Когда говорят про технологическую линию производства цемента, часто представляют просто последовательность аппаратов – мол, засыпал сырьё, нажал кнопку, получил готовый продукт. На деле же это живой организм, где каждый узел влияет на всё. Вот, к примеру, в ООО Шаньдун Синькэсинь Новые Материалы Технологии мы с коллегами как раз сталкиваемся со смежными процессами при работе с огнеупорами для вращающихся печей – и видим, как многие недооценивают взаимосвязь подготовки шихты и стабильности обжига.
Начнём с дробильного участка. Многие думают, что главное – добиться мелкой фракции, а там уж мельница всё ?дотянет?. Но если в известняке попадётся прослойка глинистых пород – и влажность скачет, и гранулометрия плывёт. Приходится постоянно корректировать подачу в сепаратор, иначе в шламе появляются комки, которые потом в печи создают ?слепые зоны? прокалки.
Помню, на одном из старых заводов в Татарстане пытались экономить на сушильном барабане для глины – в итоге мельница ?забивалась? каждые две смены. Отработали тогда с применением наших огнеупорных вставок в зоне подсушки – но это уже к печному разделу.
Современные вертикальные мельницы, конечно, дают более стабильный шлам, но требуют точной настройки давления помольных валков. Если пережать – переизмельчение, повышение энергозатрат; недожать – крупные частицы уйдут в обжиг, и клинкер получится с недожогом.
Здесь технологическая линия производства цемента показывает свой характер. Часто вижу, как операторы стремятся поднять температуру в зоне спекания выше 1450°C – мол, так надёжнее. Но при этом забывают про газовый режим и скорость вращения. Если печь ?перекормить? топливом – пойдёт пережог, зерно клинкера укрупнится, и потом при помоле цемента энергозатраты взлетают.
Как-то раз налаживали линию с печью 5х185 м – заказчик жаловался на частые остановки из-за повреждения футеровки в переходной зоне. Оказалось, проблема в нестабильном шламе: то влажность 38%, то 42%. Пришлось пересматривать работу фильтр-прессов. Кстати, тогда же порекомендовали огнеупоры от ООО Шаньдун Синькэсинь – их хромомагнезитовые изделия хорошо показали себя в зоне с резкими перепадами температур.
Важный нюанс, который часто упускают – это состояние уплотнений холодильника. Если туда подсасывается лишний воздух – нарушается весь тепловой баланс печи. Приходится постоянно мониторить состав отходящих газов, а не просто смотреть на пирометры.
Толщина футеровки – это не догма. На некоторых участках рациональнее делать слой тоньше, но из высокоплотного материала, особенно в зоне спекания. Мы в своих решениях для цементных заводов иногда комбинируем разные марки огнеупоров – например, в зоне максимальных температур ставим периклазошпинельные, а в переходной – алюмосиликатные с добавками циркония.
После выхода из печи кажется, что главное позади – ан нет. Помол клинкера в шаровой мельнице с гипсом и добавками – это отдельная наука. Многие гонятся за тонкостью помола 400-450 м2/кг, но не учитывают, что слишком высокая удельная поверхность ведёт к повышенному водопотреблению цемента. А это уже проблемы у строителей.
На одном из заводов в Свердловской области столкнулись с тем, что цемент с одинаковой тонкостью помола давал разную прочность. Разобрались – оказалось, дело в гранулометрии гипса. Если его частицы слишком мелкие, он быстро растворяется и не успевает нормально регулировать схватывание.
Современные цементные мельницы с сепараторами, конечно, дают более стабильный продукт, но требуют тонкой настройки скорости ротора сепаратора и загрузки мелющих тел. Иногда лучше немного ?недомолоть?, но получить стабильный гранулометрический состав.
Сейчас без этого никуда – но многие до сих пор считают аспирацию второстепенной. А ведь от работы рукавных фильтров зависит не только чистота выбросов, но и эффективность всей линии. Забитые фильтры – рост сопротивления – увеличение энергозатрат на вентиляторы – нарушение газового баланса в печи.
Особенно проблемные зоны – участки перегрузки материалов. Там, где происходит транспортировка сырья или клинкера, всегда есть мелкая фракция, которая ?пылит?. Приходится проектировать укрытия с подсосом воздуха, подбирать оптимальную скорость газов в воздуховодах.
Кстати, в ООО Шаньдун Синькэсинь Новые Материалы Технологии как раз разрабатывают решения для таких задач – специальные керамические вкладыши для износостойкости воздуховодов, что продлевает срок службы систем аспирации.
Современные системы АСУ ТП, конечно, облегчают жизнь – но только если их правильно ?научить?. Видел случаи, когда на завод ставили дорогую систему автоматизации, а операторы продолжали работать в ручном режиме – потому что алгоритмы не учитывали специфику местного сырья.
Например, при изменении влажности шлама система должна не просто увеличить подачу топлива, а пересчитать весь тепловой баланс с учётом инерционности печи. Иначе получаются колебания температуры с периодом в несколько часов – стабилизировать процесс практически невозможно.
Самое сложное – это настройка каскадных регуляторов для печи обжига. Там столько перекрёстных связей, что иногда проще опытному оператору ?на слух? вести процесс, чем полагаться на криво настроенный ПИД-регулятор.
Если говорить о развитии технологических линий – сейчас много внимания уделяют альтернативным видам топлива и снижению выбросов СО2. Но не все учитывают, что использование, скажем, отработанных масел или твердых бытовых отходов требует модификации горелочных устройств и системы подготовки топлива.
Ещё один момент – это использование различных минеральных добавок. Не только традиционные шлаки или зола-унос, но и более экзотические – например, микрокремнезём. Но здесь важно не нарушить рецептуру и сохранить требуемые свойства цемента.
В целом, технологическая линия производства цемента – это всегда компромисс между качеством продукта, энергоэффективностью и экологическими требованиями. И чем лучше мы понимаем взаимосвязи между всеми узлами, тем стабильнее работает производство. Как показывает практика ООО Шаньдун Синькэсинь в работе с огнеупорами и керамикой – иногда решение проблемы находится в смежной области, которую изначально не рассматривали.
