Главная Учебники - Разные Лекции (разные) - часть 17
Предлагаемая запатентованная технология позволяет цементным заводам получить существенный экономический эффект и дополнительную прибыль, повысить объём производства продукции и, одновременно, совершить принципиальный технологический прорыв в стабилизации производства и качестве производимого портландцемента.
Технология гарантирует следующие ключевые преимущества при производстве клинкера, портландцемента и бетона:
Получение портландцементного клинкера с повышенным до 85% содержанием алита и отсутствием маргинальных фаз, таких как C12
A7, C2
F, CF (где F часто FeO), которые типичны для пере- и недожжённых клинкеров, а для последних - также щелочных производных этих фаз; Повышение толерантности технологического процесса и качества продукции к отклонениям химического состава сырьевой смеси и режима обжига клинкера; Получение прямого экономического эффекта от снижения производственных затрат; Значительное снижение карбонатизации новообразований в бетонах; Сокращение расходов на тепловлажностную обработку бетонов в 2 раза и более; Повышение всех качественных характеристик бетонов и радикальное повышение долговечности бетона. Особенности технологии и получаемые технологические эффекты
Технология предусматривает введение добавки - промотора клинкерообразования
в цементную сырьевую смесь в количестве 0,3 - 1% (в пересчете на массу клинкера) перед её поступлением во вращающуюся клинкерообжигательную печь. Промотор
- это тонко-дисперсный сухой компонент, существенно ускоряющий минералообразование в обжигаемом материале и особенно - кристаллизацию алита (С3
S) в клинкере в зоне спекания печи. Портландцементный клинкер, получаемый по указанной технологии, авторы назвали промотированным, или, сокращённо, проклинкером
, а портландцемент на основе проклинкера - процементом
. Проклинкер характеризуется узким гранулометрическим составом: 3 - 7 мм. Технология промотирования клинкерообразования
позволяет одновременно
обеспечить ряд эффектов, представленных в следующей таблице. № п/п
Наименование эффекта
Единица измерения
Величина
1 Повышение содержания алита (С3
S) в проклинкере
%, до 72 - 85 2 Повышение производительности клинкерообжигательных печей %, на 7 - 15 3 Снижение удельного расхода топлива на обжиг проклинкера
%, на 5 - 12 4 Снижение оборота пыли в клинкерообжигательных печах %, на 30 - 50 5 Улучшение качества обмазки в зоне спекания печей и соответ-твенное увеличение срока службы огнеупорной футеровки - значительно улучшается 6 Снижение содержания соединений щелочных металлов (в пересчете на R2
O = Na2
O + 0,658K2
O) в проклинкере
%, на 0,2 - 0,3 7 Повышение размолоспособности проклинкера
и производительности цементных мельниц %, на 15 - 50 8 Повышение прочности цемента, изготовленного на основе проклинкера при повышении производительности цементных мельниц
по сравнению с контрольным режимом на 15%: МПа, на - ранней, т.е. в двухсуточном возрасте 5 - 10 - марочной, т.е. в 28-суточном возрасте 4 - 8 При промотировании ускоряется на 10 - 15% движение обжигаемого материала по длине печи. Это сужает его сегмент в поперечных сечениях печи и облегчает его прогрев факелом горения топлива. Примерно двукратное ускорение кристаллизации алита вызывает концентрированное выделение теплоты его кристаллизации в зоне спекания. Эта дополнительная эмиссия высокотемпературного тепла со значительным избытком перекрывает рост затрат низкотемпературного тепла на декарбонизацию большего количества СаСО3 в сырьевой смеси с повышенным значением коэффициента насыщения известью (КН). Указанный избыток обуславливает одновременный рост производительности печи. Технология промотирования клинкерообразования позволяет также повысить толерантность технологического процесса и качества продукции к отклонениям химического состава сырьевой смеси и режима обжига клинкера. Пример 1.
При внезапном повышении коэффициента насыщения (КН) сырьевой смеси известью на 0,03 при обычном режиме неизбежны: повышение расхода топлива, рост свободной извести и выпуск трудно- или неперерабатываемого брака. В режиме промотирования такой прирост КН не вызывает указанных недостатков благодаря оперативному повышению ввода промотора. Пример 2.
Прирост содержания FeO в клинкере на 0,4-0,5% при обычном режиме вызывает снижение ранней прочности цемента на 20% и марочной прочности - на 10%. В режиме промотирования такое нарушение состава клинкера невозможно. Пример 3.
Клинкерное пыление при обычном режиме вызывает снижение прочностных показателей цемента на 5 - 10 МПа (при правильном отборе средних проб). В режиме промотирования клинкерное пыление не возникает. Технологические требования к внедрению
Для внедрения технологии на каждой печи требуется установить: расходный бункер для промотора объёмом на 1 сутки; весовой дозатор непрерывного действия с верхним пределом дозирования до 1 т/ч и управляющим устройством на месте и на пульте машиниста; при мокром способе - смеситель промотора со шламом; эжекторную форсунку с поддувом сжатым воздухом на тракте возврата пыли в печь с горячего конца. Возврат пыли с холодного конца прекращается. При сухом способе роль смесителя промотора с сырьевой мукой или её компонентом выполняет одна из сырьевых мельниц. Кроме того, первая камера цементной мельницы для помола проклинкера загружается более мелким шаром. В первый год реально организовать внедрение технологии промотирования на 4 - 5 цемзаводах после специального предварительного анализа сырьевых материалов и изучения подготовленности технического состояния процесса производства. Основные экономические показатели технологии
Прямой экономический эффект для цементного завода образуется от снижения удельного расхода топлива на обжиг проклинкера с экономией газа (или мазута) до 10-12%, т.е. на сегодня примерно 45 руб./т. Повышение активности прокликера по сравнению с обычным позволяет увеличить ввод граншлака или других активных минеральных добавок в шлакопортландцемент на 10% и более без снижения прочности, что означает возможность получения дополнительного чистого экономического эффекта, составляющего до 80 руб./т.
Прямой экономический эффект для потребителя возникает от снижения расхода процемента до 40%
в равнопрочных бетонах (по сравнению с обычным цементом) и от ускорения его твердения (снижения сроков тепловлажностной обработки до 50% это в настоящее время по стоимости примерно равно 5 7% цены цемента). Благодаря столь значительному сокращению сроков тепловлажностной обработки соответственно повышается производительность технологических линий по производству сборного железобетона, а также сроки сдачи монолитных зданий и сооружений под рабочие нагрузки. Эти факторы объективно позволяют обосновать повышение цены на процемент с учётом равновесного распределения экономической выгоды между цементным заводом и потребителем как минимум, на 20 % (сегодня это примерно 400 руб./т). При этом, потребитель дополнительно
получает существенное и объективное улучшение качества процемента: рост скорости и степени гидратации процемента в бетонах, рост показателей морозостойкости, водонепроницаемости и снижение усадочных деформаций бетонов. (Эти явления связаны с повышенным выходом гидросиликатов кальция в продуктах гидратации процемента в бетонах и полным отсутствием их карбонатизации, в том числе отсутствием соответствующего карбоната кальция в их структуре.) Помимо небольших затрат на начальные мероприятия, дополнительные расходы связаны с затратами на промoтор, вводимый в сырьевую смесь, и составляют 12 - 24 руб./т клинкера. Таким образом, для цементного завода чистый экономический эффект составит около 12 €/т цемента (для цемента без минеральных добавок при нынешнем уровне цен на цемент и топливо). Одновременно, производительность технологической линии, в среднем, повышается на 10-12%
, что означает рост сбыта и дохода завода на указанную величину. Отметим, что при единственном реально осуществимом сегодня варианте перевода технологических линий цемзаводов с длинными печами мокрого способа на сухой (с сохранением существующих печей и переходом к сухому помолу сырьевых смесей) достигается прирост производительности печей на 10% [Бернштейн Л.Г. Доклад на 3-их Научных чтениях по цементу "Современный цементный завод", Москва, 21 - 23 ноября 2006 г.]. Этот прирост соответствует получаемому по технологии промотирования со 100-кратно меньшими предварительными затратами на эту технологию
при дополнительно достигаемом улучшении качества цемента и строительно-технических свойств бетона. Промотирование эффективно и для сухого способа производства цемента и, если оно освоено, его целесообразно сохранять после перевода технологических линий с мокрого способа на сухой. Необходимые пояснения
Технология применялась в длительных испытаниях (от 3 до 9 месяцев подряд) на цементных заводах и доказала получение всех вышеописанных эффектов. В её нынешнем виде технология сложилась несколько лет назад. Однако, процессы передела собственности в цементной промышленности и перехода заводов из рук в руки создали условия, когда вопрос о качестве цементов отсутствовал в принципе; именно поэтому даже в местах успешных её проверок применение предлагаемой технологии не было в то время продолжено. В настоящее время, после окончания периода перераспределения крупной собственности в цементной промышленности, можно ожидать большего внимания со стороны стратегически мыслящих производителей цемента к качеству выпускаемой продукции. В последние годы, проводя технологические работы на предприятиях по производству сборного железобетона Москвы, мы наблюдаем резкое снижение однородности и, временами, скорости твердения цементов. Вследствие этих и иных причин растёт желание производителей сборного и монолитного бетона и железобетона применять улучшенные цементы, вплоть до стремления строить собственные цементные заводы. С другой стороны, понимая большую коммерческую ценность технологии, авторы не распространяли ни технологию, ни информацию о ней. И только теперь в РФ вызрели условия для соблюдения законодательства в сфере защиты авторских прав. Исходя из указанного, мы допускаем возможность реализации своей интеллектуальной собственности посредством коммерческого использования этой технологии. Настоящая информация является первой открытой, авторизованной в печатной форме. Первое открытое устное сообщение о новой технологии сделано в докладе на 3-х Научных чтениях по цементу "Современный цементный завод", Москва, Центр Международной Торговли, 21 - 23 ноября 2006 г., входящих в программу "Международный Цементный Форум". Авторы доклада: Б.Э. Юдович, С.А. Зубехин, И.А. Миропольский ("ИнТехСтром").
|