ΤΕΧΝΙΚΗ ΑΝΟΡΓΑΝΩΝ ΚΑΙ ΗΛΕΚΤΡΟΧΗΜΙΚΩΝ ΒΙΟΜΗΧΑΝΙΩΝ

ΤΕΧΝΙΚΗ ΑΝΟΡΓΑΝΩΝ ΚΑΙ ΗΛΕΚΤΡΟΧΗΜΙΚΩΝ ΒΙΟΜΗΧΑΝΙΩΝ Επιστήμη και Τεχνολογία Τσιμέντου Σταμάτης Τσίμας Καθηγητής ΕΜΠ

ΑΝΟΡΓΑΝΕΣ ΒΙΟΜΗΧΑΝΙΕΣ Επιστήμη και Τεχνολογία Τσιμέντου Σταμάτης Τσίμας Καθηγητής ΕΜΠ

Δομή μαθήματος (1/2) Ορολογία Τσιμέντου και σκυροδέματος Προτυποποίηση κοινών τσιμέντων Σημαντικές ιδιότητες τσιμέντου Κύριες και εναλλακτικές πρώτες ύλες Διαδικασία παραγωγής τσιμέντου Επίδραση της διαδικασίας παραγωγής στις ιδιότητες του τσιμέντου

Δομή μαθήματος (2/2) Προστασία του περιβάλλοντος στη βιομηχανία τσιμέντου Η ενυδάτωση του τσιμέντου Πόρτλαντ Σύνθετα τσιμέντα Πόρτλαντ Ειδικά τσιμέντα Από το τσιμέντο στο σκυρόδεμα Πρώτες ύλες Σύνθεση Ιδιότητες Ανθεκτικότητα

Βασικοί ορισμοί (1/2) Ως κονία χαρακτηρίζεται κάθε υλικό το οποίο με κατάλληλη προεργασία γίνεται πλαστικό και εκδηλώνει συγκολλητικές ιδιότητες και το οποίο βαθμιαία στερεοποιείται έως ότου σχηματίσει σκληρή και συμπαγή μάζα. Η κονία είναι μία συνδετική ύλη Αερικές κονίες είναι αυτές που σκληρύνονται μόνο σε επαφή με τον αέρα. Τυπικό παράδειγμα αερικής κονίας είναι ο ασβέστης. Υδραυλικές κονίες είναι αυτές που σκληρύνονται και παραμένουν σκληρές χωρίς την παρουσία αέρα, ακόμα και κάτω από το νερό. Η χαρακτηριστικότερη υδραυλική κονία είναι το τσιμέντο.

Βασικοί ορισμοί (2/2) Τα κονιάματα είναι μίγματα λεπτόκοκκων αδρανών (μέγιστη διάμετρος κόκκου 4mm) με κονίεσ και νερό. Διακρίνονται σε κονιάματα τοιχοδομών και κονιάματα επιχρισμάτων. Για την παρασκευή τους χρησιμοποιούνται διαφόρων ειδών κονίες. Τα σκυροδέματα είναι μίγματα χονδρόκοκκων αδρανών (διάμετρος κόκκου 4mm) με κονίες και νερό. Για την παρασκευή τους χρησιμοποιούνται περισσότερο από όλες τις κονίες τα διάφορα είδη τσιμέντου

ΟΡΙΣΜΟΙ Υδραυλικές ιδιότητες Είναι οι ιδιότητες που έχουν ορισμένα υλικά, όπως π.χ. το τσιμέντο, να σχηματίζουν κάτω από την επίδραση νερού σταθερές ένυδρες ενώσεις που είναι ελάχιστα υδατοδιαλυτές και έχουν μεγάλη συνάφεια μεταξύ των και με τα αδρανή. Οι ενώσεις αυτές με την πάροδο του χρόνου αυξάνουν τη συνοχή των πολτών και των κονιαμάτων που προέρχονται από αυτές με αποτέλεσμα την ανάπτυξη αντοχών

Ορολογία Τσιμέντο είναι μία υδραυλική κονία, δηλαδή ένα λεπτοαλεσμένο ανόργανο υλικό, το οποίο όταν αναμειχθεί με νερό σχηματίζει μία πάστα που λόγω των αντιδράσεων ενυδάτωσης πήζει και σκληρύνεται έχοντας έκτοτε την ικανότητα να διατηρεί τις αντοχές της και τη σταθερότητα της ακόμα και κάτω από το νερό. Τσιμέντο Πόρτλαντ είναι το προϊόν που προκύπτει μετά από έψηση σε θερμοκρασία κλινκεροποίησης (1380 1420 ο C) ενός πλήρως ομογενοποιημένου μίγματος που αποτελείται από περίπου 75% ασβεστολιθικά υλικά και 25% αργιλοπυριτικά υλικά και συνάλεση του προκύπτοντος προϊόντος που καλείται κλίνκερ με την κατάλληλη ποσότητα γύψου.

Παγκόσμια παραγωγή τσιμέντου (2005) α/α Χώρα Παραγωγή (εκατομ. τόνοι) 1 Κίνα 1068.9 2 Ινδία 145.0 3 Η.Π.Α. 100.9 4 Ιαπωνία 69.6 5 Κορέα 51.4 6 Ισπανία 50.3 7 Ρωσία 48.5 8 Τουρκία 42.8 9 Ιταλία 40.4 10 Ταϋλάνδη 37.9 24 Ελλάδα 15.2

Ισπανία Ιταλία Γερμανία Γαλλία Ελλάδα Μ. Βρετανία Πορτογαλία Βέλγιο Αυστρία Ολλανδία Σουηδία Ιρλανδία Δανία Φιλλανδία Λουξεμβούργο Εκατομ. τόνοι Παραγωγή και εξαγωγές τσιμέντου στην ΕΕ (2001) 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0 Παραγωγή Εξαγωγές Χώρα

Συντμήσεις C = CaO A = Al 2 O 3 S = SiO 2 F = Fe 2 O 3 M = MgO H = H 2 O N = Na 2 O K = K 2 O P = P 2 O 5 T = TiO 2 Ŝ = SO 3 Ĉ = CO 2

ΑΠΟ ΤΟ ΚΛΙΝΚΕΡ ΣΤΟ ΤΣΙΜΕΝΤΟ

Ορολογία Τσιμέντο Πόρτλαντ είναι το προϊόν που προκύπτει μετά από έψηση σε θερμοκρασία κλινκεροποίησης (13801420 ο C) ενός πλήρως ομογενοποιημένου μίγματος που αποτελείται από περίπου 75% ασβεστολιθικά υλικά και 25% αργιλοπυριτικά υλικά και συνάλεση του προκύπτοντος προϊόντος που καλείται κλίνκερ με την κατάλληλη ποσότητα γύψου.

Πρώτες ύλες Διαδικασία παραγωγής Προϊόν Ασβεστόλιθος Αργιλλοπυριτικά υλικά Προετοιμασία μίγματος (φαρίνα) Κύρια συστατικά Έψηση (κλίνκερ) C 3 S, C 2 S, C 3 A, C 4 AF Δευτερ. συστατικά Θειικό ασβέστιο Πρόσθετα Τελική άλεση Τσιμέντο

Σύσταση Τσιμέντου Πόρτλαντ 1. Κύρια συστατικά: Κλίνκερ τσιμέντου Portland Σκωρία υψικαμίνων Ποζολάνες Ιπτάμενες τέφρες Ασβεστόλιθος 2. Δευτερεύοντα συστατικά 3. Θειικό ασβέστιο 4. Πρόσθετα

Κλίνκερ Το κλίνκερ του τσιμέντου Πόρτλαντ (Κ) είναι ένα υδραυλικό υλικό που συνίσταται τουλάχιστο κατά τα 2/3 κ.β. από C 3 S και C 2 S ενώ το υπόλοιπο κατά κύριο λόγο συνίσταται από τις αργιλικές και σιδηραργιλικές φάσεις του κλίνκερ. Η αναλογία CaO/SiO 2 δεν πρέπει να είναι μικρότερη του 2 και το περιεχόμενο MgO δεν πρέπει να ξεπερνά το 5% κ.β. Το κλίνκερ του τσιμέντου Πόρτλαντ παρασκευάζεται με έψηση σε θερμοκρασία κλινκεροποιήσης (13801420 ο C) ενός σωστά επιλεγμένου, πλήρως ομογενοποιημένου και κατάλληλα αλεσμένου μίγματος (σε ξηρή, ημιυγρή ή υγρή μορφή) πρώτων υλών που περιέχει CaO, SiO 2, Al 2 O 3, Fe 2 O 3 και μικρές ποσότητες από άλλα στοιχεία.

Απλουστευμένες αντιδράσεις ενυδάτωσης ορυκτολογικών συστατικών κλίνκερ 2C 3 S + 6H 2 O C 3 S 2 3H 2 O (CSH) + 3 Ca(OH) 2 : Ταχεία 2C 2 S + 4H 2 O C 3 S 2 3H 2 O (CSH) + Ca(OH) 2 : Βραδεία C 3 A + H 2 O C 3 Aaq : Ταχύτατη C 3 A + 3CŠH 2 + 26H C 6 AŠ 3 H 32 (εντριγκίτης) C 6 AŠ 3 H 32 + 2C 3 A + 4H C 4 AŠH 12 (μονοθειϊκό άλας) C 4 AF + CŠH 2 + CH 3CAF CŠH 2 : Ταχεία

Ανάπτυξη αντοχών των συστατικών του κλίνκερ

ΟΡΙΣΜΟΙ Ποζολάνες Ποζολάνη είναι ένα πυριτικό ή αργιλικό υλικό το οποίο αν και μόνο του δεν έχει υδραυλικές ιδιότητες, όταν αλεσθεί και παρουσία νερού αντιδρά με την υδράσβεστο που προκύπτει από τις αντιδράσεις ενυδάτωσης των κύριων συστατικών του τσιμέντου σε συνήθη θερμοκρασία και σχηματίζει ενώσεις που έχουν υδραυλικές ιδιότητες.

Ορυκτολογικές φάσεις κλίνκερ C 3 S βc 2 S C 3 A C 4 AF Τύπος 3CaO SiO 2 2CaO SiO 2 3CaO Al 2 O 3 4CaO Al 2 O 3 Fe 2 O 3 Κοινή ονομασία Αλίτης Βελίτης Προσμίξεις MgO, Al 2 O 3, Fe 2 O 3 MgO, Al 2 O 3, Fe 2 O 3 Αργιλική φάση SiO 2, MgO, αλκάλια Φερριτική φάση SiO 2, MgO Περιεκτικότητα (%) 3565 1040 015 515 Μέση περιεκτικ. (%) 50 25 8 8 Αντίδραση με το νερό Συμβολή στις αντοχές Θερμότ. ενυδάτ. Πρώιμες ηλικίες Ώριμες ηλικίες μέση αργή γρήγορη Μέση καλή μίκρη καλή καλή καλή άριστη μέση μέση Ρυθμός μέσος μικρός μεγάλος μέσος cal/g 120 60 320 100

Τυπική χημική ανάλυση κλίνκερ Τυπική χημική ανάλυση % Όρια % Όρια που τίθενται από κανονισμούς % Ι ΙΙ ΙΙΙ ΙV LOI 1,6 0,53 5 max 5 max 5 max 5 max SiO 2 20,5 1626 Al 2 O 3 5,9 48 Fe 2 O 3 2,8 25 CaO 63,1 5867 MgO 3,5 15 6 max 6 max 6 max 6 max Na 2 O 0,8 01,5 K 2 O 0,6 01,5 fcao 1,0 2 SO 3 2,5 0,12,5 3,54 3,54 3,54 2,5 Αδιάλυτο υπόλειμμα 3 max 20 max 40 max 1,5 max

ΤΟ ΠΡΟΤΥΠΟ 1971

Το τσιμέντο που καλύπτεται από το πρότυπο EN 1971 και ονομάζεται CEM μπορεί, όταν αναμειχθεί με κατάλληλη αναλογία νερού και αδρανών, να δώσει σκυρόδεμα ή κονίαμα που διατηρεί την εργασιμότητά του για συγκεκριμένο χρονικό διάστημα και στην συνέχεια αποκτά συγκεκριμένα επίπεδα αντοχών σε συνάρτηση με το χρόνο, ενώ παράλληλα έχει αενάως σταθερότητα όγκου

Προβλεπόμενοι τύποι τσιμέντων στο ΕΝ 1971 CEM I, Τσιμέντο Πόρτλαντ CEM II, Σύνθετα τσιμέντα Πόρτλαντ CEM III, Σκωριοτσιμέντα CEM IV, Ποζολανικά τσιμέντα CEM V, Σύνθετα τσιμέντα

Ονο Κύρια συστατικά* Τύπος μασία K S D P Q V W T L ΤΣΙΜΕΝΤΑ PORTLAND** CEM I I 95100 05 ΣΥΝΘΕΤΑ ΤΣΙΜΕΝΤΑ PORTLAND CEM II CEM III CEM IV CEM V II/AS II/BS 8094 6579 620 2135 Δευτ. συστ. II/AD 9094 610 05 II/AP II/BP II/AQ II/BQ 8090 6579 8094 6579 620 2135 05 II/AV II/BV II/AW II/BW II/AT II/BT II/AL II/BL II/ALL II/BLL II/AM II/BM III/A III/B III/C IV/A IV/B V/A V/B 8094 6579 8094 6579 8094 6579 8094 6579 8094 6579 8094 6579 3564 2034 519 6589 4564 4064 2039 3665 6680 8195 1830 3150 ΣΚΩΡΙΟΤΣΙΜΕΝΤΑ 620 2135 620 2135 ΠΟΖΟΛΑΝΙΚΑ ΤΣΙΜΕΝΤΑ 1135 3655 ΣΥΝΘΕΤΑ ΤΣΙΜΕΝΤΑ 1630 3150 620 2135 620 2135 620 2135 620 2135 05 05 05 05 05 05 05 05

CEM I, Τσιμέντο Πόρτλαντ Τύπος Ονο μασία Κύρια συστατικά* K S D P Q V W T L Δευτ. συστ. ΤΣΙΜΕΝΤΑ PORTLAND** CEM I I 95100 05

CEM II, Σύνθετα τσιμέντα Πόρτλαντ Τύπος CEM II Ονομασία II/AS II/BS Κύρια συστατικά* K S D P Q V W T L 8094 6579 ΣΥΝΘΕΤΑ ΤΣΙΜΕΝΤΑ PORTLAND 620 2135 Δευτ. συστ. II/AD 9094 610 05 II/AP II/BP II/AQ II/BQ II/AV II/BV II/AW II/BW II/AT II/BT II/AL II/BL II/ALL II/BLL II/AM II/BM 8090 6579 8094 6579 8094 6579 8094 6579 8094 6579 8094 6579 8094 6579 8094 6579 620 2135 620 2135 620 2135 620 2135 620 2135 620 2135 620 2135 05 05 05 05 05 05

CEM ΙII, Σκωριοτσιμέντα Τύπος Ονο μασία Κύρια συστατικά* K S D P Q V W T L Δευτ. συστ. ΣΚΩΡΙΟΤΣΙΜΕΝΤΑ III/A 3564 3665 CEM III III/B 2034 6680 05 III/C 519 8195

CEM ΙV, Ποζολανικά τσιμέντα Τύπος Ονο μασία Κύρια συστατικά* K S D P Q V W T L Δευτ. συστ. ΠΟΖΟΛΑΝΙΚΑ ΤΣΙΜΕΝΤΑ CEM IV IV/A IV/B 6589 4564 1135 3655 05

CEM V, Σύνθετα τσιμέντα Τύπος Ονο μασία Κύρια συστατικά* K S D P Q V W T L Δευτ. συστ. ΣΥΝΘΕΤΑ ΤΣΙΜΕΝΤΑ CEM V V/A V/B 4064 2039 1830 3150 1630 3150 05

Χαρακτηριστικές τιμές των μηχανικών και φυσικών απαιτήσεων των CEM Κατηγορία αντοχών Θλιπτικές αντοχές (Mpa) Πρώιμες αντοχές Κανονικές αντοχές 2 Ημέρες 7 Ημέρες 28 Ημέρες Αρχή χρόνου Πήξης (min) Διόγκωση (mm) 32.5Ν >16.0 32.5R >10.0 42.5N >10.0 42.5R >20.0 52.5N >20.0 52.5R >30.0 >32.5 <52.5 >75 >42.5 <62.5 >60 >52.5 >45 <10

Ελληνικός κανονισμός τσιμέντου (ΠΔ 1980) (1/3) Τσιμέντα Πόρτλαντ (αμιγή) χαρακτηρίζονται τα τσιμέντα που προέρχονται από συνάλεση κλίνκερ και γύψου. Στα τσιμέντα αυτά επιτρέπεται η προσθήκη φίλλερ μέχρι 3% κατά βάρος, όπότε το κλίνκερ μαζί με το γύψο πρέπει να είναι τουλάχιστον το 97% κατά βάρος. Τσιμέντα Πόρτλαντ με ποζολάνη χαρακτηρίζονται τα τσιμέντα που προέρχονται από συνάλεση κλίνκερ Πόρτλαντ, φυσικής ή τεχνητής ποζολάνης και του απαραίτητου γύψου. Το ποσοστό της ποζολάνης ορίζεται από το αδιάλυτο υπόλειμμα (ΑΥ) του τσιμέντου που πρέπει να είναι κατά μέγιστο 20%. Τα τσιμέντα αυτά δεν είναι απαραίτητο να ικανοποιούν τη δοκιμή ποζολανικότητας. Ειδικά το τσιμέντο με 10% ΑΥ, ονομάζεται Τσιμέντο Πόρτλαντ Ελληνικού Τύπου (ΙIα).

Ελληνικός κανονισμός τσιμέντου (ΠΔ 1980)(2/3) Ποζολανικά τσιμέντα Πόρτλαντ χαρακτηρίζονται τα τσιμέντα που προέρχονται από συνάλεση κλίνκερ Πορτλαντ, φυσικής ή τεχνητής ποζολάνης και του απαραίτητου γύψου. Το ποσοστό της ποζολάνης ορίζεται από το αδιάλυτο υπόλειμμα (ΑΥ) του τσιμέντου που πρέπει να είναι από 2040%. Τα τσιμέντα αυτά συνιστώνται ιδιαίτερα για ογκώδη έργα όπου απαιτείται χαμηλός βαθμός θερμότητας ενυδάτωσης ή βελτιωμένη αντοχή έναντι διαβρωτικών μέσων. Τα τσιμέντα αυτά πρέπει να ικανοποιούν τη δοκιμή ποζολανικότητας.

Ελληνικός κανονισμός τσιμέντου (ΠΔ 1980)(3/3) Τσιμέντα ανθεκτικά στα θειικά άλατα και το θαλάσσιο νερό χαρακτηρίζονται τα τσιμέντα που προέρχονται από συνάλεση κλίνκερ και γύψου. Για τα τσιμέντα αυτά το αργιλικό τριασβέστιο (C 3 A), υπολογιζόμενο με τη σχέση (C 3 A=2.65 Al 2 O 3 1.692Fe 2 O 3 ) πρέπει να είναι μικρότερο του 3.5%, η δε περιεκτικότητα σε SO 3 να μην υπερβαίνει το 2.5%.

Τυπική ορυκτολογική σύσταση (%) τσιμέντων κατά ASTM C150 Τύπος C 3 S C 2 S C 3 A C 4 AF I 4555 2030 812 610 II 4050 2535 57 610 III 5065 1525 814 610 IV 35 40 7 V 4050 2535 04 1020

ΙΔΙΟΤΗΤΕΣ ΤΩΝ ΤΣΙΜΕΝΤΩΝ

Χαρακτηριστικές Ιδιότητες Τσιμέντων Χημικές (MgO, AY, LOI, SO 3 ) Φυσικές (λεπτότητα) Μηχανικές (αντοχές, χρόνοι πήξης, σταθερότητα όγκου)

Προβλεπόμενες χημικές απαιτήσεις προτύπου EN 1971 (1/2) Ιδιότητα Πρότυπο Τύπος τσιμέντου Απώλεια πύρωσης Αδιάλυτο υπόλειμμα EN 1962 EN 1962 CEM I CEM III CEM I CEM III Θειικά (SO 3 ) EN 1962 CEM II 2) Κατηγορία αντοχών CEM I 32.5 32.5 R 42.5 CEM IV CEM V Απαίτηση 1) όλες 5.0% όλες 5.0% 42.5 R 52.5 52.5 R 3.5% 4.0% CEM III 3) όλες 4.0%

Προβλεπόμενες χημικές απαιτήσεις προτύπου EN 1971 (2/2) Ιδιότητα Πρότυπο Τύπος τσιμέντου Κατηγορία αντοχών Απαίτηση 1) Χλωριόντα EN 19621 Όλοι οι τύποι 4) όλες 0.10% Ποζολανικότητα EN 1965 CEM IV όλες Ικανοποίηση της δοκιμής 1) 2) 3) 4) Οι απαιτήσεις δίνονται % w/w Το CEM II/BT μπορεί να περιέχει έως 4.5% SO 3 για όλες τις κατηγορίες αντοχών Το CEM III/C μπορεί να περιέχει έως 4.5% SO 3 Το CEM III μπορεί να περιέχει χλωριόντα πάνω από 0.10%

Χαρακτηριστικές Ιδιότητες Τσιμέντων (Ελληνικοί Κανονισμοί) Χημικές ιδιότητες Ιδιότητα Τύπος τσιμέντου Τιμή MgO Όλοι <6.0% Θειικά (SO 3 ) <4000cm 2 /g >4000cm 2 /g Αδιάλυτο υπόλειμμα I II III IV <3.5% <4.0% <3.0% <20.0% <40.0% <1.5%

Χαρακτηριστικές Ιδιότητες Τσιμέντων Ι (Ελληνικοί Κανονισμοί ΠΔ 1980) Φυσικές ιδιότητες Η λεπτότητα άλεσης πρέπει να είναι τέτοια ώστε το υπόλειμμα στο κόσκινο 4900 (90μm) να μην είναι μεγαλύτερο του 10%, η δε ειδική επιφάνεια να είναι τουλάχιστον 2600 cm 2 /g (Blaine) Παρατήρηση 1: Η λεπτότητα εξαρτάται από τον τύπο του τσιμέντου Παρατήρηση 2: Το ΕΝ 1971 δεν θέτει απαίτηση ως προς την λεπτότητα

Χαρακτηριστικές Ιδιότητες Τσιμέντων ΙΙ (Ελληνικοί Κανονισμοί ΠΔ 1980) Μηχανικές ιδιότητες Η πήξη του τσιμέντου (συσκευή Vicat) πρέπει να αρχίζει μετά από 1 ώρα και να ολοκληρώνεται όχι αργότερα από 8 ώρες από την προσθήκη του νερού στο τσιμέντο παρασκευής του ΚΑΝΟΝΙΚΟΥ ΠΟΛΤΟΥ. Το τσιμέντο πρέπει να παρουσιάζει σταθερότητα όγκου. Η διόγκωση του όταν μετριέται με τον δακτύλιο Le Chatelier, πρέπει να είναι μικρότερη των 10mm. Δοκίμια από κονίαμα τσιμέντου που παρασκευάζονται με πρότυπη άμμο, σύμφωνα με τον κανονισμό, πρέπει να παρουσιάζουν ανάλογα με την κατηγορία του τσιμέντου, τις εξής αντοχές.

Συσκευή Vicat α, β: Όψεις συσκευής με έμβολο για πρότυπη συνεκτικότητα, γ: έμβολο για αρχή πήξης, δ: έμβολο για τέλος πήξης

Εξαρτήματα μέτρησης σταθερότητας όγκου με τη δοκιμή Le Chatellier

Καλούπι για κονιάματα τσιμέντου

Μηχανικές και φυσικές απαιτήσεις τσιμέντων στο EN 1971 Κατηγορία αντοχών (ονομαστική) Αντοχή σε θλίψη (N/mm 2 ) Αρχή πήξης (min) Διόγκωση (mm) 2 ημ. 7 ημ. 28 ημ. 32.5Ν 16 32.552.5 75 32.5R 10 32.552.5 42.5Ν 10 42.562.5 60 10 42.5R 20 42.562.5 52.5Ν 20 52.5 45 52.5R 30 52.5

Μηχανικές Ιδιότητες Τσιμέντων (Ελληνικοί Κανονισμοί) Κατηγορία Αντοχών Αντοχή σε θλίψη (N/mm 2 ) 2 ημ. 7 ημ. 28 ημ. 35 15 2545 45 10 3555 55 15 >45

Χαρακτηριστικές τιμές θερμότητας ενυδάτωσης Κατηγορία Ενδιάμεση (MH) ΘΕΡΜΟΤΗΤΑ ΕΝΥΔΑΤΩΣΗΣ (J/G) Κατώτατο όριο Ανώτατο όριο <320 Χαμηλή (LH) <270 Δεν Υπάρχει Πολύ χαμηλή (VLH) <220

Επίδραση της λεπτότητας του τσιμέντου στις αντοχές του 28 ημέρες 7 ημέρες 3 ημέρες 1 ημέρα Ειδική επιφάνεια (cm 2 /g)

Επίδραση λεπτότητας τσιμέντου στους χρόνους πήξης του Ειδική επιφάνεια (cm 2 /g)

Θερμότητα ενυδάτωσης (kj/kg) Θερμότητα ενυδάτωσης αμιγών ορυκτολογικών συστατικών κλίνκερ 1200 1000 800 600 400 200 0 C3S C2S C3A C4AF Φάσεις κλίνκερ

Συνάρτηση των ιδιοτήτων του τσιμέντου σε σχέση με την σύσταση και την λεπτότητά του (1/3) σύσταση του τσιμέντου vs. αντοχές

Συνάρτηση των ιδιοτήτων του τσιμέντου σε σχέση με την σύσταση και την λεπτότητά του (2/3) σύσταση του τσιμέντου vs. θερμότητα ενυδάτωσης

Συνάρτηση των ιδιοτήτων του τσιμέντου σε σχέση με την σύσταση και την λεπτότητά του(3/3) λεπτότητα του τσιμέντου vs. αντοχές

αντοχή θλίψης (N/mm 2 ) Επίδραση της ειδικής επιφάνειας του τσιμέντου στις αντοχές θλίψης του 70.0 60.0 50.0 40.0 30.0 S b (cm 2 /g) 2830 3150 3390 3710 20.0 10.0 1 2 7 28 ηλικία (ημέρες)

Επίδραση SO 3 στην ανάπτυξη των αντοχών του τσιμέντου SO 3 (%)

Επίδραση θειικών στην πήξη

Συστάσεις Ειδικών Τύπων Τσιμέντου Τύπος Τσιμέντου Πόρτλαντ Κοινό (OPC) Μέσης Θερμότητας Ενυδατώσεως (Μ.Θ.Ε.) Υψηλών Αρχικών Αντοχών (Υ.Α.Α.) Χαμηλής Θερμότητας Ενυδατώσεως (Χ.Θ.Ε.) Αντοχής σε Θειϊκά Άλατα Λευκά Κύρια Χαρακτηριστικά C 3 A: 815% C 4 AF:815% C 3 A: ~5% C 3 S:5560% Μεγάλη λεπτότητα C 3 A: ~5% C 2 S:υψηλό (3540%) C 2 S:~25% C 3 S:~50% C 3 A: 5% Συνήθως C 4 AF + 2C 3 A 20% Κυρίως C 3 S, C 2 S, C 3 A

Σύγκριση τσιμέντων ως προς τις βασικές τους ιδιότητες Τύπος Αρχικές αντοχές Τελικές αντοχές Εκλυόμενη θερμότητα OPC 2 1 3 ΜΘΕ 2 1 2 ΥΑΑ 1* 1 4 ΧΘΕ 4 1 1 1*: max

Άλλοι τύποι τσιμέντων και περιοχές χρησιμοποίησης τους Τύπος Τσιμέντου Περιοχή Χρησιμοποίησης 1. Λευκά Ειδικές χρήσεις. Κυρίως σε περιπτώσεις διακόσμησης. 2. Oilwell 3. Με σκωρία υψικαμίνων Για περιπτώσεις στεγανοποίησής τους που ανάγονται κατά τις γεωτρήσεις για πετρέλαια, οπου επικρατούν συνθήκες υψηλής θερμοκρασίας και πίεσης Όταν απαιτείται έκλυση μικρών ποσοτήτων θερμότητας ενυδάτωσης με παράλληλη αυξημένη αντοχή στα θειϊκά 4. Τοιχοποιΐας Σε ειδικές κατασκευές, κυρίως για διακοσμητικούς λόγους 5. Αργιλικά Σε περιπτώσεις όπου απαιτείται ταχεία πήξη η οποία να συνοδεύεται με ανάπτυξη υψηλών αντοχών στις πρώτες ηλικίες 6. Sorel Ως υλικά επίστρωσης δαπέδων 7. SrAluminate Για πυρίμαχες κατασκευές 8. BaAluminate Για πυρίμαχες κατασκευές 9. Διογκωμένα

Ενυδάτωση, αντοχή, σκλήρυνση Τσιμέντα 350 450 Ανάπτυξη θερμότητας κατά την ενυδάτωση Ανάπτυξη της αντοχής 250 Πολύ βραδεία Πολύ βραδεία Ισχυρή L Βραδεία Βραδεία Ισχυρή F Κανονική Κανονική Κανονική L Κανονική Κανονική Ισχυρή Σκλήρυνση F Ταχεία Ταχεία Περιορισμένη 550 Πολύ ταχεία Πολύ ταχεία Πολύ περιορισμένη L: βραδεία έναρξη πήξεως F: ταχεία έναρξη πήξεως

Σύγκριση χημικής σύστασης φαιού και λευκού τσιμέντου Τύπος Χημική σύσταση SiO 2 Al 2 O 3 Fe 2 O 3 CaO MgO SO 3 Λευκό 22,5 4,5 0,4 66,3 1,0 2,8 Φαιό 20,5 5,4 2,6 63,9 2,1 3,0

Σύγκριση ορυκτολογικής σύστασης φαιού και λευκού τσιμέντου Τύπος Ορυκτολογική σύσταση Λεπτότητα C 3 S C 2 S C 3 A C 4 AF Blaine(m 2 /Kg) Λευκό 60 19 11 1 469 Φαιό 54 18 10 8 369

ΠΡΩΤΕΣ ΥΛΕΣ

Πρώτες ύλες Διαδικασία παραγωγής Προϊόν Ασβεστόλιθος Αργιλλοπυριτικά υλικά Προετοιμασία μίγματος (φαρίνα) Κύρια συστατικά Έψηση (κλίνκερ) C 3 S, C 2 S, C 3 A, C 4 AF Δευτερ. συστατικά Θειικό ασβέστιο Πρόσθετα Τελική άλεση Τσιμέντο

Χημική σύσταση διαφόρων ασβεστόλιθων και μαργών Συστατικό (%) Ασβεστ. 1 Ασβεστ. 2 Ασβεστ. 3 Ασβεστ. 4 Μάργα 1 Μάργα 2 Μάργα 3 SiO 2 0.61 6.75 4.91 0.10 27.98 33.20 21.32 Al 2 O 3 0.15 0.71 1.28 0.16 10.87 8.22 4.14 Fe 2 O 3 0.17 1.47 0.66 0.02 3.08 4.90 1.64 CaO 53.36 49.80 51.55 49.51 31.12 27.30 39.32 MgO 1.47 1.48 0.63 4.99 1.95 1.02 0.75 K 2 O 0.02 ίχνη ίχνη 0.01 0.20 0.12 0.06 Na 2 O 0.00 ίχνη ίχνη 0.01 0.33 0.18 0.08 SO 3 1.10 0.21 0.70 0.37 A.Π. 43.54 39.65 40.76 44.35 24.68 24.59 39.62

Χημική σύσταση διαφόρων αργιλοπυριτικών υλικών Συστατικό (%) Άργιλος 1 Άργιλος 2 Άργιλος 3 Άργιλος 4 Α.Π. 7.19 8.67 10.40 6.64 SiO 2 67.29 62.56 52.30 60.10 Al 2 O 3 8.97 15.77 24.70 18.00 Fe 2 O 3 4.28 4.47 6.10 8.20 CaO 7.27 4.80 4.40 0.80 MgO 1.97 1.38 0.10 0.20 K 2 O 1.20 Na 2 O 1.15 2.35 0.80 2.50 SO 3 0.32 1.10 3.80

Χημική σύσταση (%) διαφόρων διορθωτικών υλικών Συστατικό(%) Διατομίτης Βωξίτης Πυρίτης Σιδηρ. Ορυκτά Σκωρίες Ι.Τ.* Άμμος Α.Π. 6.2 1520 512 515 0.24.0 0.2 SiO 2 77.0 1622 625 2025 1122 2650 99.2 Al 2 O 3 9.6 4458 216 39 514 6.519 Fe 2 O 3 9.6 1016 6287 4560 5969 58 0.5 CaO 0.3 24 0.799 0.525 19 1550 MgO 0.9 0.21.0 0.22 1.57 0.52.5 2.54.0 K 2 O 1.5 Na 2 O 1.5 0.83.5 SO 3 0.88.0 0.30.6 0.22.5 2.56.5

Δείκτες 100C 1. LSF (Β.Κ.Α.) = 95% 2,8S 1,18A 0,65F C A F 2. HM (Υ.Δ.) = : 1,7 2,3 S 3. SR (Π.Δ.) = : 1,9 3,2 A F A F 4. AR (Α.Δ.) = : 1,5 2,5 S LSF Q ΕΨΗΣ Αντοχές HM Q ΕΨΗΣ Q ΕΝΥΔ SR Q ΕΨΗΣ V ΕΝΥΔ AR Q ΕΝΥΔ V ΠΗΞ

Τύποι του Bogue C 3 S = 4.071C 7.600S 6.718A 1.430F C 2 S = 8.602 S + 5.068A + 1.078F 3.071C = 2.867S 0.7544C 3 S C 3 A = 2.650A 1.692 F C 4 AF = 3.043F

Χημική σύσταση της φαρίνας και του κλίνκερ

Ακολουθία αντιδράσεων στην περιστρεφόμενη κάμινο

Όρια κοκκομετρίας πρώτων υλών για αποτελεσματική έψηση Υλικό Μέγιστο μέγεθος κόκκων (μm) Χαλαζίας 44 CaCO 3 100150 CaCO 3.MgCO 3 125150 Άστριοι 63

Ελευθέρα άσβεστος fcao (%) Επίδραση της λεπτότητας του ασβεστόλιθου και της θερμοκρασίας έψησης στην ελευθέρα άσβεστο του κλίνκερ 14 12 10 8 6 4 Υπόλειμμα στα 90μm (%) 24,5 16,6 11,0 5,8 2 0 1350 1400 1450 1500 Θερμοκρασία ( o C)

Δείκτες, όρια και η επίδραση τους στο προϊόν και την παραγωγική διαδικασία (1/2) Δείκτες Πυριτικός (S M ) S/(A+F) Αργιλικός (Α Μ ) Α/F Διακύμανση Συνήθη Όρια (Επιθυμητά Όρια) 1.93.2 (2.32.7) 1.32.5 (1.31.7) Επίδραση στο προϊόν και την παραγωγική διαδικασία Ένας μεγαλύτερος S M : 1. Οδηγεί σε σκληρότερο ψήσιμο και συνεπώς σε μεγαλύτερη κατανάλωση καυσίμου. 2. Προκαλεί διογκώσεις στο τσιμέντο λόγω του μεγάλου fcao 3. Δυσχεραίνει τον σχηματισμό επικαθήσεων που προστατεύουν τα πυρότουβλα. 4. Επιφέρει αργή πήξη και σκλήρυνση του τσιμέντου Ένας μεγαλύτερος Α M : 1. Οδηγεί σε σκληρότερο ψήσιμο και συνεπώς σε μεγαλύτερη κατανάλωση καυσίμου. 2. Αυξάνει την αναλογία του C 3 S σε βάρος του C 4 AF. 3. Αυξάνει τα C 3 S και C 2 S 4. Μειώνει την υγρή φάση και την παραγωγή του φούρνου. 5. Οδηγεί σε γρήγορη πήξη και αύξηση των πρώιμων αντοχών του τσιμέντου. 6. Αυξάνει το ιξώδες της υγρής φάσης σε σταθερή θερμοκρασία.

Δείκτες, όρια και η επίδραση τους στο προϊόν και την παραγωγική διαδικασία (2/2) Δείκτες Βαθμός κορεσμού σε άσβεστο LSF* Διακύμανση Συνήθη Όρια (Επιθυμητά Όρια) 0.661.02 (0.920.96) Επίδραση στο προϊόν και την παραγωγική διαδικασία Ένας μεγαλύτερος LSF 1. Καθιστά δύσκολη την έψηση 2. Προκαλεί διογκώσεις στο τσιμέντο λόγω του μεγάλου fcao 3. Αυξάνει το C 3 S και μειώνει το C 2 S 4. Προκαλεί αργή πήξη με παράλληλη ανάπτυξη υψηλών αρχικών αντοχών Υδραυλικός (Η Μ ) C/(S+A+F) 1.72.3 ( 2) Ένας μεγαλύτερος Η Μ 1. Απαιτεί μεγαλύτερη θερμοκρασία έψησης 2. Δημιουργεί τσιμέντο που εκλύει μεγαλύτερη θερμότητα ενυδάτωσης. * LSF 1 =

Πτητικά συστατικά, όρια και η επίδραση τους στο προϊόν και στην παραγωγική διαδικασία (1/2) Συστατικά Αλκάλια Κ 2 Ο+Να 2 Ο Ενώσεις θείου (S 2,SO 3 2 SO 4 2 ) Διακύμανση Συνήθη Όρια (Επιθυμητά Όρια) 01% σε (K+N) (0.203%) 04% σε S (0.52%) Επίπτωση Ένα μεγαλύτερο Κ+Ν 1. Αυξάνει την υγρή φάση και τον σχηματισμό εσωτερικών επικαθίσεων στη κάμινο. 2. Μειώνει τη διαλυτότητα του CaO στο τήγμα. 3. Όταν Ν+0.659Κ>0.6%, υπάρχει κίνδυνος διογκώσεων από την αντίδραση αλκαλίωναδρανών 4. Δημιουργεί λειτουργικά προβλήματα λόγω του εσωτερικού κύκλου των αλκαλίων. Ένα μεγαλύτερο S 1. Βελτιώνει την αρνητική επίπτωση των αλκαλίων λόγω του σχηματισμού ενδιάμεσων λιγότερο πτητικών ενώσεων. 2. Μειώνει κατά 100 ο C τη θερμοκρασία εμφάνισης υγρής φάσης. 3. Μειώνει τις αντοχές. 4. Στα άνω όρια προκαλεί διογκώσεις λόγω σχηματισμού εντριγκίτη. Ο

Πτητικά συστατικά, όρια και η επίδραση τους στο προϊόν και στην παραγωγική διαδικασία (2/2) Συστατικά P 2 O 5 Διακύμανση Συνήθη Όρια (Επιθυμητά Όρια) 01% σε P (0.30.5%) Επίπτωση Ένα μεγαλύτερο P 1.Επιταχύνει την αντίδραση κλινκεροποίησης 2. Mειώνει τον εσωτερικό κύκλο 3. Mειώνει τις πρώιμες αντοχές 4. Mειώνει το περιεχόμενο C 3 S Χλωριόντα(Cl ) 00.6% σε Cl (00.015%) Περισσότερα Cl 1. Δημιουργεί περισσότερο πτητικά χλωριούχα αλκάλια, επιφέροντας προβλήματα κατά την έψηση. 2. Αυξάνει την υγρή φάση και το σημείο τήξης 3. Συντελεί στη δημιουργία δακτυλιδιών στην ΠΚ λόγω του σπουρίτη (2C 2 S.CaCO 3 ) 4.Απαιτείται by pass για Cl >0.015%

Υλικά που αντικαθιστούν ασβεστούχες πρώτες ύλες Ασβεστόλιθοι χαμηλής ποιότητας (marginal limestone) Σκόνη αποκονίωσης περιστροφικών καμίνων Σκωρία υψικαμίνων Σκωρία μεταλλακτών Λάσπη καρβιδίων Λάσπη ανθρακικών Κατάλοιπα βιτουμενούχων σχιστόλιθων

Υλικά που αντικαθιστούν πυριτικές πρώτες ύλες Άμμος χυτηρίων Άμμος έκπλυσης Τέφρα φλοιών ρυζιού Απόβλητα και στείρα από επεξεργασία ορυκτών και μεταλλευμάτων

Υλικά που αντικαθιστούν αργιλούχα υλικά Υπολείμματα καταλυτών Ιπτάμενη τέφρα Τέφρα πυθμένα Απόβλητα διεργασιών παραγωγής λιγνίτη Ερυθρά ιλύς

Οφέλη από τη χρήση αποβλήτων και παραπροϊόντων για την παραγωγή τσιμέντου (1/3) Απόβλητο/ παραπροϊόν Υλικό προς αντικατάσταση Αποδιδόμενα οφέλη Ασβεστόλιθος χαμηλής ποιότητας Ασβεστούχος λάσπη Λάσπη από επεξεργασία ζάχαρης Ασβεστολιθική άμμος Σκωρίες Ασβεστόλιθος Ασβεστόλιθος Ασβεστόλιθος Ασβεστόλιθος και σχιστόλιθος Ασβεστόλιθος και σιδηρούχα υλικά Εξοικονόμηση αποθεμάτων ασβεστόλιθου Διατήρηση δείκτη LSF Διατήρηση αποθεμάτων ασβεστόλιθου Βελτίωση απόδοσης άλεσης Εξισορρόπηση θειικών Διατήρηση αποθεμάτων ασβεστόλιθου Διατήρηση αποθεμάτων ασβεστόλιθου και σχιστόλιθου Διατήρηση αποθεμάτων ασβεστόλιθου και σιδηρομεταλλευμάτων Βελτίωση εψησιμότητας και δείκτη LSF

Οφέλη από τη χρήση αποβλήτων και παραπροϊόντων για την παραγωγή τσιμέντου (2/3) Απόβλητο/ παραπροϊόν Υλικό προς αντικατάσταση Αποδιδόμενα οφέλη Ερυθρά ιλύς Σχιστόλιθος και σιδηρούχα υλικά Διατήρηση αποθεμάτων ασβεστόλιθου και σιδηρομεταλλευμάτων Βελτίωση εψησιμότητας Μείωση αποθέσεων Βωξίτης Ιπτάμενη τέφρα Σχιστόλιθος και σιδηρούχα υλικά Σχιστόλιθος, Πυριτική άμμος, Σιδηρούχα υλικά Διατήρηση αποθεμάτων ασβεστόλιθου και σιδηρομεταλλευμάτων Βελτίωση εψησιμότητας Διατήρηση αποθεμάτων σχιστόλιθου Μείωση αλκαλίων Βελτίωση εψησιμότητας

Οφέλη από τη χρήση αποβλήτων και παραπροϊόντων για την παραγωγή τσιμέντου (3/3) Ιπτάμενη τέφρα υψηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα Απόβλητα διεργασιών φθορίου Απόβλητα βιομηχανιών παραγωγής λιπασμάτων Απόβλητα επεξεργασίας σιδηρομεταλλευμάτων που περιέχουν Mo Απόβλητα επεξεργασίας Zn Σχιστόλιθος Πυριτική άμμος Σιδηρούχα υλικά Διορθωτικό υλικό Διορθωτικό υλικό Διορθωτικό υλικό Διορθωτικό υλικό Διατήρηση αποθεμάτων σχιστόλιθου Μείωση αλκαλίων Βελτίωση εψησιμότητας Βελτίωση παραγωγής Εξοικονόμηση ενέργειας καυσίμων Βελτίωση δραστικότητας Εξοικονόμηση ενέργειας Βελτίωση δραστικότητας Εξοικονόμηση ενέργειας Βελτίωση δραστικότητας Εξοικονόμηση ενέργειας Βελτίωση δραστικότητας Εξοικονόμηση ενέργειας

Οριακές τιμές χημικών χαρακτηριστικών ασβεστολίθων για παραγωγή διαφόρων τύπων τσιμέντων Συστατικό Περιοχή διακύμανσης για παραγωγή τσιμέντων CEM I και II (%) Όρια τιμών για παραγωγή άλλων τύπων τσιμέντου (%) CaO 4452 min 40 MgO max 3,5 5,0 SiO 2 +Al 2 O 3 +Fe 2 O 3 * * Mn 2 O 3 <0,5 <3,0 K 2 O+Na 2 O <0,6 <1,0 Ολικό S <0,6 <0,8 P 2 O 3 <0,6 <1,0 Cl <0,015 <0,05 Ελεύθερο SiO 2 <8,0 <10,0

Επιπτώσεις στο κλίνκερ από την τέφρα του καυσίμου Μείωση του LSF και αύξηση του SΜ Αλλαγή της σύστασης των πυριτικών φάσεων Αύξηση της υγρής φάσης και μείωση του ιξώδους της Διείσδυση της τηγμένης τέφρας στις μικρορωγμές του κλίνκερ και πραγματοποίηση τοπικών αντιδράσεων που οδηγούν σε αύξηση του C2S που κατά κανόνα δεν είναι επιθυμητή Πρόκληση τοπικών περιοχών ανομοιογένειας που οδηγούν σε μείωση των αντοχών

Επίδραση της απορρόφησης της τέφρας του καυσίμου στα ορυκτολογικά συστατικά του κλίνκερ Φάσεις Ποσοστό απορρόφησης τέφρας στο κλίνκερ (ως ποσοστό επί της μάζας του κλίνκερ) 0.0 6.0 7.0 8.0 C 3 S 78.3 44.5 41.9 25.0 C 2 S 8.0 38.2 41.3 60.1 C 3 A 2.8 3.2 4.4 3.5 C 4 AF 10.8 13.9 12.3 11.4

Πρώτες ύλες Διαδικασία παραγωγής Προϊόν Ασβεστόλιθος Αργιλλοπυριτικά υλικά Προετοιμασία μίγματος (φαρίνα) Κύρια συστατικά Έψηση (κλίνκερ) C 3 S, C 2 S, C 3 A, C 4 AF Δευτερ. συστατικά Θειικό ασβέστιο Πρόσθετα Τελική άλεση Τσιμέντο

Παραγωγική διαδικασία τσιμέντου

Λατόμευση, Θραύση, Προομο

Ονομασίες υλικού στη βιομηχανία τσιμέντου Πέτρωμα ή χώμα: Το υλικό μέχρι την άλεση του μίγματος των πρώτων υλών Φαρίνα: Το προϊόν της άλεσης των πρώτων υλών έως την έψηση Κλίνκερ: Το προϊόν της έψησης έως την άλεση του τσιμέντου Τσιμέντο : Το τελικό προϊόν που προκύπτει από την άλεση του κλίνκερ

Προετοιμασία των πρώτων υλών στην ξηρή και υγρή μέθοδο 2. Οι πρώτες ύλες αλέθονται και αναμειγνύονται 2. Raw materials are ground to powder and blended. ή or Source: PCA, 2003 2. Οι πρώτες ύλες αλέθονται, προστίθεται νερό προς 2. Raw materials are ground, mixed with water to form slurry, σχηματισμό and blended. πολτού και αναμειγνύονται μεταξύ τους

Λατόμευση, Θραύση, Προομο

Κριτήρια επιλογής λατομείων Υπάρχοντα στοιχεία. Αρχική αναγνώριση Παρατηρήσεις επιφανείας. Εργοταξιακή αναγνώριση Διερεύνηση σε βάθος Μελέτη των δεδομένων και συλλογική αξιολόγηση τους

Φάσεις εκμετάλλευσης λατομείου Απομάκρυνση του υπερκείμενου στρώματος (overburden) Διάτρηση και ανατίναξη Προσαγωγή του υλικού που εξορύχτηκε στα μέσα μεταφοράς Μεταφορά του υλικού στην εγκατάσταση θραύσης

ΠΡΟΕΤΟΙΜΑΣΙΑ ΜΙΓΜΑΤΟΣ ΠΡΩΤΩΝ ΥΛΩΝ 1. ΘΡΑΥΣΗ

Ελάττωση μεγέθους Θραύση : ελάττωση μεγέθους στην χονδρόκοκκη περιοχή Άλεση : ελάττωση μεγέθους στην λεπτόκοκκη περιοχή Θραύση : +1cm, κατανάλωση ενέργειας 4Kwh/t Άλεση : 1mm (0,1mm), κατανάλ. ενέργειας 40Kwh/t Χαρακτηριστικά διατάξεως ελάττωσης μεγέθους Βαθμός ελάττωσης μεγέθους Δρώσα δύναμη (πίεση ή κρούση) Μορφή υλικού (ξηρή ή υγρή ελάττωση μεγέθους) Απόδοση (χαμηλή, ~5%)

Κριτήρια επιλογής θραυστήρων Κριτήρια επιλογής λόγος σμικρύνσης φθορές (g/t προϊόντος) ομοιογένεια προϊόντος Είδος θραυστήρα Με κυλίνδρους Με σιαγόνες Στρομβικός Με σφυριά 57 46 715 4060 μικρές 2045 >50 13 ναι όχι μέτρια ναι υγρασία υλικού ναι οχι οχι ναι μέγιστη παραγωγή (t/h) ειδική κατανάλωση ενέργειας (kwh/t) 300 800 >800 >1000 0,30,6 0,30,6 0,20,4 12

Θραυστήρες με σφυριά μονός ρότορας, τροφοδοσία με κυλίνδρους διπλός ρότορας, τροφοδοσία με πλακοταινία Θραυστήρας με σφυριά σε ημιτομή

Τρόπος λειτουργίας θραυστήρα με σφυριά με ένα ρότορα με δύο ρότορες

Άλλοι θραυστήρες σιαγόνες Θραυστήρας με σιαγόνες Περιστροφικός θραυστήρας Θραυστήρας με κυλίνδρους (διπλός και τριπλός)

ΠΡΟΕΤΟΙΜΑΣΙΑ ΜΙΓΜΑΤΟΣ ΠΡΩΤΩΝ ΥΛΩΝ 2. ΠΡΟΟΜΟΓΕΝΟΠΟΙΗΣΗ

Προομογενοποίηση

Σωροί προομογενοποιήσης

Σωροί προομογενοποίησης

Απόδοση ανάμίξης σε συνάρτηση με τον αριθμό των στιβάδων

ΠΡΟΕΤΟΙΜΑΣΙΑ ΜΙΓΜΑΤΟΣ ΠΡΩΤΩΝ ΥΛΩΝ 3. ΑΛΕΣΗ

Βασικοί στόχοι εγκατάστασης άλεσης i) Σταθερότητα στην ποιότητα του προϊόντος (a M ) ή καλύτερα ελαχιστοποίηση των αποκλίσεων: a M = const ή ( a M,i a M ) min ii) Eλαχιστοποίηση της ειδικής κατανάλωσης ενέργειας: q / M m min γεγονός που ισοδυναμεί είτε με μεγιστοποίηση της δυναμικότητας του μηχανήματος (M m max) ή με ελαχιστοποίηση της καταναλισκόμενης ενέργειας (q min) iii) Βαθμός απόδοσης (a) όσο το δυνατό μεγαλύτερος: a max

Διαφορές μεταξύ άλεσης φαρίνας και άλεσης τσιμέντου Διαφορετική αλεστικότητα Διαφορετική τελική λεπτότητα Διαφορετική φθοροποιός δράση Διαφορετικές θερμοκρασίες μέσα στον μύλο Προβλήματα συσσωμάτωσης Προβλήματα διαφοροποίησης ειδικών επιφανειών των επιμέρους συστατικών

Σύγκριση άλεσης φαρίνας και άλεσης κλίνκερ Φαρίνα Κλίνκερ Στόχος Επιτάχυνση έψησης Ανάπτυξη αντοχών Όρια Τύπος μύλου Σε συνάρτηση με ένέργεια Σφαιρόμυλοι, roller Αναλόγως του τύπου τσιμέντου Σφαιρόμυλοι (κύλινδροι) Αλεστικότητα 710 Kwh/st 1315 Kwh/st Λεπτότητα 50005500 cm 2 /g 30004500 cm 2 /g Θερμοκρασία Υψηλή, ξήρανση ΠΥ 85115⁰C Προβλήματα συνάλεσης +

Ξήρανση φαρίνας από τα καπναέρια

Μύλοι άλεσης ΣΦΑΙΡΟΜΥΛΟΙ: Κυλινδρικοί χαλύβδινοι θάλαμοι. Επένδυση από πλάκες με ειδικά χαλυβοκράματα 1. Διαστάσεις : d=25, L=515 (ανάλογα Ball ή Tube) 2. Περιστροφή : 1520 rpm (ανάλογα με την διάμετρο) 3. Διαφράγματα : χωρίζουν τον μύλο σε 2 ή 3 διαμερίσματα 1 ο διαμέρισμα (1/3), μεγάλα αλεστικά, κρούση 2 ο διαμέρισμα (2/3), μικρά αλεστικά, τριβή 4. Αλεστικά: σφαίρες χαλύβδινες 10017mm

Σφαιρόμυλος Είσοδος κλίνκερ Έδραση μύλου Πλάκες 1 ος θάλαμος Ενδιάμεση μεμβράνη 2 ος θάλαμος Έξοδος αέρα Μεμβράνη εξόδου Κέλυφος Έδραση μύλου Είσοδος αέρα Αλεστικά Έξοδος τσιμέντου

Χαρακτηριστικά λειτουργίας σφαιρόμυλων 1. Βαθμός πληρώσεως μύλου : 2833% 2. Ταχύτητα περιστροφής : Μ = 75% Μ κρ Μ κρ = 42.3 D D = διάμετρος μύλου 3. Λόγος βάρους αλεστικών : S/C 9 4. Χρόνος παραμονής υλικού : 812 min 5. Αλεστικά: : 1 ο διαμέρισμα Φ 100 Φ 60 2 ο διαμέρισμα Φ 60 Φ 20 ενδεικτ. Βάρος (3.66x13.7m) 182.5t φορτίο 6. Απόδοση : 5% 7. Ροή αέρα : 0.120.16m 3 /min ή 34 V μυλ /min 8. Ψεκασμός : ~ 20 l/min 9. Δυναμικότητα :f(αλεστικότητα, όγκος μύλου, λεπτότητα, συνθήκες)

Κίνηση αλεστικών στο μύλο και ασκούμενες δυνάμεις στα αλεστικά σώματα κατά την περιστροφή τους

Κίνηση φορτίου μύλου σε σχέση με το βαθμό πλήρωσης και την ταχύτητα περιστροφής

Διάφορα συστήματα αλέσεως F 1 P ανοικτό κύκλωμα F R 1 2 P κλειστό κύκλωμα 2 P F 1 αντίστροφο κλειστό κύκλωμα 1: σφαιρόμυλος, 2: διαχωριστής F:τροφοδοσία, P: προϊόν, R: επιστροφές

Απλή μορφή κλειστού κυκλώματος

Συσχέτιση ειδικής επιφανείας και κυκλοφορούντος φορτίου Ειδική Κυκλοφορούν Ειδική Παραγωγή κατανάλωση φορτίο επιφάνεια (t/h) ενέργειας (%) (cm 2 /g) (kwh/t) 200 2500 115 32 250 2900 90 39 300 3400 70 44

Κατανομή RosinRammler προϊόντων κλειστού (1) και ανοικτού (2) κυκλώματος άλεσης κλίνκερ 1 2 R (%) d (μm)

Μεταβολή του μέσου μεγέθους των σωματιδίων (d m ) σε συνάρτηση με το μήκος του μύλου

Διαχωριστής τύπου Sturtevant

Κίνηση σωματιδίων σε διαχωριστή

Ροή αέρα σε απλό κυκλώνα Έξοδος καθαρού αέρα Περιδίνηση Είσοδος αέρα Έξοδος στερεών

Παράγοντες που επηρεάζουν τις φθορές των αλεστικών Η διάμετρος των αλεστικών σωμάτων Η σκληρότητα των αλεστικών σωμάτων Η σκληρότητα του προς άλεση υλικού Η επιδιωκόμενη λεπτότητα άλεσης Η διάμετρος του μύλου

Κάθετοι μύλοι

Κατανάλωση ενέργειας σε σφαιρόμυλο σε σχέση με την ειδική επιφάνεια (άλεση τσιμέντου)

Κυλινδρόπρεσσα (αρχή λειτουργίας)

Κυλινδρόπρεσσα

Σύγκριση συμβατικών κυκλωμάτων άλεσης και κυκλωμάτων με κυλινδρόπρεσα (1/2) Χαρακτηριστικά μεγέθη Συμβατικό κύκλωμα Κύκλωμα με ΚΠ Δυναμικότητα (t/h) 103 144 Λεπτότητα (cm 2 /g) 4000 3950 Αύξηση παραγωγής (t/h) 41 Αύξηση παραγωγής(%) 40 Κατανάλωση ενέργειας (kwh/t) Σφαιρόμυλος (kwh/t) 40.9 28.2 Κυλινδρόπρεσα (kwh/t) 5.6 Βοηθητικός εξοπλισμός (kwh/t) 10.5 7.2 Σύνολο (kwh/t) 51.4 41 Εξοικονόμηση ενέργειας (kwh/t) 10.4 Εξοικονόμηση ενέργειας(%) 20

Σύγκριση συμβατικών κυκλωμάτων άλεσης και κυκλωμάτων με κυλινδρόπρεσα (2/2) Χαρακτηριστικά τσιμέντου Συμβατικό κύκλωμα Κύκλωμα με ΚΠ Λεπτότητα (cm 2 /g) 3350 3350 Συντελεστής ομοιομορφίας (n) 0.93 1.07 Διερχόμενο στα 8μ (%) 30.8 33.0 Διερχόμενο στα 32μ (%) 79.0 85.0 Εργασιμότητα στα 30 min 11 10 Απαίτηση σε νερό (%) 2729 29.730 SO 3 (%) 3.3 3.3 Αντοχές 1 ημέρας (N/mm 2 ) 15.4 17.7 Αντοχές 2 ημερών (N/mm 2 ) 27.0 31.5 Αντοχές 7 ημερών (N/mm 2 ) 47.0 57.8 Αντοχές 28 ημερών (N/mm 2 ) 65.0 71.0

Μύλος αυτογενούς κονιοποίησης

Διαφοροποίηση S B επιμέρους συστατικών τσιμέντου

Πληροφορίες θερμικού ισοζυγίου Απαιτούμενα θερμικά ποσά για την απομάκρυνση της υγρασίας των πρώτων υλών. Αναπτυσσόμενες θερμοκρασίες μέσα στο μύλο για τον έλεγχο της ψευδούς πήξης. Απαιτούμενες ποσότητες αέρα για τον αερισμό της εγκατάστασης. Έλεγχος του σημείου δρόσου στα διάφορα σημεία της εγκατάστασης. Υπολογισμός ψεκαζόμενης ποσότητας νερού για έλεγχο αρχικής φάσης ενυδάτωσης. Υπολογισμός θερμικών απωλειών από ακτινοβολίες

ΠΡΟΕΤΟΙΜΑΣΙΑ ΜΙΓΜΑΤΟΣ ΠΡΩΤΩΝ ΥΛΩΝ 4. ΟΜΟΓΕΝΟΠΟΙΗΣΗ

Αρχή ομογενοποίησης

Διάφορα συστήματα ομογενοποίησης α: με αναμόχλευση με αέρα β: με τη δημιουργία χωνιού γ: με τη δημιουργία πολλαπλών χωνιών

ΠΡΟΕΤΟΙΜΑΣΙΑ ΜΙΓΜΑΤΟΣ ΠΡΩΤΩΝ ΥΛΩΝ 5. ΕΨΗΣΗ 5.1 έψηση και ποιότητα

Στόχος SK min (Kόστος παραγωγής) Μ Μ max (Μεγιστοποίηση παραγωγής) q min (Κατανάλωση ενέργειας) α Μ σταθερή (ποιότητα προϊόντος) Δευτερεύουσες συνθήκες 1. Εξασφάλιση της ποιότητας του προϊόντος 2. Εξασφάλιση της ονομαστικής παραγωγής της Π.Κ. 1. Εξασφάλιση της ποιότητας του προϊόντος 2. Σεβασμός μιας προκαθορισμένης τιμής για το κόστος παραγωγής 3. Οριοθέτηση των φθορών της εγκατάστασης 4. Ελαχιστοποίηση της ρύπανσης του περιβάλλοντος 1. Εξασφάλιση της ποιότητας του προϊόντος 2. Καθορισμένα όρια εξόδων εγκατάστασης 3. Ελαχιστοποίηση της ρύπανσης του περιβάλλοντος 1. Οριοθέτηση της κατανάλωσης ενέργειας 2. Ελαχιστοποίηση της ρύπανσης του περιβάλλοντος 3. Εξασφάλιση της ονομαστικής παραγωγής της Π.Κ.

Ακολουθία αντιδράσεων στην περιστρεφόμενη κάμινο

Τυπική χημική ανάλυση συστατικών σε διάφορα στάδια της διαδικασίας παραγωγής

Μετασχηματισμοί κατά την έψηση του μείγματος των πρώτων υλών Θερμοκρασία ( ο C) 500600 Μετασχηματισμοί Αφυδάτωση και διάσπαση αργίλων, σχηματισμός μετακαολίνη (2SiO 2. Al 2 O 3 ) 600700 Διάσπαση του MgCO 3 προς MgO και CO 2 700800 Διάσπαση του CaCO 3 προς CaO και CO 2 800900 Σχηματισμός του C 2 S 900950 Μεταβολή των αμόρφων SiO 2, Al 2 O 3 σε κρυσταλλικά 9001000 Αρχή σχηματισμού 5CaO. 3Al 2 O 3 και του 2CaO. Al 2 O 3. SiO 2 που διασπάται στους 1000 Ο C 11001200 Σχηματισμός του C 3 A και του C 4 AF 12601300 Πρώτη εμφάνιση υγρής φάσης 13001450 Σχηματισμός του C 3 S με παράλληλη μείωση του ελ. CaO

Σχηματική διατύπωση του τρόπου διάσπασης του CaCO 3 CaO CaCO 3 3 4 2 1 5 θερμότητα CO 2 1.Μεταφορά της θερμότητας από το περιβάλλον προς την επιφάνεια του κόκκου 2.Αγωγή θερμότητας δια μέσου της κλίνης του αποσυντεθέντος υλικού προς την ζώνη αντιδράσεως 3. Χημική αντίδραση μέσα στη ζώνη αντιδράσεως με σύγχρονη έκλυση CO 2 και ανακρυστάλλωση του σχηματιζόμενου CaO 4. Διάχυση του CO 2 δια μέσου της κλίνης του CaO προς την επιφάνεια του κόκκου 5. Μεταφορά των υλικών από την επιφάνεια του κόκκου στο περιβάλλον

Ιδιότητες τσιμέντων με διαφορετικούς βαθμούς κορεσμού σε άσβεστο LSF Θερμοκρασία Έψησης ( o C) Φαινόμενη πυκνότητα (kg/l) C 3 S (%) C 2 S (%) Θλιπτικές Αντοχές (MPa) 7 ημερών 180 ημερών 75 1280 1.8 0 80 15 80 1280 2.2 12 68 5 25 85 1290 2.2 32 48 18 47 90 1300 2.2 46 34 25 55 95 1330 2.3 56 24 30 59 100 1380 2.7 80 0 42 64

Ελευθέρα άσβεστος fcao (%) Επίδραση της λεπτότητας του ασβεστόλιθου και της θερμοκρασίας έψησης στην ελευθέρα άσβεστο του κλίνκερ 14 12 10 8 6 4 Υπόλειμμα στα 90μm (%) 24,5 16,6 11,0 5,8 2 0 1350 1400 1450 1500 Θερμοκρασία ( o C)

O σχηματισμός των ορυκτολογικών φάσεων κατά μήκος του φούρνου

ΠΡΟΕΤΟΙΜΑΣΙΑ ΜΙΓΜΑΤΟΣ ΠΡΩΤΩΝ ΥΛΩΝ 5. ΕΨΗΣΗ 5.2 Μέθοδοι έψησης

Ζώνες διεργασιών Π.Κ. Θερμοκρασία ( C) 120 C 550 C 1000 C 1450 C 1380 C Φαρίνα Αέρια 1 (33%) 2 (14%) 3 (25%) 4 (20%) 5 (8%) 1. Αφυδάτωση ξήρανση 33% του μήκους 2. Προθέρμανση 14% 3. Ασβεστοποίηση 25% 4. Κλινκεροποίηση 20% 5. Ψύξη 8%

Θερμοκρασιακές περιοχές ΠΚ Θερμοκρασιακή περιοχή ( ο C) Ζώνη Π.Κ.* Περιγραφή δράσης <200 Ι Εξάτμιση 200800 ΙΙ Προθέρμανση 8001100 ΙΙΙ Ασβεστοποίηση 11001300 IV Εξώθερμες αντιδράσεις 130014501300 V Κλινκεροποίηση 13001000 VI Ψύξη

Η Περιστροφική κάμινος (ΠΚ)

Κάμινος υγρής μεθόδου

Μέθοδος Lepol Ηλεκτροστατικό φίλτρο Κινητή σχάρα Περιστροφική Κάμινος Ψυγείο κλίνκερ Ξήρανση προθέρμανση Έψηση Ψύξη Χαρακτηριστικά μεθόδου Lepol 1. Αναλογία νερού 18% 2. Μέγεθος κουφέτων 12 cm 3. Αέρια 1000 C 100 150 C 4. Υλικό (προθέρμανση) 800 C 5. Κατανάλωση ενέργειας 800 Kcal/Kg 6. Δυναμικότητα 130 t/h 7. Μεγάλη ομοιογένεια προϊόντος 8. Μικρή επιβάρυνση αερίων με σκόνη 9. Ποσοστό ασβεστοποίησης στην προθέρμανση: 30%

Σύστημα έψησης με προθερμαντές 1: σιλό μίγματος Π.Υ., 2: αναβατόριο, 3: προθερμαντές καμίνου, 4: καύσιμο, 5: περιστροφική κάμινος, 6: ψυγείο κλίνκερ, 7: πρωτογενής αέρας καύσης, 8: ηλεκτροστατικό φίλτρο

Μέθοδος με προθερμαντές (κυκλώνες)

Αρχή λειτουργίας κυκλώνα Έξοδος καθαρού αέρα Περιδίνηση Είσοδος αέρα Έξοδος στερεών

Σύστημα έψησης με προασβεστοποίηση

Κάμινος με προασβεστοποιητή

Τυπικό θερμικό ισοζύγιο ξηρής μεθόδου (kcal/kg) Αέρια καμίνου 160 Ακτινοβολίες 75 Αέρας ψύξεως κλίνκερ 100 335 Θεωρητική απαίτηση 425 Σύνολο 760

Ενεργειακές απαιτήσεις για τις διάφορες μεθοδολογίες εψήσεως Μορφή ενέργειας α) Θερμική Προετοιμασία μείγματος Μέθοδος παραγωγής τσιμέντου Ξηρή Ημιυγρή Υγρή 175 137 Έψηση κλίνκερ 760 950 1500 β) Ηλεκτρική Προετοιμασία μείγματος 33 27 19 Άλεση τσιμέντου 60* 60* 69* Σύνολο θερμικής 790* 977* 1519* Σύνολο ηλεκτρικής 88* 82* 72* Σύνολο ενέργειας 878* 1059* 1591* Σύνολο ενέργειας (BTU/pound κλίνκερ) 1580 1960* 2864

Σύγκριση μεθόδων Lepol, προθέρμανσης με κυκλώνες και διπλής καύσεως Μήκος καμίνου Lepol (800 Kcal/Kg) 70% Κυκλώνες (780 Kcal/Kg) 55 60% S.F. (750 Kcal/Kg) 1020% Ασβεστοποίηση (750950 C) Κλινκεροποίηση (9501450 C) Με την εξέλιξη των μεθόδων εψήσεως, πετυχαίνεται η μείωση του μήκους της καμίνου (μικρότερο κόστος επένδυσης), αύξηση της δυναμικότητας και μικρότερη κατανάλωση καυσίμου

Σύγκριση μεθόδων έψησης Χαρακτηριστικά Υγρή μέθοδος Ημιυγρή μέθοδος Προθερμαντές Ξηρή μέθοδος Προασβεστοποιητές Μήκος καμίνου (m) Διάμετρος καμίνου (m) Δυναμικότητα (t/ημέρα) Υγρασία τροφοδοσίας (%) Κατανάλωση καυσίμου (kcal/kg κλίνκερ) 40232 4090 4095 54110 2.46.6 3.66.0 2.86.0 3.55.9 1003350 4003000 2003500 15008500 2448 1722 8.0 8.0 10002200 9001200 800950 800950

Γενικές τάσεις Μείωση λειτουργικού κόστους Αύξηση της θερμικής απόδοσης της εγκατάστασης Μείωση περιβαλλοντικών επιπτώσεων Ομοιόμορφα σταθερή ποιότητα προϊόντος

Επιμέρους τάσεις 1. Προθέρμανση ασβεστοποίηση (5βάθμιοι, 6βάθμιοι προθερμαντές, χρήση ασβεστοποιητών, ασβεστοποιητές A.S.) 2. Κλίβανος (μείωση μήκους, προηγμένα συστήματα στήριξης και ευθυγράμμισης) 3. Καυστήρες (μείωση πρωτογενούς αέρα (<10%), χαμηλά No x, χρήση εναλλακτικών καυσίμων) 4. Ψύξη (ανάκτηση θερμότητας, βελτιωμένα συστήματα αερισμού, κατασκευαστικές βελτιώσεις) 5. Πυρίμαχη επένδυση (περιορισμός χρήσης πυρότουβλων μαγνησίαςχρωμίου, πυρότουβλα μαγνησίαςζιρκονίας) 6. Συστήματα ελέγχου (έμπειρα συστήματα, συστήματα σάρωσης)

Εξοικονόμηση ενέργειας κατά την έψηση (1/2) 1. Εκμετάλλευση του θερμικού περιεχομένου των απαερίων 1. Τοποθέτηση αλυσίδων στο πίσω μέρος της Π.Κ. 2. Τοποθέτηση στην είσοδο της καμίνου συστοιχίας κυκλώνων (ανακομιστές θερμότητος) 3. Τοποθέτηση στον πλησιέστερο προς την κάμινο κυκλώνα ενός δεύτερου καυστήρα 2. Εκμετάλλευση των θερμικών απωλειών (1015% της συνολικής θερμικής καταναλώσεως) από την ακτινοβολία του κελύφους 1. Χρησιμοποίηση κατάλληλων πυρότουβλων 2. Χρησιμοποίηση ανακτητών θερμότητας (recuperators)

Εξοικονόμηση ενέργειας κατά την έψηση (2/2) 3. Εκμετάλλευση του θερμικού περιεχομένου του κλίνκερ 1. Μείωση του πρωτογενούς αέρα για την καύση. Αναφέρεται εξοικονόμηση έως 50 kcal/kg για μείωση του αέρα από 30 σε 10%. 4. Χρησιμοποίηση τακερών συστατικών 1. Διευκολύνεται η κλινκεροποίηση του μείγματος των πρώτων υλών 2. Μειώνεται η θερμοκρασία σχηματισμού υγρής φάσεως 3. Θετική επίδραση στη δραστικότητα των ενώσεων του κλίνκερ

ΠΡΟΕΤΟΙΜΑΣΙΑ ΜΙΓΜΑΤΟΣ ΠΡΩΤΩΝ ΥΛΩΝ 5. ΕΨΗΣΗ 5.3 Καύσιμα και πυρότουβλα

Λειτουργικά στοιχεία μιας περιστροφικής καμίνου 1. Βαθμός πληρώσεως: 517% Έχει σχέση με τη δυναμικότητα και τη διάμετρο της καμίνου 2. Κλίση της ΠΚ: 24% ( 2 ) Εξαρτάται από τον β.π. και την Dκαμ D τότε κλίση β.π. τότε κλίση 3. Ταχύτητα περιστροφής 35 40cm/s (1,5 2,5rpm) 4. Χρόνος παραμονής υλικού t t=f(l,d, κλίση, ταχύτ. περιστρ). Έτσι για L=100m, D=3,04m, κλ=2,66, n=1,3rpm t 106min Κλίση, n τότε t

Πυρότουβλα Εξασφάλιση υψηλής διάρκειας ζωής στην κάμινο Ελαχιστοποίηση των διακοπών λειτουργίας Αριστοποίηση της διαχείρισης θερμότητας Αργιλοπυριτικά πυρότουβλα (SiO 2 : 60%, Al 2 O 3 : 40%) Πυρότουβλα περιεκτικότητας σε Al 2 O 3 μεγαλύτερης από 55% και SiO 2 μικρότερης από 40%. Βασικά πυρότουβλα που περιέχουν τουλάχιστον 55% MgO και λιγότερο από 15% Cr 2 O 3 και 1015% Al 2 O 3. Πυρότουβλα υψηλής περιεκτικότητας σε MgO (>85%) και χαμηλής περιεκτικότητας σε Al 2 O 3 (<15%). Πυρότουβλα περιεκτικότητας σε MgO 55% και Al 2 O 3 <15%.

Ποσοστιαίος καταμερισμός καυσίμων στην Ε. Ε

Oφέλη από την χρήση εναλλακτικών καυσίμων Μείωση χρήσης ορυκτών μη ανανεώσιμων καυσίμων (πχ. κάρβουνο) και περιβαλλοντικών επιπτώσεων από εξόρυξη και διακίνηση Μείωση εκπομπών (αέρια θερμοκηπίου) με αντικατάσταση ορυκτών καυσίμων από υλικά που θα αποτεφρώνονταν με ανάλογες εκπομπές και υπολείμματα Μεγιστοποίηση της ανάκτησης ενέργειας από τα απορρίμματα. Απευθείας χρήση ενέργειας για παραγωγή κλίνκερ Μεγιστοποίηση της ανάκτησης του μη καύσιμου μέρους των απορριμμάτων και ελάττωση της ανάγκης απόθεσης τυχόν υπολειμμάτων αφού το ανόργανο μέρος παραμένει στο προϊόν

Υλικά που χρησιμοποιούνται ως εναλλακτικά καύσιμα από τις βιομηχανίες τσιμέντο Βιομηχανικά απόβλητα Συνθετικά Υλικά Γεωργικά Απόβλητα Άλλες πηγές Πετρελαιοειδή, λιπαντικά Ιλύς από την παραγωγή ασφάλτου Απόβλητα χημικής βιομηχανίας Απόβλητα άνθρακα από μονάδες παραγωγής λιπασμάτων Διαλύτες Επαναχρησιμοποιημένα ελαστικά Πλαστικά Πολυμερή Σκόνη από την παραγωγή γραφίτη Χρησιμοποιημένες μπαταρίες Παραπροϊόντα από την αποφλοίωση ρυζιού, σιτηρών, καρύδας, κακάο Παραπροϊόντα της βιομηχανίας ξύλου και χάρτου Παραπροϊόντα της βιομηχανίας τροφίμων Σχιστόλιθοι που περιέχουν πετρέλαιο Αστικά απόβλητα

Απαιτήσεις από υλικά που θα χρησιμοποιηθούν ως εναλλακτικά καύσιμα Ανεπηρέαστες μηχανικές ιδιότητες και δομική συμπεριφορά του παραγομένου τσιμέντου. Περιβαλλοντική συμβατότητα του παραγομένου τσιμέντου και σκυροδέματος Περιβαλλοντική συμβατότητα της παραγωγικής διαδικασίας Σταθερή και ομοιόμορφη παραγωγική διαδικασία Μείωση του κόστους ανά μονάδα παραγόμενου προϊόντος

ΠΡΟΕΤΟΙΜΑΣΙΑ ΜΙΓΜΑΤΟΣ ΠΡΩΤΩΝ ΥΛΩΝ 5. ΕΨΗΣΗ 5.4 Ψύξη

θερμοκρασία κλίνκερ ( ο C) Θερμοκρασία κλίνκερ κατά μήκος ψυγείου με σχάρες 1400 1200 1000 800 600 400 200 0 0 10 20 30 40 50 60 μήκος ψυγείου (m)

Περιστροφικές κάμινοι με πλανητικά ψυγεία

Επίδραση του ρυθμού ψύξης του κλίνκερ στις φάσεις του τσιμέντου Φάσεις κλίνκερ MgO Αργή ψύξη (45 ο C/min) σχηματισμός περίκλαστου Γρήγορη ψύξη (1820 ο C/min) παραμένει σε υαλώδη φάση Αλκάλια C 3 A και C 4 AF C 3 S και βc 2 S υγρή φάση παραμένει σε κρυσταλλική μορφή λιγότερο δραστικό και σταθερό κρυσταλλική παραμένει σε υαλώδη φάση περισσότερο δραστικό και σταθερό στερεοποιείται σε υαλώδη μορφή

Επίδραση του ρυθμού ψύξης του κλίνκερ στις ιδιότητες του τσιμέντου Ιδιότητες Αργή ψύξη (45 ο C/min) Γρήγορη ψύξη (1820 ο C/min) υδραυλικότητα χειρότερη καλύτερη μέγεθ. κόκκων αντοχές θλίψης ενέργεια άλεσης σταθερότητα όγκου μεγαλύτερο υψηλές αρχικές αντοχές (3 10ημ.) μικρότερες αντοχές 28ημ. μεγαλύτερη μικρότερη μικρότερο υψηλές αρχικές αντοχές (310 ημ.) μικρότερες αντοχές 28ημ. μικρότερη μεγαλύτερη αντοχή σε SO 3 μικρότερη μεγαλύτερη χρώμα ανοιχτό σκούρο

Κατανάλωση ενέργειας (kwh/t) 60 50 40 30 20 αργή ψύξη γρήγορη ψύξη 10 0 1000 2000 3000 4000 Ειδική επιφάνεια (cm 2 /g)

Κύκλος αλκαλίων (1/2) Σημεία τήξεως αλκαλικών ενώσεων Ένωση Σ.Τ. ( C) Ένωση Σ.Τ. ( C) KOH 361 NaOH 319 KCl 768 NaCl 801 K 2 CO 3 894 Na 2 CO 3 850 K 2 SO 4 1074 Na 2 SO 4 884 Πτητικότητες αλκαλικών ενώσεων (εμπειρικές) Κ 2 Ο Π.Υ. 0,4 0,6 Κυκλοφ. αέρα 0,9 Να 2 Ο Π.Υ. 0,35 0,5 Κυκλοφ. αέρα 0,8

Κύκλος αλκαλίων (2/2) ΕΣΩΤΕΡΙΚΟΣ ΚΥΚΛΟΣ ΑΛΚΑΛΙΩΝ: Κυκλική πορεία αλκαλίων στις Π.Υ. ΕΞΩΤΕΡΙΚΟΣ ΚΥΚΛΟΣ ΑΛΚΑΛΙΩΝ: Κυκλική πορεία αλκαλίων στα αέρια καύσεως ΑΝΤΙΜΕΤΩΠΙΣΗ ΚΥΚΛΟΥ ΑΛΚΑΛΙΩΝ: Με απομάκρυνση όγκου 5 20% των αερίων καύσεως μετά τον κυκλώνα ΙΙΙ. 1% by pass 4 Kcal/Kg κλίνκερ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΙΚΟΤΗΤΑ by pass: Κλίνκερ με 1,25% Κ 2 Ο και 0,32% Νa 2 O % by pass K 2 O % Na 2 O% 5 1.00 0.29 10 0.86 0.26 15 0.78 0.24