2 Описание технологического процесса
Рассмотрим технологию обжига клинкера на примере вращающейся печи, работающей по мокрому способу производства.
Печь как тепловой агрегат условно можно разбить на несколько технологических зон. Исходное сырье — шлам поступает в первую зону — зону сушки — с начальной влажностью 30—50%. Часть этой зоны обычно оснащается цепными завесами различной конфигурации для интенсификации процесса сушки. По мере нагревания и испарения влаги происходит загустевание шлама, начинается его гранулирование, и в следующую зону — зону подогрева — материал входит с температурой 100—150°С, а выходит с температурой 500—600°С.
Начиная с 600°С происходит слабый, а с повышением температуры до 900—1000оС усиливающийся до максимума процесс разложения карбоната кальция с выделением углекислого газа и образованием свободной извести (СаОсв). Одновременно в этой зоне — зоне декарбонизации — происходит и образование кристаллов двухкальциевого силиката. Зона декарбонизации является основной теплопотребляющей зоной в печи.
Дальнейшее увеличение температуры материала до 1300°С происходит в зоне экзотермических реакций за счет выделения тепла при реакциях образования двухкальциевого силиката, алюминатов и алюмоферритов кальция. На этой стадии процесса появляется жидкая фаза, часть материала расплавляется и происходит образование трехкальциевого силиката.
Наиболее ответственной частью печи с точки зрения управления является зона спекания, где при температурах 1350— 1450°С завершается процесс клинкерообразования. Результат обжига определяется количеством неусвоенной окиси кальция (СаОсв) и кристаллической структурой полученного клинкера.
При правильном выборе режима работы зоны спекания и последующей его стабилизации можно снизить расход тепла на обжиг при сохранении заданного качества клинкера.
Пройдя зону спекания, в зоне охлаждения клинкер снижает свою температуру до 1100—1000°С, а затем окончательно охлаждается в холодильнике. Вторичный воздух, отбирающий тепло от клинкера (200—250 ккал/кг клинкера), входит в печь с температурой 600—800°С.
Таков технологический процесс обжига клинкера.