http://www.intehstrom.ru/ctech.htm
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
|
%, 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
|
%, на |
0,2 - 0,3 |
| 7 |
Повышение размолоспособности проклинкера
|
%, на |
15 - 50 |
| 8 |
Повышение прочности цемента, изготовленного на основе проклинкера при повышении производительности цементных мельниц
|
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 вызыва
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").
Его опубликование намечено на ноябрь 2007 г. в официальном издании Форума - cборнике докладов 3-х Научных чтений под названием "Технические требования к процессу производства цемента, гарантирующие высокий уровень его строительно-технических свойств".