كل ما تحتاج إلى معرفته عن طحن الكلنكر/الأسمنت

 

 

إذا قرأت هذا المقال وفهمته، فستكون جاهزًا لتولي منصب مدير قسم طحن الأسمنت.

المواد الخام ونظام التغذية

درجة حرارة التغذية

تتميز المصانع المزودة بمبردات تابعة بارتفاع درجات حرارة الكلنكر: على سبيل المثال، كوماريبو، وجدة…

درجة حرارة مخرج المبرد التابع 200-250 درجة مئوية.

درجة حرارة مخرج مبرد الشبكة 100-150 درجة مئوية.

معيار HGRS لمبرد الشبكة هو أن تكون درجة حرارة الكلنكر أعلى بـ 80°C من درجة الحرارة المحيطة. والواقع أن درجة الحرارة أعلى قليلاً (90°C-100°C).

لم يسبق لكارل-هاينز أن سجل درجة حرارة كلنكر تزيد عن 150 درجة مئوية عند مدخل المطحنة. يعتمد ذلك على مدة التخزين وما إذا كان التخزين في الداخل أم في الخارج. الحل لتبريد الأقمار الصناعية هو صب الماء عليها (شاهد كارل-هاينز ذلك في كوريا).

مثال: في تشيكا، تبلغ درجة حرارة الكلنكر > 150 درجة مئوية عند استخدام الفحم، لكنها تنخفض عند استخدام فحم الكوك البترولي (الكلنكر المصنوع من فحم الكوك البترولي يكون أكثر نعومة، مما يؤدي إلى تبادل حراري أفضل في المبرد)

حجم التغذية

كثافة الكلنكر 1.4 (دوتيرنهاوزن).

طاحونة كروية

• الأسمنت لافارج: الحد الأقصى لـ R5% >25 مم، هولسيم <50 مم. العرض القياسي من الشركة المصنعة للمطحنة هو R5% >30 مم
• الخليط الخام: الحد الأقصى R1% > 30 مم (لافارج). هولسيم «<25 – 50 مم».
  • بالنسبة للكوارتز، يجب تكسير المواد المدخلة مسبقًا إلى حجم <10 مم. لاحظ أن تكسير الكوارتز الذي يتم إدخاله بحجم <3 مم يتطلب 90 مم. يتطلب الكوارتز طاقة تكسير عالية وطاقة طحن عالية.

الكلنكر الخشن والناعم

من «المقبول» أن الكلنكر الخشن يكون في كثير من الحالات أسهل في الطحن من الكلنكر الناعم. ومع ذلك، عندما يتم غربلة الكلنكر من نفس نظام الفرن إلى أجزاء خشنة وناعمة، لا تستطيع الاختبارات المعملية تحديد اختلافات ذات دلالة من حيث متطلبات الطاقة عند درجة النعومة العالية (انظر أيضًا قابلية طحن الكلنكر).  من ناحية أخرى، يمكن لبعض المصانع معرفة متى يتآكل كسارة الكلنكر الخاصة بها. فالكلنكر ذو الحجم الزائد يتسبب في انسداد المطحنة وفقدان الإنتاج.

بشكل عام، يتم إعداد نظام الطحن لاستيعاب الكلنكر بحجم معين (أو توزيع الحجم الجسيمي)، وإذا استقبل أي شيء مختلف عن ذلك، فعادةً ما تتأثر معدلات الإنتاج.

فصل حجم الكلنكر

يُعد فصل الكلنكر حالة أخرى معروفة جيدًا، وهي ناتجة عن ممارسات التخزين السيئة (خاصة أكوام التخزين الطرفية) وسوء تصميم الصناديق وممارسات ملئها. في حالة حدوث الفصل، يمكن أن يتأرجح تغذية المطحنة من الخشونة إلى النعومة والعكس.  عندما يتلقى الطاحن كلنكرًا خشنًا جدًّا، يرتفع الاحتباس في الحجرة الأولى (ويحدث أحيانًا انسكاب عكسي) وتفرغ الحجرة الثانية وتبدأ في الطحن الزائد. وإذا أصبح الكلنكر ناعمًا جدًّا، فإنه يتدفق فورًا إلى الحجرة الثانية ويغمرها.  تنخفض درجة نعومة مخرج المطحنة فجأة ويقفز الحمل الدوار بسرعة. وقد نتجت بعض دورات المطحنة المذهلة عن مشاكل فصل الكلنكر.

رطوبة المواد المُغذية

المطحنة الكروية

التركيب الكيميائي للمادة المدخلة

الوزن النوعي للحجر الجيري = 2.7 جم/سم3

تأثيرات ثاني أكسيد الكبريت (SO3)

من المعروف أن محتوى SO3 في الكلنكر يؤثر على قابلية الطحن. يؤدي ارتفاع نسبة SO3 في الكلنكر إلى انخفاض قابلية الطحن وزيادة استهلاك الطاقة النوعي لكل طن.  كما أن زيادة محتوى ثاني أكسيد الكبريت (SO3) (فوق المستوى الأمثل) في الكلنكر تؤدي إلى انخفاض قوة المكعب بعد 28 يومًا عند بقاء مؤشر بلين ثابتًا. ومن المهم الانتباه إلى هذا الأمر نظرًا لأن العديد من المصانع تتحول إلى استخدام وقود يحتوي على نسبة أعلى من الكبريت (وأرخص).

الكلنكر المتأثر بالعوامل الجوية أو المخزن مقابل الكلنكر الطازج

لم يثبت بشكل قاطع أن قابلية طحن الكلنكر المتأثر بالعوامل الجوية أو المخزن تختلف بشكل كبير عن قابلية طحن الكلنكر الطازج.  ويبدو أن التأثير الأكبر ينبع من حالة الكلنكر المتأثر بالعوامل الجوية أو المخزن (أي رطب أو جاف، ناعم أو متكتل، دافئ أو بارد، إلخ) وتأثيره على نظام الطحن.

على سبيل المثال، إذا كان الكلنكر رطبًا، فسوف ينخفض معدل الإنتاج إذا لم يتمكن نظام الطحن من استيعاب الرطوبة الإضافية أو البديلة. وإذا تم تخزين الكلنكر في الهواء الطلق، فقد يصبح ناعمًا جدًّا نتيجة مرور الجرافة فوقه عدة مرات؛ أو قد يصبح متكتلًا بسبب تأثيرات الترطيب، أو مزيجًا من الاثنين.  في هذه الحالة، قد لا تكون الحمولة الكروية في الحجرة الأولى قادرة على استيعاب حجم تغذية يختلف اختلافًا كبيرًا عن حجم الكلنكر الطازج دون حدوث خسارة مقابلة في الإنتاج. من ناحية أخرى، من المعروف أن وجود كمية كبيرة نسبيًا من الجسيمات الدقيقة يؤدي إلى زيادة معدل الإنتاج.  وكقاعدة عامة مع الكلنكر المتأثر بالعوامل الجوية، من الضروري زيادة مؤشر بلين للحفاظ على القوة، وهذا سيؤدي إلى انخفاض إنتاج المصنع. ويعتمد هذا أيضًا على معدل الإضافة.

باختصار، تؤثر قيود نظام الطحن بشكل أكبر على معدلات الإنتاج المتعلقة بالكلنكر المتآكل أو المخزن مقارنةً بالكلنكر الطازج، أكثر من تأثير قابلية الكلنكر نفسه للطحن. يتم تحسين مطحنة الكرات لتناسب ظروف معينة – وإذا تغيرت هذه الظروف، فسوف ينخفض الإنتاج.

الأليت / البيليت / مساعدات الطحن

تشير الأبحاث حتى الآن إلى أن طاقة الطحن حتى 3,000 بلين ترتفع مع:

1) زيادة حجم بلورات الأليت

2) زيادة محتوى C2S

3) انخفاض عدد المسام

البند [2] يتعلق بتركيب الخلطة الخام. أما البندان [1] و[3] فيتعلقان بالحرق الزائد. فوجود حبيبات الأليت الكبيرة يعني أن الكلنكر محروق بشكل زائد، وبالتالي يصعب طحنه. أما الكلنكر الذي يحتوي على الكثير من المسام فيكون أسهل في التكسير.  يمكن لبعض المصانع (وليس جميعها) مراقبة قابلية الطحن من خلال مراقبة وزن الكلنكر لكل لتر. فمع ارتفاع هذا الوزن، يصبح الكلنكر محروقًا بشكل مفرط؛ وأحيانًا يتكتل إلى قطع أكبر؛ وأحيانًا يصبح شديد الكثافة (خاليًا من المسام). وعادةً ما يتراوح الوزن الجيد لكل لتر بين 1250 و1350.  يجب توخي الحذر إذا تجاوزت القيمة 1400. لاحظ أن بعض المصانع تنتج كلنكرًا ناعمًا جدًّا ولكنه يبدو صعب الطحن. وقد لاحظ الباحثون أنه في هذه الحالات، يمكن العثور على نسبة عالية من بلورات الأليت الكبيرة في الحبيبات الدقيقة.

من ناحية أخرى، بالنسبة للطحن الناعم (> 3,000 بلين)، تصبح العوامل الرئيسية هي:

1) حجم الأليت، كما سبق

2) محتوى C2S، كما سبق

3) مساعد الطحن. التكلفة 0.6-1.2 يورو/طن، الاستخدام 150-400 غرام/طن.

مع تقلص حجم جسيمات الأسمنت، تختفي المسام ولا تعود تشكل عاملاً مؤثرًا. وزيادة كمية مساعد الطحن ستجعل طحن الأسمنت أسهل.

الاحتراق الشديد = صعوبة الطحن. وقد يكون الاحتراق الشديد ضروريًا عندما لا يكون احتراق الوقود في أفضل حالاته

يؤدي حرق فحم الكوك البترولي إلى صعوبة طحن الكلنكر.

 

صناديق التغذية

المشكلة الشائعة: طحن الخبث أو أنواع الأسمنت المركبة الأخرى في أنظمة مصممة حصريًّا للأسمنت البورتلاندي العادي (OPC). لذلك، استخدام خزانين بدلاً من ثلاثة > غالبًا ما يؤدي إلى مشاكل في الجرعات، حيث يتم جرّ الخبث أو المكونات الأخرى بواسطة لودر أمامي.

أو، قد يكون هناك ثلاثة خزانات، لكنها مصممة للكلينكر