صنعت سیمان

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 مخلوطی از آهک یا همان اکسید کلسیم با دیگر اکسیدها نظیر سیلیسیم، آهن و آلومینیوم است که در صورت ترکیب شدن با آب، قابلیت ساخن یک جسم منجسم و یکپارچه را پیدا می‌کند.

تاریخچه سیمان

در مصر باستان از سیمان به عنوان یک ملات در ساخت و سازهای خود استفاده می کردند. سپس استفاده از این ماده در سایر مناطق مدیترانه افزایش پیدا کرد و یونانیان شروع به استفاده از آن کردند. آن ها از ملات سیمان برای پوشاندن دیوار آجری خشک شده استفاده می‌کردند.

پس از آن رومی ها با کشف خاکستر آتشفشانی توانستند استحکام این ماده را زیاد کنند. آن ها معبد پانتئون به ساخت اولین بنا با استفاده از بتن غیر مصلح دست پیدا کردند.

بعدها نورمن‌ها متوجه شدند که در صورت وجود نداشتن خاکستر آتشفشانی، با استفاده از خرده سنگ‌ها می‌توانند سبب تقویت این ماده شوند. این مطالعات و آزمایشگاه سبب اختراع سیمان پرتلند توسط جوزف آسپدین شد.

کاربردهای سیمان

• ماده اصلی تولید انواع بتن و ملات و دوغاب
• ترمیم و پرکردن شکاف کف و دیوارها
• تولید بلوک سیمانی
• استفاده در ساخت جاده‌ها و مسیرهای پیاده‌روی و…

تولید سیمان

روش‌های تولید سیمان بسته به غلظت مواد خام و میزان آب مورد استفاده به سه روش صورت می‌گیرد.

1. تر
2. نیمه تر
3. خشک

سیستم تولید در کشور ما غالبا به روش خشک می‌باشد.

مراحل اصلی تولید سیمان به روش خشک

• 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

1. 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.
2. مواد پودر شده و آب ناشی از شستن، به کانال آسیاب جهت اختلاط فرستاده می‌شود.
3. 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.
4. در آسیاب کلینکر(سنگ زنی)، آسیاب می‌شوند.
5. در کوره دوار (Rotary kiln) مواد تحت حرارت مخلوط شده و دوباره در کولرهای صنعتی خنک می‌شوند.
6. سپس دوباره آسیاب شده و در سیلوها ذخیره می‌شوند.
7. 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…) 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 و… 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.