Come si produce il cemento secco: metodi di produzione del cemento a umido e a secco, tecnologia

Poiché il cemento è il fondamento del calcestruzzo, è un componente essenziale nelle costruzioni. Conoscere il processo di produzione del cemento secco può aiutare a comprenderne la qualità e la funzionalità. I processi a umido e a secco sono i due modi principali in cui viene prodotto il cemento secco. Ognuno di questi processi ha un impatto tecnologico diverso sul prodotto finito.

Nel processo a umido, le materie prime vengono combinate con acqua per creare un impasto, che viene poi riscaldato in un forno. Sebbene questo processo possa consumare molta energia, il prodotto è spesso più consistente. Il processo a secco, invece, prevede la combinazione delle materie prime ancora secche e il loro riscaldamento in un forno. Questo approccio utilizza meno energia e produce meno rifiuti, rendendolo più ecologico.

In questo post analizzeremo in dettaglio entrambi gli approcci, esaminando la tecnologia alla base di ciascun procedimento e il modo in cui influisce sulla qualità del cemento. La conoscenza di queste tecniche vi fornirà una visione importante dell'industria di produzione del cemento, sia che siate professionisti del settore edile sia che siate semplicemente interessati a saperne di più sulla creazione di questo materiale necessario.

Tecnologia di produzione del cemento a umido

Il metodo a umido per la produzione di cemento inizia con le stesse fasi di qualsiasi altro metodo: il calcare solido viene estratto dalle cave e frantumato in pezzi di varie dimensioni. Successivamente, i pezzi vengono frantumati in unità di frantumazione specializzate fino a un massimo di 8-10 millimetri di frazione calcarea.

Successivamente, l'argilla viene trasportata dalla cava all'impianto, dove viene frantumata da rulli fino a raggiungere una dimensione massima di 100 millimetri. La miscela di argilla frantumata viene messa a bagno nel mash per produrre un impasto di argilla con un contenuto di umidità del 70%. Successivamente, l'impasto viene trasportato in un mulino dove il calcare viene combinato e macinato con esso.

Successivamente, il fango, il cui contenuto di umidità è già del 40%, viene trasferito in una vasca verticale per l'ultima fase di regolazione. Poiché qui si forma e si garantisce la formula chimica corretta per la composizione dell'impasto, questa operazione è fondamentale.

Dopo un'ispezione della qualità del fango, questo viene spostato per eseguire le fasi successive: la massa di cemento viene spostata dalla vasca verticale a quella orizzontale, dove viene immagazzinata fino all'invio al forno per la cottura. Con l'ausilio di aria compressa, le materie prime nella vasca orizzontale vengono continuamente miscelate meccanicamente. In questo modo si evita che l'impasto si depositi e si ottiene una totale omogeneizzazione.

La composizione del fango viene modificata in una vasca orizzontale quando si utilizzano materie prime con una composizione chimica inalterata per la produzione di cemento.

Successivamente, il fango viene cotto in un forno per produrre clinker. Successivamente, la base di clinker viene trasferita in un frigorifero industriale per essere raffreddata. Successivamente, il clinker viene ridotto in polvere e reimmesso nelle vasche del mulino.

La costruzione di un locale aggiuntivo è necessaria nel caso in cui il processo di cottura dei fanghi richieda l'uso di combustibile solido (dove il carbone verrà immagazzinato e preparato). Il processo di cottura del clinker è semplificato se lo schema tecnologico della produzione di cemento richiede l'uso di combustibile gassoso o liquido.

Il cemento viene trasportato dai bunker del mulino a locali appositi per lo stoccaggio al termine della produzione. Gli assistenti di laboratorio verificano la qualità del prodotto e ne identificano la marca. Il cemento non può essere inviato alle macchine confezionatrici fino a quando il test non è terminato.

Vantaggi

È importante soppesare i vantaggi e gli svantaggi del metodo umido di produzione del cemento. Questo processo ha caratteristiche uniche, come qualsiasi altro processo tecnologico.

• Riduzione dei costi tecnologici per la macinazione delle materie prime – l'argilla e il gesso sono perfettamente bagnati nell'acqua della vasca durante la lavorazione primaria, per cui la loro macinazione è più facile e semplice.
• Il trasporto, la mediazione e la regolazione dei fanghi avvengono in modo più semplice e sicuro dal punto di vista ambientale, soprattutto rispetto a processi analoghi nella produzione di cemento con il metodo a secco.
• Si genera molta meno polvere.
• I forni sono semplici nella progettazione, affidabili, hanno un elevato fattore di utilizzo dello spazio (varia entro lo 0.89-0.91).
• È possibile utilizzare componenti con un aspetto abbastanza “variegato” La composizione chimica (diversa) nella produzione e la buona omogeneizzazione dei fanghi sono assicurate.

Svantaggi

Il metodo umido di produzione del cemento presenta alcuni inconvenienti, ma sono reali e non possono essere trascurati.

1. Elevato consumo specifico di energia termica durante il processo di torrefazione delle materie prime. Le materie prime fornite per la cottura hanno un contenuto medio di umidità fino al 45%. Per l'evaporazione dell'umidità e il corretto riscaldamento dei componenti sono necessari fino a 6800 kJ/kg di energia termica o il 35% della potenza termica del forno. A causa di tali calcoli, una parte del forno funziona come unità di essiccazione con le conseguenti complicazioni.
2. Elevato consumo di materiale dei forni di cottura e produttività non molto elevata.

Questi difetti si traducono in una produttività del lavoro relativamente bassa, in spese operative e tecnologiche elevate e, in ultima analisi, in costi di produzione elevati.

I processi a umido e a secco sono le due tecniche di base utilizzate per la produzione di cemento a secco. Il metodo a umido prevede la combinazione delle materie prime con l'acqua per creare un impasto, che viene poi riscaldato per creare il cemento. Prima di essere riscaldati, i materiali vengono combinati e macinati in una polvere fine con il metodo a secco. Ogni metodo ha una tecnologia e un'efficienza diverse che influiscono sul costo e sulla qualità del prodotto finale. È più facile scegliere la tecnica ottimale per produrre cemento di qualità superiore quando si conoscono questi processi.

Tecnologia di produzione a secco

Nella produzione di cemento con il metodo a secco si utilizza un diverso schema tecnologico. Dopo essere stati estratti dalla cava, il calcare e l'argilla vengono frantumati e consegnati al mulino separatore. Qui vengono mescolati, macinati ed essiccati. Dopo essere stata trasferita in un'apparecchiatura di miscelazione, la miscela finale viene combinata con aria compressa. Attualmente, anche la composizione chimica del cemento è stata modificata.

Quando si utilizza un componente argilloso, la materia prima viene mescolata inserendola in coclee e bagnandola con una piccola quantità d'acqua. Vengono prodotti granuli resistenti, che vengono introdotti nel forno per essere cotti, e il loro contenuto massimo di umidità è del 14%.

La cottura delle materie prime con il metodo “a secco” può essere effettuata in una varietà di forni; in questo caso, la preparazione delle materie prime viene tenuta in maggiore considerazione. Inoltre, le fasi successive della produzione assomigliano al metodo a umido.

Vantaggi della tecnologia

Il metodo a secco presenta alcuni vantaggi rispetto al metodo a umido che devono essere considerati nei calcoli (ad esempio, quando si organizza un'attività di produzione di cemento).

• Consumo energetico specifico relativamente basso di calore per la cottura del clinker – entro 2900-3700 kJ / kg.
• Il volume dei gas del forno è inferiore del 30-40%, possono essere riutilizzati per l'essiccazione delle materie prime e ridurre significativamente i costi energetici per la produzione di clinker, ridurre i costi di rimozione delle polveri.
• Consumo di metallo dei forni significativamente più basso con un aumento della produttività rispetto alla tecnologia a umido. La capacità dei forni con il “secco” è di 3000-5000 tonnellate al giorno, che è 1-2 volte superiore a quella di impianti simili con il metodo a umido.
• Non sono necessarie fonti d'acqua potenti.

Svantaggi della tecnologia

Oltre agli evidenti vantaggi, questa tecnologia presenta degli svantaggi.

• Viene emessa una quantità di polvere significativamente maggiore, il che complica la conformità agli standard sanitari e alle norme di protezione ambientale.
• Complessità della progettazione dei forni e della loro esattezza in termini di fluttuazioni della composizione chimica delle materie prime, del loro grado di umidità, della loro dispersione.
• Tasso di utilizzo dei forni relativamente basso – intorno allo 0.7-0.8.

Differenze tra tecnologia di produzione a umido e a secco

Ogni metodo di produzione del cemento ha le sue sottigliezze, i suoi vantaggi e i suoi svantaggi. Tuttavia, ci sono alcuni fattori importanti che devono essere presi in considerazione prima di tutto quando si organizza un'azienda e si calcolano i costi e i profitti. Lo svantaggio principale del metodo di produzione del cemento a umido è l'intensità energetica estremamente elevata dell'intero processo, che fa lievitare il prezzo del prodotto finale.

Poiché la tecnologia a secco è meno sicura per l'ambiente e più pericolosa, l'eliminazione di questo fattore avrà un costo elevato. Inoltre, il processo di produzione è complessivamente più conveniente, consentendo di ridurre il costo del prodotto finito.

Caratteristiche del metodo semisecco

Con alcune eccezioni, il metodo di produzione del cemento a semisecco è abbastanza simile a quello a secco. Le materie prime che passano attraverso la fase di granulazione sono circa 10-20 millimetri e l'umidità è compresa tra l'11 e il 16%. Il prodotto finale, i granuli, viene alimentato in un calcinatore a nastro dopo che le materie prime sono state prima bruciate nei forni Lepol.

Dopo aver attraversato i granuli sulla griglia, i gas lasciano il forno. Di conseguenza, le materie prime vengono riscaldate a 900 gradi, il che ne provoca la completa essiccazione. Questo tipo di trattamento termico aiuta l'impasto a decarbonizzarsi del 25-30%, il che è essenziale per la produzione. L'ultima fase del processo di produzione del cemento è l'invio delle materie prime al forno.

I forni a pozzo sono un altro metodo per la cottura del cemento granulato; in questo caso, le particelle di carbone vengono utilizzate per la granulazione e il cemento viene poi immagazzinato.

Conoscendo il metodo di produzione del cemento a secco, possiamo comprendere le procedure fondamentali di un materiale che funge da base per l'edilizia contemporanea. Ogni metodo, a umido o a secco, presenta vantaggi e utilizzi specifici. Il metodo a umido utilizza molta acqua ed energia, ma produce un prodotto più omogeneo grazie alla sua accurata miscelazione e lavorazione. Il metodo a secco, invece, è più sostenibile perché utilizza meno energia e acqua, rendendolo più rispettoso dell'ambiente.

La qualità e la funzionalità del prodotto finito sono influenzate da ciascun metodo, quindi è fondamentale scegliere quello migliore per le proprie esigenze costruttive. La comprensione del funzionamento di questi processi ci aiuta a capire meglio l'intricatezza e l'abilità necessarie per la produzione del cemento.

La tecnologia continuerà a progredire e a migliorare la produzione di cemento con lo sviluppo dell'industria delle costruzioni. L'accettazione di queste innovazioni contribuisce a garantire il mantenimento di standard elevati per i materiali da costruzione e l'uso efficiente delle nostre risorse.

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