Когда слышишь про производство цемента по сухому способу, многие представляют себе просто сушку сырья перед помолом. Но на практике разница между сухим и мокрым методом — это как между ручной кладкой и 3D-печатью домов. В России до сих пор встречаются заводы, где пытаются экономить на подготовке сырьевой смеси, а потом удивляются, почему тонкомол не выходит за 3200 см2/г. Лично сталкивался, когда на одном из подмосковных предприятий отказались от аспирационных систем в зоне дробления — через полгода ремонт мельниц стал ежегодной традицией.
Самый болезненный просчёт — недооценка влажности сырья. Помню, в 2019 году на объекте в Татарстане пытались использовать известняк с карьера без дополнительного подсушивания. Расчетная влажность была 4%, а по факту в осенний период доходила до 8%. Силосы начал липнуть, шнеки работали на износ. Пришлось экстренно монтировать дополнительные тепловые пушки, что съело всю экономию от сухого метода за полгода.
Сейчас производитель, который действительно разбирается в процессе, всегда закладывает резерв по мощности для сушильного барабана. Китайские аналоги часто грешат заниженными параметрами — их оборудование рассчитано на стабильное сырьё, а у нас геология каждый километр разная. Кстати, у Шаньдун Синькэсинь в этом плане интересные решения по керамическим футеровкам для зон высокотемпературного обжига. На их сайте xinkexin.ru видел варианты с бариевыми добавками — для наших глин с повышенным содержанием щелочей может подойти.
Ещё один нюанс — пылеулавливание. Многие думают, что циклоны решат все проблемы. Но при тонкомоле цемента частицы меньше 5 мкм проходят сквозь стандартные фильтры как через сито. Приходится ставить рукавные фильтры с двухступенчатой системой, а это +15-20% к капитальным затратам. Зато экономия на электроэнергии при помоле окупает эти вложения за 2-3 года.
В последние пять лет хорошо себя показали вертикальные мельницы. Не те, что рекламируют все подряд, а именно с активным вентилированием помольного стола. Немецкие производители делают упор на точность регулировок, но наши технологи чаще выбирают китайские аналоги — проще в ремонте, да и запчасти дешевле. Хотя с подшипниковыми узлами бывают проблемы — как-то пришлось заменять комплект на мельнице SMF-4500 всего через 8000 моточасов.
Особенно важно для сухого способа — система дозирования. Весовые питатели должны иметь погрешность не более ±0.5%. На практике добиться этого сложно — вибрация от дробилок влияет на датчики. Приходится ставить демпфирующие платформы, что редко кто учитывает в проектной документации. Помню, на запуске линии в Воронежской области неделю не могли выйти на стабильный химический состав клинкера — оказалось, датчик известняка стоял слишком близко к элеватору.
Теплообменники — отдельная история. Четырехступенчатые циклонные теплообменники хороши для стабильного сырья, но при колебаниях химического состава лучше показывают себя пятиступенчатые системы. Хотя КПД у них выше всего на 3-4%, зато позволяют без проблем работать с глиной, где содержание SiO2 плавает от 58% до 67%. Кстати, ООО Шаньдун Синькэсинь как раз предлагает интересные решения по огнеупорам для таких перепадов — их муллитокорундовые материалы выдерживают до 1650°C без деформаций.
Многие заказчики ждут 40% экономии на энергозатратах, как пишут в рекламных буклетах. На практике получается 25-28% — если считать все сопутствующие расходы. Например, увеличение потребления электроэнергии на аспирацию и дополнительное измельчение сырья. Особенно это заметно при работе с твердыми известняками — иногда проще добавить мокрую стадию, чем увеличивать мощность дробильного комплекса.
Себестоимость тонны цемента при сухом способе сильно зависит от региона. В Центральной России, где много карьеров с мергелем, экономия заметнее. А вот на Урале, где известняк приходится везти за 200-300 км, разница с мокрым способом иногда составляет всего 10-12%. При этом риски выше — тот же мергель может иметь нестабильный химический состав, что требует постоянной корректировки шлама.
Окупаемость модернизации обычно укладывается в 5-7 лет, а не в 3 года, как обещают поставщики оборудования. И это без учета инфляции и изменения цен на энергоносители. Хотя для новых производств, особенно с ориентацией на экспорт, сухой способ действительно выгоднее — соответствие европейским нормам по энергоэффективности открывает дополнительные рынки.
Самая коварная проблема — карбонизация в силосах. Казалось бы, влажность гомогенизированной смеси всего 0.2-0.3%, но при длительном хранении начинается реакция с CO2 из воздуха. Особенно летом, когда температура в верхних слоях достигает 45-50°C. Приходится либо использовать силосы с инертным газом, либо сокращать время хранения до 24 часов. На одном из заводов в Липецкой области из-за этого потеряли около 200 тонн цемента — простояли неделю из-за ремонта упаковочной линии.
Ещё один момент — тонкость помола. Для сухого способа оптимальный диапазон см2/г, но достичь его равномерно сложно. Мельницы часто перегружаются в начале цикла и недогружаются в конце. Приходится устанавливать системы автоматического дозирования помольных шаров — ручная регулировка не дает стабильного результата. Кстати, керамические шары от Шаньдун Синькэсинь показывают себя неплохо — износ на 15-20% меньше стальных, правда, стоимость выше почти в два раза.
Отдельно стоит упомянуть подготовку воды для газоочистки. Хотя процесс называется 'сухим', системы очистки отходящих газов требуют значительного количества воды. И если использовать обычную водопроводную воду, соли жесткости забивают форсунки за 2-3 месяца. Приходится ставить системы умягчения, что тоже редко учитывают в первоначальных расчетах.
Сейчас многие обсуждают переход на альтернативные виды топлива для обжига. Для сухого способа это одновременно проще и сложнее. Проще — потому что температура в зоне декарбонизации ниже, чем при мокром методе. Сложнее — потому что колебания теплотворной способности топлива критичны для стабильности процесса. Опыт с использованием отработанных масел показал, что без дополнительного подогрева топлива до 80-90°C не получить стабильного факела.
Экологические требования ужесточаются каждый год. Если в 2020 году норма по NOx была 500 мг/м3, то сейчас обсуждается снижение до 200 мг/м3. Для сухого способа это означает необходимость установки систем селективного каталитического восстановления — дорогое удовольствие, увеличивающее капитальные затраты на 12-15%. Хотя в долгосрочной перспективе это все равно выгоднее, чем платить экологические штрафы.
Что касается новых материалов, то здесь есть пространство для маневра. Тот же Шаньдун Синькэсинь предлагает огнеупоры с повышенной стойкостью к щелочной агрессии — для наших высокощелочных глин это может быть решением проблемы быстрого износа футеровки. На сайте xinkexin.ru есть техническая документация по муллитокорундовым изделиям с содержанием Al2O3 до 85% — интересно было бы испытать в условиях российского производства.
Сухой способ — не панацея. Для небольших производств мощностью до 1000 тонн в сутки часто выгоднее модернизировать существующую мокрую линию, чем строить новую с нуля. Особенно если есть доступ к дешевому топливу и стабильному сырью. Решение должно приниматься на основе тщательного ТЭО, а не потому что 'все переходят на сухой способ'.
Китайское оборудование стало значительно лучше за последние 5 лет, но все равно требует адаптации под российские условия. Те же Шаньдун Синькэсинь, судя по описанию на xinkexin.ru, специализируются на огнеупорных материалах и керамике — их продукты стоит рассматривать для критических узлов, а не для всей технологической линии.
Главный совет — не экономить на пробном запуске. Лучше потратить месяц на тестовые помолы разных партий сырья, чем потом переделывать систему дозирования. И обязательно иметь запасной вариант на случай, когда сухой способ не оправдывает ожиданий — иногда частичный возврат к мокрым процессам на отдельных стадиях дает лучший экономический эффект.
