Ma’ruzalar matni

Klinker ishlab chiqarish
Klinker ishlab chiqarishda xomashyo tarkibini 75-78% ohaktoshlar va 22-25% giltuproqlar tashkil etadi. Xomashyo tarkibini boyitish uchun tarkibiy oksidlarning birini tashkil etuvchi komponentlar kiritiladi. Kremniy oksidning miqdorini oshirish uchun kolchedan ogarkalari yoki rudasi qo‘shiladi. Bundan tashqari sement ishlab chiqarishda sanoat chiqindilaridan shlaklar, toshko‘mir kuli, nefelin shlami ishlatiladi. Ularning tarkibida 50-60% SaO; 25-30% SiO₂; 2-5% Al₂O₃; 3-8% boshqa oksidlar bo‘lishi mumkin. Bu yarimtayyor komponentlarni sement tarkibiga kiritilishi yoqilg‘i sarfini 20-25% kamaytiradi.
Klinkerni kuydirish asosan yoqilg‘i sifatida tabiiy gaz, xususiy hollarda esa toshko‘mir kukuni yoki mazut ishlatiladi. Gaz yoqilganda klinker toza kuydiriladi, ko‘mir va mazut yoqilishi esa klinkerni 10-20% ga nokerak komponentlar bilan boyitadi.
Sement ishlab chiqarish quyidagi jarayonlarni o‘z ichiga oladi: ohaktosh va giltuproqni qazib chiqarish va zavodga keltirish; xomashyoni tayyorlash; xomashyoni kuydirib klinker olish; gips olib klinkerni tuyish (15% gacha gidravlik qo‘shimchalar qo‘shish mumkin); sementni omborxonalarga joylashtirish.
Xomashyo pishirish xumdonlariga 3 xil usulda tayyorlanadi: quruq, xo‘l va kombinatsiyalashgan usullar.
Xo‘l usulda xomashyo komponentlari turli usullarda maydalanib aralashtiriladi va suv ishtirokida tuyiladi. Hosil bo‘lgan massa-shlam nasoslar yordamida shlambasseynlarga yuboriladi. SHlam tarkibidagi suv miqdori 35-45% ni tashkil etadi. Uning tarkibidagi oson eruvchan ohaktosh, giltuproq dispers majmuani hosil qiladi. Ho‘l usulda klinker pishirilganda yoqilg‘i sarfi quruq usulga nisbatan 1,5-2 marta ko‘p sarflanadi. Ho‘l usulda xom ashyo tayyorlanganda suv ishtirokida mayin shlam massasi hosil bo‘ladi. Bu usulda xomashyo materiallar-ohaktoshlar karerdan keltiriladi va jag‘li va to‘qmoqli maydalagichlarda 5 mm kattalikgacha maydalanadi. Giltuproq va bo‘r yumshoq bo‘lganligi uchun glinaboltushkalarda ezg‘ilanadi. Maydalangan ohaktosh va giltuproq birgalikda sharli tegirmonlarda suspenziya holatigacha tuyiladi. SHarli tegirmon uzunligi 15 m, diametri 3,2 m bo‘lgan, po‘latdan ishlangan silindr bo‘lib, ichi 3 bo‘lakka bo‘lingan. Xomashyo ichi bo‘sh vallar (sapfa) orqali bosim ostida bir tomondan beriladi, ikkinchi tomondan esa olinadi. Tegirmon ichida birinchi va ikkinchi bo‘lmalar po‘lat yoki cho‘yan sharlar bilan, uchinchi bo‘lma esa kichik o‘lchamdagi silindrlar bilan to‘ldiriladi. Quvursimon tegirmonlar to‘xtovsiz ravishda ishlaydigan uskuna bo‘lib, soatiga 30-50 tonna xom ashyoni shlam massasiga aylantirib beradi.
Hosil bo‘lgan shlam nasoslar yordamida temirbeton yoki po‘latdan yasalgan shlambasseynlarga yuboriladi. SHlambasseynlarda shlam tarkibi etiladi va 5-7 kunlik zahira miqdorida saqlanadi. Basseyndan shlam o‘lchovli ta’minlovchi orqali aylanma xumdonlarga kuydirish uchun uzatiladi.
Quruq usulda klinker siklonli issiq almashinuvchi reaktordekarbonizatorlarda pishiriladi. Bu usulda bir texnologik tizimda 3000 tonnagacha klinkerni pishirish mumkin. Bu usulda yoqilg‘i sarfi ho‘l usulga nisbatan 30-40% kam sarflanadi. Xumdonlarga metall sarfi 2,5-3 marta kamayadi. Quruq usulga binoan ohaktosh va giltuproq tegirmonda 1-2% qoldiq namlikgacha maydalanadi.
Kombinatsiyalashgan usulda ho‘l usulda singari bo‘lakchalar tayyorlanib so‘ng quritiladi va quruq usulga binoan kuydiriladi. Bunda yoqilg‘i sarfi 20-30% gacha ho‘l usulga nisbatan kam sarflanadi.
Ta’kidlash zarurki, klinker olishda har bir usulning yutuq va kamchiliklari mavjud bo‘lib, ho‘l usulda suvli sharoitda xomashyo tez maydalanadi, ammo quruq usulga nisbatan yoqilg‘i 1,5-2 marta ko‘p sarflanadi. Keyinchalik, xomashyoni maydalash texnologiyasini mukammallashtirish, siklonli issiq almashtiruvchi va dekarbonizatsiyalovchi reaktorlar bilan kuydirish xumdonlarini ta’minlash klinker ishlab chiqarishda quruq usulga o‘tishni ta’minlaydi. Sement ishlab chiqarishda kuydirish xumdoni asosiy vazifani o‘taydi va eng murakkab jarayon bajariladi.
Kuydirish xumdoni (5.3-rasm) bo‘lak-bo‘lak po‘latdan yasalgan, ichki tomondan olovga bardoshli materiallar bilan qoplangan uzun silindr ko‘rinishida bo‘ladi.
Xumdonning uzunligi 150-185-230m, diametri 4-5-7m bo‘ladi va 3.5-4⁰ qiyalikda o‘rnatilib, markaziy o‘q atrofida minutiga 0,5 dan 1,4 martagacha aylanib turadi. SHlam yuqori qismdan solinib, pastki qismga qarab harakatlanadi. Pastki qismdan gaz yoki ko‘mir kukuni havo bilan birga yoqiladi va 1500⁰S gacha harorat hosil qilinadi.
Xumdon ichidagi jarayonlar shartli ravishda haroratga qarab oltiga bo‘linadi:

1. 
   Bug‘lanish zonasida shlam tarkibidagi mexanik bog‘langan suv, 70 dan 200⁰S haroratgacha qizdirilganda, chiqib ketadi. Quritilgan material yirik bo‘laklarda bo‘lib, xumdonning aylanishi tufayli devorlarga urilib maydalanadi;
   
2. 
   Isitish zonasida harorat 200 dan 700⁰S gacha ko‘tariladi. Bu zonada organik aralashmalar yonib ketadi, kimyoviy bog‘langan suv (kristallkimyoviy) yo‘qotiladi va suvsiz kaolinit Al₂O₃^.2SiO₂ hosil bo‘ladi.
   

SHuni ta’kidlash zarurki, 1 va 2 zonada klinker kuydirishga tayyorlanadi va bu jarayonlar xumdonning 50-60% uzunligini tashkil qiladi;

3. 
   Dekarbonizatsiya zonasida harorat 700 dan 1100⁰S gacha bo‘lib kalsiy va magniy karbonatlar dissotsiatsiyalanadi va kalsiy oksidi ko‘p miqdorda erkin holda hosil bo‘ladi. Dissotsiatsiya jarayoni endotermik bo‘lgani uchun bu zonada juda katta issiqlik miqdori yutiladi.
   

Bu zonada giltuproqdan Al₂O₃, SiO₂ va Fe₂O₃ kabi erkin oksidlar hosil bo‘ladi va ular SaO bilan birikib qattiq holatda 3CaO^.Al₂O₃^.Fe₂O₃ va 2CaO^.SiO₂ kabi yuqori tartibli minerallarni hosil qiladi;

4. 
   Ekzotermik jarayonlar zonasida harorat 1100 dan 1250⁰S gacha bo‘ladi. Bu zonada qattiq fazali reaksiyalar natijasida 4SaO^.Al₂O₃^.Fe₂O₃ va 2CaO^.SiO₂ kabi yuqori tartibli minerallar hosil bo‘ladi. Bu ekzotermik reaksiyalar natijasida harorat 150-200⁰S ga ko‘tariladi va bu jarayon xumdonning 5-7% uzunligida yuz beradi;
   
5. 
   Pishirish zonasida harorat 1300 dan 1450⁰S gacha ko‘tarilib yana 1300⁰S haroratgacha qaytadi. Bu zonada hosil bo‘lgan minerallar qisman eriydi, qayta birikib 3SaO^.SiO₂-asosiy mineral hosil bo‘ladi. 1450⁰S haroratda 2CaO^.SiO₂ va SaO birikib alitni hosil qiladi va klinker tarkibida erkin holatdagi SaO 0,5-1% atrofida qoladi. Erigan minerallar xumdon devorlarida to‘xtovsiz dumalagani uchun soqqachalar hosil bo‘la boshlaydi. Bu zonada haroratning 1300⁰S gacha pasayishi eritmaning kristallanishiga va 3CaO^.Al₂O₃, 4SaO^.Al₂O₃^.Fe₂O₃ va MgO larning hosil bo‘lishiga olib keladi:
   
6. 
   Sovitish zonasida klinker harorati1300 dan 1000⁰S gacha pasayadi va C₃S, C₂S, C₃A, C₄AF va MgO (periklaz) lar hosil bo‘ladi.
   

Klinker xumdondan to‘q kulrangida yoki ko‘kimtir kul rangidagi soqqachalar ko‘rinishida chiqadi. Klinker panjarali, rekuperatorli va boshqa turdagi sovitgichlarda 1000 dan 100-200⁰S haroratgacha sovitiladi.
Klinkerni tindirish uchun bir-ikki hafta oraliq omborlarda saqlanadi.