دانلود |مراحل تولید سیمان

مراحل تولید سیمان

سیمان‌ها مواد چسبنده‌اى هستند که قابلیت چسبانیدن ذرات به یکدیگر و بوجود آوردن جسم یک پارچه از ذرات متشکله را دارند. این تعریف از سیمان داراى آن چنان جامعیتى است که مى تواند شامل انواع چسب‌ها از جمله چسب‌هاى مایع که در چسبانیدن قطعات سنگ یا سنگ و فلزات به یکدیگر بکار مى روند نیز بشود.
نمونه اى از این چسب‌ها در صنعت سیمان در کار گذاشتن آجر نسوز در کوره سیمان مورد مصرف دارد و خاصیت اصلى آن این است که آجر نسوز (که یک جسم سرامیکى است) را به بدنه کوره (آهن) مى چسباند، همچنین انواع سیمان هاى دیگر که در دندانپزشکى مورد مصرف دارند، از جمله چسب‌ها مى باشد. آنچه که از کلمه سیمان در این متن مورد نظر است، آن نوع از سیمان‌ها است که داراى ریشه آهکى مى باشند. به عبارت دیگر سیمان‌هایى که ماده اصلى تشکیل دهنده آنها آهک و ماده اولیه اصلى آنها سنگ آهک است. بر این اساس سیمان ترکیبى است از اکسید کلسیم (آهک) با سایر اکسیدها نظیر اکسید آلومینیم، اکسید سیلیسیم، اکسید آهن، اکسید منیزیم و اکسیدهاى قلیایى که میل ترکیب با آب داشته و در مجاورت هوا و در زیر آب بمرور سخت مى‌گردد و داراى مقاومت مى‌شود.
با توجه به مشخصه فوق سیمان مى تواند داراى ترکیبات متفاوتى باشد و اصولا جزو ملات‌هاى آبى محسوب مى‌گردد. ملات‌هاى آبى از دوران گذشته شناخته شده بودند، از جمله این ملات‌ها آهک است که مصرى‌ها و یونانى‌ها با مخلوط کردن آن با خاکستر آتش‌فشانى، خاک آجر و آب به نوعى آهک آبى دست مى‌یافتند که خاصیت سخت شدن و فشار پذیرى داشت. با بکار بردن این ساروج رومى‌ها توانسته‌اند ساختمان‌هاى عظیمى بسازند که هنوز بقایاى آنها پس از گذشت چند هزار سال پا بر جا و قابل مشاهده است.

ریشه لغوی

کلمه سیمان از یک لغت لاتین به نام سیمنت (cement) گرفته شده است و ماده ای است که دارای خاصیت چسبانندگی مواد به یکدیگر است و در حقیقت ، واسطه چسباندن است.

سیمان در صنایع ساختمانی

در صنایع ساختمانی ، سیمان به ماده ای گفته می‌شود که برای چسباندن مصالح مختلف به یکدیگر از قبیل سنگ و شن ، ماسه ، آجر و غیره بکار می‌رود و ترکیبات اصلی این سیمان از مواد آهکی است. سیمانهای آهکی معمولا از ترکیبات سیلیکات و آلومینات های آهک تشکیل شده‌اند که هم به‌صورت طبیعی یافت می‌شوند و هم قابل تولید در کارخانجات سیمان‌سازی هستند.

تاریخچه

اگرچه از زمانهای بسیار گذشته اقوام و ملل مختلف به نحوی با استفاده از سیمان در ساخت بنا سود می‌جستند، ولی اولین بار در سال 1824 ، سیمان پرتلند به نام “ژوزف آسپدین” که یک معمار انگلیسی بود، ثبت شد. به لحاظ شباهت ظاهری و کیفیت بتن‌های تولید شده از سیمانهای اولیه به سنگهای ناحیه پرتلند در دورست انگلیس ، سیمان به نام سیمان پرتلند معروف شد و تا به امروز برای سیمانهایی که از مخلوط نمودن و حرارت دادن مواد آهکی و رسی و مواد حاوی سیلیس ، آلومینا و اکسید آهن و تولید کلینکر و نهایتا آسیاب نمودن کلینکر بدست می‌آید، استفاده می‌شود.

ساختار سیمان

اساسا سیمان با آسیاب نمودن مواد خام از قبیل سنگ و آهک و آلومینا و سیلیسی که به صورت خاک رس و یا سنگهای رسی وجود دارد و مخلوط نمودن آنها با نسبتهای معین و با حرارت دادن در کوره‌های دوار تا حدود 1400درجه سانتی‌گراد بدست می‌آید. در این مرحله ، مواد در کوره تبدیل به گلوله‌های تقریبا سیاه رنگی می‌شوند که کلینکر نامیده می‌شود.

کلینکر پس از سرد شدن ، با مقداری سنگ گچ به‌منظور تنظیم گیرش ، مخلوط و آسیاب شده و پودر خاکستری رنگی حاصل می‌شود که همان سیمان پرتلند است. با توجه به نوع و کیفیت مواد خام ، سیمان با دو روش عمده‌تر و خشک تولید می‌شود، ضمن اینکه روشهای دیگری نیز وجود دارد. البته امروزه عمومـا از روش خشک در تولید سیمان استفاده می‌شود، مگر در مواردی که مواد خام ، روش تر را ایجاب کند، زیرا در روش خشک ، انرژی کمتری برای تولید مورد نیاز است.

مراحل تولید سیمان

شرح کامل مراحل ساخت سیمان نیاز به حوصله و زمان زیادى دارد، براى همین منظور تنها به نام بردن آنها اکتفا مى کنیم.

1- 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.

2-استخراج مواد اولیه

معادن مواد اولیه سیمان، خصوصا سنگ آهک، خاک رس، مارل، سنگ گچ و امثال آنها به صورت معدن رو باز مى باشد. در استخراج موادى نظیر سنگ آهک، سنگ آهن و سنگ گچ نیز به چال زنى و انجام انفجار بوسیله دینامیت مى باشد.

3-خرد کردن مود اولیه

الف) سنگ شکن هاى متحرک

ب) سنگ شکن هاى ثابت

4- مخلوط کردن اولیه و ذخیره سازى

قبل از اینکه مواد خرد شده در سنگ شکن، راهى آسیاب مواد جهت پودر شدن شوند، بداخل سالنى ریخته مى شوند تا بدینوسیله هم مقدمتا با یکدیگر مخلوط شوند و هم اینکه، این سالن نقش انبار و ذخیره سازى را دارا است.

5- خشک کردن مواد اولیه

در برخى کارخانجات سیمان، بدلیل موقعیت خاص جغرافیایى و باران خیز بودن منطقه برخى از مواد اولیه ( خصوصا خاک رس ) ، داراى رطوبتى هستند که استفاده مستقیم از آنها امکان پذیر نمى باشد.

6- پودر کردن مخلوط مواد خام

در روش خشک تولید سیمان، ضرورت دارد که مواد خام قبل از ورود به کوره به صورت پودر در آیند.

الف) آسیاب مواد خام گلوله اى

ب) آسیابهاى غلطکى

7- تنظیم مواد خام

8- سیلوهاى مواد خام

عمل عمده اى که در یکنواخت کار کردن کوره و بالا بردن کیفیت کلینکر و در نهایت سیمان موثر است، یک نواختى ترکیب خوراک کوره، خوب مخلوط شدن و همگن بودن آن مى باشد.

9- پیش گرم کن

10- کوره دوار

قسمت اصلى عمل پختن در کوره صورت مى گیرد. کوره سیمان، یک استوانه فلزى است که طول و قطر آن، متناسب با ظرفیت کارخانه مى باشد.

11- خنک کن ( کولر )

کلینکر خروجى از کوره داراى درجه حرارتى حدود 1000 تا 1200 درجه مى باشد. بازیابى این مقدار حرارت و همچنین مشکل بودن جابجا کردن کلینکر داغ، ضرورت سرد کردن آنرا ایجاب مى نماید. خاصیت اساسى دیگر سرد کردن کلینکر، تکمیل و تشکیل کریستالهاى کلینکر و بالا رفتن کیفیت آن مى باشد.

12- سیلو ( انبار ) کلینکر

کلینکر خروجى از خنک کن قبل از ورود به آسیاب سیمان، در سیلو، یا انبار، یا سالن ذخیره مى گردد.

13- آسیاب سیمان

14- سیلوهاى سیمان

15- بارگیر خانه