرفی است که معمولاً در ایران بصورت سنگ آهک صخره ای ، لایه لایه و نسبتاً سخت می باشند . بدلیل صخره ای بودن این ماده اولیه و همچنین مواد اولیه دیگر (مواد کمکی) نظیر سنگ آهن و سیلیس، وجود دستگاههای سنگ شکن یا خرد کن در کارخانه سیمان ، ازضروریات است. خاک رس معمولاً به همراه مقداری کلوخه های درشت و خرده سنگ است، که برای خرد کردن آنها یا از خرد کن جداگانه و یا از خردکن مربوط به سنگ آهک استفاده می نمایند . برای خرد کردن سنگ آهک ( یا سایر مواد اولیه با ابعاد بالا) از دستگاههای خرد کن با طرح های گوناگون استفاده می شود که از جمله آنها :
الف) سنگ شکن هاى متحرک
ب.) سنگ شکن هاى ثابت
انتخاب نوع سنگ شکن بستگی به نوع و جنس سنگ مصرفی و ابعاد مورد نیاز سنگ خرد شده دارد. در مواردی جنس و سختی سنگ آنچنان است که با یکبارخرد کردن ، منظور برآورده می شود . در مواردی سنگ مصرفی آنچنان سخت است که میبایستی عمل خرد کردن در دو یا سه مرحله صورت گیرد. اندازه مواد خروجی از سنگ شکن بایستی کمتر از حد معینی باشد . از جمله اینکه در کارخانه هائی که دارای آسیاب مواد خام گلوله ای هستند، اندازه مواد ورودی به آسیاب باید در فاصله بین صفر تا سی میلیمتر باشد. برای رسیدن به این ابعاد بایستی عوامل زیر در نظر گرفته شود:
– خواص سنگ) مواد (، نظیر سختی، نیروی برشی، ساختمان کریستالی، رطوبت و چسبندگی.
– نسبت و درصد مواد فرساینده نظیر کوارتز (سنگ سیلیس) ، فلدسپات و … که روی میزان فرسایش قطعات سنگ شکن نقش تعیین کننده دارند.
– حداکثر اندازه سنگی که به سنگ شکن وارد می شود.
– اندازه مورد نیاز سنگ خرد شده خروجی از سنگ شکن.
– ظرفیت سنگ شکن
با توجه به نکات فوق اقدام به انتخاب نوع سنگ شکن می شود. از جمله انواع مختلف سنگ شکن که در صنعت سیمان بکار میروند ، عبارتند از: سنگ شکن فکی، مخروطی ، ضربه ای ، چکشی ، استوانه ای که نوع کاربرد هر یک بستگی به جنس مواد دارد .سنگ شکن ثابت در ابتدای خط تولید سیمان قرار دارد ، مواد اولیه بوسیله کامیون در داخل قیف سنگ شکن تخلیه می گردند و پس از خرد شدن از طریق نوار نقاله راهی سالن ذخیره می شوند.

۴٫ مخلوط کردن اولیه و ذخیره سازى
قبل ازاینکه مواد خرد شده در سنگ شکن ، راهی آسیاب مواد جهت پودرشدن شود ، بداخل سالنی ریخته می شود تا بدینوسیله هم با یکدیگر مخلوط شوند و هم اینکه انبار و ذخیره سازی شود. سالن مواد از جمله مهمترین قسمتهای خط تولید است که دارای نقش های زیر است:
– چون معدن و سنگ شکن فقط روزها کار می کنند و معمولاً در هفته یک روز نیز تعطیل می باشند ، وجود این سالن بعنوان محلی برای ذخیره سازی و مخلوط کردن مقدماتی مواد خام ، ضرورت دارد.
– چون کوره شبانه روز کار می کند ، از اینرو لازم است آسیاب مواد ، که نیاز به گازهای کوره برای خشک کردن و جابجائی مواد دارد ، شبانه روز کار نماید. وجود این سالن، کار شبانه روزی آسیاب مواد را تضمین مینماید.
– در برخی کارخانه ها ، انواع مواد خام بصورت جداگانه ذخیره می گردند. در برخی دیگر، تعدادی از مواد اولیه نظیر سنگ آهک و خاک رس ضمن ذخیره شدن در سالن با یکدیگر مخلوط می شوند.
– در برخی موارد این مخلوط کردن اولیه آنچنان کامل است ، که عملاً در صد تنظیم مواد تا حد صد در صد است. در مواردی دیگر بخشی از تنظیم مواد در سالن مواد انجام می گیرد و سپس تنظیم کاملتر در آسیاب مواد صورت می پذیرد.

سالن ذخیره سازی و مخلوط کردن مواد .در اغلب کارخانه های سیمان سالن مواد مستطیل شکل است.

۵٫ خشک کردن مواد اولیه
در برخی کارخانجات سیمان ، بدلیل موقعیت خاص جغرافیائی و باران خیز بودن منطقه ، برخی از مواد اولیه( خصوصاً خاک رس)، دارای مقدار زیادی رطوبت هستند و استفاده مستقیم از آنها در سالن مواد یا آسیاب مواد، امکان پذیر نیست . دلیل این عدم امکان، چسبندگی زیاد مواد رسی است . از اینرو قبل از ذخیره سازی اینگونه مواد باید خشک شوند. ممکن است انواع مختلف خشک کن مورد استفاده قرار گیرد . از جمله آنها خشک کن دوار است که شباهت زیادی به کوره سیمان دارد. در این خشک کن ها جریان مواد مرطوب و گاز گرم هم جهت با یکدیگر است.

۶٫ پودر کردن مخلوط مواد خام
در روش خشک تولید سیمان ، باید مواد خام قبل از ورود به کوره بصورت پودر در آید . در ضمن برای پائین آوردن چسبندگی مواد و جلوگیری ازکلوخه شدن ، میبایستی تا حد امکان قبل از فرستادن پودر مواد خام به سیلوهای ذخیره ، آنرا خشک کرد . برای این منظور از سیستم های مختلف که بطور هم زمان خشک و پودر می کنند ، استفاده می شود. از جمله معروفترین این سیستم ها که در صنعت سیمان مورد کاربرد عام تری دارند، آسیاب مواد گلوله ای و آسیاب مواد غلطکی می باشند.

۷٫ تنظیم مواد خام
پس از پودر کردن مواد ، آنرا در سیلوهای مواد خام ذخیره مینمایند. از پودر حاصله توسط آزمایشگاه نمونه برداری می شود . پس از آنالیزهای مقدماتی، توسط دستگاه اشعه ایکس یا انجام تجزیه آنالتیک و همچنین برخی آزمایشات فیزیکی و انجام تنظیمات لازمه، آنچه که بدست آید موسوم به خوراک کوره است. ترکیب خوراک کوره بستگی به نوع سیمان دارد . عمده ترین پارامترهائی که مورد آزمایش قرار میگیرند عبارتند از درصد کربنات، درصد اشباع آهک (استاندارد آهک) مدول های مختلف، نرمی و رطوبت مواد خام. در آسیا های مواد مسیرهای مختلفی برای تغذیه درنظر گرفته شده است . از هر مسیر یک نوع مواد خام و یا ترکیبی از چند نوع مواد خام، وارد آسیاب میگردد. مثلاً برای ساخت سیمانهای ضد سولفات ، نیاز به استفاده از سنگ آهن و سیلیس وجود دارد. این دو ماده اولیه از طریق دو قیف جداگانه به آسیاب تغذیه میگردند. برای دستیابی به سیمان با ترکیب مطلوب میبایستی مخلوط مواد خام آنچنان ترکیبی داشته باشد که پس از پخت ، کلینکر با ترکیب لازم بدست آید.

۸٫ سیلوهاى مواد خام
عامل عمده ای که در یکنواخت کار کردن کوره و بالا بردن کیفیت کلینکر و سیمان مؤثر است ، یکنواختی ترکیب خوراک کوره ، خوب مخلوط شدن وهمگن بودن آن می باشد. بمنظور همگن کردن یا هموژنیزه شدن مطلوب مواد خام ، از سیلوهای ذخیره مجهز به سیستم های هوادهی استفاده میشود. این سیلوها عموماً از بتن ساخته شده اند و طرح آنها طوری است که قادر به مخلوط کردن مواد توسط هوا و همچنین نقل و انتقال مواد بوسیله هوا می باشند . بدینصورت که کف سیلو مفروش از سرامیک های متخلخل و یا ایراسلاید است. ایراسلاید ، محفظه دوجداره ای است که جداره روی آن پارچه ایست و در داخل جداره هوا دمیده می شود. هوا با عبور از پارچه وارد مواد میگردد و ضمن بهم زدن مواد ، از سیلو خارج می شود. در هر کارخانه چند سیلوی تنظیم و ذخیره مواد خام وجود دارد که انواع و طرحهای متفاوتی دارند. مواد خام از بالا وارد سیلو میشود و پس از تنظیمات لازم ، از پائین سیلو تخلیه و به کوره تغذیه میگردد. ظرفیت( سیلوها معمولاً معادل ۵ روز مصرف کوره می باشد.)

۹٫ پیش گرم کن
پس از تهیه و تنظیم مواد خام و اطمینان از مناسب بودن ترکیب آن ، این مواد برای پختن آماده است. سیستم های گوناگونی برای پخت سیمان وجود دارد که به آخرین نوع از سیستم پخت سیمان که جایگزین و حاکم بر سایر انواع قدیمی است اشاره میشود : مواد خام سیمان، متشکل از کربنات ها و سیلیکاتها است. میبایستی این مواد پخته شوند و بصورت اکسیدهای عناصر تشکیل دهنده مواد خام و همچنین فازهای )مینرال های ( متشکل از این اکسیدها، درآیند. برای این منظور، عمل پختن و تشکیل فازها در چهار قسمت صورت میگیرد: ۱- پیش گرم -۴ خنک کن Kiln -3 کوره Calciner -2 کلساینر Preheater کن Cooler انواع این سیستم ها ، چگونگی کار آنها و همچنین چگونه کارکردن با آنها ، مشروحاً مورد بحث قرار گرفته اند. وظیفه پیش گرم کن گرفتن رطوبت سطحی باقیمانده در مواد خام ، تبخیر آب تبلور، تجزیه مقدماتی سیلیکاتها و همچنین کلسینه کردن(تبدیل به آهک کردن) بخشی از کربناتهای موجود در مواد خام می باشد . پیش گرم کن های سیکلونی معمولاً متشکل از پنج طبقه سیکلون هستند که مواد خام از طبقه یکی به آخر وارد آنها میگردد. از پائین ترین قسمت پیش گرم کن، گازهای گرم خروجی از کوره وارد کلساینر میشود . طرح سیکلون ها و نحوه جریان گاز و پودر مواد طوریست که ایجاد محیط گردبادی و شناور میشود . به دلیل ایجاد این محیط بشدت تبادل حرارت بین گاز و مواد صورت میگیرد. پائین سیکلون ها قیفی شکل است و باعث جدا شدن ذرات جامد داغ شده از فاز گازی میشوند. در پائین ترین قسمت پیشگرم کن ، محفظه ای بنام دستگاه تکلیس یا کلساینر، قرار داده شده است. این محفظه که مجهز به یک یا چند مشعل از کربنات ها آزاد شود. درنتیجه CO است ، باعث میگردد درصد بیشتری ، مواد پخته تر وارد کوره میشود و بار حرارتی کوره کاهش می یابد .

۱۰٫ کوره دوار
قسمت مهم عمل پختن در کوره صورت میگیرد. کوره سیمان ، یک استوانه فلزی است که طول و قطر آن ، متناسب با ظرفیت تولید میباشد. مثلاً یک ۴ متر و طول ۶۰ متر کارخانه سه هزارتنی، دارای کوره ای بقطر حدود ۵ است. البته ابعاد دقیق تر بستگی به پارامترهای متعدد، منجمله سیستم پیش گرم کن و ارتفاع از سطح دریا دارد. این استوانه با شیب حدود ۴ درصد، روی چند پایه مجهز به غلطک، خوابیده است و دارای حرکت دورانی میباشد. خوراک کوره پس از طی مسیر پیش گرم کن وکلساینر از انتهای کوره وارد کوره می شود. بدلیل وجود شیب و حرکت دورانی ، مواد به سمت خروجی کوره و منطقه پخت سرازیر میگردد. در انتهای دیگر کوره ، یک مشعل تعبیه شده است که با استفاده از سوختهای مختلف ، ایجاد محیط حرارتی با درجه حرارت بالای ۱۵۰۰ درجه سانتیگراد را مینماید. بدلیل وجود فنهای مکنده قوی در انتهای پیش گرم کن ، جهت شعله و مسیر حرکت گازهای حاصل از احتراق، بسمت عقب کوره و پیش گرم کن میباشد. از اینرو جریان گاز و مواد در داخل کوره ، بصورت خلاف جهت یکدیگر است.
خوراک کوره در ضمن طی مسیر در ابتدا تکلیس میگردد. سپس با تکمیل عمل تجزیه سیلیکات ها در قسمتهای بعدی، ترکیب اکسیدها با یکدیگر بمرور شروع میشود. درجه حرارت منطقه پخت، آنچنان انتخاب میشود که خوراک کوره تا حدی ذوب ناقص(گداخته) شود و مقداری فاز مایع بوجود آید. در محیط فاز مایع ، فازها یا کریستال های سیمان تشکیل میگردند. بدون تشکیل این فازها )مینرال ها ، کریستال ها(، خواص لازمه در Clinker سیمان پدید نخواهد آمد. آنچه که از کوره خارج میگردد ، کلینکر نام دارد که بصورت دانه های تیره رنگ میباشد . برای پختن هر کیلوگرم آن حدوداً ۷۵۰ کیلوکالری انرژی حرارتی مصرف می شود. وزن کلینکر خروجی از کوره حدوداً ۶۰ درصد مقدار مواد خام ورودی به پیش گرم کن است . درصد مابقی عبارتست از رطوبت و گازهائی نظیر جدا شده از کربنات هاست ، که بهمراه گازهای کوره از سیستم CO2 پخت خارج میگردند.

۱۱٫ خنک کن ( کولر)
کلینکر خروجی از کوره دارای درجه حرارتی حدود ۱۲۰۰ درجه سانتیگراد است . بازیابی این مقدار حرارت و همچنین مشکل بودن جابجا کردن کلینکر داغ ، ضرورت سرد کردن آنرا ایجاب مینماید. خاصیت اساسی دیگر سردکردن کلینکر، تثبیت شکل کریستال های کلینکر و افزایش کیفیت آن است.انواع مختلف سیستم های خنک کن وجود دارد که در آنها هوای سرد محیط بداخل خنک کن دمیده یا مکیده میشود و در اثر تماس هوای محیط با کلینکر داغ ، کلینکر سرد میگردد و درجه حرارت آن تا حدود ۱۰۰ درجه سانتیگراد کاهش می یابد. هوای ورودی به خنک کن پس از گرم شدن ، با درجه حرارتی حدود ۹۵۰ درجه سانتیگراد ، وارد کوره میشود و بدینوسیله ۲۰۰ کیلو هوای لازم برای سوختن تامین میگردد. در کولرها حدود ۲۵۰ کالری حرارت از هر کیلوگرم کلینکر بازیابی می گردد. از انواع معروف خنک کن ها، خنک کن مشبک(گریت)، خنک کن سیاره ای(گوشواره ای) ، خنک کن دوار و خنک کن عمودی میباشند.

۱۲٫ نسوز کاری سیستم پخت سیمان
صنعت سیمان همواره در حال پیشرفت است. در سال های اخیر کوره های بزرگی طراحی و نصب گردیده اند که علاوه بر اینکه همراه با پیشرفته ترین تکنیک ها مورد استفاده قرار میگیرند ، همزمان دارای ظرفیت و بازده بالائی نیز میباشند. در حال حاضر ظرفیت متوسط کوره های سیمان به حدود ۴۰۰۰ تن در روز رسیده است و در مواردی نیز کوره های با ظرفیتهای تا ۱۲۰۰۰ تن در روز نیز در حال بهره برداری میباشند. در صفحات قبل گفته شد که در یک سیستم تولید سیمان به روش خشک که دارای پیش گرمکن وکلساینر میباشد اعمال زیر صورت میگیرد: خشک و گرم کردن ، تکلیس ، پختن و سرد کردن کلینکراعمال خشک کردن ، گرم (داغ) کردن و بخشی از عمل تکلیس در قسمت پیش که متشکل از یک سری سیکلون حرارتی است (Preheater Zone) گرمکن صورت میگیرد. در انتهای این قسمت از سیستم(قبل از کوره ) درجه حرارت مواد به حدود ۹۵۰ درجه سانتیگراد میرسد . در پیش گرمکن های دارای درصد کلسیناسیون بیش از ۹۰ درصد میباشد. (Precalciner) پریکلساینر درجه حرارت گاز خروجی از بالای پیش گرمکن تا حدود ۳۰۰ درجه سانتیگراد تنزل می یابد و سپس از طریق برج خنک کن راهی آسیاب مواد یا دودکش میشود. در پیش گرمکن از آجرهای آلومین- سیلیسی(شاموتی) که درصد اکسید – آلومینیم آن از بالای پیش گرمکن تا پائین افزایش می یابد و در حدود ۲۰ درصد اکسید آلومینیم دارد ، استفاده میشود . برای جلوگیری از اتلاف حرارت دولایه آزبست و یا فیبرهای سرامیکی و آجر پوک در زیر آجرهای این قسمت بعنوان عایق کار گذاشته میشود.
از کربنات کلسیم و CO2 عبارتست از جدا شدن (Calcination) تکلیس تبدیل سنگ آهک به آهک. این قسمت از کوره که طول آن حدوداً بین ۲ تا ۳ برابر قطر کوره میباشد، از ابتدای ورودی کوره شروع میشود. در این قسمت از کوره از آجرهای آلومین – سیلیسی با ۵۰ آلومینیم استفاده میشود. در منطقه تکلیس فشار حرارتی و شیمیائی کمی وجود دارد و مهم این است که آجر انتخابی مقاومت مکانیکی کافی برای تحمل فشارهای مکانیکی را داشته باشد و همزمان دارای آن میزان از تخلخل باشد که به اندازه کافی جلو اتلاف ۱۰۰۰ درجه – حرارتی را بگیرد. درجه حرارت منطقه کلسیناسیون حدوداً ۱۱۰۰سانتیگراد میباشد. بعد از منطقه تکلیس و قبل از پشت منطقه پخت منطقه ای وجود دارد بنام این منطقه بیشتر برای کوره هائی که دارای .(Safety Zone) منطقه ایمنی مکنده های قوی هستند و مکش ایجاد شده در داخل کوره بالا میباشد ، در نظر گرفته میشود. علت این نامگذاری اینست که آجری انتخاب میشود که در صورت لزوم بتواند در مقابل شرایط متغیری که گاهی نزدیک به شرایط پشت منطقه پخت است و گاهی نزدیک به شرایط منطقه تکلیس است ایمن و سالم بماند طول این منطقه حدوداً ۲ تا ۳ برابر قطر کوره (Safe/Secure ) باقی ۷۰ درصد اکسید است. در این قسمت از آجرهای آلومینی دارای حدود ۱۱۰۰ درجه آلومینیم استفاده میگردد. درجه حرارت منطقه ایمنی حدوداً ۱۲۰۰ سانتیگراد میباشد.عمل پختن در دو منطقه ۱- پشت منطقه پخت ۲- منطقه پخت، صورت میگیرد: منطقه ای است که در (Transition (Zone پشت منطقه پخت یا منطقه برزخ آن نوسان درجه حرارت زیاد میباشد و بدلیل شروع پخت و تشکیل فازهای کلینکر در این منطقه انواع فشارهای حرارتی، شیمیائی و مکانیکی روی آجروجود دارد. مشخصه دیگر این منطقه اینست که اصولاً تشکیل پوشش چندان با ثبات و پایدار نمی باشد و طول این قسمت معادل ۳ تا ۲ (Coating) برابر قطر کوره در نظر گرفته میشود. بدلیل وجود شرایط فوق و بدلیل تجارب حاصله از کار گذاشتن انواع آجرها در حال حاضر برای نسوزکاری پشت منطقه پخت از آجرهای منیزیت- کرومیت ۸۰ درصد اکسید منیزیم و مقدار نسبتاً بالائی کرومیت دارند و یا که حدوداً آجر های اسپینلی استفاده میشود. گرمترین منطقه در کوره سیمان میباشد که (Burning Zone) منطقه پخت تماماً در مجاورت شعله قرار دارد . در این منطقه اکسید عناصر موجود در مواد اولیه با یکدیگر ترکیب شده و تشکیل کلینکر میدهند. طول منطقه پخت حدوداً ۱۳۰۰ درجه سانتیگراد – ۳ تا ۲ برابر قطر کوره و درجه حرارت آن ۱۵۰۰ میباشد. در این قسمت از آجر های دولومیتی یا آجر های منیزیتی و یا آجرهای اسپینلی استفاده میشود. ۷۵ درصد اکسید منیزیم عموماً آجرهای مورد استفاده در این قسمت حدود ۸۵ دارند و از مقاومت شیمیائی، نسوزندگی و مقاومت مکانیکی فوق العاده ای برخودار میباشند .
این نوع آجرها در مقایسه با آجر آلومینی دارای هدایت حرارتی بالاتری هستند، در نتیجه در شروع گرم کردن کوره اتلاف حرارت بالا میباشد ولی بدلیل میل ترکیبی شدید این نوع آجرها با فاز مایع حاصله در منطقه پخت قشری از کلینکر بنام کوتنیک روی آجر می چسبد. وجود کوتینگ روی آجر منیزینی عملاً باعث افزایش ضخامت آن و در نتیجه کاهش سرعت سایش و انتقال حرارت میگردد. مضافاً اینکه وجود کوتنیک باعث کاهش اثرات منفی مجاورت با شعله، نقضان قدرت نفوذ سیلیکات ها و قلیائی ها درآجر، کاهش شوک حرارتی و تشعشع حرارتی به بیرون کوره می شود. سرد کردن کلینکر در دو قسمت انجام میشود یک قسمت در داخل کوره و قسمت ، (Cooling Zone) بلافاصله بعد از خروج کلینکر از منطقه پخت دیگر در داخل خنک کن. هدف اصلی از سرد کردن کلینکر بازیابی حرارت موجود در کلینکر میباشد. در ضمن عمل سرد کردن در کوره های سیمان نسبتاً سریع است و بهمین خاطر فرصت بازگشت فازهای کلینکر به حالت قبل از ترکیب وجود ندارد. این عدم برگشت اثرات مثبتی روی کیفیت سیمان حاصله دارد. بخشی از منطقه پخت که Lower بلافاصله در پائین شعله قرار دارد موسوم به پائین منطقه پخت یا میباشد (Cooling Zone) و یا Tranzition Zoneبدلیل جریان کلینکر در این قسمتها و بدلیل جریان مداوم و غیریکنواخت هوای ثانویه این قسمتها همواره در معرض سایش و شوک حرارتی میباشند. از اینرو می بایستی از آجرهائی جهت این منطقه استفاده شود که مقاومت لازم در مقابل سایش مکانیکی و شوک حراراتی را دار باشند. در سالهای اخیر بدلیل پیش آمدن شرایط یوتکتیک در این بخش از کوره های دارای کلساینر، بجای آجر آلومینی از آجر های اسپینلی استفاده میشود. ناگفته نماند که در کوره های جدید کل قسمتی از کوره ، که کوتینگ شروع به در (Burning Zone) تشکیل شدن میکند تا لبه کوره را بعنوان منطقه پخت نظر می گیرند. وسط این منطقه که بالا ترین درجه حرارت را دارد و بخشی از مواد بصورت مذاب در آمده است را بنام وسط منطقه پخت یا منطقه زینتر می نامند . بخش بالائی این منطقه موسوم به بالای منطقه (Zintering Zone) است . پائین منطقه پخت را که در آن مواد (Upper Burning Zone) پخت شعله را پشت سر گذاشته است و عمل سرد شدن دانه های کلینکر صورت (Cooling) میگیرد به عنوان پائین منطقه پخت یا منطقه خنک کن نامیده میشود . طول کل منطقه پخت (Zone/Lower Tranzition Zone) 6 برابر قطر کوره است و تمام منطقه پخت را یا با آجر – کوره های جدید ۵ اسپینلی نسوز کاری می کنند و یا وسط منطقه پخت را آجر منیزیت- کرمیتی می چینند و برای بالا وپائین آن از آجر اسپینلی استفاده میشود . در خنک کن از آجر های شاموتی استفاده می شود و در قسمتهائی از سیستم پخت از سایر مواد نسوز نظیر بتن نسوز نیز استفاده میشود.

۱۳٫ سیلو ( انبار ) کلینکر
کلینکر خروجی از خنک کن قبل از ورود به آسیاب سیمان ، در سیلو یا انبار و یا سالن ذخیره میگردد وجود انبار کلینکر از این بابت ضرورت دارد که اولاً توقف آسیاب سیمان )مرحله بعدی خط تولید ( باعث توقف کوره نشود. ثانیا با ذخیره کردن کلینکر، بار ورودی به آسیاب هم خنک تر است و هم اینکه مستقل از نوسانات تولید کوره، میباشد. ضمنا وجود سیلو باعث حفاظت کلینکر در مقابل عوامل جوی نظیر باد و باران می باشد. انبارهای ذخیره کلینکر شکل ها و طرحهای گوناگونی دارد که نمونه ای از آنها نشان داده شده است.

۱۴٫ آسیاب سیمان
در قسمتهای قبل در مورد پودر کردن مواد خام صحبت شد. برای پودرکردن کلینکر حاصل از پخت مواد نیز از آسیابهای گلوله ای و یا غلطکی استفاده میشود. در این قسمت از خط تولید بهمراه کلینکر ورودی به آسیاب سیمان ، مقداری گچ خام نیز به آسیاب تغذیه میگردد. پودر حاصل از آسیاب شدن کلینکر و گچ خام در آسیاب سیمان، موسوم به سیمان است. آسیاب های گلوله ای سیمان ، دارای طرح های گوناگونی میباشند. بخشی از دپارتمان آسیاب سیمان، دستگاه سپراتور (جداکننده) میباشد که سیمان خروجی از آسیاب قبل از ورود به سیلوهای ذخیره سیمان ، وارد این قسمت میگردد. سپراتور نقش جداکننده ذرات درشت سیمان از ذرات نرم و برگردانیدن ذرات درشت به داخل آسیاب جهت پودر شدن کاملتر را دارد.

۱۵٫ سیلوهاى سیمان
سیلوهای سیمان، برای ذخیره سازی سیمان تولیدی توسط آسیاب سیمان است. معمولاً ظرفیت تولید آسیاب سیمان آنچنان درنظر گرفته میشود که با ۱۸ساعت کار شبانه روزی جوابگوی تولید کوره باشد. سیستم بارگیری کیسه یا فله آنچنان ظرفیتی دارد که معمولاً در روز بارگیری انجام میشود . بدلیل فوق و همچنین توقف های احتمالی آسیاب سیمان و خنک تر شدن سیمان ، ضرورت وجود سیلوهای سیمان حتمی است. سیلوهای سیمان بتونی است، همانند سیلوهای مواد خام کف آن ها بوسیله ارسلاید مفروش است و متناوباً از طریق این ایراسلایدها ، هوای محیط به داخل سیمان دمیده میشود. هدف از دمیدن هوا خنک تر کردن سیمان و پیش گیری از ( فشرده و کلوخه شدن سیمان در سیلوها می باشد.( انتقال سیمان از آسیاب سیمان به سیلوها بوسیله هوا صورت میگیرد. سیمان از بالا وارد سیلو میشود و توسط ارسلایدهای طویل تر، از کف سیلو بسمت بارگیرخانه هدایت میگردد.

۱۶٫ بارگیر خانه
بارگیری سیمان بصورت پاکتی و یا فله ای صورت میگیرد. بارگیرخانه درانتهای خط تولید قرار دارد . با توجه به موقعیت محلی کارخانه ممکن است دارای امکانات مختلف بارگیری، نظیر بارگیری در کامیون، کشتی، واگن چه بصورت کیسه و یا چه بصورت فله باشد. بوسیله ارسلاید ، سیمان از سیلوها خارج میگردد . سپس توسط الواتور کاسه ای به قسمت بالای بارگیرخانه و بداخل مخازن(قیف) های دستگاه بارگیری هدایت میشود. در هر بارگیرخانه تجهیزات لازم برای بارگیری کیسه یا فله وجود دارد. بارگیری فله، بسیار ساده و ارزان است، برای این منظور سیمان بکمک هوا جابجا شده و از زیر سیلو وارد وسیله حمل میشود. دستگاه کیسه پر کن آنچنان طراحی شده است که قادر است بطور اتوماتیک کیسه های خالی سیمان را به مقدار معین(معمولاً ۵۰ کیلوگرم) از سیمان پر کند و سپس کیسه های پر شده را روی نوار نقاله به سمت کامیون هدایت نماید.

روشهای ساخت سیمان
با توجه به مراحل ساخت ،تولید سیمان بر اساس میزان رطوبت خوراک کوره به یکی از چهار روش ذیل صورت می گیرد :

۱- روش تر
۲- روش نیمه تر
۳- روش نیمه خشک
۴- روش خشک

روش نیمه تر
مراحل مختلف آماده سازی مواد خام در این شیوه همانند روش تر می باشد . اما رطوبت خوراک کوره در این روش به ۱۷ تا ۲۱ درصد رسانده می شود و دوغاب حاصل شده پس از یکنواخت سازی و قبل از ورود به کوره ، از دستگاه های فیلتر و خشک کن ـ خرد کن عبور داده می شود . حال آنکه در برخی موارد و متناسب با انتظارات بهره بردار ، ممکن است هر یک از دو دستگاه مزبور مورد استفاده قرار نگیرند. این دستگاه ها با استفاده از انرژی مکانیکی ، بر غلظت دوغاب مزبور می افزایند ، چرا که در روش نیمه تر ، خوراک کوره می بایستی به صورت کیک یا آماج (حبه ) به کوره تغذیه شود. ادامه این مراحل همانند روش تر پی گرفته می شود

روش تر و روش خشک
برحسب نوع مواد اولیه که در دسترس است بطور کلی سیمان را به دو طریقه تهیه می کنند که عبارتند از تر و خشک .در روش تر مواد اولیه در آب با هم مخلوط و آسیا می گردند و در متد خشک همانطور که از اسم آن بر می آید مواد اولیه در حالت خشک مخلوط و آسیا می شوند.
در محلی که از سنگ گچ استفاده میکنند ابتدا سنگ گچ را از معدن استخراج نموده و آنرا در آب آسیا
می نمایند . این آسیا به صورت مخزن استوانه ای شکل بوده که بر محور وسط ان بازوی متحرک وصل شده و در اثر گردش بازوها قطعات سنگ گچ خرد می شوند وبا آب مخلوط می گردند . خاک رس به طرز مشابهی با آب مخلوط می شوند . دو مخلوط فوق را با نسبت معین با یکدیگر مخلوط نموده و آنرا از صفحه های صافی میگذرانند.

روش نیمه خشک
در روش نیمه خشک ، مواد اولیه بدون آب و با نسبت مشخص با یکدیگر مخلوط و در آسیاب مواد پودر می گردند. سپس بین ۱۰ تا ۱۲ درصد آب به این مواد افزوده می گردد و دوغاب حاصله به صورت آماج یا حبه به کوره تغذیه می گردد. مراحل بعدی به همان شیوه معمول ادامه می یابد.
دوغاب حاصل را در مخازنی که دارای همزن های مکانیکی و یا هوای فشرده میباشند ذخیره و مرتبا بهم میزنند تا ته نشین نشود .
در محلی که از سنگ آهک به عنوان ماده اولیه استفاده می کنند ابتدا باید سنگ را بوسیله دینامیت منفجر نمود و سپس آنرا استخراج نموده و در سنگ شکن های مخصوص بتدریج آنرا خرد نمود .گرد سنگ آهک را در آسیاهای ساچمه ای با دوغاب خاک رس مخلوط می نمایند .در این آسیا خرد شدن سنگ آهک به نرمی آرد کامل می شود و دوغاب حاصل به مخازن مخصوص ذکر شده هدایت می شود . از این مرحله به بعد بدون توجه به نوع مواد اولیه طرز تهیه یکی میباشد.دوغاب ذخیره شده بین ۳۵ تا ۵۰ درصد آب همراه دارد و فقط در حدود ۲ درصد از مواد از الک شماره ۱۷۰ ممکن است عبور ننماید . برای تنظیم نهایی نسبت مواد آهکی به رسی در مخزن مخصوص دوغاب هائی را که دارای نسبت های مختلف هستند با هم مخلوط می کنند تا نسبت لازم بدست آید.
بالاخره دوغاب سیمان که دارای نسبت معینی از مواد آهکی به مواد رسی می باشد وارد کوره دوار افقی می شود . این کوره ها تشکیل شده از یک کوره استوانه فولادی که در داخل آن آستر آجر نسوز قرار داده اند جنس آستر کوره باید طوری باشد که از سرایت گرمای داخل کوره به بدنه فولاد جلوگیری نماید و در ضمن با مواد داخل کوره ترکیب شیمیایی حاصل ننماید . محور استوانه فولادی با افق زاویه کوچکی می سازد و با سرعت آهسته در حول این محور دوران می نماید . قطر این کوره ها تا ۵ متر و طول آن تا ۱۷۰ متر ممکن است برسد باید متذکر شد گاهی در پختن سیمان از کوره های قائم یا ایستاده نیز استفاده می کنند ولی مقدار تولید سیمان در کوره های قائم از افقی کمتر است و امروزه کمتر به ساختن کوره های ایستاده مبادرت میورزند . دوغاب با گرد مواد خام از قسمت بالا و مواد محترقه که گرد زغال و یا مواد نفتی و یا گاز می باشد از قسمت پائین وارد کوره می شوند .
درجه حرارت در قسمت پائین کوره به ۱۵۰۰ درجه سانتی گراد می رسد درجه حرارت مواد خام در حرکت در داخل کوره به تدریج زیاد می شود.
در مرحله ی اول بخار آب و گاز کربنیک از آن خارج می شود . قدری پائین تر مواد خشک شده تغییرات شیمیایی حاصل می نمایند تا اینکه در گرم ترین نقطه کوره ۲۰ تا ۳۰ درصد از این مواد ذوب می شود و آهک و سیلیس و آلومینا با هم ترکیب می گردند.
این مواد با یکدیگر جوش خورده و تشکیل گلوله هائی به اندازه ۴ تا ۳۰ میلیمتر میدهند که به آنها تفاله کوره یا Clinker میگویند.
سپس Clinker به دستگاه های سرد کننده که انواع مختلف دارد وارد می شود . این سرد کننده ها طوری طرح شده اند که باعث انتقال حرارت از کلینکر به هوائی که برای احتراق در کوره مصرف می شود گردد . یک کوره بزرگ می تواند تا ۷۵۰ تن سیمان در روز تهیه نماید .
گلوله های کلینکر سرد شده که به رنگ خاکستری مایل به سیاه می باشد و روی آن پونه لعاب مانندی می پوشانند به وسیله بندهای رونده به مخزن مخصوص هدایت می شود . کلینکر را در آسیا ساچمه ای با سولفات کلسیم متبلور سائیده و گرد سیمان را تهیه می کنند . وجود سولفات کلسیم متبلور و یا سنگ گچ باعث تنظیم زمان گرفتن سیمان می شود . مقدار آن در حدود ا تا ۳ درصد وزن سیمان میباشد . اگر چنانچه سنگ گچ اضافه نشود خود گیری نا گهانی (Flash Set ) به مجرد اضافه کردن آب به آن اتفاق می افتد . آسیا کردن سیمان توسط آسیای ساچمه ای در چند مرحله انجام می گیرد و به ترتیب اندازه ساچمه ها کوچکتر می شوند . سیمانی که از این آسیا ها خارج می شود از روی الک ریز شماره ۳۰۰ گذشته و دانه هائیکه از این الک نگذرند مجددا به آسیا برگردانده شده و سائیده می شوند.
بعد از اینکه سیمان بطور رضایت بخشی آسیا شد در حدود ۱۰۱۲× ۲/۱ ذره در یک Kg آن موجود خواهد بود . سیمان را در کیسه های کاغذی مخصوص که از رطوبت تا حدی جلوگیری می کند و در بعضی کشورها در کیسه های پلاستیکی و یا به وسیله ی تانکرهای بزرگ مخصوص حمل سیمان به محل کار انتقال می دهند . در تهیه سیمان به روش خشک در مرحله ی اول مواد اولیه را خرد کرده و به نسبت معین آن ها را خشک کرده و در آسیا به نرمی پودر می نمایند . این پودر خشک که غذای اولیه نامیده می شود به وسیله ی هوای فشرده کاملا مخلوط شده و نسبت مواد آهکی به مواد رسی را دقیقا تنظیم می نمایند و یک ماده یکنواخت و هم جنس تولید می شود .این گرد یکنواخت پس از عبور از الک ریز به یک دستگاه به نام سینی دوار اماج (گلوله های خرد وخمیری )سازنده رفته و در آنحا به اندازه ی ۱۲ درصد وزن خود آب به آن افزوده می گردد و تولید اماج که به صورت گلوله هایی به قطر ۱۲ میلیمتر می باشد می نمایند .
گرد غذای اولیه را نباید مستقیما وارد کوره نمود زیرا که باعث جلوگیری از جریان مواد انتقال حرارت و تولید کلینگر نمودن می گردد.
اماج ها مواد خام را بوسیله ی بند رونده فولادی به کوره منتقل می نمایند و قبل از ورود به کوره گازهای داغ کوره را از روی آنها عبور می دهند تا خشک شود و درجه حرارت آنها بالا رود . از این مرحله به بعد روش طریقه خشک و تر یکی است .
از آنجائی که مقدار رطوبت اماج ها در روش خشک کردن فقط ۱۲ در صد می باشد ولی مقدار رطوبت دوغاب مواد خام در روش تر به ۴۰ در صد می رسد کوره ای که برای روش خشک به کار می رود از کوره ی روش تر کوچکتر است . همچنین مقدار حرارت لازم در روش خشک خیلی کمتر است زیرا که فقط باید ۱۲ درصد رطوبت را بخار نمود . در مواردی که مواد اولیه خشک باشند تهیه سیمان با روش خشک اقتصادی تر از متد تر است . کنترل نسبت مواد آهکی به رسی در طریقه خشک مشکل تر است و از این جهت کمتر از روش تر رواج یافته است . باید متذکر شد تنظیم و یکنواخت کردن جنس غذای اولیه در تهیه سیمان بی اندازه ضروری است و گرنه جنس سیمان متذکر خواهد بود .انواع مختلف دیگر روش های تهیه سیمان نیز وجود دارد که مهمترین آنها در آن از سنگ گچ به جای سنگ آهک استفاده می شود باید نامبرده شود . در این طریقه سنگ گچ خاک رس و کوک و ماسه و اکسید آهن در کوره دوار می سوزد و مواد حاصله عبارتند از سیمان پرتلند وSo2 که بعدا آن را تبدیل به اسید سولفوریک می نمایند.

مراحل تولید سیمان پرتلند :
چهار مرحله اصلی در تولید سیمان پرتلند وجود دارد (روش خشک)

الف- خردکردن و آسیاب کردن مواد خام
ب- ترکیب مواد به نسبت مناسب
ج- پخت مخلوط تهیه شده در کوره (سیستم پخت)
د- آسیاب کردن (نرمکردن) محصول پخته شده که به “کلینکر” معروف است

الف- خرد کردن و آسیاب کردن مواد خام
در ابتدا مواد اولیه بایستی خرد شوند و به ابعادی تا حدود کمتر از ده میلیمتر برسند . برای خرد کردن سنگ آهک ، سنگ آهن ، سنگ سیلیس و کلوخههای درشت و خرده سنگهای خاک رس از دستگاههای سنگشکن یا خردکن استفاده میشود . در صورت ضرورت و همچنین در صورتیکه مقدار رطوبت مواد بالا باشد ، میبایستی خشک شوند.پس از خرد شدن و خشک شدن ، در سیستمهای مدرن ، مواد اولیه اصلی ضمن افزوده شدن مواد اولیه فرعی به نسبتهای لازم با یکدیگر مخلوط مقدماتی شده و سپس در سیلوهای مشخص و معینی ذخیره میشوند و آنگاه جهت پودر شدن راهی “آسیابهای مواد خام” میگردند . در روش خشک تولید سیمان ، ضرورت دارد که مواد خام قبل از ورود به کوره بصورت پودر درآیند ، همچنین برای جلوگیری از کلوخهشدن و پایین آوردن چسبندگی مواد ، میبایستی تا حد امکان قبل از فرستادن پودر مواد خام به سیلوهای ذخیره ، خشک و رطوبتگیری شوند .

ب- ترکیب مواد به نسبت مناسب
اولین ترکیب شیمیایی مورد نیاز نوع بخصوصی از سیمان ، از طریق استخراج گزینشی و کنترل مواد خامی حاصل میگردد که به درون دستگاه خردکننده و آسیاب وارد میشوند . نظارت دقیقتر از طریق بدست آوردن دو یا چند دسته مواد حاوی مخلوط خامی که ترکیب شیمیایی آن اندکی متفاوت است حاصل میگردد .
در فرآیند خشک این مخلوطها در سیلو ذخیره میشود ، در فرآیند تر مخازن دوغاب بکار میرود .
برای اطمینان از مخلوط شدن کامل مواد خشک در سیلو ، هوای متراکم به درون مخزن وارد شده و موجب چرخش شدید و بهم خوردن مواد میگردد . در فرآیند تر ، مخازن دوغاب با استفاده از وسایل مکانیکی یا هوای خشک ، و یا هر دو هم زده میشود .
دوغاب که حاوی ۳۵ الی ۴۵ درصد آب است ، گاهی از صافی گذرانیده میشود ، که در نتیجه ۲۰ الی ۳۰ درصد محتوی آب آن کاهش مییابد . آنچه که از صافی گذشته ، سپس به درون کوره تغذیه میشود . این کار موجب کاهش مصرف سوخت مورد نیاز برای پخت میگردد . در قسمت آسیابهای مواد خام تنظیم نهایی مخلوط مواد خام که بنام “خوراک کوره” موسوم است ، انجام شده و مخلوط حاصله که بصورت گردی نرم و حاوی ترکیبات لازم است ، آماده تغذیه به کوره میباشد .
در کارخانههای سیمان آسیابهای گلولهای و غلتکی کاربرد بیشتری دارند . پس از پودر شدن مواد خام از طریق این آسیابها ، پودر حاصله را در “سیلوهای مواد خام” ذخیره مینمایند .
عامل مهمی که در یکنواخت کار کردن کوره و بالا بردن کیفیت کلینکر و در نتیجه سیمان موثر است ، یکنواختی ترکیب خوراک کوره ، خوب مخلوط شدن و همگن بودن آن میباشد . به منظور همگن یا هموژنیزه کردن مطلوب مواد خام ، از سیلوهای ذخیره مجهز به سیستمهای “پنوماتیک” استفاده میشود . مواد خام از بالای سیلوهای ذخیره وارد سیلوهای تنظیم میشود و پس از تنظیمات لازم ، از پایین سیلو تخلیه و به کوره تغذیه میگردد.

ج- پخت مخلوط تهیه شده در کوره (سیستم پخت)
کورههای اولیهای که سیمان در آن پخته میشد ، کورههای بطری شکل عمودی بودند . پس از آنها کورههای محفظهای و سپس کورههای استوانهای یکسره بکار گرفته شد . لیکن وسیله اصلی پخت سیمان در حال حاضر کورههای استوانهای دوار است .
سیستم پخت سیمان شامل سه قسمت “پیشگرمکن ، کوره وخنک کن است . وظیفه پیشگرمکن ، گرفتن رطوبت سطحی باقیمانده در مواد خام ، آب تبلور و تجزیه کردن مقدماتی سیلیکاتها و همچنین کلسینه (آهک کردن) بخشی از کربناتهای موجود در مواد خام است .
قسمت اصلی عمل پخت در کوره صورت میگیرد . کورههای پخت سیمان استوانههای فلزی بزرگی هستند که طول و قطر آنها متناسب با ظرفیت کارخانه میباشد . این استوانه با شیب حدود ۳ تا ۴ درصد روی چند پایه مجهز به غلتک ، قرار گرفته و دارای حرکت دورانی میباشد . مواد خام پس از طی مسیر پیشگرمکن از انتهای کوره ، وارد کوره میشوند و به دلیل وجود شیب و حرکت دورانی مواد به سمت خروجی کوره و منطقه پخت سرازیر میشوند .
در انتهای کوره یک مشعل تعبیه شده که با استفاده از سوختهای مختلف ، ایجاد محیط حرارتی با درجه حرارت بالای ۱۴۰۰ درجه سانتیگراد را مینماید . برای حفاظت از بدنه کوره در مقابل این حرارت بسیار زیاد ، مناطق مختلف کوره با استفاده از انواع آجرهای نسوز ، بتون و جرمهای نسوز پوشیده میشوند . محصول سیستم پخت که از کوره خارج میگردد “کلینکر” نام دارد که بصورت دانههای خاکستری یا قهوهای رنگ میباشد و برای پختن هر کیلوگرم آن حدود ۸۰۰ کیلو کالری انرژی حرارتی صرف میگردد .
کلینکر خروجی از کوره دارای درجه حرارتی حدود ۱۰۰۰ تا ۱۲۰۰ درجه سانتیگراد است . بازیابی این مقدار حرارت و همچنین مشکل بودن جابجا کردن “کلینکر” داغ ، ضرورت سرد کردن آنرا ایجاب مینماید . خاصیت اساسی دیگر مربوط به سرد کردن “کلینکر” تکمیل تشکیل کریستالهای “کلینکر” و بالا رفتن کیفیت آن میباشد . عمل سرد کردن کلینکر توسط دستگاه خنک کن (کولر) انجام میپذیرد .
کلینکر تولیدی یا محصول سیستم پخت قبل از ورود به آسیاب سیمان در سیلو ، انبار و یا سالنهای مربوطه ذخیره میگردد .
بموازات رشد و توسعه صنعت سیمان و پیشرفت تکنولوژی ، جهان امروز شاهد فعالیت کورههایی با ظرفیت تولیدی ۵۰۰۰ تن در روز است .

د- آسیاب کردن محصول سیستم پخت (کلینکر)
برای پودر کردن “کلینکر” از آسیابهای گلولهای استفاده میشود . در این قسمت از خط تولید به همراه کلینکر ورودی به آسیاب سیمان ، مقداری گچ خام نیز به آسیاب تغذیه میگردد . افزایش گچ در ترکیب سیمان جهت کنترل گیرش کلینکر صورت میگیرد . محصولی که از پودر شدن کلینکر و گچ خام در آسیاب سیمان حاصل میگردد “سیمان” نامیده میشود .
سیمان تولیدی در سیلوهای سیمان ذخیره میگردد و سپس بوسیله “ارسلاید” (که با کمک نیروی فشار هوا سیمان را به سمت مورد نظر هدایت و پمپ میکند) از سیلوها خارج و به داخل مخازن یا قیفهای دستگاه بارگیری هدایت میشود .
بارگیری به دو صورت انجام میپذیرد : یکی بصورت پاکت و دیگری بصورت فله . قسمت بارگیرخانه در انتهای خط تولید قرار دارد و با توجه به موقعیت جغرافیایی و محل کارخانه ممکن است دارای امکانات مختلف بارگیری نظیر بارگیری در کامیون ، کشتی و واگن بصورت کیسه و یا فله باشد .
خط تولید سیمان سفید کمی پیچیده تر از سیمان خاکستری است و برای سفید نمودن رنگ سیمان، مواد بسیاری را به غیر از آهک میطلبد. در اصل سیمان در حالت کلی از آهک و رس ساخته میشود. رنگ تیره سیمان به دلیل وجود سولفات آهن و سولفات منیزیم در سیمان است، همچنین دوده ناشی از سوخت نیز باعث رنگ تیره سیمان میشود. پس برای سفید شدن سیمان باید سولفات آهن و منیزیم از سیمان حذف شود و همچنین از سوخت مناسب و بدون دوده استفاده شود. به طور کلی تکنولوژی تولید سیمان سفید تکنولوژی خارجی می باشد.
به همین جهت برای تولید سیمان سفید، از خاک رسی که میزان سولفات آهن و منیزیم آن از ۸ درصد کمتر است استفاده میکنند. از طرفی سوخت کوره را به نحوی انتخاب میکنند که تولید دوده نکند (مثلا از گاز استفاده میکنند) بنابراین با مخلوط نمودن موادی دیگر نوعی رس با رنگ سفید و بدون مواد فوق ساخته میشود. سنگهای کائولن، وست، فلدسپات و … از عناصری هستند که در سیمان سفید به جای خاک رس به کار میروند. گفتنی است در آسیاب نمودن و خرد کردن کلینکر (تا تبدیل به سیمان شود) برای سفیدتر شدن رنگ سیمان و همچنین برای کمک به استحکام، به آن مقداری پودر سنگ گچ نیز افزوده میشود.

تولید سیمان سفید
خط تولید سیمان سفید را به طور کلی میتوان به مراحل ذیل دسته بندی کرد؛
۱- استخراج مواد اولیه از معدن
۲- خرد کردن اولیه و مخلوط نمودن کامل مواد خام اولیه
۳- آسیاب و خرد کردن کامل مواد اولیه و انبارش مواد خام
۴- پخت مواد خام و تولید و انبارش کلینکر
۵- آسیاب و خرد کردن کامل کلینکر و تولید و انبارش سیمان سفید
۶- بسته بندی و بارگیری سیمان سفید
۷- نمونه برداری از قسمتهای مختلف خط تولید و محصول نهایی و کنترل کیفی سیمان سفید

۱- استخراج مواد اولیه از معدن
مواد اولیه تولید سیمان سفید اعم از آهک، کائولن، وست (ضایعات کائولن)، فلدسپات و گچ ابتدا بایستی از معادن مربوطه استخراج و به محل تولید حمل شوند. در داخل کارخانه هر کدام از سنگها و مواد اولیه به طور جداگانه در محلی خاص دپو یا انبار میشوند تا در مرحله بعدی مورد استفاده قرار گیرند.
عموماً به دلیل اینکه از نفوذ ذرات آنها به خاک زیرین محل دپو و احیاناً آبهای زیرزمینی در اثر بارش باران و فعل و انفعالات طبیعی، جلوگیری شود، بهتر است در زیر این دپوها، سطحی بتونی جهت این هدف ساخته شود و مواد بر روی این سطح دپو شوند.

۲- خرد کردن اولیه و مخلوط نمودن کامل مواد خام
جهت انبارش و پختن مواد اولیه، سنگهای بزرگ میبایستی خرد شوند و همچنین به نسبتهای خاص مورد نیاز مخلوط گردند؛ بنابراین سنگها از دو هاپر (قیف) دپارتمان سنگشکن وارد دستگاه سنگشکن میشوند و با نسبتهای مورد نیاز ضمن شکستن و خرد شدن سنگها، با هم مخلوط میگردند. پس از این کار، مواد خرد شده توسط تسمه نقاله به دپارتمان نمونهگیری سنگشکن هدایت میگردد.
بعد از دپارتمان نمونه گیری، مواد توسط تسمه نقاله مجدداً به سالن اختلاط مواد هدایت میشود. در سالن خاک یا اختلاط، مواد بایستی هموژنیزه (کاملاً مخلوط) شوند تا اختلاط مواد کاملاً با نسبتهای مشخص شده توسط واحد کنترل کیفی، مطابق شود و نیز این نسبت در تمام نقاط مواد یکسان باشد. در سالن اختلاط مواد، ابتدا دستگاه «استاکر» به صورت عمودی تپههای مواد را تشکیل میدهد تا دستگاه «ریکلایمر» مواد را به صورت افقی برداشت نماید و به دپارتمان آسیاب مواد هدایت کند.

۳- آسیاب و خرد کردن کامل مواد اولیه و انبارش مواد خام
پس از اینکه سنگهای بزرگ مواد اولیه به سنگهای کوچک و سنگریزه تبدیل شدند و همچنین کاملاً به صورت کنترل شده با نسبتهایی که باید، با همدیگر مخلوط شدند، نوبت به آسیاب و خرد کردن کامل آنها میرسد، در مرحله پیش یادآور شدیم که مواد پس از خردایش و قبل از ورود به سالن اختلاط مواد، نمونهبرداری میشود تا پس از آنالیز در صورت وجود نقایص در نسبتهای اختلاط مواد، قبل از ورود به دستگاه آسیاب مواد خام، برطرف شوند. بنابراین در قسمت دپارتمان آسیاب مواد خام، بونکرهایی از دیگر مواد اولیه به طور آماده تعبیه شدهاند تا در صورت نیاز به موادی که درون آسیاب مواد خام ریخته میشوند، اضافه شوند. کنترل ریخته شدن این مواد توسط اتاق کنترل مرکزی صورت میگیرد.
پس از اینکه این کنترلها انجام شد، مواد به سمت آسیاب مواد خام هدایت میشوند تا کاملاً به صورت پودری درآیند و سپس در سیلوهای مواد خام انبار و نگهداری میشوند، اما این مواد، خام است و بایستی توسط کوره پخته شود.

۴- پخت مواد خام و تولید و انبارش کلینکر
مواد خام برای تبدیل شدن به سیمان سفید میبایست پخته شود. بنابراین مواد آسیا شده، به سمت سیکلونهای پیشگرمکن (پریهیتر) هدایت میشود. سیکلونهای پریهیتر (که به شکل مخروطی با راس پایین هستند)، به وسیله گازهای خارج شده از کوره که به سمت بالا حرکت میکند و موادی که تدریجاً به سمت پایین عبور میکند، دمای مواد عبوری را به تدریج بیشتر و بیشتر کرده و برای ورود به دهانه کوره و پخت آنها کمک میکند. در صورتی که این آمادگی برای مواد خام وجود نداشته باشد، مقداری از مواد خام باقیمانده و مقداری دیگر خواهند سوخت و یا فرایند پخت مواد بسیار زمانبر خواهد بود که این آمادگی موجب میگردد تا مواد به صورت کاملاً یکدست و در پروسهای با زمان کم و در نتیجه با صرف سوخت و هزینه کمتر پخته شود. دمای مواد در ابتدای ورود به قسمت پریهیتر بایستی تقریباً ۱۰۰ درجه سانتیگراد باشد که رفته رفته با بالاتر رفتن دمای مواد در هنگام ورود به کوره، به دمایی تقریباً ۷۰۰ درجه سانتیگراد میرسد.
دهانه ورودی کوره (اینلت) نسبت به سر انتهایی آن (آوتلت) کمی بالاتر است و نیز کوره در جریان پخت با سرعت ثابتی دارای حرکت دورانی است که این موجب میشود مواد در داخل کوره همزمان با بالاتر رفتن دمای آن و پخته شدن به سمت قسمت خروجی حرکت کند و به سمت گریتکولر پیش برود. مواد پس از پخته شدن در کوره به مواد مذابی تبدیل میشوند که با حرکت دورانی کوره نیز کمی کلوخه میشوند این کلوخهها کلینکر نام دارند. دمای کلینکر خروجی کوره نیز تقریباً ۱۳۵۰ درجه سانتیگراد میباشد.
دمای بالای کلینکر مذاب پس از خروج از کوره توسط گریتکولر (به وسیله برخورد با آب سرد)، به یکباره پایین میآید و به تدریج رنگ آن به سفید مایل به سبز روشن مغز پستهای تبدیل میشود. پس از این مرحله، کلینکر تولیدی به سمت سیلوهای کلینکر جهت انبارش و نگهداری آن هدایت میگردد

۵- آسیاب و خرد کردن کامل کلینکر و تولید و انبارش سیمان سفید
به کلینکر قبل از ورود به آسیاب سیمان و خرد شدن با نسبتی مشخص، پ سنگ گچ اضافه میشود که رنگ کلینکر را سفیدتر کرده و به استحکام و مقاومت آن کمک کند. سپس کلینکر توسط آسیاب به پودر نرم و سفیدی تبدیل میشود که سیمان سفید نام میگیرد و به سمت سیلوهای سیمان جهت انبارش و نگهداری آن هدایت میشود.

۶- بسته بندی و بارگیری سیمان سفید
سیمان سفید تولید شده، در پایان راه خود و در زمان فروش به مشتری، در کیسههایی از جنس پلیپروپیلن با وزنهای ۲۵ و ۵۰ کیلوگرمی (بسته به درخواست مشتری) بستهبندی شده و توسط خودروهای سنگین به سوی مقصد حمل و از کارخانه خارج میگردد.

۷- نمونه برداری از قسمتهای مختلف خط تولید و محصول نهایی و کنترل کیفی سیمان سفید
تمام خط تولید با نمونهگیری و نمونهبرداری از مواد انبار شده، در جریان تولید و تولید شده، کیفیت محصول توسط آزمایشگاههای مجهز کارخانه، کنترل میشود و در مواقع نیاز اقدامات اصلاحی بر روی تولید انجام میگیرد تا محصول تولیدی تمام مطابقتهای لازم با استانداردهای ملی و بینالمللی و نیز درخواستها و نیازهای مشتری را داشته باشد. همچنین تاریخ تولید سیمان تولید شده در هر روز بر روی بستهبندی چاپ میشود و نمونه سیمان تولید شده هر روز به مدت شش ماه در کارخانه محفوظ باقی میماند تا شکایات احتمالی مشتریان محصول، قابل ردگیری و رهگیری باشد و در صورت ایجاد خسارت برای مشتری در صورتی که ایراد و اشکال سیمان سفید استفاده شده از حیث فرایند تولید آن باشد، مساله پیگیری و میزان خسارت آن جبران میگردد. همچنین علاوه بر کنترلهای فوق نحوه نگهداری و انبارش صحیح سیمان سفید نیز براساس استانداردهای ملی و بین المللی بر روی بستههای سیمان حک گردیده است تا مشتریان در هنگام استفاده، از سیمان سفید مرغوبی برخوردار گردند.

گردآوری توسط شایان خاک مردان