سیمان از انواع مصالح پرکاربرد ساختمانی است که به خاطر خاصیت چسبندگی و افزایش استحکام در مجاورت هوا و آب که دوام آن را نامحدود کرده است، سبب شده که صنعت سیمان مورد توجه بسیاری قرار گیرد.
سیمان ترکیبی است از آهک (اکسید کلسیم) با سایر اکسیدها نظیر اکسید سیلیسیم، آهن و آلومینیوم که در اثر ترکیب با آب، قابلیت چسباندن ذرات به یکدیگر و ایجاد جسمی منسجم و یکپارچه را پیدا می‌کند.
تولید سیمان:
روش‌های تولید سیمان بسته به غلظت مواد خام و میزان آب مورد استفاده به 3 روش:
- تر
- نیمه تر
- خشک
صورت می‌گیرد.
سیستم تولید در کشور ما غالبا روش خشک می‌باشد.
چند مرحله اصلی در تولید سیمان به روش خشک وجود دارد:
- استخراج مواد اولیه از معدن.
- خرد کرن و آسیاب کردن مواد خام.
- ترکیب مواد به نسبت مناسب.
- پخت مخلوط تهیه شده در کوره (سیستم پخت).
- کلینکر (به معنای آسیاب کردن محصول پخته شده).
مراحل خط تولید سیمان و دستگاه‌های مورد استفاده در این صنعت
مواد خام در ابتدا از معادن استخراج شده و سپس با استفاده از دستگاه‌های خردکن سنگ و بالمیل به پودر تبدیل شده و به نسبت لازم در میکسر با هم مخلوط شده و برای حذف مواد آلی موجود، شسته می‌شود.
مواد پودر شده و آب ناشی از شستن، به کانال آسیاب جهت اختلاط فرستاده می‌شود.
ماده حاصل چسبناک بوده که slurry یا دوغاب نامیده می‌شود و دارای 38 الی 40 درصد آب می‌باشد که در مخازن برای آماده‌سازی قبل از آسیاب نگهداری می‌شود.
در آسیاب کلینکر(سنگ زنی)، آسیاب می‌شوند.
در کوره دوار (Rotary kiln) مواد تحت حرارت مخلوط شده و دوباره در کولرهای صنعتی خنک می‌شوند.
در نهایت دوباره آسیاب شده و در سیلوها ذخیره می‌شوند.
در نهایت برای بسته‌بندی با استفاده از نوار نقاله و دستگاه‌های پانچ و دستگاه‌های دوخت و سایر تجهیزات بسته‌بندی و به مشتری عرضه می‌گردد.
استفاده از اینورتر در صنعت سیمان:
اینورتر با هدف صرفه‌جویی در مصرف انرژی به‌عنوان یک صنعت بزرگ دارای فناوری رو به رشد و محصولات منعطف برای کلیه بخش‌های صنایع با سرعت رو به توسعه و ساخت است.
با توجه به قابلیت کنترل سرعت و کاهش تلفات جریانی و سایر قابلیت‌هایی که دارد، مورد توجه زیادی قرار گرفته است. جایی که برای موارد پرکاربرد، اینورترهای مختص با آن کاربری ساخته شده است.
صنعت سیمان مهمترین مصرف‌کننده ضایعات لاستیک است.
از ضایعات لاستیک و زباله‌های صنعتی (ضایعات پلاستیکی، کاغذ، منسوجات و غیره) استفاده کرده و حرارت تولید می‌کند. از این رو از صنایع مهم در کاهش مصرف انرژی به شمار می‌آید.
دستگاه‌های مهم مورد استفاده در صنعت سیمان، انواع موتور گیربکس، فن‌های بزرگ، بالمیل‌های عظیم، دستگاه بسته‌بندی، دستگاه سنگ شکن، دستگاه آسیاب غیره می‌باشد که بدون وجود اینورتر، هماهنگی این دستگاه‌ها تقریبا غیرممکن می‌باشد.
مزایای استفاده از اینورتر در صنعت سیمان:
ارتقاء کوره از حالت مرطوب به خشک و همچنین حرارت دادن به مواد اولیه پس از هر فرآیند، راهکارهایی است که در مجموع مصرف انرژی را کاهش می‌دهد.
مزایای استفاده از سیستم ارتقا یافته:
- بهبود احتراق
- بهینه‌سازی المنت‌های حرارتی
- اعمال حرارت غیر مستقیم
مجموع این فعالیت‌ها باعث کاهش مصرف انرژی تا 10% می‌شود.
بازیابی گرما از مرحله خنک‌سازی و همچنین استفاده از این گرما برای تولید برق می‌تواند تا 50% از برق مصرفی فرآیند کلینکر را کاهش دهد.
البته در صورتی که خرید تجهیزات مربوطه توجیه اقتصادی داشته باشد.
فناوری‌های پیشرفته با پتانسیل بالا شامل فناوری:
- جذب و ذخیره کربن
- کوره‌های با بستر سیال
- فناوری‌های پیشرفته خرد شدن
- جایگزینی پلیمرهای معدنی به جای کلینکر
راهکارهایی برای بهبود بیشتر بهره‌وری انرژی هستند.