اگرچه قدمت سیمان به بیش از 2000 سال می رسد ولی آهک ناخالص به عنوان یکی از مصالح ساختمانی تاریخچه ای طولانی دارد. گفته شده است که فنیقی ها در حدود 700 سال قبل از میلاد مسیح آهک پوزولانی را به کار برده و رومی ها نوع آهک یا سیمان پخته شده را استفاده می کردند. هم چنین در قرون وسطی در هلند با پخت آهک و توقف در کوره های ثابت گنبدی نوعی سیمان هیدرویکی تولید و معروف شده است.
اما قدمت آنچه امروزه تحت عنوان سیمان معروف شده است به بیش از 2000 سال
می رسد این ماده محصول نوآوری یک فرد انگلیسی به نام جان اسمیتن در سال 1756 به کمک پخت مواد در کوره های ثابت به صورت بطری بوده است. ولی معروف ترین نام در این زمینه از آن فردی به نام جوزف آسپدین است که فرآیند پخت مواد را در سال 1824 به ثبت رسانید.
او نیز در روش خویش از کوره های گنبدی به ارتفاع تقریبی cm95 به قطر cm 40 و ظرفیت 15 تن استفاده نمود. و هر شارژ مواد به کوره چندین روز به طول انجامیده است. مصرف سوخت( زغال سنگ) در این روش به 50% وزنی مواد بالغ گشته است و معادل بوده است.
در صنایع تولید مصالح ساختمانی( سیمان گچ آهک) از کانی های طبیعی و نیز محصولات صنعتی که دارای یک یا چند اکسید اصلی ، باشد استفاده می گردد. این مواد را به دو دسته تقسیم می نماییم. مواد آهکی، مواد رسی، و خاک های مخلوط از آهن و رس( شامل آلوویوم، مارل، و .....)
سنگ آهک:
این ماده در طبیعت به وفور یافت می گردد. خالص ترین نوع آن مالیت و آراگونیت با وزن مخصوص به ترتیب 7/2 و 59/2 می باشد. سختی سنگ آهک الی بوده و صرفاً خالص ترین نوع ن سفیدرنگ است. در سایر موارد بعلت حضور اجزاء رسی یا آهنی رنگ آنها تیره می باشد.
گچ آهکی:
این ماده یک سنگ رسوبی است. در مقابل سنگ آهک بسیار نرم بود که آن را برای فرآیندهای مرطوب مناسب می نماید. با توجه به عدم نیاز به انفجار استخراج آن می توان در بسیاری از موارد سنگ شکن را حذف نمود در بعضی از لایه های این سنگ درصد کربنات کلسیم را نیز می رسد این ماده تا بوده موارد مصرفی آن در صنایع ساختمانی شیمیایی والکترونیک است.
مارل:
عبارت است از سنگ آهنک همراه با اجزاء سیلیس رس و اکسید آهن بعلت توزیع گسترده این ماده از آن بعنوان یکی از منابع اصلی مواد اولیه استفاده می گردد. این ماده از نظر زمین شناسی یک سنگ رسوبی است که در اثر ته نشین همزمان کربنات کلسیم، و اجزاء رسی ایجاد می گردد. سختی آهک از سنگ آهک کمتر بوده که در آن بعضاً اجزاء قدیمی نیز یافت می شود.
منظور از سیمان پرتلند ماده ای است که از اختلاط آسیاب نمودن کلینکر، سنگ گچ یا سنگ آنورنیت و حداکثر 20% مواد افزودنی تولید گردد. اگر میزان مواد افزودنی از مقدار ذکرشده بیشتر گردد محصول تولید سیمان مخلوط خواهد بود. مواد اولیه در تولید سیمان پرتلند عبارتند از سنگ آهک، رس، و مواد اصلاحی در جهت بهبود زینرینگ، محصول خام حاصله در این عمل اکسیدمنیزیم باشد. کلینکر حاصل از ریخت دارای فازهای(کاندهای) اصلی سیلیکات های کلسیم جزئی اکسید کلسیم آزاد واکسید منیزم وجود دارد. در مرحله آخر از تولید کلینکر پخته شده به همراه مواد افزودنی وارد آسیاب شده و پودر سیمان( محصول نهایی) با دانه بندی مشخص تولید می گردد.
* سنگ آندرنیت یک سنگ رسوبی است که با دانه بندی مشخص آماده سازی شده و عموماً از کاند آندرنیت که همان سولفات کلسیم بودن آب است تشکیل می گردد.
روشهای تهیه سیمان
1- روش خشک:
در حقیقت روشی است که ما در کارخانه تولید می کنیم.
2- روش تر:
روشی است سرخ شده انرژی بسیار بالایی می خواهد و تولیدش مشکل است( آب را با مواد اولیه قاطی می کنند و دو نوع آب درست می کنند) و بعد خشک می کنند.
فازهای اصلی سیمان
علامت شیمیای اختصاری نام میزان ترکیب نام شیمیایی ترکیب فرمول
AliTE Tricalcium
Silicat
BliTE Dicalcium
Silicat
Aluminate Tricalcium
Aluminate
Ferte Tricalcium
Aluminate
Silicat
اکسیدهای اصلی سیمان و نقش هر کدام بر فرآیند پخت و خواص سیمان
اکسید کلسیم 64% اکسیدسیلیس 22%
اکسید آلومینیوم 6% اکسید آهن 3%
چنانچه اکسید آهک موجود در مواد خام سیمان افزایش یابد در این صورت:
دشوارشدن پخت مواد، افزایش آهک زیاد، افزایش فاز آلایت و کاهش فاز بلایت، افزایش مقاومت اولیه سیمان، کاهش زمان گیرش
چنانچه اکسید سیلیس موجود در مواد خام سیمان افزایش یابد در این صورت:
دشوارشدن پخت مواد افزایش آهک زیاد
کاهش و افزایش کاهش مقاومت اولیه سیمان
افزایش زمان گیرش سیمان ایجاد سایش بر آستری نسوزکوره
در صنایع سیمان معمولاً از سوخت فسیلی استفاده می کنیم:
1- گاز 2- مازود
تأسیساتی که برای این سیستم ها استفاده می شود:
1- Electrical 2- Mechanical
سوخت از این نظر حائز اهمیت است که ما باید میزان معینی را برای سوخت کوره بفرستیم سوخت را چگونه اندازه می گیریم؟
کالری 1 مترمکعب مازود در زمستان و تابستان با هم فرض می کند. در زمستان بیشتر و در تابستان کمتر است.
آبیک حدود 28000 هزار لیتر در یک ساعت مازود می سوزاند:
چه چیزهایی روی کالری تأثیر می گذارد؟
1- حجم 2- فشار 3- دما
در شرایط استاندارد ما کالری را اندازه گیری می کنیم.
« شرایط استاندارد را اصطلاحاً نرمالیته گویند».
دما را بوسیله سنسور فشاررا توسط فشارسنج اندازه گیری می کنیم.
حجم(valve ) توسط کنتور
مواد ازنظر جرم با هم فرقی ندارند ولی از نظر valve لیتری آن با هم فرق می کنند.
بوسیله فلوتز( وسایل اندازه گیری حجم) می توان مشکلات متفاوت را حل کرد.
برای آماده سازی مازود مشکلاتی وجود دارد.( برای تهویه احتیاج به یک پیش گرم کن داریم) ( پیش گرم کن مازود)
در پیش گرم کن یک مشکل داریم که به دو صورت مازود و گاز کار می کند.
1- روش آب کردن مازود(مثل غیر): که عمدتاً بدلیل خطرات ناشی از آن از جمله آتش سوزی این روش انجام نمی شود.
2- روش روغن: روغن را داغ کرده و از داخل لوله هایی که در کنار مازود سخت است عبور داده تا مازود گرم شده و آب شود و آماده استفاده می گردد.
روش داغ کردن با آب داغ که خواه یا ناخواه آب قاطی مازود شده و جالب نیست از این روغن برای مخازن استفاده می کنیم: 1- پمپ روغن 2- پمپ مازود
1- پمپ روغن: دائماً روغن را سیر کوله می کند( تا روغن داغ شود و در مسیر لوله حرکت کرده تا مازود را آب کند).
2- پمپ مازود: هنگامی که مازود گرم شود می توان از این پمپ استفاده نمود و سوخت را به مشعل برسانیم.
معدن شرکت سیمان آبیک با مساحت 600 هکتار در طول و عرض جغرافیایی و ارتفاع متوسط 1330 متر از سطح دریا قرار دارد. این معدن از دو قسمت مجزا( معدن سنگ آهک و معدن خاک یا مارل) تشکیل شده است. استخراج سنگ آهک از کوههای پیرعلی و دو برابر به صورت روباز و به روشی چاله زنی و با دریل واگن انجام می شود بدین صورت که چال هایی به عمق 1 الی 12 متر و قطر 3 الی 5/4 اینچ حفر می گردد.سپس با استفاده از دینامیت، آنفو، و چاشنی که به صورت سری بسته می شوند آبشاری انجام و سنگ آهک استخراج می گردد و توسط ماشین آلات مکانیکی بارگیری شده و با کامیون به آسیاب سنگ حمل می شوند. روزانه مقدار 4 هزارتن سنگ آهک با توجه به نیاز کارخانه بارگیری می شود.
دپوی خاک مارل( مخلوط طبیعی سنگ آهک و خاک) بجز در مواردی خاص همیشه بدون انفجار و توسط بولدوزر انجام می شود. پس از دپو توسط لودر بارگیری وبا کامیون به آسیاب خاک حمل می شود.
روزانه 12000(دوازده هزار تن) خاک مارل برداشت می شودکه حدود 40 دستگاه کامیون جهت حمل آن به اسیاب های خاک به کار گرفته می شوند. سایر مواد معدنی افزودنی مورد نیاز کارخانه شامل سنگ گچ، سنگ آهن و پوزولان است.
سنگ گچ ازمعدن آزادبر، کندوان و کبلان طالقان سنگ آهنک از معدن شمس آباد اراک و سنگ پوزولان از معدن سنگ سبز آبیک خریداری می شود.
آسیاب سنگ
این آسیاب برای خردکردن سنگ آهک و آهنن احداث شده است.
سنگ شمکن اولیهاز نوع زیراتوری و سنگ شکن ثانویه و مخلوطی می باشد. مواد اولیه پس از استخراج از معدن توسط کامیون حمل و مستقیماً به دهانه سنگ شکن ژنراتوری ریخته می شوند. این سنگ شکن از یک بدنه ثابت مخروطی شکل و یک هسته میانی که حرکت خارج از محوری داری تشکیل شده است.
در اثر نزدیک شدن یک سمت هسته در حالت چرخش به بدنه سنگ ها خرد و هم زمان سمت دیگر هسته از بدنه دور شده باعث خروج مواد خردشده از خروجی سنگ شکن اولیه می شود.
در زیر این آسیاب یک قیف 75تنی و در زیر قیف یک خوراک دهنده قرار دارد.
در زیر خوراک دهنده ریلی برای ریختن مواد برروی نوار نقاله قرار دارد. مواد توسط نوار نقاله به سمت سرندها انتقال می یابند و به دو سر نوار اولیه ریخته می شوند.
در زیر هر سرند 3 قیف با ظرفیت 100تن وجود دارد مواد باندازة حدود دقیق می شوند. مواد 5 تا 10 وارد قیف 2 و مواد 20-10 وارد قیف 3 می شوند مواد از قیف 1 نیاز به خردایش بیشتر ندارد اما مواد دقیق 2 و 3 به ترتیب وارد 2 آسیاب ثانویه یکی مخصوص و دیگری مخصوص می شوند خروجی دو آسیاب اخیر مجدداً به یک الک ریز ریخته، مواد ریز الک وارد سیلوها و سنگهای درشت تر از 5 سانتیمتر باخوراک اولیه مخلوط شده به دوسرند اولیه افزوده و این سیکل تکرار می شود.
آسیاب خاک:
در آسیاب خاک خط 1 : مواد حمل شده توسط کامیون در قیف آسیاب تخلیه و توسط نوار نقاله، زنجیری تعبیه شده در زیر آن به آسیاب اولیه منتقل می گردند.
این آسیاب دارای غلطک است که در خلاف جهت یکدیگر می چرخند و مواد توسط دندانه های تعبیه شده برروی آنها فرو می شوند. سپس مواد به سمت دو آسیاب غلطکی ثانویه رفته تا اندازه کمتر از 5 سانتی متر خرد می گردند.
ظرفیت بهره برداری از این آسیاب 750 تن در ساعت است.
در آسیاب خط 2 که از نوع چکشی است، مواد پس از تخلیه توسط نوار فلزی به داخل آسیاب هدایت می شوند. 136 چکش 150 کیلوگرمی با سرعت 290درو در دقیقه مواد را تا ابعاد کمتر از فرو می نماید.
ظرفیت بهره برداری از این آسیاب 800تن در ساعت است و طرح افزایش ظرفیت به 2600 تن در ساعت می رسد.
مواد خردشده در آسیاب خاک توسط نوار نقاله لاستیکی به عرض 2/1 متر طول 320 متر و سرعت 5/2 متر بر ثانیه به انبار خاک منتقل می شوند. این مواد توسط دستگاه استاکو در طول 140 متر با ارتفاع 10 الی 11 متر و عرض 36 متر به صورت طولی و لایه لایه بمنظور اختلاط و یکنواخت سازی مواد برروی هم انباشته می شوند. در این شرکت دو انبار خاک وجود دارد. و هر انبارداری دو پایل می باشد که ظرفیت هر پایل 3000 تن است و به نوبت در طول شبانه روز از هر پایل پس از تنظیم مواد برداشت می شود و هر دو ساعت نمونه ای برای آنالیز به آزمایشگاه کنترل کیفی ارسال می گردد.
برداشت خاک در انبار خاک توسط دستگاه ریکلایمر انجام می شود.
این دستگاه در جلو شانه دار بوده که به اختلاط و یکنواخت سازی مواد کمک می کند و نیز دارای 10 بیل است که به محور اصلی متصل بوده و ضمن حرکت دورانی از پائین به بالا مواد را برداشته و برروی نوار نقاله تخلیه و از آنجا توسط نوارهای اصلی مواد به سوی آسیاب مواد خام هدایت می شود.
درحال حاضر 2 سالن خاک با 4 پایل وجود دارد ودر طرح توسعه به8 پایل خواهد رسید.
آسیاب مواد خام
در مسیر انتقال مواد به آسیاب مواد خام، دو سیلوی سنگ آهک و یک سیلوی سنگ آهن به ظرفیت 2500 تن و ارتفاع 28 متر برای تصحیح و تنظیم مواد خام وجود دارد.
پس از تصحیح مواد توسط نوار نقاله برروی کالسکه و از آنجا بداخل بونکر های خط 1 و 2 ریخته می شوند. مواد خام از بونکر توسط نوار زنجیری برروی نوار نقاله ریخته و سپس وارد آسیاب می شوند.
آسیاب مواد خام 1 از نوع گلوله ای و سه خانه ای می باشد. در خانه اول مواد توسط گازهای گرم خروجی از کوره، رطوبت زدایی شده خانه اول دارای گلوله های 90-60 میلی متر خانه دوم دارای گلوله های 50-40-30 میلی متر و وزن 27 تن وجود دارد. که موجب خردایش مواد می شود و سپس مواد به خانه سوم که دارای گلوله هایی با ابعاد کمتری است(5-0) وارد شده وبه دانه بندی مطلوب می رسد.
مواد خردشده برروی ایراسلاید ریخته می شوند و ضمن عبور هوا از درون ایراسلاید مواد سیال شده و با توجه به شیب موجود به سمت جلو حرکت می کنند پس از انتقال به الواتور توسط آن به سپراتور های دینامیکی منتقل و به کمک سپراتورها مواد نرم از درشت جداسازی می گردد. مواد نرم به وسیله ایراسلاید به ایرینفت و مواد درشت به خانه اول و سوم آسیاب جهت خردایش مجدد منتقل و در اثر سایش به مواد نرم تبدیل می گردند. مواد خروجی از خانه اول و دوم آسیاب وارد ایراسلاید و الواتور شده و به طرف سپراتور می روند و در سیلو های مواد خام ذخیره می گردند. آسیاب مواد خام واحد 2 که از نوع غلطکی( فایفر) می باشد.
فرمت این مقاله به صورت Word و با قابلیت ویرایش میباشد
تعداد صفحات این مقاله 37 صفحه
پس از پرداخت ، میتوانید مقاله را به صورت انلاین دانلود کنید
دانلودمقاله سیمان