Минерал боҒловчи материаллар Таянч иборалар

 
Клинкер ишлаб чиқариш
Клинкер ишлаб чиқаришда хомашё таркибини 75-78% оҳактошлар ва 22-25% гилтупроқлар ташкил этади. Хомашё таркибини бойитиш учун таркибий оксидларнинг бирини ташкил этувчи компонентлар киритилади. Кремний оксиднинг миқдорини ошириш учун колчедан огаркалари ёки рудаси қўшилади. Бундан ташқари цемент ишлаб чиқаришда саноат чиқиндиларидан шлаклар, тошкўмир кули, нефелин шлами ишлатилади. Уларнинг таркибида 50-60% СаО; 25-30% SiO2; 2-5% Al2O3; 3-8% бошқа оксидлар бўлиши мумкин. Бу яримтайёр компонентларни цемент таркибига киритилиши ёқилғи сарфини 20-25% камайтиради.
Клинкерни куйдириш асосан ёқилғи сифатида табиий газ, хусусий ҳолларда эса тошкўмир кукуни ёки мазут ишлатилади. Газ ёқилганда клинкер тоза куйдирилади, кўмир ва мазут ёқилиши эса клинкерни 10-20% га нокерак компонентлар билан бойитади.
Цемент ишлаб чиқариш қуйидаги жараёнларни ўз ичига олади: оҳактош ва гилтупроқни қазиб чиқариш ва заводга келтириш; хомашёни тайёрлаш; хомашёни куйдириб клинкер олиш; гипс олиб клинкерни туйиш (15% гача гидравлик қўшимчалар қўшиш мумкин); цементни омборхоналарга жойлаштириш. Ҳом ашё пишириш хумдонларига 3 хил усулда тайёрланади: қуруқ, хўл ва комбинациялашган усуллар.
Хўл усулда ҳом ашё компонентлари турли усулларда майдаланиб аралаштирилади ва сув иштирокида туйилади. Ҳосил бўлган масса-шлам насослар ёрдамида шламбассейнларга юборилади. Шлам таркибидаги сув миқдори 35-45% ни ташкил этади. Унинг таркибидаги осон эрувчан оҳактош, гилтупроқ дисперс мажмуани ҳосил қилади. Ҳўл усулда клинкер пиширилганда ёқилғи сарфи қуруқ усулга нисбатан 1,5-2 марта кўп сарфланади. Ҳўл усулда хом ашё тайёрланганда сув иштирокида майин шлам массаси ҳосил бўлади. Бу усулда хомашё материаллар-оҳактошлар карердан келтирилади ва жағли ва тўқмоқли майдалагичларда 5 мм катталикгача майдаланади. Гилтупроқ ва бўр юмшоқ бўлганлиги учун глинаболтушкаларда эзғиланади. Майдаланган оҳактош ва гилтупроқ биргаликда шарли тегирмонларда суспензия ҳолатигача туйилади. Шарли тегирмон узунлиги 15 м, диаметри 3,2 м бўлган, пўлатдан ишланган цилиндр бўлиб, ичи 3 бўлакка бўлинган. Ҳом ашё ичи бўш валлар (цапфа) орқали босим остида бир томондан берилади, иккинчи томондан эса олинади. Тегирмон ичида биринчи ва иккинчи бўлмалар пўлат ёки чўян шарлар билан, учинчи бўлма эса кичик ўлчамдаги цилиндрлар билан тўлдирилади. Қувурсимон тегирмонлар тўхтовсиз равишда ишлайдиган ускуна бўлиб, соатига 30-50 тонна ҳом ашёни шлам массасига айлантириб беради.
Ҳосил бўлган шлам насослар ёрдамида темирбетон ёки пўлатдан ясалган шламбассейнларга юборилади. Шламбассейнларда шлам таркиби етилади ва 5-7 кунлик заҳира миқдорида сақланади. Бассейндан шлам ўлчовли таъминловчи орқали айланма хумдонларга куйдириш учун узатилади.
Қуруқ усулда клинкер циклонли иссиқ алмашинувчи реактор-декарбонизаторларда пиширилади. Бу усулда бир технологик тизимда 3000 тоннагача клинкерни пишириш мумкин. Бу усулда ёқилғи сарфи ҳўл усулга нисбатан 30-40% кам сарфланади. Хумдонларга металл сарфи 2,5-3 марта камаяди. Қуруқ усулга биноан оҳактош ва гилтупроқ тегирмонда 1-2% қолдиқ намликгача майдаланади.
Комбинациялашган усулда ҳўл усулда сингари бўлакчалар тайёрланиб сўнг қуритилади ва қуруқ усулга биноан куйдирилади. Бунда ёқилғи сарфи 20-30% гача ҳўл усулга нисбатан кам сарфланади.
Таъкидлаш зарурки, клинкер олишда ҳар бир усулнинг ютуқ ва камчиликлари мавжуд бўлиб, ҳўл усулда сувли шароитда хомашё тез майдаланади, аммо қуруқ усулга нисбатан ёқилғи 1,5-2 марта кўп сарфланади. Кейинчалик, хомашёни майдалаш технологиясини мукаммаллаштириш, циклонли иссиқ алмаштирувчи ва декарбонизацияловчи реакторлар билан куйдириш хумдонларини таъминлаш клинкер ишлаб чиқаришда қуруқ усулга ўтишни таъминлайди. Цемент ишлаб чиқаришда куйдириш хумдони асосий вазифани ўтайди ва энг мураккаб жараён бажарилади.
Куйдириш хумдони (5.3-расм) бўлак-бўлак пўлатдан ясалган, ички томондан оловга бардошли материаллар билан қопланган узун цилиндр кўринишида бўлади.
1-ҳом ашё аралашмаси (шихта); 2-иссиқ газлар; 3-айланма хумдон; 4-иссиқлик алмашинишини яхшилайдиган занжирли осмалар; 5-ҳаракатга келтирувчи қурилма; 6-хумдоннинг сувли совитиш зонаси; 7-аланга; 8-форсунка воситасида ёқилғи юбориш; 9-клинкер; 10-совитгич; 11-таянчлар.
Хумдоннинг узунлиги 150-185-230м, диаметри 4-5-7м бўлади ва 3.5-40 қияликда ўрнатилиб, марказий ўқ атрофида минутига 0,5 дан 1,4 мартагача айланиб туради. Шлам юқори қисмдан солиниб, пастки қисмга қараб ҳаракатланади. Пастки қисмдан газ ёки кўмир кукуни ҳаво билан бирга ёқилади ва 15000С гача ҳарорат ҳосил қилинади.
Айланма хумдон
Хумдон ичидаги жараёнлар шартли равишда ҳароратга қараб олтига бўлинади:
1. Буғланиш зонасида шлам таркибидаги механик боғланган сув, 70 дан 2000С ҳароратгача қиздирилганда, чиқиб кетади. Қуритилган материал йирик бўлакларда бўлиб, хумдоннинг айланиши туфайли деворларга урилиб майдаланади;
2. Иситиш зонасида ҳарорат 200 дан 7000С гача кўтарилади. Бу зонада органик аралашмалар ёниб кетади, кимёвий боғланган сув (кристаллкимёвий) йўқотилади ва сувсиз каолинит Al2O3.2SiO2 ҳосил бўлади.
Шуни таъкидлаш зарурки, 1 ва 2 зонада клинкер куйдиришга тайёрланади ва бу жараёнлар хумдоннинг 50-60% узунлигини ташкил қилади;
3. Декарбонизация зонасида ҳарорат 700 дан 11000С гача бўлиб калций ва магний карбонатлар диссоциацияланади ва калций оксиди кўп миқдорда эркин ҳолда ҳосил бўлади. Диссоциация жараёни эндотермик бўлгани учун бу зонада жуда катта иссиқлик миқдори ютилади.
Бу зонада гилтупроқдан Al2O3, SiO2 ва Fe2O3 каби эркин оксидлар ҳосил бўлади ва улар СаО билан бирикиб қаттиқ ҳолатда 3CaO.Al2O3.Fe2O3 ва 2CaO.SiO2 каби юқори тартибли минералларни ҳосил қилади;
4. Экзотермик жараёнлар зонасида ҳарорат 1100 дан 12500С гача бўлади. Бу зонада қаттиқ фазали реакциялар натижасида 4СаО.Al2O3.Fe2O3 ва 2CaO.SiО2 каби юқори тартибли минераллар ҳосил бўлади. Бу экзотермик реакциялар натижасида ҳарорат 150-2000С га кўтарилади ва бу жараён хумдоннинг 5-7% узунлигида юз беради;
5. Пишириш зонасида ҳарорат 1300 дан 14500С гача кўтарилиб яна 13000С ҳароратгача қайтади. Бу зонада ҳосил бўлган минераллар қисман эрийди, қайта бирикиб 3СаО.SiO2-асосий минерал ҳосил бўлади. 14500С ҳароратда 2CaO.SiО2 ва СаО бирикиб алитни ҳосил қилади ва клинкер таркибида эркин ҳолатдаги СаО 0,5-1% атрофида қолади. Эриган минераллар хумдон деворларида тўхтовсиз думалагани учун соққачалар ҳосил бўла бошлайди. Бу зонада ҳароратнинг 13000С гача пасайиши эритманинг кристалланишига ва 3CaO.Al2O3, 4СаО.Al2O3.Fe2O3 ва MgO ларнинг ҳосил бўлишига олиб келади:
6. Совитиш зонасида клинкер ҳарорати1300 дан 10000С гача пасаяди ва C3S, C2S, C3A, C4AF ва MgO (периклаз) лар ҳосил бўлади.
Клинкер хумдондан тўқ кулрангида ёки кўкимтир кул рангидаги соққачалар кўринишида чиқади. Клинкер панжарали, рекуператорли ва бошқа турдаги совитгичларда 1000 дан 100-2000С ҳароратгача совитилади. Клинкерни тиндириш учун бир-икки ҳафта оралиқ омборларда сақланади.