Автоматизация процесса обжига клинкера

Фазы клинкера

Главными фазами клинкера являются:

1. Алит. Алит является главной составляющей обычных цементных клинкеров, его содержание от 50 до 70 %. Он представляет собой трехкальциевый силикат, структура и состав которого модифицированы благодаря размещению в решетке инородных ионов. Алит быстро реагирует с водой и из всех фаз играет наиболее важную роль в развитии прочности.
2. Белит. В нормальных цементных клинкерах содержание белита составляет около 15 - 30 %. Он является двухкальциевым силикатом, который модифицирован посредством введения в структуру инородных ионов. Белит медленно реагирует с водой, поэтому слабо влияет на развитие прочности.
3. Алюминатная фаза. Содержание данной фазы составляет от 5 до 10 %. Она представляет собой трехкальциевый алюминат, который значительно изменен по составу, а в некоторых случаях и по структуре за счет инородных ионов. Алюминатная фаза быстро реагирует с водой и может стать причиной нежелательного быстрого схватывания.
4. Алюмоферритная фаза (целлит). Алюмоферритная фаза содержится в количестве от 5 до 15 %. Она представляет собой четырехкальциевый алюмоферрит, состав которого существенно изменяется при изменении отношения алюминий/железо и размещении в структуре инородных ионов.

Автоматизация процесса обжига клинкера

Для обжига цементного клинкера используется вращающаяся печь. Такая печь представляет собой теплообменный технологический аппарат в виде цилиндра, вращающегося со скоростью 0,5-1 оборот в минуту, который располагается на опорах. Благодаря наклону 3-5 градусов к горизонту и вращению цилиндра на опорах, сырьевой материал непрерывно перемещается в печи. Цилиндр вращается при помощи привода, который устанавливается посередине цилиндра.

Назначение системы автоматического регулирования работы вращающейся печи заключается в обеспечении стабилизации качества обжига, а также снижении расхода топлива при установленной производительности. То есть система поддерживает определенную температуру в различных зонах печи и температуру отходящих газов. Главным условием работы такой системы является стабилизация входных параметров, к которым относятся давление газа и питание печи шламом. Чтобы регулировать данные величины используются регуляторы температуры зоны кальцинирования и спекания, отходящих газов и регуляторы питания печи шламом и давления газа. В данном случае подача шлама в печь синхронизирована со скоростью ее вращения. Система настраивается таким образом, чтобы действие каждого регулятора в случае появления возмущения в предшествующей зоне сводилось к своевременной компенсации отклонения только до уровня, при котором не нарушается протекание процесса в последующей по ходу движения материала зоне печи.

В газопроводе давление газа перед расходомером стабилизируется при помощи регулятора давления прямого действия. Чтобы обеспечить минимальный расход топлива в системе имеется блокирующая цепь, ограничивающая расход газа в зависимости от содержания кислорода в отходящем газе. Если содержание кислорода ниже предела, который определен условием полного сжигания топлива, то подача топлива не увеличивается. В случае увеличения содержания кислорода подача топлива не снижается. Посредством стабилизации температуры отходящих газов поддерживается постоянство влажности материала на данном участке печи. Эта температура регулируется при помощи электронного потенциометра. Термопара, которая устанавливается за обрезом печи измеряет температуру отходящих газов, ее показания записывает потенциометр. Если происходит превышение температуры, то регулятор действует на исполнительный механизм, который изменяет величину открытия шиберов перед дымососом. Данный регулятор действует прерывисто, незначительно изменяя тягу и ожидая результат от каждого своего действия и в случае необходимости снова изменяет тягу. В зоне кальцинирования температура регулируется при помощи позиционного регулятора. Такой регулятор начинает действовать только при падении температуры ниже установленного предела. Регулятором температуры зоны спекания обеспечивается необходимый расход газа и заданный температурный режим в зоне.