उच्च गुणवत्ता वाले सीमेंट के उत्पादन के लिए आधुनिक प्रौद्योगिकियाँ। पोर्टलैंड सीमेंट. पोर्टलैंड सीमेंट प्रौद्योगिकी. सीमेंट उत्पादन की सूखी विधि

इनमें पोर्टलैंड सीमेंट और इसकी किस्में प्रमुख हैं बाँधने की सामग्रीआधुनिक निर्माण में. यूएसएसआर में, इसका उत्पादन सभी सीमेंट के उत्पादन का लगभग 65% है।

पोर्टलैंड सीमेंट- सिंटरिंग से पहले फायरिंग द्वारा प्राप्त क्लिंकर की बारीक पीसने का एक उत्पाद, यानी कच्चे माल के मिश्रण का आंशिक पिघलना, इसमें अत्यधिक बुनियादी कैल्शियम सिलिकेट्स (70...80%) की प्रबलता सुनिश्चित करना। क्लिंकर पीसते समय सेटिंग और कुछ अन्य गुणों को विनियमित करने के लिए, जोड़ें छोटी मात्राजिप्सम (1.5...3.5%). GOST 10178-85 के अनुसार, ऐसे गैर-योज्य सीमेंट का नाम पोर्टलैंड सीमेंट (पीटीएस-डीओ) बरकरार रहता है। Ш कच्चा माल और उत्पादन।

उच्च गुणवत्ता वाले पोर्टलैंड सीमेंट प्राप्त करने के लिए, क्लिंकर की रासायनिक संरचना और इसलिए कच्चे माल के मिश्रण की संरचना स्थिर होनी चाहिए।

कई अध्ययनों और व्यावहारिक अनुभव से पता चलता है कि क्लिंकर की मौलिक रासायनिक संरचना निम्नलिखित सीमाओं (वजन के अनुसार%) के भीतर होनी चाहिए: CaO - 63...66; SiO2 - 21...24; ए12ओ3 - 4...8; Pe2Oz - 2...4, इनकी कुल मात्रा 95... ...97% है। इसलिए, पोर्टलैंड सीमेंट के उत्पादन के लिए ऐसे कच्चे माल का उपयोग किया जाना चाहिए जिसमें बहुत अधिक मात्रा में कैल्शियम कार्बोनेट और एल्युमिनोसिलिकेट्स (चूना पत्थर, मिट्टी, कैलकेरियस मार्ल्स) हों। अधिकतर, चूना पत्थर या चाक और मिट्टी की चट्टानों के कृत्रिम कच्चे माल के मिश्रण का उपयोग कच्चे माल के मिश्रण में लगभग 3:1 (वजन के अनुसार%) के अनुपात के साथ किया जाता है: CaCO3 - 75...78 और मिट्टी का पदार्थ - 22। ..25. मिट्टी के बजाय या इसे आंशिक रूप से बदलने के लिए, विभिन्न उद्योगों (ब्लास्ट फर्नेस स्लैग, नेफलाइन कीचड़, आदि) से अपशिष्ट का भी उपयोग किया जाता है। एल्यूमिना के उत्पादन से उत्पन्न नेफलाइन कीचड़ में पहले से ही 25...30% SiOЈ और 50...55% CaO होता है; कच्चे माल का मिश्रण प्राप्त करने के लिए इसमें 15...20% चूना पत्थर मिलाना पर्याप्त है। इसी समय, भट्टियों की उत्पादकता लगभग 20% बढ़ जाएगी, और ईंधन की खपत 20...25% कम हो जाएगी। आवश्यक उपलब्ध कराने के लिए रासायनिक संरचनाकच्चे मिश्रण में लापता ऑक्साइड युक्त सुधारात्मक योजक का उपयोग किया जाता है। उदाहरण के लिए, कच्चे माल के मिश्रण में त्रिपोली और फ्लास्क मिलाने से S1O2 की मात्रा बढ़ जाती है। पाइराइट सिंडर्स को जोड़ने से Fe2O3 की मात्रा बढ़ जाती है।

ईंधन के रूप में उपयोग किया जाता है प्राकृतिक गैस, कोयले की धूल के रूप में कम अक्सर ईंधन तेल और ठोस ईंधन। ईंधन की लागत तैयार सीमेंट की लागत का 26% तक होती है, इसलिए सीमेंट संयंत्र इसे बचाने पर बहुत ध्यान देते हैं।

पोर्टलैंड सीमेंट प्रौद्योगिकीमूल रूप से यह उचित संरचना के कच्चे माल का मिश्रण तैयार करने, सिंटरिंग (क्लिंकर प्राप्त होने तक) होने तक इसे जलाने और बारीक पाउडर में पीसने तक आता है।

कच्चा मिश्रण सूखी या गीली विधि से तैयार किया जाता है (देखें 5.2)। इसके अनुसार, सीमेंट उत्पादन के तरीकों को प्रतिष्ठित किया जाता है - सूखा और गीला। यूएसएसआर में, सीमेंट उत्पादन की गीली विधि प्रमुख है, लेकिन सूखी विधि को तेजी से पेश किया जा रहा है। सूखी उत्पादन विधि का सबसे महत्वपूर्ण लाभ न केवल गीली विधि की तुलना में फायरिंग के लिए गर्मी की खपत में 1.5...2 गुना की कमी है, बल्कि सूखी विधि भट्टियों में उच्च विशिष्ट निष्कासन दर भी है।

कच्चे माल के मिश्रण की फायरिंग अक्सर रोटरी भट्टों में की जाती है, लेकिन कभी-कभी शाफ्ट भट्टों में (सूखी विधि से)।

एक रोटरी भट्ठा (5.2) एक वेल्डेड स्टील ड्रम है जिसकी लंबाई 185 मीटर या उससे अधिक, व्यास 5...7 मीटर तक होता है, जो अंदर से दुर्दम्य सामग्री से ढका होता है। ड्रम को क्षैतिज से 3...4° के कोण पर रोलर्स पर रखा जाता है और धीरे-धीरे अपनी धुरी पर घूमता है। इसके कारण, भट्ठी के ऊपरी हिस्से में लोड किया गया कच्चा माल मिश्रण धीरे-धीरे निचले सिरे पर चला जाता है, जहां ईंधन इंजेक्ट किया जाता है, जिसके दहन उत्पाद कच्चे माल के मिश्रण की ओर खींचे जाते हैं और इसे जला देते हैं। सूखे और गीले तरीकों का उपयोग करके तैयार कच्चे माल के मिश्रण को जलाने के दौरान होने वाली प्रक्रियाओं की प्रकृति अनिवार्य रूप से समान होती है और भट्ठी में सामग्री को गर्म करने के तापमान और समय से निर्धारित होती है। आइए इन प्रक्रियाओं पर विचार करें।

सुखाने वाले क्षेत्र में, भट्टी के ऊपरी सिरे में प्रवेश करने वाला कच्चा माल मिश्रण गर्म गैसों से मिलता है और धीरे-धीरे, तापमान में 70 से 200 डिग्री सेल्सियस (सुखाने वाले क्षेत्र) की वृद्धि के साथ सूख जाता है, गांठों में बदल जाता है, जो लुढ़कने पर, छोटे-छोटे कणिकाओं में विघटित हो जाते हैं। जैसे-जैसे कच्चे माल का मिश्रण भट्टी के साथ चलता है, रासायनिक प्रतिक्रियाओं के साथ-साथ धीरे-धीरे गर्म होने लगता है।

200...700 डिग्री सेल्सियस पर हीटिंग ज़ोन में, कच्चे माल में कार्बनिक अशुद्धियाँ जल जाती हैं और रासायनिक रूप से हटा दी जाती हैं सीमित जलमिट्टी के खनिजों और निर्जल काओलाइट से Al2O3-2SiO2 बनता है। गीली उत्पादन विधि के साथ तैयारी क्षेत्र (सुखाने और गर्म करने) भट्टी की लंबाई का 50...60% भाग घेरते हैं, जबकि कच्चे माल को तैयार करने की सूखी विधि के साथ, सुखाने वाले क्षेत्र के कारण भट्टी की लंबाई कम हो जाती है।

डीकार्बोनाइजेशन ज़ोन में 700...s..l 100 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर, कैल्शियम और मैग्नीशियम कार्बोनेट के CaO, MgO और CO2 में पृथक्करण की प्रक्रिया होती है, क्ले एल्युमिनोसिलिकेट्स अलग-अलग ऑक्साइड SiO2, A12O3 और Fe2O3 में विघटित हो जाते हैं। अत्यधिक ढीली संरचना. CaCO3 का थर्मल पृथक्करण एक एंडोथर्मिक प्रक्रिया है जो उच्च गर्मी अवशोषण (1780 kJ प्रति 1 किलो CaCO3) के साथ होती है, इसलिए भट्ठी के तीसरे क्षेत्र में गर्मी की खपत सबसे अधिक होती है। उसी क्षेत्र में, ठोस अवस्था में कैल्शियम ऑक्साइड मिट्टी के अपघटन उत्पादों के साथ प्रतिक्रिया करके निम्न-बेसिक सिलिकेट, एलुमिनेट्स और कैल्शियम फेराइट (2CaO-SiO2, CaO-Al3, 2CaO-Fe2O3) बनाता है।

एक्ज़ोथिर्मिक प्रतिक्रियाओं के क्षेत्र में, प्रज्वलित द्रव्यमान, गतिमान, तेजी से 1100 से 1300 डिग्री सेल्सियस तक गर्म हो जाता है, और अधिक बुनियादी यौगिक बनते हैं: ट्राई-कैल्शियम एलुमिनेट 3CaO-Al2O3 (C3A), टेट्रा-कैल्शियम एल्युमिनेट फेराइट 4CaO-Al2O3- Fe2O3 (C4AF), लेकिन कैल्शियम ऑक्साइड का कुछ भाग अभी भी मुक्त रूप में रहता है। जली हुई सामग्री को कणिकाओं में एकत्रित किया जाता है।

सिंटरिंग ज़ोन में 1300...1450 डिग्री सेल्सियस पर, पका हुआ मिश्रण आंशिक रूप से पिघल जाता है। C3A, C4AF, MgO और कच्चे माल के मिश्रण की सभी कम पिघलने वाली अशुद्धियाँ पिघल में चली जाती हैं। जैसे ही पिघल दिखाई देता है, C2S और CaO इसमें घुल जाते हैं और, एक दूसरे के साथ बातचीत करके, मुख्य क्लिंकर खनिज बनाते हैं - ट्राईकैल्शियम सिलिकेट 3CaO-SiO2(C3S), जो पिघल में खराब घुलनशील होता है और परिणामस्वरूप, बाहर निकल जाता है। छोटे क्रिस्टल के रूप में पिघलाया जाता है, और जले हुए पदार्थ को 4...25 मिमी आकार के टुकड़ों में काट दिया जाता है, जिसे क्लिंकर कहा जाता है।

शीतलन क्षेत्र (फायरिंग का अंतिम चरण) में, क्लिंकर का तापमान 1300 से 1000 डिग्री सेल्सियस तक गिर जाता है, और इसकी संरचना और संरचना अंततः तय हो जाती है, जिसमें सी3एस, सी2एस, सी3ए, सी4एएफ, ग्लासी चरण और छोटे घटक शामिल हैं।

भट्ठी छोड़ने पर, क्लिंकर को विशेष रेफ्रिजरेटर में जल्दी से ठंडा किया जाना चाहिए ताकि इसमें बड़े क्रिस्टल के गठन को रोका जा सके और ग्लासी चरण को गैर-क्रिस्टलीकृत रूप में संरक्षित किया जा सके। क्लिंकर को तेजी से ठंडा किए बिना, पानी के प्रति कम प्रतिक्रियाशीलता वाला सीमेंट प्राप्त किया जाएगा।

गोदाम में (1...2 सप्ताह) पुराना होने के बाद, क्लिंकर को बारीक पीसकर, थोड़ी मात्रा में जिप्सम डाइहाइड्रेट मिलाकर सीमेंट में बदल दिया जाता है। तैयार पोर्टलैंड सीमेंट को साइलो में भंडारण के लिए और फिर निर्माण स्थलों पर भेजा जाता है।

सीमेंट उत्पादन की सूखी विधिकाफी सुधार हुआ है। सबसे अधिक ऊर्जा-गहन प्रक्रिया - कच्चे माल का डीकार्बोनाइजेशन - को रोटरी भट्ठे से एक विशेष उपकरण - एक डीकार्बोनाइजर में हटा दिया जाता है, जिसमें यह तेजी से आगे बढ़ता है और निकास गैसों की गर्मी (5.3) का उपयोग करता है। इस तकनीक के अनुसार, कच्चा आटा पहले ओवन में प्रवेश नहीं करता है, बल्कि चक्रवात हीट एक्सचेंजर्स की एक प्रणाली में प्रवेश करता है, जहां इसे निकास गैसों द्वारा गर्म किया जाता है और, पहले से ही गर्म, डीकार्बोनाइज़र में डाला जाता है। लगभग 50% ईंधन डीकार्बोनाइज़र में जलाया जाता है, जो CaCO3 के लगभग पूर्ण अपघटन की अनुमति देता है। इस तरह से तैयार कच्चे भोजन को भट्ठे में डाला जाता है, जहां शेष ईंधन जल जाता है और क्लिंकर बनता है। इससे उत्पादकता में सुधार होता हैतकनीकी लाइनें

, ईंधन और ऊर्जा संसाधनों को कम करें, रोटरी भट्ठे की लंबाई लगभग आधी करें, और तदनुसार संयंत्र के लेआउट और उसके कब्जे वाले भूमि क्षेत्र में सुधार करें।

सोवियत वैज्ञानिकों की खोज के आधार पर यूएसएसआर ने सीमेंट उत्पादन के लिए कम तापमान वाली नमक तकनीक बनाई। खोज का सार एक नई घटना की स्थापना में निहित है - एक अत्यधिक बुनियादी कैल्शियम सिलिकेट का गठन - एलिनाइट, तापमान रेंज 9OO...11OO°C में एलाइट की संरचना के करीब, यानी क्रिस्टलीकरण तापमान से काफी कम ट्राइकैल्शियम सिलिकेट्स - एलाइट्स। एलिनाइट, जो नए प्रकार के पोर्टलैंड सीमेंट क्लिंकर का मुख्य बंधन चरण है, उनकी उच्च हाइड्रोलिक गतिविधि निर्धारित करता है। संरचना में क्लोरीन आयनों का समावेश एलिनाइट और नए प्रकार के क्लिंकर के निर्माण के लिए एक शर्त है। उदाहरण के लिए, चार्ज में 10...12% CaC12 का परिचय बेहद कम तापमान (600...800 C) पर पिघले कैल्शियम क्लोराइड के निर्माण के साथ होता है, जो खनिज निर्माण की सभी मुख्य प्रतिक्रियाओं को स्थानांतरित कर देता है। 1000...1100''C की तापमान सीमा और कम तापमान पर क्लिंकर प्राप्त करना संभव बनाता है।कार्यान्वयन

नई टेक्नोलॉजी

क्लिंकर के उत्पादन के लिए प्रारंभिक तकनीकी संचालन कच्चे माल को पीसना है। कच्चे माल की बारीक पीसने की आवश्यकता इस तथ्य से निर्धारित होती है कि समान संरचना का क्लिंकर केवल अच्छी तरह से मिश्रित कच्चे माल के मिश्रण से प्राप्त किया जा सकता है, जिसमें इसके घटकों के सबसे छोटे कण शामिल होते हैं।

कच्चे माल के टुकड़ों का आकार अक्सर 1200 मिमी तक होता है। ऐसे टुकड़ों से छोटे-छोटे दानों के रूप में सामग्री कुछ ही चरणों में प्राप्त करना संभव है। सबसे पहले, टुकड़ों को मोटे तौर पर पीसा जाता है - कुचला जाता है, और फिर बारीक पीसा जाता है। सामग्रियों को मोटे तौर पर पीसने के लिए, विभिन्न क्रशरों का उपयोग किया जाता है, और गुणों के आधार पर बारीक पीसने का काम किया जाता है आरंभिक सामग्रीबड़ी मात्रा में पानी की उपस्थिति में मिलों या बक्सों में उत्पादित किया जाता है।

जब चाक का उपयोग चूने के घटक के रूप में किया जाता है, तो इसे बक्सों में कुचल दिया जाता है। यदि ठोस मिट्टी के घटक का उपयोग किया जाता है, तो उसे कुचलने के बाद मिल में भेजा जाता है।

मैश से, मिट्टी के घोल को एक मिल में पंप किया जाता है, जहां चूना पत्थर को कुचल दिया जाता है। दो घटकों के संयुक्त पीसने से अधिक सजातीय कच्चा माल कीचड़ प्राप्त करना संभव हो जाता है।

चूना पत्थर और मिट्टी के घोल को क्लिंकर की आवश्यक रासायनिक संरचना के अनुरूप एक निश्चित अनुपात में कच्ची मिल को आपूर्ति की जाती है। हालाँकि, शुरुआती सामग्रियों की सबसे सावधानीपूर्वक खुराक के साथ भी, एक ही जमा से कच्चे माल की रासायनिक संरचना में उतार-चढ़ाव के कारण मिल से आवश्यक रासायनिक संरचना का कीचड़ प्राप्त करना संभव नहीं है। किसी दिए गए रासायनिक संरचना का कीचड़ प्राप्त करने के लिए, इसे पूलों में समायोजित किया जाता है।

योजना 1. पोर्टलैंड सीमेंट के उत्पादन के लिए गीली विधि

ऐसा करने के लिए, CaCO 3 (जिसे टिटर कहा जाता है) की ज्ञात कम या उच्च सामग्री वाला कीचड़ एक या अधिक मिलों में तैयार किया जाता है, और इस कीचड़ को एक निश्चित अनुपात में सुधार कीचड़ पूल में जोड़ा जाता है।

इस तरह से तैयार किया गया कीचड़, जो 35-45% तक पानी की मात्रा वाला एक मलाईदार द्रव्यमान होता है, को एक आपूर्ति टैंक में पंप किया जाता है, जहां से इसे भट्टी में समान रूप से डाला जाता है।

गीली उत्पादन विधि (चित्र 3) का उपयोग करके क्लिंकर को जलाने के लिए रोटरी भट्टों का उपयोग किया जाता है। वे 150-230 मीटर तक लंबे और 7 मीटर व्यास तक के स्टील ड्रम हैं, जो अंदर आग रोक ईंटों से पंक्तिबद्ध हैं; ऐसे भट्टों की उत्पादकता प्रति दिन 1000-3000 टन क्लिंकर तक पहुँच जाती है।

चित्र.3 रोटरी भट्ठा

ए - आकार 5x185 मीटर; 1 - कीचड़ आपूर्ति के लिए ढलान, 2 - फिल्टर-हीटर, 3 - चेन पर्दा, 4 - हीट एक्सचेंजर्स, 5 - पट्टियाँ, 6 - अंडर-बैंडेज शेल, 7 - फर्नेस ड्रम ड्राइव का रिंग गियर, 8 - फर्नेस ड्राइव, 9 - समर्थन रोलर्स, 10 - सिंचाई स्थापना, 11 - फर्नेस हेड, 12 - रेफ्रिजरेटर बी - आकार 3.6x3.3x3.6x150 मीटर; 1 - हीटर, 2 - चेन पर्दा, 3 - पट्टियाँ, 4 - ड्राइव, 5 - रिंग गियर, 6 - सपोर्ट रोलर, 7 - सिंचाई स्थापना, 8 - रेफ्रिजरेटर, 9 - फर्नेस हेड।

फर्नेस ड्रम को 3-4 डिग्री के ढलान के साथ स्थापित किया गया है। भट्ठी के उभरे हुए ठंडे सिरे से घोल डाला जाता है, और गैस, कोयले की धूल या ईंधन तेल के रूप में ईंधन को भट्ठी में उड़ा दिया जाता है। विपरीत पक्ष(गर्म अंत)। झुके हुए ड्रम के घूमने के परिणामस्वरूप, इसमें मौजूद सामग्री भट्ठी के माध्यम से उसके गर्म सिरे की ओर बढ़ती है। ईंधन दहन के क्षेत्र में, उच्चतम तापमान विकसित होता है: सामग्री - 1500 0 C तक, गैसें - 1700 0 C तक, और समाप्त होती है रासायनिक प्रतिक्रिएं, जिससे क्लिंकर का निर्माण होता है।

ग्रिप गैसें भट्ठी के ड्रम के साथ-साथ जलाए जाने वाले पदार्थ की ओर बढ़ती हैं। रास्ते में ठंडी सामग्री मिलने पर ग्रिप गैसें उन्हें गर्म कर देती हैं और ठंडा कर देती हैं। परिणामस्वरूप, फायरिंग ज़ोन से शुरू होकर, भट्ठी के साथ गैस का तापमान 1700 से घटकर 150-200 0 C हो जाता है।

भट्ठे से, क्लिंकर रेफ्रिजरेटर में प्रवेश करता है, जहां इसे ठंडी हवा की ओर बढ़ने से ठंडा किया जाता है।

ठंडा किया हुआ क्लिंकर गोदाम में भेजा जाता है। कुछ मामलों में, रेफ्रिजरेटर से क्लिंकर सीधे सीमेंट मिलों में पीसने के लिए भेजा जाता है।

पीसने से पहले, मिलों के संचालन को सुविधाजनक बनाने के लिए क्लिंकर को 8-10 मिमी आकार के दानों में कुचल दिया जाता है। क्लिंकर को जिप्सम, हाइड्रोलिक और अन्य एडिटिव्स के साथ कुचल दिया जाता है। संयुक्त पीसने से सभी सामग्रियों का पूरी तरह से मिश्रण सुनिश्चित होता है, और सीमेंट की उच्च एकरूपता इसकी गुणवत्ता की महत्वपूर्ण गारंटी में से एक है।

हाइड्रोलिक एडिटिव्स, अत्यधिक छिद्रपूर्ण सामग्री होने के कारण, आमतौर पर उच्च आर्द्रता (20-30% या अधिक तक) होती है। इसलिए, पीसने से पहले, उन्हें लगभग 1% नमी की मात्रा तक सुखाया जाता है, पहले उन्हें 8-10 मिमी आकार के दानों में कुचल दिया जाता है। जिप्सम को केवल कुचला जाता है, क्योंकि इसे कम मात्रा में पेश किया जाता है और इसमें मौजूद नमी एक दूसरे के साथ पीसने वाले पिंडों के टकराव और घर्षण और सामग्री के पीसने के परिणामस्वरूप मिल में उत्पन्न गर्मी के कारण आसानी से वाष्पित हो जाती है।

मिल से, सीमेंट को यांत्रिक (एलिवेटर, स्क्रू कन्वेयर), वायवीय (वायवीय पंप, वायु ढलान) या न्यूमोमैकेनिकल परिवहन से सुसज्जित साइलो-प्रकार के गोदाम में ले जाया जाता है।

उपभोक्ता को सीमेंट या तो कंटेनरों में भेजा जाता है - 50 किलोग्राम के मल्टी-लेयर पेपर बैग में, या विशेष रूप से सुसज्जित जहाजों में कंटेनर, ऑटोमोबाइल या रेलवे सीमेंट टैंकरों में थोक में। सीमेंट के प्रत्येक बैच को पासपोर्ट के साथ आपूर्ति की जाती है।

यह मानते हुए कि निर्माण सामग्री सीमेंट है, विभिन्न ब्रांडों की है निर्माण सामग्री, जिसके बिना कोई भी निर्माण संभव नहीं है, कई डेवलपर्स और खरीदार इसकी उत्पादन योजना और विनिर्माण बारीकियों में रुचि रखते हैं।

सीमेंट उत्पादन योजना

यह एक ऐसी प्रक्रिया है जो कई दशकों से सिद्ध हो चुकी है, जिसमें कई मौलिक नई विधियाँ हैं, जिनमें निम्नलिखित मुख्य चरण शामिल हैं:

• स्रोत सामग्री का विकास, निष्कर्षण, वितरण और संवर्धन: क्लिंकर उत्पादन के लिए चूना पत्थर और एल्यूमिना चट्टानें;
• क्लिंकर प्राप्त करना. यह सीमेंट उत्पादन योजना के सबसे अधिक ऊर्जा-गहन और इसलिए सबसे महंगे चरणों में से एक है। विशेष रूप से, इस चरण के कार्यान्वयन में सीमेंट उत्पादन की लागत का 75% तक खर्च होता है। सामान्य तौर पर, क्लिंकर उत्पादन तकनीक इस तरह दिखती है: घटकों के तैयार मिश्रण को पानी के साथ डाला जाता है, एक निश्चित अवधि के लिए खड़े रहने दिया जाता है, जिसके बाद यह शुरू होता है उष्मा उपचार 1,500 डिग्री सेल्सियस तक के तापमान पर ओवन में। इस मामले में, प्रारंभिक क्लिंकर घटकों को एक निश्चित अंश के कणिकाओं के रूप में पाप किया जाता है;
• क्लिंकर पीसना। इस स्तर पर, क्लिंकर ग्रैन्यूल को बारीक पीस लिया जाता है और एडिटिव्स डाले जाते हैं, जो सीमेंट के विशेष गुणों और ग्रेड को निर्धारित करते हैं। संक्षेप में, यह सीमेंट उत्पादन योजना का अंतिम चरण है, जो नरम बिग बेन कंटेनरों, पेपर मल्टी-लेयर वाल्व बैग में इस सामग्री की पैकेजिंग या बाद में थोक में बिक्री के लिए साइलो में परिवहन के साथ समाप्त होता है।

सीमेंट उत्पादन के लिए तकनीकी योजना

इस समय, सीमेंट का उत्पादन कई मूलभूत रूप से भिन्न प्रौद्योगिकियों का उपयोग करके किया जाता है, जिनके अपने मौलिक फायदे और नुकसान हैं।

• सीमेंट उत्पादन की तथाकथित गीली विधि, घरेलू सीमेंट कारखानों द्वारा व्यापक रूप से उपयोग की जाती है। यह सबसे अधिक ऊर्जा खपत करने वाला है। योजना का सार सीमेंट घटकों को जलीय वातावरण में विशेष उपकरणों में लोड करना है। पानी में भिगोने के बाद, सीमेंट के घटक एक मिल में प्रवेश करते हैं, जो उन्हें पीसकर पाउडर बना देता है। इस तरह से प्राप्त अर्ध-तैयार उत्पाद को एक विशेष पूल में ले जाया जाता है, संरचना में समायोजित किया जाता है और बाद में एक विशेष भट्टी में पकाया जाता है, जिसके बाद ठंडा किया जाता है। गुणवत्ता नियंत्रण के बाद, इस उत्पाद को वाणिज्यिक सीमेंट की स्थिति में कुचल दिया जाना चाहिए;
• सूखी तकनीक. "गीली योजना" से मूलभूत अंतर यह है कि प्रारंभिक पीसने के बाद, सीमेंट घटकों को सुखाने वाले ड्रमों में भेजा जाता है, जिसके बाद उन्हें मिश्रित किया जाता है और मिल में अतिरिक्त पीसने से गुजरना पड़ता है। उसी समय, पीसने के चरण में सीमेंट में एडिटिव्स और एडिटिव्स पेश किए जाते हैं। इसके बाद, परिणामी द्रव्यमान को भूनने, पीसने और पैकेजिंग के लिए भेजा जाता है। पोर्टलैंड सीमेंट के उत्पादन की इस पद्धति का एक फायदा कच्चे माल के रूप में ऊर्जा और धातुकर्म उत्पादन से फ्लाई ऐश और अन्य कचरे का उपयोग करने की संभावना है। शुष्क प्रौद्योगिकी समाप्त करती है: घटकों की बहु-चरण क्रशिंग, "निष्कर्षण" और परिवहन लागत को कम करती है, और सीमेंट उत्पादन के लिए कच्चे माल की पसंद का भी विस्तार करती है;
• "अर्ध-शुष्क" सीमेंट उत्पादन योजना। यह योजना क्लिंकर कणिकाओं के आयाम, सामग्री की नमी सामग्री और फायरिंग तकनीक में भिन्न है। विशेष रूप से, सीमेंट के उत्पादन के लिए बहुत सारे घटकों को विशेष LEPOL भट्टियों में जलाया जाता है, जो अन्य सभी चीजें समान होने पर, अंतिम उत्पाद के कार्बोनेशन के स्तर में 22-23% की कमी सुनिश्चित करता है;
• सीमेंट उत्पादन की संयुक्त विधि. इस मामले में, कई प्रौद्योगिकियों का एक कार्बनिक संयोजन है: "गीला" और "सूखा"। संबंधित फायदे और नुकसान के साथ.

इस कहानी को समाप्त करने के लिए, यह कहा जाना चाहिए कि क्षेत्र में स्थित सीमेंट कारखाने रूसी संघ, वस्तुनिष्ठ कारणों से, विशेष रूप से "गीली" सीमेंट उत्पादन योजना का उपयोग करें।

सीमेंट उत्पादन की सूखी विधि

सूखी विधि का उपयोग करके पोर्टलैंड सीमेंट का उत्पादन क्लिंकर उत्पादन की विधि द्वारा गीली विधि से भिन्न होता है, जिसमें निम्नलिखित अनुक्रमिक संचालन शामिल होते हैं (चित्र 2.3):

चावल। 2.3.

चूना पत्थर और मिट्टी को पहले से कुचला जाता है, फिर लगभग 1% नमी की मात्रा तक सुखाया जाता है और पीसकर कच्चा भोजन बनाया जाता है। चूना पत्थर और मिट्टी को या तो अलग-अलग (इस उद्देश्य के लिए सुखाने वाले ड्रम या अन्य थर्मल उपकरण का उपयोग करके) सुखाया जाता है, या कच्चे माल विभाजक मिलों में एक साथ सुखाया जाता है, जिसमें सामग्री को पीसने और सुखाने का काम एक साथ किया जाता है। बाद वाली विधि अधिक कुशल है और अधिकांश नए शुष्क प्रक्रिया संयंत्रों में इसका उपयोग किया जाता है।

मिलों से एक निश्चित रासायनिक संरचना का कच्चा आटा प्राप्त करने के लिए, इसे सुधार साइलो में भेजा जाता है, जिसमें ज्ञात कम या उच्च टिटर वाला कच्चा आटा अतिरिक्त रूप से आपूर्ति किया जाता है। साइलो में आटे को संपीड़ित हवा के साथ अच्छी तरह मिलाया जाता है।

कच्चे आटे को 25 मिमी आकार तक के दानों (अनाज) के रूप में भून लिया जाता है। मिश्रण का दानेदार बनाना ड्रम या प्लेट ग्रैनुलेटर में किया जाता है। सूखी विधि का उपयोग करके क्लिंकर जलाने के लिए, रोटरी भट्टों का उपयोग किया जाता है, साथ ही स्वचालित शाफ्ट भट्टियां या अन्य अधिक कुशल भट्टियां - एक कन्वेयर कैल्सिनर के साथ रोटरी भट्टियां, निलंबित अवस्था में क्लिंकर जलाने के लिए उपकरण (बाद वाले अभी भी व्यावहारिक चरण में हैं) विकास)।

शाफ्ट भट्ठों में फायरिंग करते समय, कुचले हुए कोयले के रूप में ईंधन को दानों में दबाया जाता है; ऐसा करने के लिए, कोयले को एक निश्चित मात्रा में कुचलने पर कच्चे मिश्रण में मिलाया जाता है, और इसे कच्चे माल ("काला आटा" विधि) के साथ कुचल दिया जाता है, या कच्चे आटे और कोयले को अलग-अलग कुचल दिया जाता है और फिर मिश्रित किया जाता है। दाने बनाना ("सफेद आटा" विधि)। पहली विधि - "काला आटा" - मिश्रण में ईंधन का अधिक समान वितरण सुनिश्चित करती है और इससे फायरिंग प्रक्रियाओं में सुधार होता है; यह घरेलू कारखानों में प्रमुख है।

शाफ्ट भट्ठी एक शाफ्ट है जो अंदर से दुर्दम्य ईंटों से पंक्तिबद्ध होती है। दानों के रूप में कच्चा माल लगातार भट्ठे में डाला जाता है, और शाफ्ट के नीचे से वे क्लिंकर के रूप में लगातार शाफ्ट से बाहर भी आते रहते हैं। भट्ठी के मध्य भाग में, ईंधन दहन होता है (फायरिंग ज़ोन); दहन वायु शाफ्ट के नीचे से आती है।

जले हुए गर्म क्लिंकर की परत से गुजरते हुए, ठंडी हवाइसे ठंडा करता है, और स्वयं गर्म हो जाता है और, गर्म रूप में, फायरिंग क्षेत्र में प्रवेश करता है। फायरिंग क्षेत्र में उत्पन्न ग्रिप गैसों को शाफ्ट के ऊपरी हिस्से के माध्यम से हटा दिया जाता है, इस प्रकार ताजा भरी हुई ठंडी सामग्री की परत से गुजरते हुए, इसे गर्म किया जाता है और सुखाया जाता है।

गैसों और जले हुए पदार्थों की प्रतिधारा गति उत्पन्न करती है सर्वोत्तम स्थितियाँईंधन के दहन से निकलने वाली ऊष्मा का उपयोग और शाफ्ट भट्टों को रोटरी भट्टों से अत्यधिक कुशल तापीय उपकरणों के रूप में अलग करता है। हालाँकि, क्लिंकर गुणवत्ता, उत्पादकता और श्रम तीव्रता के मामले में, वे अभी भी रोटरी भट्टों से कमतर हैं। शाफ्ट भट्ठों का उपयोग अपेक्षाकृत कम क्षमता वाले कारखानों में किया जाता है - प्रति वर्ष 200-400 हजार ग्राम तक सीमेंट।

चावल। 2.4.

चावल। 2.4.

घूमने वाले भट्टों में फायरिंग की तुलना में शाफ्ट भट्टों में क्लिंकर जलाने की स्थिति थोड़ी खराब होती है बढ़ी हुई सामग्रीक्लिंकर में निःशुल्क CaO. ऐसे सीमेंट की मात्रा में असमान परिवर्तन को रोकने के लिए, शाफ्ट भट्टों से निकलने वाले क्लिंकर को चार सप्ताह तक भंडारण में रखा जाना चाहिए। कभी-कभी वे क्लिंकर पर पानी का छिड़काव भी करते हैं।

पोर्टलैंड सीमेंट के उत्पादन की सूखी विधि में आगे के तकनीकी संचालन - हाइड्रोलिक एडिटिव्स और जिप्सम की तैयारी, सीमेंट को पीसना, इसका भंडारण और उपभोक्ता तक वितरण - गीली विधि के समान ही रहते हैं।

चित्र में. 2.4. पेश किया तकनीकी योजनाशुष्क विधि से सीमेंट का उत्पादन।

पोर्टलैंड सीमेंट के उत्पादन के लिए संयुक्त विधि

पोर्टलैंड सीमेंट के उत्पादन की संयुक्त विधि में, जैसा कि पहले उल्लेख किया गया है, गीली विधि का उपयोग करके कच्चे माल की तैयारी और सूखी विधि के अनुसार फायरिंग शामिल है। क्लिंकर उत्पादन की संयुक्त विधि में मुख्य तकनीकी संचालन और उनके कार्यान्वयन का क्रम इस प्रकार है (चित्र 2.5):

कच्ची मिल में तैयार किया गया कीचड़, इसके समायोजन के बाद, वैक्यूम फिल्टर में प्रवेश करता है, जहां इसे 35-40% की नमी सामग्री से 16-18% की नमी सामग्री तक निर्जलित किया जाता है। परिणामी "क्रैकर" (या "केक") को ग्रिप गैसों के फिल्टर द्वारा पकड़ी गई भट्ठी की धूल के साथ मिलाया जाता है; धूल मिलाने से "पटाखा" आपस में चिपकने से बच जाता है, ढीला हो जाता है और उसमें बची हुई नमी 12-14% तक कम हो जाती है।

इस तरह से तैयार कच्चे माल के मिश्रण को फायरिंग के लिए भेजा जाता है, जिसे सूखी विधि के अनुसार किया जा सकता है। अधिक बार, यह विधि एक कन्वेयर कैल्सिनर के साथ एक रोटरी भट्ठा का उपयोग करती है।

चावल। 2.5. क्लिंकर उत्पादन की संयुक्त विधि की योजना

नोवोरोसिस्क शहर का कॉलिंग कार्ड यहां चल रही सीमेंट फैक्ट्रियों से निकलने वाली कास्टिक धूल है। पर्यावरणीय क्षति हुई पर्यावरणदेश का सीमेंट उद्योग स्पष्ट है, और केवल अधिकांश सीमेंट संयंत्रों में पुराने उपकरणों का आधुनिकीकरण ही इसे काफी हद तक कम कर सकता है। लेकिन केवल इसके उत्पादन की "सूखी" विधि शुरू करके ही सीमेंट उत्पादन की अर्थव्यवस्था और पारिस्थितिकी में आमूल-चूल बदलाव संभव है।

सस्ती और उच्च गुणवत्ता वाले सीमेंट के उपयोग के बिना लागत प्रभावी और अत्यधिक विश्वसनीय आवासीय और औद्योगिक निर्माण की कल्पना करना मुश्किल है, जो विभिन्न भौतिक-यांत्रिक और रासायनिक-खनिज गुणों के साथ मोर्टार और कंक्रीट का उत्पादन करना संभव बनाता है।

"सीमेंट निर्माण की रोटी है" - और यह निर्विवाद है। एकमात्र चिंताजनक बात यह है कि निर्माण उद्योग के विशेषज्ञों का एक संकीर्ण दायरा कमोबेश रसोई, या बल्कि "बेकरी" के बारे में जानता है, जहां "निर्माण की रोटी" तैयार की जाती है।

रूसी सीमेंट उद्योग में 55 कारखाने शामिल हैं, जिनमें से 49 में एक पूर्ण तकनीकी चक्र है, यानी, उनमें से प्रत्येक के पास कच्चे माल का आधार है: खदानें जहां मिट्टी, चूना पत्थर आदि का खनन किया जाता है। केवल एक बार, 1989 में, रूसी संघ में, इस सामग्री और तकनीकी आधार का उपयोग करके, सीमेंट उत्पादन का रिकॉर्ड स्तर हासिल किया गया था - 89 मिलियन टन, जिसका देश ने उपभोग किया।

1992-1993 में, सीमेंट उत्पादन "नीचे तक डूब गया" - केवल 27 मिलियन टन था। हालाँकि, यही वह समय था जब पश्चिमी कंपनियों ने सीमेंट उद्योग में निवेश करना शुरू किया। 1992 में, लाफार्ज, डाइकरहॉफ, होलसिम जैसे विश्व नेता घरेलू बाजार में दिखाई दिए। 2014 में, सीमेंट उद्योग ने निर्माण बाजार में 59.4 मिलियन टन उत्पादों की आपूर्ति की।

उत्पाद की कीमतों में कमी और वृद्धि ने रूस के विभिन्न क्षेत्रों के संभावित निवेशकों के बीच रुचि जगाई। प्रेस और टेलीविज़न में, नए सीमेंट संयंत्रों के निर्माण का विषय लगातार उठाया जाता है; ये इरादे कितने गंभीर हैं, यह तो समय ही बताएगा, लेकिन योग्य श्रमिकों की कमी, सीमेंट इंजीनियरिंग और बुनियादी नौकरशाही के पतन से संकेत मिलता है कि सीमेंट उत्पादन अभी भी नहीं होगा। कई लोगों के लिए सुलभ हो.

सीमेंट उद्योग की समस्याएं, विशेष रूप से इसके आधुनिकीकरण के कार्य, आम तौर पर स्वीकृत के अनुसार पर्यावरण आवश्यकताएंऊर्जा और संसाधन संरक्षण पर मिथकों, अफवाहों और अटकलों की धूल भरी "धुंध" छा गई है, जिसे मीडिया में सफलतापूर्वक दोहराया जाता है।

एक छोटे से प्रकाशन में उनका निराकरण करना बिल्कुल असंभव है। लेख का उद्देश्य सीमेंट उत्पादन की "बेकिंग कला" के कुछ रहस्यों से रुचि रखने वाले पाठकों के व्यापक समूह को यथासंभव परिचित कराना है।

"सीमेंट" की अवधारणा के बारे में

एक कड़ाई से विश्वकोशीय अवधारणा में " सीमेंट"(लैटिन कैमेंटम - "कुचल पत्थर, टूटा हुआ पत्थर") एक कृत्रिम अकार्बनिक बाइंडर है, जो मुख्य निर्माण सामग्री में से एक है।

पानी, नमक के जलीय घोल और अन्य तरल पदार्थों के साथ बातचीत करते समय, यह एक प्लास्टिक द्रव्यमान बनाता है जो कठोर हो जाता है और पत्थर जैसे शरीर में बदल जाता है। मुख्य रूप से कंक्रीट और मोर्टार बनाने के लिए उपयोग किया जाता है।

सीमेंट एक हाइड्रोलिक बाइंडर है और इसमें आर्द्र परिस्थितियों में भी ताकत हासिल करने की क्षमता होती है, जो कि कुछ अन्य खनिज बाइंडरों (जिप्सम, एयरबोर्न लाइम) से मौलिक रूप से अलग है, जो केवल हवा में कठोर होते हैं।

मोर्टार के लिए सीमेंट चिनाई और प्लास्टर मोर्टार के लिए एक कम-क्लिंकर मिश्रित सीमेंट है, जो पोर्टलैंड सीमेंट क्लिंकर, सक्रिय खनिज योजक और भराव के संयुक्त पीस द्वारा बनाया जाता है।

रोमन, जिन्हें सीमेंट के खोजकर्ता माना जाता है, ने इसके कुछ कसैले गुण प्राप्त करने के लिए चूने के साथ कुछ सामग्रियों को मिलाया: पॉज़ोलन्स (वेसुवियस के ज्वालामुखीय राख का जमा); एइफ़ेल क्षेत्र से कुचली हुई या कुचली हुई ईंटें और ज्वालामुखीय राख का कठोर जमाव।

मध्य युग में, यह गलती से पता चला कि मिट्टी से दूषित चूना पत्थर को जलाने के उत्पाद पानी के प्रतिरोध में रोमन पॉज़ोलानिक मिश्रण से कमतर नहीं थे और यहां तक ​​​​कि उन्हें पार भी नहीं करते थे।

इसके बाद गहन प्रयोग का एक शताब्दी-लंबा दौर आया। साथ ही, चूना पत्थर और मिट्टी के विशेष भंडार के विकास, इन घटकों के इष्टतम अनुपात और नए जोड़ने पर मुख्य ध्यान दिया गया। 1844 के बाद ही वे इस निष्कर्ष पर पहुंचे कि कच्चे मिश्रण के घटकों के सटीक अनुपात के अलावा, चूने का एक मजबूत कनेक्शन प्राप्त करने के लिए सबसे पहले एक उच्च फायरिंग तापमान (लगभग +1450 डिग्री सेल्सियस, 1700 के) आवश्यक था। ऑक्साइड के साथ.

पोर्टलैंड सीमेंटचूना पत्थर और मिट्टी या समान स्थूल संरचना और पर्याप्त गतिविधि की अन्य सामग्रियों को +1450...+1480 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर गर्म करके प्राप्त किया जाता है। घटकों का आंशिक पिघलना होता है और क्लिंकर कणिकाओं का निर्माण होता है।

सीमेंट प्राप्त करने के लिए क्लिंकर को लगभग 5% जिप्सम पत्थर के साथ पीसा जाता है। जिप्सम पत्थर जमने की दर को नियंत्रित करता है; इसे कैल्शियम सल्फेट के अन्य रूपों द्वारा आंशिक रूप से प्रतिस्थापित किया जा सकता है। कुछ तकनीकी निर्देशपीसने के दौरान अन्य सामग्री जोड़ने की अनुमति है।

उत्कृष्ट रसायनज्ञ एलेक्सी रोमानोविच शुल्याचेंको को रूसी सीमेंट उद्योग का जनक माना जाता है। एंटोनोव शाफ्ट भट्ठा का व्यापक रूप से फायरिंग और क्लिंकर उत्पादन के लिए उपयोग किया जाता है।

अधिकांश मामलों में, सीमेंट का अर्थ पोर्टलैंड सीमेंट और पोर्टलैंड सीमेंट क्लिंकर पर आधारित सीमेंट है। बीसवीं सदी के अंत में सीमेंट की लगभग 30 किस्में थीं।

सीमेंट ग्रेड मुख्य रूप से क्वार्ट्ज रेत के साथ 1:3 सीमेंट समाधान से बने 40×40×160 मिमी मापने वाले प्रिज्म नमूनों के आधे हिस्से की संपीड़न शक्ति से निर्धारित होते हैं।

ग्रेड को संख्या एम100 - एम600 (आमतौर पर 100 या 50 की वृद्धि में) में व्यक्त किया जाता है, जो क्रमशः 100 - 600 किग्रा/सेमी² (10 - 60 एमपीए) की संपीड़न शक्ति को दर्शाता है।

इसकी ताकत के कारण, 600 से ऊपर ग्रेड वाले सीमेंट को "सैन्य" या "किलेबंदी" कहा जाता है और इसकी कीमत ग्रेड 500 से अधिक परिमाण का एक क्रम है। इसका उपयोग सैन्य सुविधाओं, जैसे बंकर, मिसाइल साइलो, के निर्माण के लिए किया जाता है। वगैरह।

इसके अलावा, सीमेंट को वर्तमान में ताकत के आधार पर वर्गों में विभाजित किया गया है। वर्गों और ब्रांडों के बीच मुख्य अंतर यह है कि ताकत को औसत संकेतक के रूप में प्राप्त नहीं किया जाता है, बल्कि इसके लिए कम से कम 95% आश्वासन की आवश्यकता होती है (यानी, 100 में से 95 नमूने घोषित वर्ग के अनुरूप होने चाहिए)। वर्ग को संख्या 30 - 60 में व्यक्त किया गया है, जो संपीड़न शक्ति (एमपीए में) को दर्शाता है।

सीमेंट उद्योग में ऐतिहासिक भ्रमण

रूस में औद्योगिक सीमेंट उत्पादन का इतिहास लगभग दो शताब्दियों का है। हालाँकि, इसका पहला आधिकारिक उल्लेख 17वीं शताब्दी में मिलता है। मॉस्को के तत्कालीन कमांडेंट प्रिंस गगारिन को लिखे एक पत्र में पीटर प्रथम ने कई बैरल चूना भेजने के निर्देश दिये। रहस्यमय, क्योंकि तब "नींबू" शब्द को काटकर "सीमेंट" कर दिया गया था। निर्माण सामग्री विज्ञान के विशेषज्ञों का दावा है कि, इस मामले में, हम उन दूर के समय में उत्पादित सीमेंट की किस्मों में से एक के बारे में बात कर रहे थे, अर्थात् उपन्यास-सीमेंट।

आधिकारिक तौर पर, रूस में पहला सीमेंट संयंत्र 1839 में बनाया गया और परिचालन में लाया गया, और इसने पोर्टलैंड सीमेंट का उत्पादन किया। वस्तुतः आधा सौ साल बाद, रूस ने यूरोपीय बाज़ार में प्रवेश किया और प्रथम विश्व युद्ध शुरू होने तक इस क्षेत्र में अग्रणी स्थानों में से एक पर कब्ज़ा कर लिया।

देश में दुखद घटनाएँ, क्रांति और गृहयुद्ध, सीमेंट उद्योग की ओर से "कोई कसर नहीं छोड़ी गई"। रणनीतिक ग्रे उत्पाद को लकड़ी, अनाज और मुद्रा के लिए खरीदा जाना था। यह महान वास्तुकार कॉमरेड स्टालिन की "विशाल योजनाओं" में बिल्कुल भी शामिल नहीं था।

सीमेंट उद्योग को बहाल करने के लिए साहित्य सहित सब कुछ झोंक दिया गया। 1929 में, फ्योडोर ग्लैडकोव ने घृणित शीर्षक "सीमेंट" के साथ एक उपन्यास लिखा। जनता के नेता को यह इतना पसंद आया कि वह इसे नियमित रूप से उद्धृत करते रहे। उन्हें यह थीसिस विशेष रूप से पसंद आई - "सीमेंट निर्माण की रोटी है" यह अभिव्यक्ति भवन निर्माण सामग्री उद्योग का आदर्श वाक्य बन गई।

"महान स्टालिनवादी निर्माण परियोजनाओं" की अवधि के दौरान, सीमेंट सबसे महत्वपूर्ण सामग्रियों में से एक था, क्योंकि कंक्रीट का उपयोग भारी मात्रा में किया जाता था। और कंक्रीट और सीमेंट बर्फ और पानी की तरह अविभाज्य हैं।

पहली पंचवर्षीय योजनाओं के दौरान, सभी सीमेंट कारखानों का पुनर्निर्माण किया गया, और मौजूदा उत्पादन सुविधाओं की बहाली के समानांतर, नए निर्माण किए गए। बेशक, औद्योगीकरण और नए कारखानों के निर्माण की तीव्र गति ने ही सीमेंट के तेजी से पुनरुत्पादन में योगदान दिया।

महान देशभक्तिपूर्ण युद्ध ने फिर से सीमेंट उद्योग के विकास को रोक दिया, क्योंकि अधिकांश कारखाने कब्जे वाले क्षेत्रों में स्थित थे, और उनमें से कुछ पूरी तरह से नष्ट हो गए थे। केवल 1948 में ही सीमेंट उत्पादन पूरी तरह से बहाल हो सका और अपने पिछले स्तर पर लौट आया।

और पहले से ही 1962 में, यूएसएसआर सीमेंट उत्पादन के मामले में दुनिया में पहले स्थान पर था। और यह तर्कसंगत है - आखिरकार, यह तब था जब बड़े पैनल वाले आवास निर्माण का युग अविभाजित रूप से अपने आप में आया था। और प्रबलित कंक्रीट पैनलों का उत्पादन पूरी तरह से सीमेंट से जुड़ा हुआ है।

1989 में, यूएसएसआर में 89 सीमेंट कारखाने पूरी तरह से चालू थे, जो 140 मिलियन टन से अधिक सीमेंट का उत्पादन करते थे। उद्योग का विकास स्थिर नहीं रहा; देश के कई शहरों में वैज्ञानिक अनुसंधान केंद्रों ने सीमेंट विज्ञान का प्रतिनिधित्व किया। तीन दर्जन से अधिक मशीन-निर्माण संयंत्रों ने सीमेंट उद्योग की जरूरतों के लिए काम किया और शैक्षणिक संस्थानों ने इस क्षेत्र में सैकड़ों नए विशेषज्ञ तैयार किए।

पेरेस्त्रोइका के बाद रूस में सीमेंट उत्पादन

पतन की अवधि के दौरान सोवियत संघरूसी निर्माण बाजार फिर से संकट का सामना कर रहा है। नई सुविधाओं के निर्माण में भारी गिरावट के कारण सीमेंट उत्पादन में गिरावट आई। केवल 2000 तक, देश में स्थिति सामान्य होने के साथ, रूसी सीमेंट कारखानों ने काम फिर से शुरू कर दिया।

2000 से 2015 की अवधि के दौरान, सीमेंट उत्पादन में नब्बे के दशक की तुलना में 50% की वृद्धि हुई। हालाँकि 2002 में देश सीमेंट खपत में शीर्ष दस विश्व नेताओं में शामिल हो गया, विश्व उत्पादन में रूस की हिस्सेदारी दो प्रतिशत से अधिक नहीं थी।

सीमेंट का बड़ा हिस्सा पुरानी "गीली" विधि का उपयोग करके उत्पादित किया जाता है। और चूँकि सीमेंट संयंत्रों का मानक परिचालन जीवन 30 वर्ष से अधिक नहीं है, उनमें से कई अनुपयोगी हो जाते हैं और उत्पादन बंद कर देते हैं। इस बीच, कंक्रीट और सीमेंट की मांग बढ़ रही है।

आज रूस सीमेंट की भारी कमी के कगार पर है। सिद्धांत रूप में, रूस के कुछ क्षेत्रों में 2006 में ही सीमेंट की कमी महसूस होने लगी थी। विशेषज्ञों के अनुसार, निकट भविष्य में सीमेंट परिवहन में समस्याएँ उत्पन्न हो सकती हैं।

सीमेंट उत्पादन की वैज्ञानिक एवं तकनीकी प्रक्रिया के बारे में

जैसा कि पहले उल्लेख किया गया है, व्यापक व्यावहारिक कार्यान्वयन में सीमेंट निर्माण प्रक्रियाओं का वैज्ञानिक और तकनीकी स्तर बीसवीं शताब्दी के स्तर पर संरक्षित है।

अत्यधिक अशांत वायु प्रवाह वाले ट्यूब भट्टों के व्यापक उपयोग के कारण, जिनमें चार्ज और सिंटेड क्लिंकर के कणों को "पकड़ने" और परिवहन करने की उच्च क्षमता होती है, ग्रिप गैस शोधन फिल्टर पर अत्यधिक भार होता है।

यह सब फिल्टर की लागत, उनके बड़े आकार और शुद्धिकरण की कम डिग्री (95 - 97% तक) में वृद्धि की ओर जाता है, जो बड़े पैमाने पर सीमेंट उत्पादन में इसे पर्यावरणीय रूप से खतरनाक बनाता है, क्योंकि दसियों और यहां तक ​​कि सैकड़ों किलोग्राम अत्यधिक प्रतिदिन बिखरी हुई धूल उत्सर्जित होती है।

3-5 मिमी से अधिक आकार वाले प्रारंभिक खनिजों के उपयोग के कारण क्लिंकर मिश्रण का समरूपीकरण (पूर्ण आत्मसात), 75 - 80% से अधिक नहीं होता है, जो अप्राप्य घटकों की ओर जाता है, और यह बदले में भौतिक-यांत्रिक और रासायनिक को तेजी से खराब करता है। सीमेंट के खनिज गुण.

मानव निर्मित कचरे का व्यावहारिक रूप से उपयोग नहीं किया जाता है (दानेदार स्लैग के अपवाद के साथ) - इसके बजाय, गुणवत्ता वाले कच्चे माल (चूना पत्थर, मार्ल, मिट्टी की खुदाई) के निष्कर्षण के लिए महत्वपूर्ण धन की आवश्यकता होती है।

अधिकांश सीमेंट संयंत्रों में क्लिंकर सिंटरिंग के लिए ऊर्जा खपत 800 - 1,200 या अधिक किलो कैलोरी/किग्रा क्लिंकर के स्तर पर है, हालांकि कैलोरीमेट्रिक गणना के अनुसार 2-3 गुना कम पर्याप्त है।

कम पीसने की मोटाई वाले क्लिंकर को पीसने के लिए ऊर्जा की खपत 35 - 50 किलोवाट/घंटा प्रति टन सीमेंट है, हालांकि ऐसी प्रक्रियाएं और उपकरण हैं जिनमें ऊर्जा की खपत कम होती है और पीसने की गुणवत्ता बेहतर होती है - 15,000-25,000 सेमी2/जी तक।

ऊर्जा वाहक के रूप में मुख्य रूप से महंगे शीतलक का उपयोग: प्राकृतिक गैस, पेट्रोलियम उत्पाद या वातानुकूलित कोयला, सीमेंट उत्पादन की लागत में काफी वृद्धि करता है और अंततः, आवास, औद्योगिक भवनों और संरचनाओं की लागत में काफी वृद्धि करता है।

सीमेंट संयंत्रों में उपकरणों की संरचना में आमूल-चूल परिवर्तन पर

इन कमियों के विश्लेषण से पता चला कि इन्हें दूर करना संभव नहीं है पारंपरिक तरीकेउपकरणों का आधुनिकीकरण या नए तंत्र जोड़ना - अन्य के साथ सीमेंट संयंत्रों के उपकरणों की संरचना को मौलिक रूप से बदलना आवश्यक है लाभकारी गुणऔर पैरामीटर.

सबसे पहले, धूल उत्सर्जन की मात्रा को कम करने और सीमेंट उत्पादन को पर्यावरण के अनुकूल उत्पादन में बदलने के लिए, बैग फिल्टर और इलेक्ट्रिक प्रीसिपिटेटर (जो उत्सर्जन में 3-5% तक धूल को "पास" करते हैं) को छोड़ देना चाहिए और एक ऑर्डर के साथ फिल्टर पर स्विच करना चाहिए। सफाई की गुणवत्ता काफी बेहतर है - उदाहरण के लिए, 99.7% तक निकास गैसों से धूल हटाने की डिग्री के साथ पानी फिल्टर (स्क्रबर)।

दूसरे, पीसने की गुणवत्ता में सुधार करने के लिए, मौलिक रूप से नए पीसने वाले उपकरण (उदाहरण के लिए, केन्द्रापसारक प्रभाव मिलों) का उपयोग किया जाना चाहिए, जो कुचले हुए सीमेंट कणों के एक गारंटीकृत और निर्दिष्ट आकार को प्राप्त करना संभव बनाता है, जो केवल समाधान के दौरान ही जाने का प्रबंधन करता है। कंक्रीट की तैयारी.

तीसरा, के लिए परिचालन नियंत्रणफीडस्टॉक में क्लिंकर घटकों की सामग्री निर्धारित करने के लिए, ऐसे विश्लेषकों का उपयोग करना आवश्यक है जो वास्तविक समय में काम करते हैं और कॉम्प्लेक्स की प्रक्रिया नियंत्रण प्रणाली के साथ संगत हैं - उदाहरण के लिए, एक्स-रे विवर्तन विश्लेषक।

चौथा, परिवर्तन किया जाना चाहिए प्रक्रियाचार्ज की तैयारी: प्रारंभिक घटकों को न केवल सटीक रूप से लगाया जाना चाहिए, बल्कि घटकों की प्रारंभिक बारीक पीस के साथ चार्ज के समरूपीकरण की उच्चतम संभव डिग्री भी प्राप्त करनी चाहिए।

पांचवें, क्लिंकर सिंटरिंग के लिए ऊर्जा लागत को काफी कम करने और/या "द्वितीयक ताप" का उपयोग करने के लिए उपकरणों का उपयोग करना आवश्यक है - तकनीकी प्रक्रिया में निकास गैसों और सिंटर क्लिंकर में निहित ऊर्जा को शामिल करना, जो मौजूदा वातावरण में नष्ट हो जाती है सीमेंट संयंत्र.

छठा, सीमेंट संयंत्रों का पूर्ण स्वचालन आवश्यक है - इससे उत्पादन लागत में श्रम लागत में काफी कमी आएगी और बाजार की बदलती जरूरतों या कच्चे माल के संबंध में विभिन्न भौतिक, यांत्रिक और रासायनिक-खनिज गुणों के साथ सीमेंट के उत्पादन में तेजी से बदलाव किया जा सकेगा। .

सातवां, ठोस जीवाश्म ईंधन, उदाहरण के लिए, कठोर या भूरा कोयला, तेल शेल से सिंटरिंग क्लिंकर के लिए ड्राइव तंत्र और गैस के लिए बिजली उत्पन्न करके सीमेंट उत्पादन की पूर्ण स्वायत्तता और ऊर्जा संचार से स्वतंत्रता प्राप्त की जा सकती है।

यह समाधान भी अनुमति देगा:

ऊर्जा संसाधनों की खरीद की लागत को महत्वपूर्ण रूप से कम करें, क्योंकि इन जीवाश्म ईंधन से प्राप्त बिजली और गैस की लागत एकाधिकारवादियों - गज़प्रॉम और बिजली आपूर्तिकर्ताओं द्वारा दी जाने वाली पेशकश की तुलना में काफी कम है;

बिजली और गैस आपूर्ति नेटवर्क के लिए "कनेक्शन के लिए" भुगतान करने से बचें, जो वर्तमान में नए उद्योगों के विकास में एक व्यावहारिक बाधा है;

नेटवर्क डिज़ाइन करने और नेटवर्क बिछाने, साथ ही कई मामलों में उनके "समन्वय" पर समय और पैसा बर्बाद न करें।

चोरी से ज्यादा महंगी है सादगी

जैसा कि आप जानते हैं, सीमेंट का उत्पादन दो चरणों में होता है - क्लिंकर (चूना पत्थर और मिट्टी का जला हुआ मिश्रण) का उत्पादन, जो अंतिम उत्पाद की लागत का 70% है, और जिप्सम और सक्रिय खनिज योजक के साथ पीसना।

मुख्य बात निरंतर संरचना का कच्चा माल मिश्रण प्राप्त करना है। इसे दो मुख्य तरीकों से तैयार किया जाता है - "गीला" और "सूखा"। "गीली" विधि के साथ, जलीय निलंबन के रूप में चार्ज प्राप्त करने के लिए कच्चे माल के मिश्रण को जलीय वातावरण में बारीक पीस लिया जाता है - 30-50% की नमी सामग्री के साथ कीचड़। "सूखी" विधि में, कच्चे माल का मिश्रण बारीक पिसे हुए सूखे पाउडर के रूप में तैयार किया जाता है, इसलिए, पीसने की प्रक्रिया के दौरान या शुरू होने से पहले, कच्चे माल को सुखाया जाता है।

पहली विधि सरल है, यही कारण है कि इसने सोवियत सीमेंट उद्योग का आधार बनाया। दूसरे के लिए अधिक जटिल और आकर्षक उपकरणों की आवश्यकता होती है। हालाँकि, यह भट्टी इकाई की उच्च उत्पादकता और अधिक शक्तिशाली भट्टियों के निर्माण की अनुमति देता है।

“बेशक, भविष्य शुष्क उत्पादन वाले सीमेंट संयंत्रों का है। "गीली" विधि का उपयोग करके संचालित होने वाले रूसी सीमेंट संयंत्रों में ईंधन की खपत, और सबसे महंगी गैस, विश्व औसत से दोगुनी है। पर्यावरण कानून की आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए, उत्पादन सुविधाओं के पुनर्निर्माण में निरंतर निवेश की आवश्यकता है। साथ ही, पुरानी प्रौद्योगिकियों का उपयोग करके उत्पादित सीमेंट की लागत "शुष्क" उत्पादन से उत्पादन की लागत से कई गुना अधिक है, जिसका वायुमंडल में उत्सर्जन कई गुना कम है।, - बोलता है महाप्रबंधक"बेसलसीमेंट" व्याचेस्लाव शमातोव।

सीमेंट उत्पादन की शुष्क विधि की "विजय" की संभावनाएँ

रूसी निर्माण परिसर के लिए, सीमेंट उद्योग का मौलिक महत्व एक आभासी अवधारणा नहीं है, क्योंकि यह व्यावहारिक रूप से दृश्यमान, व्यावसायिक रूप से महत्वपूर्ण और भौतिक रूप से व्यापार योग्य है। हमारे देश की बाहरी और आंतरिक परिस्थितियाँ इतनी विकसित हो गई हैं कि सीमेंट संयंत्र, तकनीकी और तकनीकी समाधान के मामले में, तकनीकी प्रगति की परिधि पर बने हुए हैं।

इस साल जून में, रूस में सीमेंट उत्पादन की मात्रा 4.7 मिलियन टन प्रति माह थी, जो संकट के बावजूद, 2013 की इसी अवधि की तुलना में थोड़ी अधिक है। "सूखी" पद्धति से सीमेंट उत्पादन की मात्रा में भी वृद्धि हुई है।

आर्थिक और पर्यावरणीय दृष्टिकोण से रूस में सीमेंट उत्पादन की इस सबसे दिलचस्प विधि का आगे विकास तीन परिस्थितियों पर निर्भर करेगा।

पहला- राज्य कौन सा स्थान लेगा। पिछले कुछ महीनों से, बाजार में लगातार यह अफवाह फैल रही है कि 1 जनवरी 2016 से, केवल वे पौधे जो "सूखी" विधि का उपयोग करके इसका उत्पादन करते हैं, वे सबसे बड़ी संघीय और क्षेत्रीय निर्माण परियोजनाओं को सीमेंट की आपूर्ति करने में सक्षम होंगे।

दूसरापरिस्थिति - बाजार में प्रतिस्पर्धा का विकास। “हम उम्मीद कर सकते हैं कि हम धीरे-धीरे ऐसी स्थिति में आ जाएंगे जहां उपभोक्ता उन कंपनियों से उत्पाद नहीं खरीदेंगे जो दुर्भावनापूर्ण रूप से पर्यावरण कानूनों का उल्लंघन करते हैं। और उनके पास कोई विकल्प नहीं होगा: या तो वे दिवालिया हो जाएंगे या वे अपना काम फिर से बनाएंगे। यह स्पष्ट है कि इसमें वर्षों लगेंगे, लेकिन यह वैश्विक प्रवृत्ति है।"- फिनम प्रबंधन के प्रमुख विशेषज्ञ दिमित्री बरानोव कहते हैं।

तीसरापरिस्थिति - उपकरण.

घरेलू उद्योग सीमेंट उत्पादन की "सूखी" विधि के लिए उपकरण का उत्पादन बिल्कुल नहीं करता है। इसलिए, 1980 के दशक से, नेव्यांस्क सीमेंट प्लांट जापानी कंपनियों ओनोडा और कावासाकी की तकनीकों का उपयोग कर रहा है, वेरखनेबाकांस्की सीमेंट प्लांट डेनिश कंपनी FLSmidth से सुसज्जित है, और मोर्डोवसेमेंट जनरल इलेक्ट्रिक फिल्टर का उपयोग करता है।

इसलिए, अब रूस में ऐसे उपकरणों का उत्पादन करना आवश्यक या तत्काल है, जो कुछ वस्तुओं के लिए अभी भी संभव है या उस पर आयात शुल्क को पूरी तरह समाप्त करना है।

“प्राकृतिक संसाधन मंत्रालय ने विज्ञान और प्रौद्योगिकी की नवीनतम उपलब्धियों के आधार पर सर्वोत्तम उपलब्ध प्रौद्योगिकियों की शुरूआत के माध्यम से पर्यावरणीय प्रभाव के विनियमन को बदलने के लिए कई बिल तैयार किए हैं। इनके सफल कार्यान्वयन के लिए आर्थिक प्रोत्साहन एक महत्वपूर्ण शर्त होनी चाहिए। उद्यम जो सक्रिय रूप से आधुनिकीकरण, ऊर्जा बचत और पर्यावरण के अनुकूल प्रौद्योगिकियों में निवेश करते हैं, उन्हें प्राथमिकताओं पर भरोसा करने का अधिकार है। उदाहरण के लिए, नकारात्मक पर्यावरणीय प्रभावों के लिए शुल्क का निर्धारण करते समय पर्यावरण संरक्षण उपायों की लागत को ध्यान में रखा जाना चाहिए। जो उद्यम आधुनिकीकरण की राह पर चल पड़े हैं उन्हें तरजीही ऋण और कर छूट की जरूरत है।''- यूरोसीमेंट ग्रुप का कहना है।

निष्कर्ष

यह स्पष्ट है कि राज्य द्वारा उपयोग किए जाने वाले दंडात्मक और पुरस्कृत तरीकों का एक उचित संयोजन सीमेंट उत्पादकों को नए "सूखे" संयंत्र बनाने और धीरे-धीरे "गीले" संयंत्रों को समाप्त करने के लिए प्रेरित करेगा। शायद तीन से पांच साल में यह प्रक्रिया रूस में अपरिवर्तनीय रूप ले लेगी.

पाठ: व्लादिमीर इवानोव, सर्गेई सन्निकोव