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Méthode de production du ciment
Le processus de production du ciment consiste simplement en deux broyages et un interproduction, c’est-à-dire que les matières premières sont extraites, concassées, broyées et mélangées pour produire des matières premières. Les matières premières sont cuites à 1450 ~°C à une température élevée pour produire du clinker. Le cllinker est broyé et broyé avec du gypse ou d’autres matériaux mélangés pour obtenir du ciment. En raison de la différence entre la préparation de la farine sèche et humide, les méthodes de production sont divisées en trois types : procédé humide, procédé semi-sec ou procédé semi-humide et procédé sec.
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Caractéristiques de la production en procédé humide
La farine crue est transformée en boue avec une teneur en eau de 32 % à 36 %, qui est séchée et cuite en clinker dans un four rotatif. La préparation humide de la bouillie, la consommation d’énergie du moudre est faible, environ 30 %, la bouillie est facile à mélanger, la composition de la farine crue est stable, favorisant la cuisson de clinker de haute qualité. La consommation unitaire de chaleur du clinker dans un four rotatif est de 2093 ~ 2931 kt / kg (500-700 kcal / kg) supérieure à celle d’un four à procédé sec. La température du clinker évacué du four est plus basse, il n’est donc pas adapté à la combustion de clinker à forte teneur en silice et en alumine.
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Caractéristiques de la production semi-sèche
Le procédé semi-sec est appelé procédé semi-sec lorsque la poudre de farine crue sèche est produite en ajoutant 10 % ~ 15 % d’eau dans le four. Le four rotatif avec chauffage à grille est également appelé four lipol et le four à arbre sont produits par procédé semi-sec. À l’étranger, il existe une sorte de boue préparée par méthode humide, pressée et déshydratée par méthode mécanique, puis transformée en section de boue avec une teneur en eau d’environ 19 %, puis calcinée dans un four lipol, ce qu’on appelle production semi-humide. La teneur en humidité des matières premières dans les procédés semi-secs est réduite, et la consommation unitaire de chaleur du clinker peut également être réduite de 837 ~ 1675 kj / kg (200 ~ 400 kcal / kg) par rapport à celle des procédés humides. Comme le chauffe-grille sert à remplacer une partie du four rotatif pour sécher la bille de matériau, le four rotatif peut être raccourci. Par exemple, la production unitaire de volume du four peut être multipliée par 2 à 3. Cependant, le procédé semi-sec exige que la farine crue ait une certaine plasticité pour former des balles, ce qui limite dans une certaine mesure son application. Il existe de nombreuses pannes mécaniques dans la machine de chauffage. En Chine, la température de calcination est généralement basse, il n’est donc pas adapté pour brûler du clinker de haute qualité.
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Caractéristiques de la production sèche
En procédé sec, la poudre de farine crue est directement envoyée dans le four pour la calcination, et la teneur en humidité de la farine crue entrant dans le four n’est généralement que de 1 % ~ 2 %, ce qui permet d’économiser beaucoup de chaleur nécessaire au séchage de la farine crue. Par le passé, le four rotatif creux était utilisé dans la production de procédés secs, et l’efficacité de transfert de chaleur dans le four était faible, surtout en zone de décomposition à forte consommation de chaleur, si bien que l’efficacité thermique du four creux à sec n’a pas été grandement améliorée. La poudre de farine crue préparée par la méthode sèche n’est pas facile à mélanger uniformément, ce qui affecte la qualité du clinker. Ainsi, la production de procédés humides dominait dans les années 1940-1950. Dans les années 1950, la technologie de brassage à l’air et la préchauffe de suspension de la poudre de farine crue sont apparues. Au début des années 1970, la technologie de prédécomposition, la pré-homogénéisation des matières premières et la technologie de contrôle de la qualité des farines crues sont apparues. Désormais, la production à sec peut préparer entièrement la farine crue avec une qualité uniforme. Le nouveau four précalciner a déplacé la préchauffe de la poudre de farine brute et la décomposition du carbonate à l’état de suspension externe du four, qui a une grande efficacité thermique, réduit la charge du four rotatif et non seulement réduit la consommation de chaleur, mais augmente aussi l’efficacité thermique du four rotatif de 30 % à 60 % de celle du four humide, et augmente la capacité de production du four.
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Flux principal de procédé de l’usine de ciment
Le processus de production du ciment est principalement divisé en trois étapes : préparation des matières premières, brûlure du clinker et broyage du ciment.
Prenant l’exemple de la production en procédé sec, elle inclut les procédés principaux suivants :
Broyage et pré-homogénéisation de la farine crue - préparation de la farine crue Homogénéisation - préchauffage, décomposition Clinker de ciment - cuisson Broyage du ciment - Emballage du ciment
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1. Écrasement et pré-homogénéisation
(1) Dans le processus de production du ciment concassé, la plupart des matières premières doivent être concassées, telles que le calcaire, l’argile, le minerai de fer et le charbon.
(2) La technologie de pré-homogénéisation des matières premières consiste à utiliser la technologie d’empilement scientifique pour réaliser l’homogénéisation préliminaire des matières premières lors du stockage et de la prise des matières premières, de sorte que la cour de matières premières ait à la fois la fonction de stockage et d’homogénéisation.
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2. Préparation des repas crus
Dans le processus de production du ciment, au moins 3 tonnes de matériaux (y compris diverses matières premières, carburant, clinker, mélange et gypse) doivent être broyées pour chaque tonne de production de ciment Portland. Selon les statistiques, l’énergie consommée par le broyage des lignes de production de ciment à sec représente plus de 60 % de la puissance totale, dont le broyage des matières premières représente plus de 30 %, le moulin au charbon environ 3 % et le broyage du ciment environ 40 %. Par conséquent, un choix raisonnable des équipements de meulage et du flux de procédé, l’optimisation des paramètres de procédé, le bon fonctionnement et le contrôle du système d’exploitation sont d’une importance capitale pour garantir la qualité du produit et réduire la consommation d’énergie.
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3. Homogénéisation des farines crues
Dans le processus de production du nouveau ciment sec, stabiliser la composition de la matière première dans la fosse est le principe de stabiliser le système thermique de combustion du clinker, et le système d’homogénéisation de la farine brute joue le dernier rôle clé dans la stabilisation de la composition des matières premières entrant dans la fosse.
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4. Décomposition de préchauffe
Le préchauffage et la décomposition partielle de la farine brute sont réalisés par préchauffeur au lieu d’une fonction de four rotatif, afin de raccourcir la longueur du four de retour ; en même temps, le processus d’échange thermique du gaz dans le four est effectué en suspension interne du préchauffeur, afin que la farine brute puisse être entièrement mélangée avec le gaz chaud évacué par le four, augmentant ainsi la surface de contact du gaz et des matériaux, la vitesse de transfert thermique rapide et une grande efficacité d’échange thermique afin d’améliorer l’efficacité de production du système de four et de réduire la consommation de chaleur du clinker.
(1) Dispersion des matériaux (2) séparation des solides gazeux (3) prédécomposition
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5. Frittage du clinker de ciment
Après que la farine crue a été préchauffée et prédécomposée dans le préchauffeur cyclone, le processus suivant consiste à entrer dans le four rotatif pour la combustion du clinker.
Dans le four rotatif, le carbonate se décompose rapidement et une série de réactions à l’état solide a lieu, entraînant la formation d’autres minéraux dans le clinker de ciment. Avec l’augmentation de la température du matériau, certains minéraux deviennent en phase liquide et se dissolvent en phase liquide pour produire une grande quantité de clinker. Après la cuisson du clinker, la température commence à baisser. Enfin, le refroidisseur à clinker à ciment refroidit le clinker à haute température déchargé du four rotatif à la température que le transport, le stockage et le broyage du ciment en aval peuvent supporter. Parallèlement, la chaleur sensible du clinker à haute température est récupérée pour améliorer l’efficacité thermique et la qualité du clinker du système.
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6. Broyage du ciment
Le broyage du ciment est le processus final de la production de la chaîne de production du ciment, et également le procédé le plus énergivor. Sa fonction principale est de broyer le clinker de ciment (et l’agent gélifiant, le matériau régulant la performance, etc.) à la taille de particule appropriée (exprimée par la finesse, la surface spécifique, etc.), de former une certaine gradation de particules, d’augmenter sa surface d’hydratation, d’accélérer la vitesse d’hydratation et de répondre aux exigences de prise et de durcissement de la pâte de ciment.
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7. Emballage du ciment
Il existe deux façons de livrer le ciment : en sac et en vrac.
 
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Équipements de production de ciment
1. Système de fours à ciment
Le four à ciment est l’équipement principal de l’usine de ciment. L’ensemble du processus de combustion du clinker à partir de matière première est effectué dans le four. Le four rotatif le plus simple est le four creux à sec. La poudre de matière première est ajoutée à partir de la queue du four, et le charbon pulvérisé est injecté par la tête du four avec de l’air primaire et brûlé dans le four. La température de la flamme ici atteint 1800-2000 °C. La matière première s’écoule continuellement vers la tête du four dans le four, et l’humidité augmente progressivement. Après séchage, déshydratation, préchauffage et décomposition, la phase liquide apparaît lorsqu’elle atteint environ 1300 °C, puis elle monte à 1450 °C sous la flamme, puis refroidit à 1300 ~ 1100 °C pour quitter le four rotatif et tomber dans le refroidisseur à fût unique. Lorsqu’il est refroidi à environ 100-150 °C, il est déchargé dans le convoyeur à clinker, transporté vers le concasseur à clinker, puis stocké en stockage après le concassage.
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2. Système de four rotatif
Le four rotatif est un cylindre en tôle d’acier et revêtu de briques réfractaires. Elle est supportée par la courroie de roue sur la coque de chargement et la roue portante en dessous. Il est entraîné par la grande bague d’engrenages installée sur le corps du four. Le four rotatif est généralement placé à une pente de 3,5 %, la vitesse est généralement inférieure à 1 tr/min, et le nouveau four à procédé sec peut atteindre plus de 3 tr/min. Le refroidisseur à un seul tambour est similaire au four en ce qu’il est équipé d’une plaque de levage pour accélérer le refroidissement du clinker. La température du cylindre dans la zone de haute température de la tête du four est trop élevée. Il était refroidi par l’eau auparavant, mais maintenant il est refroidi par l’air. Le four creux à procédé sec mentionné ci-dessus est le type de four de base. D’autres types de fours modifient principalement la structure et le type de séchage, de préchauffage et de décomposition des pièces à l’arrière, et modifient le refroidisseur à clinker.
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3. Station de meulage du ciment
Si le procédé de l’équipement de production du ciment est considéré comme un système complet, le produit final est le ciment et le clinker est un produit semi-fini. Par conséquent, le système peut être séparé. Le processus allant de l’extraction des matières premières à la production de clinker est une étape, et la seconde étape est le ciment fabriqué à partir de clinker, puis l’expédition et la livraison. En général, ces deux sections doivent être réunies afin d’occuper moins de terres, de faciliter la gestion, d’utiliser moins de main-d’œuvre et de pouvoir être un contrôle entièrement centralisé. Cependant, dans certains cas particuliers, la séparation est plus avantageuse.
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4. Système de meulage
Le moulin à boules est le plus ancien équipement de broyage utilisé dans l’industrie de la production du ciment, et il joue toujours un rôle de premier plan. Bien que son efficacité soit très faible, par exemple la consommation d’énergie d’une particule unique n’étant que de 6 % à 9 %, l’entretien du moulin à billes est simple et fiable, notamment pour le broyage du clinker au ciment. La forme et la gradation des particules de produit sont appropriées, et les performances du ciment sont bonnes. Il est difficile de trouver du matériel capable de le remplacer complètement.
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一 : Préparation de repas crus
l 1. Alimentateur de plaques de calcaire
Il est situé dans un atelier de broyage de calcaire
L Application pour l’alimentation en calcaire
I 2. Broyeur de calcaire
Il sert à broyer le calcaire
Il est situé dans l’atelier de broyage du calcaire de l’usine
L Type écrasement à marteau mono-étage (pcf20.18)
l 3. Récupérateur empilement de mélange calcaire
 
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二 : Broyage des matières premières
Moulin à boules
 

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Moulin vertical
 

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4. Moulin à rouleaux
5. Extracteur de poussière à sac à la queue du four
Spécification et modèle de type extérieur
Il est utilisé pour collecter la poudre de matières premières provenant des gaz résiduels de la queue de four et du moulin à matières premières
Il est situé derrière la tour de l’humidificateur et le moulin à matières premières
6. Ventilateur d’extraction du collecteur de poussière à sacs à la queue du four
Application pour le traitement des gaz résiduels du système de l’aiguille de four et du système de moulin de matières premières La disposition est située après la collecte des poussières de sacs à la queue du four
Température normale de l’air de travail : 80 ~ 150 °C, température limite : 200 °C
7. Ventilateur haute température à la queue du four
Il sert à extraire les gaz d’échappement du préchauffeur
La configuration est située derrière le préchauffeur et la tour d’humidification. Température normale de l’air de travail : 320 ~ 350 °C ;
Température limite : 450 °C ;
Les pales de ventilateur doivent être fabriquées en matériaux de haute qualité et résistants à l’usure afin d’assurer une longue durée de vie des pales de rotor.
8. Ventilateur circulant de moulin à matières premières
Utilisé pour la ventilation du système de moulin de matières premières
La position de l’arrangement se situe derrière le cyclone combiné du moulin de matières premières
Température normale de l’air de travail : 90 ~ 100 °C température limite (court temps) : 250 °C
Les pales de ventilateur doivent être fabriquées en matériaux de haute qualité et résistants à l’usure afin d’assurer une longue durée de vie des pales de rotor.
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三 : Tir du clíncher
Calciner
 

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Préchauffeur
Le préchauffage et la décomposition partielle de la farine brute sont réalisés par préchauffeur au lieu d’une fonction de four rotatif, afin de raccourcir la longueur du four de retour ; en même temps, le processus d’échange thermique du gaz dans le four est effectué en suspension interne du préchauffeur, afin que la farine brute puisse être entièrement mélangée avec le gaz chaud évacué par le four, augmentant ainsi la surface de contact du gaz et des matériaux, la vitesse de transfert thermique rapide et une grande efficacité d’échange thermique afin d’améliorer l’efficacité de production du système de four et de réduire la consommation de chaleur du clinker.
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9. Élévateur à godets de rangement
Utilisation : stockage de matières premières (type extérieur avec plateforme d’entretien de tête)
10. Élévateur à godets d’alimentation du four
Utiliser la matière première dans un préchauffeur (de type extérieur avec plateforme d’entretien de tête)
11. Four rotatif
12. Refroidisseur à râpes
13. Ventilateur de refroidissement du refroidisseur à la grille
But et emplacement : il sert à fournir de l’air pour les gaz d’échappement du refroidisseur à grille, qui est disposé autour du refroidisseur à grille
14. Collecteur de poussière électrique à la tête du four
Il est utilisé pour le traitement de l’air résiduel du refroidisseur de grilles à la tête du four
La disposition est située derrière la glacière et devant le collecteur de poussière électrique et le ventilateur d’extraction à la tête du four
15. Collecteur de poussière électrique et ventilateur d’extraction à la tête du four
Il est utilisé pour évacuer les gaz résiduels des machines de refroidissement après purification par un collecteur de poussière électrique
Le réseau est situé derrière le refroidisseur de culasse du four et le collecteur de poussière électrique
Température normale de l’air de travail : 200 ~ 250 °C, maximum (court temps) : 400 °C
Les pales de ventilateur doivent être fabriquées en matériaux de haute qualité et résistants à l’usure afin d’assurer une longue durée de vie des pales de rotor.
16. Convoyeur à godets à chaîne à clignon
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四 : Broyage du ciment
Station de meulage du ciment 17
18Séparateur
 

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