فرآیند تولید سیمان

مقدمه سیمان

با توجه به تحولات قرن اخیر که در کلیه علوم و فنون منجمله در صنعت ساختمان سازی ایجاد گردیده با توجه به رشد روزافزون جمعیت و احتیاج به گسترش شهرها، کارشناسان متوجه شدند که اگر شهرها به طرو افقی گسترش یابد رسانیدن سرویس های شهری مانند آب و برق ، تلفن، گاز و همچنین پست و آسفالت و غیره به شهروندان با مشکل مواجه خواهد گردید بدین لحاظ تشخیص دادند که شهرها باید به طور عمودی گسترش یابد در نتیجه ساختمانهای یک یا دو طبقه قرون 18 و 19 به ساختمانهای بلند قرن بیستم تبدیل گردید رفته رفته مصالحی مانند آجر و آهک و ملاتهای کم مقاومت منسوخ و مصالح مرغوب تری که بتواند بارهای فشاری و کششی بیشتری را تحمل نماید مورد توجه قرار گرفت که در رأس آنها سیمان و انواع فولاد می باشد که روز به روز مراحل تکامل خود را طی نموده و هر لحظه در آزمایشگاههای مهم دنیا در اثر آزمایشات شبانه روزی انواع مرغوب تر و کامل تری از آن ارائه می گردد. بدین لحاظ جا دارد که در موردمطالعه و شناخت سیمان دقت بیشتری نموده تا آشنایی بیشتر با این مصالح پیدا  کنیم باید توجه نمد هر لحظه ممکن است مطالعات و کیفیات آزمایشگاهی محصول جدیدتری را به دنیال صنعت را ارائه نمایند. پس در این قسمت سعی بر آن شده است که حتی المقدور در مورد مطالب کلی سیمان گفتگو شود.

سیمان یا سمنت واژه ای است که از لغت سمنتوم رومی گرفته شده و قدمت آن به بیش از میلادی می رسد. مصرف آن در ساختمان پانتئون شهر رم واقع در ایتالیا که مربوط سه 27 قبل از میلاد است دیده شده .

در ساختمان گنبد این بنا که 43 متر قطر دارد . مخلوطی از خرده سنگ و آهک پخته بکار رفته است ولی کشف سیمان به شکل امروز مربوط است به یک نفر انگلیسی بنام ژوزف اسیدین joseph espdn که از پختن آهک و خاک رس در حرارت بالا و آسیاب کردن موفق شد ابتدایی ترین نوع سیمان را کشف نموده و آن را در تاریخ 21 اکتبر 1824 بنام خود در انگلستان ثبت نماید و نام محصول بدست آمده را سیمان پرتلند گذاشت علت این نامگذاری همانطوریکه گفته شد سیمان از سنتوم رومی گرفته شده و پرتلند نام جزیزره ای است در انگلستان که رنگ سیمان پس از سخت شدن به رنگ سنگهای ساحلی این جزیره در می آید به همین دلیل نام پرتلند را دنبال سیمان برای آن انتخاب نممودند البته قبل از ژوزف اسپدین اشخاص دیگری در فرانسه و انگلستان از پختن خاک رس و سنگ آهک مصالح مشابهی بدست آوردند ولی هیچکدام کار خود را دنبال نکرده و محصول خود را ثبت نرسانیدند باید توجه نمودکه در بعضی از کتابهای ایرانی که در دسترس نگارنده بود اشخاص دیگری را به عنوان اولین نفر که سیمان را به ثبت رسانید معرفی می نمایند ولی در فرهنگ دهخدا و دایره المعارف فارسی تألیف غلامحسین مصاحب ژوزف اسپدین را به عنوان اولین نفر ذکر می کنند ولی آ«چه مسلم است که سیمان در اوایل قرن نوزدهم در انگلستان به ثبت رسیده و آن را ابتدا برای ساختن فانوس دریایی مورد مصرف قرار دادند.

تاریخچه رواج سیمان در ایران

بدیهی است منظور از تاریخچه سیمان در ایران یک تحقیق تاریخی نیست که بدانیم مثلاً اولین پاکت سیمان در چه تاریخی و یا به وسیله چه شخصی به ایران وارد شده است بلکه منظور این است که نگاه مختصری داشته باشیم به تاریخ سیمان ایران.

اولین کارخانه سیمان با تولید روزانه 100 تن در نزدیکی شهر ری در تهران احداث و در سال 1312 آغاز به کار کرد و تا تاریخ 1334 به تدریج با افزودن واحدهای دیگر به این مجموعه ظرفیت این کارخانه به 600 تن در روز رسید ولی به علت شروع عملیات ساختمانی و راه سازی این مقدار سیمان جوابگوی نیازهای کشور نبود و به تدریج در نقاط دیگر مملکت کارخانه های بزرگ سیمان دایر گردید از جمله سیمان تهران – سیمان شمال – سیمان مشهد – سیمان فارس – سیمان ارومیه و سیمان آبیک که تعداد آنها در حدود 20 کارخانه بوده تولید روزانه آنها فعلاً در حدود بیست میلیون تن در سال می باشد که هنوز جوابگوی مصرف داخلی نبوده و مجبور به واردات سیمان
می باشیم.

مواد تشکیل دهنده سیمان پرتلند

بایدتوجه نمود رایج ترین و پرمصرف ترین سیمان مورد استفاده در صنعت ساختمان سازی اعم از پل – تونل – راه سازی و یا ساختمان سازی و غیره همان سیمان پرتلند است و ما در این بخش بیشتر به ذکر مشخصات این نوع سیمان می پردازیم . در ضمن اشاره کوچکی هم به سایر انواع سیمان می نمائیم. موادی که برای پختن سیمان به کوره می رود از دو ماده اصلی تشکیل شده که تقریباً شامل تمام مواد مورد نیاز سیمان پزی می باشد. این دو ماه عبارت است از خاک رس و سنگ آهک ولی اگر بخواهیم بطور مجزا مواد تشکیل دهنده سیمان را مطالعه نماییم آنها عبارتند از:

1- CaO (آهک زنده) به میزان 60 تا 70 درصد البته باید توجه نمود که در ابتدا بجای آهک زنده، سنگ آهک به کوره وارد می شود و در مراحل اولیه پخت CaCO3 به CaO و CO2 تبدیل گشته و CO2 متصاعد می شود و CaO در کوره باقی می مانده و در فعل و انفعالات شرکت می نماید.

2- سیلیس                     SiO2                    در حدود 20%

3- اکسید آلومینیوم                   Al2O3                  در حدود 6%

4- اکسید آهن                Fo2O3                 در حدود 4%

5- اکسید منیزیم             MgO                    در حدود 3%

6-                               SO3,Na2O,K2O در حدود 4%

7- مواد دیگر                                              در حدود2%

باید توجه داشت که ممکن است مواد فوق چند درصد کمتر و یا زیادتر وارد کوره بشود و این تفاوت مربوط می شود به جنس سیمان و سایر مشخصات فنی که بعداً درباره آن توضیح داده خواهد شد. اکسیدهای فوق ممکن است به صورت کربنات یا سولفات وارد کوره بشوند که در حرارت های اولیه تجزیه گشته و به اکسید تبدیل
می شوند مانند کربنات کلسیم که در کوره به اکسید کلسیم تبدیل
می شود و یا کربنات منیزیم MgCO3 که در حرارت های اولیه به MgO تبدیل می شود به هرحال سنگ آهک و خاک رس را به نسبت تقریبی 75 درصد آهک و 25 درصد خاک رس مخلوط می کنند و به کوره می برند. گاهی در طبیعت مخلوط سنگ آ]ک و خاک رس به نسبت مورد نیاز در صنعت سیمان پزی به طور دقیق یافت می شود به اختلاط از قبل برای بشر آماده شده است مارل (MARL) می گویند.

اگر در خاک رس کلیه مواد مورد نیاز سیمان یافت نشود می توان مورد نیاز به آن اضافه نمود این مواد اغلب از ضایعات کارخانجات صنعتی به دست می آید.

روند تهیه سیمان

در تمام طول تهیه سیمان از آغاز گاز که تهیه مواد اولیه است تا آخرین مرحله که بارگیری می باشد همیشه دو عمل مورد نظر است که در تمام مراحل تهیه سیمان می آید اعمال می شود.

اول مخلوط کردن مواد می باشد از ابتدا سعی بر این است که در تمام مراحل تهیه سیمان به هر وسیله که ممکن باشد کاری کنند که مواد مختلف سیمان با یکدیگر بهتر مخلوط شده و محصول یکنواختی تولید نماید حتی عمل مخلوط کردن در سیلوها نیز انجام می شود. دوم آزمایشگاه است در کلیه مراحل تهیه سیمان همیشه آزمایشگاه ناظر بر کار تهیه سیمان می باشد تا محصول بدست آمده مطابق مشخصات ارائه شده از طرف کارخانه می باشد در کارخانه های جدید به طور خودکار مقداری از محصول در مراحل مختلف تهیه مثلاً از روی
قسمت های نقاله حمل مواد و یا سیلوهای ذخیره مواد و یا هم زن ها و یا کوره های پیش داغ کن و غیره به آزمایشگاه برده می شود که اولاً درصد مواد تشکیل دهنده سیمان کنترل شده و آن را با مشخصات تعیین شده در کارخانه تطبیق نمایند و مواد کم یا زیاد آنرا تصحیح کنند در ثانی پراکندگی مواد مختلف در کل محصول مورد کنترل قرار گیرد تا اگر بعضی از اقلام محصول در نقطه متمرکز شده باشد به وسیله هم زن های مختلف این تجمع را پراکنده کرده تا حتی المقدور محصول یکنواختی بدست آید روش کار آزمایشگاه بدین گونه است که مثلاً در طول مسیر حرکت مصالح برای تهیه سیمان در نقاط مختلف تسمه های نقاله در زمانهای مساوی به طور خودکار دریچه ای باز شده و قسمتی از محصول به داخل جعبه ای می ریزد و این جعبه که بلافاصله در آن بسته می شود از کانالهایی که برای همین منظور ساخته شده است به طور خودکار بوسیله فشار هوا و با شیب طبیعی به آزمایشگاه هدایت می شود و به طرق مختلف این نمونه مورد آزمایش قرار می گیرد و کم و کسری ها در هر مرحله اصلاح می شود.

برای تهیه سیمان مراحل مختلف شرح داده شده در زیر انجام
می شود.

معادن

معمولاً کارخانه های سیمان در نقاطی احداث می شود که اولاً به معادن سنگ آهک و خاک رس و یا به طور کلی در صورت امکان به معادن مارل نزدیک باشد در معادن یا به صورت کمپرسور و یا بوسیله دینامیت خوراک کارخانه تهیه می شود و این مواد به نسبت دوری و نزدیکی معدن با کارخانه بوسیله کامیون و یا تسمه نقاله به کارخانه هدایت می شود باید توجه داشت که بعضی از مواد مانند خاک رس احتیاج به آتشکاری و انفجار نداشته و می توان آنها را از معدن مستقیماً بوسیله لودر و یا حداکثر بولدوزر جدا کرده و به وسیله لودر بازگیری نمود. درهر حال محصول دپو شده پس از آزمایش و اجازه آزمایشگاه به کارخانه حمل می شود.

2-سنگ شکن ها

این محصول پس از ورود به کارخانه مستقیماً به محل آسیاب ها برده شده و به وسیله سنگ شکن ها خرده می شود تا درشتی آن ه حداکثر حدود 10 سانتیمتر برسد و برای آسیاب کردن آماده گردند، در کارخانه های سیمان پزی برای مراحل مختلف خرد کردن محصول از سنگ شکن ها متفاوت استفاده می شود مانند سنگ شکن های فکی – ضربه ای – ساچمه ای و غیره در این مرحله بیشتر از سنگ شکن های فکی یا ضربه ای (چکشی) استفاده می گردد و بستگی به نوع و سختی مصالح استخراج شده از معدن ممکن است یک یا چند بار خرد شوند.

گاهی ممکن است این سنگ شکن ها در محل معدن باشد و محصول خارج شده از معدن بلافاصله به سنگ شکن ریخته شده و قطعات خرد شده سنگ به وسیله تسمه نقاله – واگن هوایی و یا کامیون به کارخانه حمل گردد که انتخاب وسیله حمل از معدن به کارخانه بستگی به فاصله معدن تا کارخانه دارد اگر این فاصله نزدیک باشد از تسمه نقاله و یا واگن هوایی استفاده میشود و اگر این فاصله دور باشد مثلاً در حدود 10 کیلومتر باشد از کامیون و یا واگن های زمینی استفاده می گردد. اگر سنگ شکن ها در محل معدن مستقر باشد باید حتماً از سنگ
شکن های متحرک استفاده گردد زیرا با بهره برداری مصالح معدن تدریجاً عقب نشینی می نمایند که در این صورت باید سنگ شکن ها هر روز سکوی تغییر دهند این سنگ شکن ها باید بتوانند روزانه حدود پنج یا شش هزار تن سنگ را در مدت 8 ساعت کار خرد نمایند البته این مقدار با بزرگی و کوچکی کارخانه متفاوت می باشد.

این مقدار سنگ خوراک کارخانه ای است که ظرفیت تولید سالیانه آن حدود یک میلیون تن سیمان می باشد البته باید توجه نمود که سنگ شکن ها باید به تعدادی باشند که محصول مورد نیاز کارخانه وسیله نیمی از آنها تأمین گردد و نیمه بقیه برای سرویس و آماده سازی تحت تعمیر باشند زیرا سنگ شکن ها با توجه به کار سنگینی که دارند همیشه در معرض خراب شدن و شکستن قطعات هستند بهرحال این مواد پس از آزمایش و تعیین درصد عناصر موجود و در صورت لزوم تصحیح عناصر به سالنهای ذخیره می روند.

3- آسیاب کردن مواد

با توجه به اینکه معمولاً کار کوره های سیمان پزی پیوسته بوده و شبانه روز کار می کنند ولی معدن و سنگ شکن های مقدماتی فقط روزها کار می کنند در این صورت باید همیشه سالنهایی برای ذخیره مواد موجود باشد بدین لحاظ محصول سنگ شکن ها به سالنهای ذخیره برده می شوند و در این سالنها هم مواد تشکیل دهنده محصول کنترل شده و تا حدودی بوسیله دستگاههای مخلوط کن این عناصر با یکدیگر مخلوط می گردد.

4- خشک کن مقدماتی

چون ممکن است بعضی از مواد اولیه هدایت شده به این سالنها دارای آب بیش از اندازه باشد مانند خاک رس که اغلب با رطوبت زیاد از معدن استخراج می شود و رطوبت زیاد آنها ایجاد مزاحمت در آسیابهای مرحله دوم می نماید بدین لحاظ این مواد را به وسیله هوای گرم که در قسمت های مختلف کوره اصلی تولید می شود خشک
می نمایند البته مصالح را به طرق مختلف خشک می کنند یکی از رایج ترین آنها کوره دوار است که رطوبت مواد را به میزان قابل ملاحظه ای پایین می آورد و مصالح را آماده برای پودر کردن می نماید بخاطر آب حاصل از خشک کردن مصالح با هواکش های مخصوص که در خشک کن تعبیه شده است به بیرون هدایت می شود.

5- پودر کردن مواد اولیه

برای آنکه مصالح برای هدایت به کوره آماده نمائیم باید آن را به صورت دانه های بسیار ریز در بیاوریم قطر این دانه ها نباید از 1/0 میلیمتر بیشتر باشد یکی از علل ریز کردن دانه ها آن است که هر چه مقدار سطح مخصوص (سطح واحد حجم و یا سطح واحد وزن) دانه بیشتر باشد سطح جذب حرارت بیشتر بوده و پخت سیمان سریع تر انجام می گردد و از حرارت کوره استفاده بیشتری می شود متداول ترین آسیاب برای پودر کردن مواد اولیه آسیاب های ساچمه ای یا آسیاب های گلوله ای می باشند این آسیاب ها تشکیل شده اند از یک استوانه که درون آن گلوله های فولادی به قطر های مختلف از 2 سانتیمتر تا 10 سانتیمتر قرار دارد این استوانه دارای حرکت دوارنی یکنواخت است و در نتیجه این دوران گلوله ها به بالا برده شده و سقوط می نمایند که در اثراین سقوط گلوله ها که ضربه ایجاد می کند. مواد داخل آسیاب را به اندازه دلخواه پودر می نماید. سرعت گردش آسیاب، کاملاً محاسبه شده می باشد. زیرا اگر این سرعت از میزان معینی سریع تر بچرخد گلوله ها تحت تأثیر قوه گریز از مرکز واقع شده و به بدنه آسیاب چسبیده و سقوط نمی کنند و اگر از میزان معینی کندتر بچرخد گلوله ها بالا نرفته و سقوط نمی کنند در نتیجه مواد به سرعت لازم کوبیده نمی شود. بهرحال این گلوله ها ماد را خرد کرده و به صورت پودر نرمی در می آورند پودر خارج شده از این آسیابها بوسیله آزمایشگاه کنترل شده و اگر درصد مواد و همچنین پراکندگی ذرات آن مورد تأیید باشد آماده رفتن به کوره سیمان پزی می گردد این مواد به دو روش به کوره سیمان پزی می رود . روش خشک و روش تر.

1- روش تر

اگر مقدار رطوبت موجود در مصالح از مقدار معینی بیشتر باشد (حدود 25%) و همچنین اگر متد و تجهیزات کارخانه اجازه بدهد در حین آسیاب کردن با افزودن آب رطوبت مواد را به 40% وزن مواد
می رسانند با این مقدار آب مواد را به صورت لجن در می آورند آنگاه این لجن را به حوضهای مخصوصی هدایت کرده که در وسط آن هم زنی موجود می باشد که مواد داخل شده به حوض را به خوبی مخلوط می کند این هم زن ها به صورت شانه بزرگی در مرکز حوض حول محور خود می چرخد و مواد وارد شده در حوضچه را به خوبی مخلوط می نماید این مصاح پس از مخلوط شدن به سیلوهای ذخیره هدایت می شود و پس از تأیید آزمایشگاه به کوره برده می شوند ضمناً در همین حوض ها کسری آب مواد به آن اضافه می گردد.

2- روش خشک

اگر آب موجود در مصالح کم باشد همانطوریکه گفته شد آن را به وسیله خشک کن های مختلف خشک کرده و آسیاب میکنند و آنگاه آنرا به سیلو می برند.

تفاوتهای روش خشک و تر

در روش تر بعلت آنکه نسبت به روش خشک گرد و خاک کمتری تولید می نمایند برای حفظ جان کارگران مناسب تر می باشد. سیمان حاصل از روش تر به علت آنکه بهتر مخلوط شده است مرغوب تر
می باشد هزینه سوخت سیمان پزی در روش تر بیشتر است در نتیجه سیمان گرانتر تمام می شود نگهداری مصالح به روش تر مشکل تر
می باشد زیرا دانه های موجود در لجن به نسبت وزن مخصوص خود رسوب می نمایند بدین لحاظ سیلوهای نگهداری مصالح به روش تر مجهز به مخلوط کن باشد که این ممکن است این مخلوط کردن به دمیدن هوا از پایین در سیلو انجام شود.

6- آزمایش نهایی

از نقاط مختلف هر سیلو نمونه برداری شده و به آزمایشگاه برده می شود اگر این نمونه با توجه به نوع سیمانی که باید تهیه شود دارای کلیه مواد مورد نیاز سیمان با درصد لازم بوده و پراکندگی مواد در آن مطلوب باشد آماده وارد شدن به کوره می باشد در این صورت آزمایشگاه اجازه پخت آنرا صادر می نماید ولی اگر درصد مواد مورد تأیید آزمایشگاه نباشد.

منتظر بارگیری سیلوی دوم می شوند زیرا ممکن است درصد مواد متشکله سیلوی دوم و اول به نسبتهای داده شده از طرف آزمایشگاه مواد مورد نیاز سیمان را شامل بشود و اگر نشد منتظر سیلوی سوم و چهارم وبالاخره سیلوی پنجم می نمایند و اگر باز هم با مخلوط کردن مواد این پنج سیلو مصالح دلخواه حاصل نشود آنگاه آزمایشگاه سیلوی ششم را با مصالحی که بتواند پنج سیلوی قبلی را اصلاح نماید تکمیل می نماید.

به این سیلو در کارخانه، سیلوی تصحیح می گویند این تصحیح مواد از معدن بوسیله انتخاب سنگهای مورد نیاز وسیله آزمایشگاه انجام شده و تا آسیاب اولیه و آسیاب دوم و تسمه های نقاله ادامه پیدا می کند در این صورت با درصد داده شده از طرف آزمایشگاه مصالح سیوها را مخلوط کرده و برای تغذیه کوره اصلی آماده می نمایند. مصالحی که برای رفتن به کوره آماده شده باشد خوراک کوره
می نماید.

هر کارخانه سیمان پزی به نسبت بزرگی و کوچکی دارای سیلوهای متعددی می باشد هر یک از سیلوها می تواند خوراک سه تا پنج روز کوره را تأمین نمایند و سیلوها از بالا تغذیه شده با توجه به اینکه وزن مخصوص مواد متشکله سیمان یکسان نیست ممکن است در اثر رسوب پراکندگی مواد به هم خورده و مواد همگن که از مهمترین اصول تهیه سیمان است وارد کوره نشود رسوب مواد و ناهمگن شدن آن در سیلوهایی که مواد را به صورت لجن در خود ذخیره می نمایند به مراتب بیشتر است برای جلوگیری از این موضوع سیلوها را مجهز به دستگاه همزن می نمایند که اغلب این هم زن ها ایرواسلاید (بادی) می باشد و با دمیدن هوا از پایین و عبور هوا از لابه لای مواد و خروج آن از بالا، مواد داخل سیلو همیشه در حال مخلوط شدن می باشد این سیلوها باید بتوانند به آسانی مواد ذخیره شده در خود را به کوره هدایت نمایند. جنس این سیلو معمولاً از بتون می باشد.

7- کوره های پیش گرم کن

مواد موجود در سیلوها دارای حرارت محیط می باشند که در حدود 15 تا 25 درجه سانتیگراد است و اغلب چه به صورت پودر و چه به صورت لجن دارای مقداری آب فیزیکی هستند که اگر به همین صورت وارد کوره شوند اولاً به مقدار قابل ملاحظه ای میزان مصرف سوخت بالا می رود در ثانی در کار پخت سیمان اخلال ایجاد می شود بدین لحاظ مواد درون سیلو قبل از ورود به کوره اصلی وارد کوره پیش داغ کن گردیده و در این کوره ها که با هوای گرم و گازهای هدایت شده از کوره اصلی گرم می شود آب فیزیکی و حتی آب تبلور مواد، متصاعد گشته و همچنین قسمت زیادی از کربنات کلسیم CaCO3 و کربنات منیزیم MgCO3 به اکسید کلسیم CaO و اکسید منیزیم MgO تبدیل می گردد. درجه حرارت مواد در این کوره ها تا حدود 300 درجه می رسد. ورود گازهای هدایت شده از کوره اصلی و مواد پودر ماننداز سیلوها به کوره پیش داغ کن طوری است که در کوره ایجاد گردباد
می نماید که این گردباد موجب معلق شدن مواد در کوره گردیده و در نتیجه میزان تماس مواد با هوای گرم زیاد شده و مواد با سرعت بیشتری خشک شده و آب آنها تبخیر گشته و حرارت آنها بالا می رود و همچنین این حرارت به متصاعد شدن CO2 کربنات کلسیم و کربنات منیزیم کمک می نماید در نتیجه به مقدار قابل ملاحظه ای در سوخت و وقت صرفه جویی می شود.

8- سیمان پزی

ایجاد فعل و انفعالات شیمیایی بوسیله حرارت دادن تا حدود 1500 درجه سانتیگراد به دانه های انبار شده در سیلوها تا حد عرق کردن سیمان پزی می گویند. به طوری که حدود بیست تا سی درصد مواد ذوب شده و باعث چسبیدن سایر دانه ها به یکدیگر بشود این دانه های جدید که به اندازه فندق می باشد و دارای رنگ قهوه ای روشن است کلینگر نام دارد.

9- کوره های سیمان پزی

الف – رایج ترین و متداول ترین کوره های سیمان پزی کوره گردنده خفته است که عبارت است از یک استوانه فلزی به طول تقریبی 100 متر و به قطر تقریبی 4 متر که کلفتی بدنه آن 20 تا 40 میلیمتر است در حدود 3 تا 4 درصد نسبت به افق شیب دارد و 5/1 تا 2 دور در دقیقه حول محور خود می چرخد. و این لوله بلند روی پایه هایی قرار دارد یک موتور با چرخ دنده حرکت دورانی آن راتأمین می کند که در مورد این کوره در آخر همین فصل توضیح داده خواهد شد.

ب – دیگر از انواع کوره های سیمان پزی کوره ایستاده می باشد. این کوره استوانه ای است به قطر حدود 3 متر که دهانه بالای آن گشادتر است طول این استوانه در حدود 10 متر است مواد سیمان را با رطوبت به صورت گلوله هایی به قطر تقریبی 10 سانتیمتر در
می آورند و آن را از بالا با ذغال کک به کوره می ریزند و کوره را از پایین آتش می کنند و پس از ریختن ، کلینگر را از زیر کوره خارج
می نمایند و از این نوع کوره ها تا ظرفیت روزانه 300 تن هم ساخته شده است.

10- مراحل مختلف پخت

به طور کلی چگونگی تشکیل سیمان و مراحل مختلفی را که خوراک کوره در طول کوره طی می نماید و تشکیل عناصر مختلف و تبدیل آنها به یکدیگر هنوز به طور کامل مشخص نشده است ولی قسمت عمده این فعل و انفعالات که برای محققین روشن می باشد به طور خلاصه ذیلاً شرح داده می شود.

حرارت در ابتدای کوره (یا شروع پیش داغ کن) در حدود 100 درجه و تا اواسط کوره به 1500 درجه می رسد.

در حرارت 100 درجه آب فیزیکی عناصر تبخیر می شود و در حرارت 300 درجه CO2 موجود در کربنات منیزیم MgCO3 متصاعد می شود و MgO تشکیل می گردد در گرمای 500 تا 600 درجه به بالا تا 800 درجه، رفته، رفته CO2 موجود در کربنات کلسیم (سنگ آهک) در کنار عناصر موجود در خاک رس متصاعد گشته و CO2 تشکیل می گردد.

و در همین حرارت فعل و انفعالات میان آهک و سیلیس و ترکیب آن دو با یکدیگر شروع می شود و در این مرحله که آغاز بوجود آمدن سیمان می باشد این فعل و انفعالات به کندی پیش می رود و از 800 درجه به بالا ترکیبات اصلی سیمان تشکیل می شود به صورت زیر:

در 800 درجه منوکلسیم آلومینیات به فرمول Al2O3 CaO به علامت اختصاری CA

در 900 درجه منوکلسیم سیلیکات به فرمول CaO SiO2 به علامت اختصاری CS

در 950 درجه پنتاکلسیم آلومینیات به فرمول 5CaO.3Al2O3 به علامت اختصاری C5A3

در 1200 درجه دی کلسیم سیلیکات به فرمول 2CaO.SiO2 به علامت اختصاری C2S

در حرارت 1300 درجه قسمتی از مواد به مرحله عرق کردن و ذوب شدن می رسد و این حرارت تری کلسیم آلومینیات به فرمول 3CAO.Al2O3 به علامت اختصاری C3A

و در همین حرارت تترا کلسیم آلومینیات فریت به فرمول Fe2O3 ، Al2O3 ، 4CaO به علامت اختصاری C4AF

و در گرمای 1450 درجه تری کلسیم سیلیکات به فرمول 3CaO.SiO2 به علامت اختصاری C3S تشکیل می شود و بالاخره در گرمای 1500 درجه کلیه عناصر فوق به چهار عنصر اصلی سیمان تبدیل می گردند به شرح زیر:

تری کلسیم آلومینات        3CaOAl2O3=C3A

دی کلسیم سیلیکات          2CaO,SiO2=C2S

تری کلسیم سیلیکات         3CaO.SiO2=C3S

تترا کلسیم آلومینات فریت  4CaO,Al2O3,Fe2O3=CaAF

این چهار عنصر ترکیبی هستند از آهک – سیلیس –اکسید آلومینیوم و اکسید آهن به نسبت های زیر

11- مدت زمان تهیه سیمان

زمان پخت سیمان بستگی به نوع کوره – نوع سوخت و نوع مواد دارد و تقریباً بین 3 تا 5 ساعت بطول میانجامد.

12- کلینگر

به چهار عنصر فوق که محصول نهائی کوره گردند می باشند کلینگر می گویند که رنگ آن قهوه ای روشن و بزرگی آن در حدود یک فندوق است.

کلینگر هنگام خروج از کوره دارای حرارتی در حدود 1200 درجه سانتیگراد است. برای خنک کردن کلینگر روی آن با پنکه های مخصوص هوای سرد میدهند این هوای دمیده شده روی کلینگر را که در اثر گرمای کلینگر هنگام خروج از محیط دارای حرارتی در حدود 700 تا 800 سانتیگراد است به ابتدای کوره برده و برای گرم کردن خوراک کوره در کوره های پیش گرم کن از آن استفاده مینمایند و به این وسیله درمصرف سوخت به مقدار قابل ملاحظه ای صرفه جویی مینمایند . همچنین گازهای متصاعد شده از روی موادی که در کوره اصلی مشغول پخته شدن هستند و به دودکش می روند از بالای دودکش به اتاقک های پیش داغ کن هدایت می شوند این گازها تا حدود 500 درجه سانتیگراد حرارت دارند.

 13-آسیاب کردن کلینگر

کلینگر را پس از خنک شدن به سیلوهای مخصوص می برند و در صورت احتیاج فوری آن را به آسیاب برده و با افزودن 2% سنگ گچ پودر می نمایند کلینگر معمولاً بوسیله آسیابهای ساچمه ای خرد
می شود کلینگر را پس از آسیاب کردن به قسمت بارگیری برده و بوسیله پاکتهای 50 کیلوئی به بازار عرضه می نمایندو یابصورت فله بوسیله کامیونهای مخصوص که به آن بونکر میگویند به بازار عرضه مینمایند لازم به یادآوری است که آسیابی که سیمان را به صورت پودر در می آورد اغلب از نوع آسیاب ساچمه ای می باشد و حتماً قسمت زمینه ای دارد بنام سپراتوآر (جداکننده) در این قسمت دانه های سیمان بزرگتر از حد استاندارد را جدا کرده و دوباره به آسیاب منتقل می نماید.

14- درشتی دانه های سیمان

هر قدر دانه های سیمان ریزتر باشد مرغوب تر می باشد درشتی دانه های سیمان پرتلند معمولی در حدود 2 تا 8 میکرون است 002/0 میلیمتر تا 008/0 میلیمتر شکل آن نیز مدور میباشد. آزمایش تعیین مقدار درشتی دانه ها سابقاً به وسیله الک های مخصوص انجام
می گرفت ولی از آنجا که ممکن است دانه های سیمان بصورت استوانه از طول وارد الک بشود در نتیجه این طریق آزمایش دقت لازم را ندارد طریقه دقیق تر آنست که مقدار حجم معینی از سیمان را انتخاب کرده و آنرا در ظرف در بسته می ریزند و با مقدار نفوذپذیری هوا با فشار معین و درجه حرارت معین در ظرف مورد آزمایش درشتی دانه را تعیین می نمایند.

روند تهیه سیمان

معدن سنگ – آسیاب فکی – سالن ذخیره مواد – مخلوط کن ها – آسیاب کردن مواد – حوض تهیه لجن برای تهیه سیمان به روش تر – سیلوهای نگه داری خوراک کوره – کوره پیش داغ کن – کوره گردنده خفته و تهیه کلینگر – خفه کن ها – انبار کلینگر – آسیاب کلینگر با 2% سنگ گچ – انبار سیمان – بارگیری.

بدیهی است نقل و انتقال بیشتر بوسیله تسمه نقاله انجام می شود و گاهی نیز بوسیله واگنهای هوایی یا زمینی و یا بالا برهای مخصوص حمل و نقل انجام می گردد و همانطوریکه گفته شد تمام مراحل سیمان زیرنظر آزمایشگاه می باشد و کلیه مراحل آن چه از نظر مواد مختلف و چه از نظر پراکندگی مواد و چه از نظر درصد رطوبت و همچنین مراحل مختلف پخت آزمایش می شود.

اگر تولید قسمت بیش از اندازه مصرف و بارگیری باشد ناچاراً مازاد آن به انبار سیمان هم مانند سیلوهای مواد خام اغلب بتونی
می باشد و از زیر سیلو به درون آن هوا دمید. دمیدن هوا به داخل سیلو از فشار وزن قسمتهای بالا به لایه های زیر جلوگیری کرده و مانع سخت شدن و گلوله شدن سیمان می گردد و همیشه بحالت پودر باقی می ماند.

انواع سیمان پرتلند از نظر جنس

سیمان ایران به پیروی از انجمن آمریکائی آزمایش و مصالح (American A STM Society for Testing And MATERIALS) سیمان های ایران را به پنج گروه اصلی تقسیم کرده است که هر کدام دارای مشخصات مخصوص و همچنین محل مصرف مخصوص میباشد بشرح زیر:

سیمان پرتلند نوع (1)

این نوع سیمان رایج ترین و پرمصرف ترین نوع سیمان میباشد و اغلب کارخانه های ایران و حتی اغلب کارخانه های دنیا در شرایط عادی نسبت به تولید این گونه سیمان اقدام می نمایند مصرف این گونه سیمان در تمام کارهای ساختمانی مانند پل – تونل – ساختمانهای بتونی و غیره مجاز میباشد سازه های ساخته شده وسیله این گونه سیمان نباید در معرض حمله سولفاتها باشد در نتیجه ساختمان
اسکله ها و پایه پلها که با آب دریا و یا آبهای سولفاته در تماس
می باشد با سیمان نوع یک مجاز نیست.

سیمان پرتلند نوع (2)

سیمان نوع (2) حملة کم سولفاتها را می تواند تحمل کند در نتیجه برای ساختن کانالهای فاضل آب و غیره خوب است درجه حرارت تولید شده این نوع سیمان نسبت به سیمان نوع یک کمتر است در نتیجه برای بتون ریزی در هوای گرم مناسب میباشد مصرف این گونه سیمان هم برای سازه هائی که مورد حمله شدید سولفاتها هستند مجاز نیست مانند کارهای دریائی و یا پایه پلها.

سیمان پرتلند نوع (3)

سیمان نوع (3) زودگیر میباشد به همین علت در محلهای که احتیاج به قالب پردازی فوری باشد از این نوع سیمان مصرف میشود زیرا مقاومت اولیه این سیمان خیلی زود بالا میرود. به علت زودگیر بودن مصرف این نوع سیمان در هوای سرد پیشنهاد میشود و همچنین بعلت زودگیر بودن گرمای تولید شده آن نسبت به سیمانهای دیگر در ساعات اولیه مصرف زیاد است.

سیمان پرتلند نوع (4)

سیمان نوع (4) کمترین حرارت را در موقع سخت شدن تولید مینماید بدین لحاظ در بتون ریزیهای انبوه مانند سدها مصرف سیمان پرتلند نوع (4) پیشنهاد میگردد و همچنین در بتون ریزی هائی که گرمای حاصله از سیمان برای بتون مضر تشخیص داده می شود از این نوع سیمان استفاده می شود در مناطق گرم کشور ما مانند مناطق جنوبی خصوصاً در فصل تابستان که حرارت محیط زیاد است و حرارت هیداتاسیون سیمان ممکن است روی فعل و انفعالات سخت شدن آن اثر بگذارد از این نوع سیمان باید استفاده شود.

5- سیمان پرتلند نوع (5)

سیمان نوع (5) ضد سولفات بوده و در مقابل حمله شدید سولفاتها به خوبی مقاومت می کند مصرف این نوع سیمان در ساختن اسکله ها و پایه های پلها و کارهای دریائی پیشنهاد میشود همچنین مصرف این نوع سیمان در بنادر جنوبی ایران مخصوصاً چابهار و کنارک که محیط دارای خورندگی شدید میباشد پیشنهاد میشود.

علاوه بر 5 نوع سیمان که در بالا شرح داده شد سه نوع سیمان دیگر نیز وسیله ASTM استاندارد شده است که وابسته به همین 5 نوع است که عبارتند از: سیمان پرتلند نوع A1 و سیمان پرتلند نوع A2 و سیمان پرتلند نوع A3 که مشخصات آن مانند سیمانهای پرتلند نوع یک و دو و سه است ولی تفاوت آنها در این میباشد که این سیمانها دارای مواد افزودنی هوازا هستند در مورد مواد افزودنی و همچنین سیمانهای هوازا بعداً توضیح داده خواهد شد.

سایر انواع سیمان پرتلند

سیمان پرتلند ممتاز

این نوع سیمان کاملاً شبیه سیمان پرتلند معمولی است فقط در تهیه آن دقت بیشتری بعمل آمده و سعی مینمایند تا ترکیب موادی را که به کوره می برند کاملاً مطابق درصد مواد تعیین شده وسیله آزمایشگاه باشد و همچنین بهتر مخلوط شده باشد یعنی پراکندگی مواد تشکیل دهنده آن قبل از ورود به کوره یکسان باشد تا کلینگر بدست ا»ده از این مواد همگی یک نوع باشند و همچنین قبل از آنکه مواد را به کوره ببرند آنرا ریزتر آسیاب می کنند تا سطح تماس دانه ها با آتش بیشتر بشود تا درصد ترکیب آهک با سایر مواد بیشتر باشد و بالاخره در مرحله آخر در آسیاب کردن دقت بیشتری بعمل می آورند. تا دانه ها ریزتر آسیاب بشود و تقریباً همه دانه ها به بزرگی 2 میکرون بشود تا بدین وسیله سطح تماس دانه ها با آب زیادتر شده و سیمان زودتر و بهتر سخت بشود بعضی از کارخانه ها برای تهیه سیمان پرتلند ممتاز آنرا دوبار به کوره می برند یعنی کلینگر را پس از آسیاب کردن دوباره به کوره میبرند و دوباره آنرا پخته و دوباره کلینگر تهیه مینمایند بدین وسیله درصد آهک ترکیب نشده با خاک رس به حداقل میرسد. باید توجه نمود هر قدر میزان آهک ترکیب نشده کمتر باشدسیمان بدست آمده مرغوب تر بوده و در نتیجه زمان سخت شدن ملات یا بتون سریع تر می شود بهمین دلیل تفاوت سیمان پرتلند ممتاز و سیمان پرتلند معمولی آنست که سیمان پرتلند ممتاز سریع تر سخت میشود و تقریباً در هفته اول پس از بتون ریزی مقاومت آن به بیش از 50% مقاومت 28 روزه بتون میرسد.

با توجه به اینکه هزینه قالب بندی در ساختمانهای بتون آرمه مبلغ قابل ملاحظه ای را شامل می شود مخصوصاً در ساختمانهائی مانند سیلوهای بتونی با برج های خنک کن بتونی و یا پایه های پلها که با شکل هندسی یکنواختی ساخته میشود در اغلب اینگونه سازه ها از قالب لغزنده استفاده مینمایند (وقتی یک قسمت از سازه بتون ریزی شد قالب بدون جابجایی فقط در راستای محور معینی تغییر مکان میدهد ودر امتداد سطح سازه لغزیده و به بالا میرود) سیمان های زودگیر مطرح میشود و این گونه سیمانها اهمیت خود را از نظر اقتصادی بخوبی نمایان مینماید.

به طور کلی به سیمانی زودگیر یا دارای مقاومت اولیه بالا گفته میشود که مقاومت 7 روزه آن مساوی 50% مقاومت 28 روزه سیمان معمولی از همان نوع باشد بدیهی است از بتونی که با چنین سیمانی ریخته شود خیلی به سرعت میتوان قالب برداری کرد. طبق استاندارد ASTM امریکا به سیمانی زودگیر میگویند که مقاومت یک روزه آن 127 کیلوگرم و مقاومت 3 روزه آن 247 کیلوگرم بر سانتیمتر مربع باشد.

2- سیمان زودگیر

سیمان زودگیر سیمانی است که دارای C3S (سه کلسیم سیلیکات) بالائی باشد و در حدود 59 درصد کلینگر را این ماده تشکیل دهد و C2S حدود 20 درصد و C3A حدود 10 درصد و بالاخره C4AF حدود 11 درصد در کلینگر این نوع سیمانی وجود دارد این نوع سیمان بعلت زودگیر بودن دارای حرارت هیدراتاسیون بالائی در ابتدای سختشدن می باشد بهمین علت مصرف این نوع سیمان در مناطق سرد سیر پیشنهاد میگردد در استاندارد ایران به آن سیمان نوع سوم میگویند.

3- سیمان ضد سولفات

این نوع سیمان که همان سیمان تیپ 5 میباشد و در مقابل حمله سولفاتها مناسب است بر اساس آزمایشات بعمل آمده وسیله کلیه ممالکی که روی سیمان تحقیق مینمایند به این نتیجه رسیده اند که اگر مقدار C3A موجود در کلینگر به حدود 3 تا 5 درصد تقلیل یابد سیمان حاصله میتواند در مقابل حمله شدید سولفاتها مقاومت نماید برای بدست آوردن این مقدار C3A باید در خوراک اولیه کوره از مقدار Al2O3 کاسته و به مقدار Fe2O3 اضافه نمود.

به چنین سیمانی بعلت زیادی اکسید آهن سیمان آهنی یا
 ron Cement نیز میگویند.

4-سیمان هوازا

بهتر بود این بخش در قسمت افزودنیهای بتون گفته میشد ولی از آنجا که طبق استاندارد ASTM سیمان نوع A3,A2,A1
سیمان های هوازا میباشد لذا اشاره مختصری به آن در این قسمت لازم است.

از ابتدای مصرف بتون و ایجاد سازه های بتونی همیشه محققین در آزمایشگاه درصدد پیدا کردن راهی بودند که بتوانند در هوای زیرصفر بتون ریزی را ادامه بدهند و از یخ زدن بتون و در نتیجه متلاشی شدن آن هراسی نداشته باشند.

با توجه به اینکه همیشه همراه بتون مقداری حبابهای ریز هوا وارد قالب میشود و این حبابهای هوا همیشه درمجاورت آب واقع شده و از آب پر میشوند و در نتیجه اتصال این فضاها به یکدیگر فضای بزرگتری از آب در داخل بتون تشکیل میشود که در اثر یخ بندان ازدیاد حجم پیدا کرده و موجب متلاشی شدن بتون میگردد برای رفع این اشکال به سیمان مواد افزودنی مانند رزین مصنوعی یا طبیعی
روغن های نباتی و اسیدهای چربی اضافه مینمایند این مواد در بتون بطور مصنوعی ایجاد حبابهائی مینماید که قطر آن در حدود 3% میلیمتر بوده و بجای دانه های ماسه در بتون عمل می نماید وجود این حبابها باعث بیرون راندن هوای اضافه در بتون شده و خود این حبابها هم مانند ذرات آب به همدیگر مربوط نمیشوند وهر کدام بطور مستقل عمل می نمایند در نتیجه آزمایشات بعمل آمده معلوم شد که این گونه بتونها در مقابل یخ زدگی و ذوب یخ مکرر دارای مقاومت بیشتری می بشاند. با توجه به اینکه بجز مواد اصلی بتون (شن – ماسه – آب – سیمان) هر ماده افزودنی به آن از مقاومت بتون کسر می نمایند اغلب مواقع در فصل سرما که خطر یخ بندان بتون موجود است در موقع ساختن بتون مواد هوازا به آن اضافه مینمایند تا از خطر یخ زدن بتون به مقدار قابل ملاحظه ای کاسته شود ولی بعضی از کارخانه ها که سیمان نوع A3,A2,A1 بهینه مینمایند این نوع مواد را به سیمان اضافه میکنند که بهتر است در فصل یخ بندان به تناسب محل از این نوع سیمانها استفاده گردد. لازم به یادآوری است که این سیمان ها علاوه بر دارا بودن خواص نوع خود هوازا نیز می باشند.

5- سیمانهای رنگی

گاهی اتفاق میافتد که در ساختمان سازی مخصوصاً درنماسازی و یا فرش کف احتیاج به سیمانی باشد که باربری آن مورد نظر نبوده بلکه زیبائی آن مورد نظر است مثلاً در مورد ساختن موزائیک های رنگی و سیمانکاری نما سیمان های رنگی مخصوصاً سیمان سفید اهمیت خود را نشان میدهد علت رنگ دودی سیمان پرتلند معمولی وجود اکسیدهای آهن در آن میباشد در این صورت برای ساختن سیمان سفید اکسیدهای آهن را از آن جدا میکنند و یا اگر جدا کردن کلیه اکسیدهای آهن مقدور نبوده و از لحاظ اقتصادی مقرون به صرفه نباشد حداکثر مقدار این اکسیدها را به 2% نیز اجازه داده شده است و برای بی رنگ کردن آن حدود 3% وزن مواد خام به آن کلرور کلسیم و یا کلرور کالیم اضافه میکنند و مقداری ماسه سیلیسی خالص نیز به آن اضافه می نمایند مواد خام برای تهیه سیمان سفید تقریباً دارای ترکیباتی به شکل زیر میباشد.

66%          در حدود                 CaO

24%          در حدود                 SiO2

6%            در حدود                 Al2O3

و چهار درصد هم مواد دیگری مانند SO3,TiO2,MnO ,Fe2O3,MgO و کلرور کلسیم و یا کلرور کالیم.

درجه حرارت لازم جهت پخت سیمان سفید از سیمان معمولی بالاتر است برای جلوگیری از ذوب شدن و روان شدن مواد در کوره باید از دیر گدازه هائی مانند کلسیم فلوراید – گچ – شیشه – فلدسپات استفاده گردد که این مواد باید با خوراک کوره به داخل کوره برود برای تهیه سیمانهای رنگی دیگر 20% وزن سیمان به آن مواد معدنی رنگی اضافه مینمایند و برای تهیه سیمان سبز از اکسید کرم و برای تهیه سیمان قرمز و قرمز کم رنگ و سیاه از اکسیدهای آهن استفاده میشود این مواد را بصورت سنگ همراه کلینگر به آسیاب میبرند و سیمانهای رنگی میسازند البته باید توجه داشت که این مواد باید طوری انتخاب شوند که در موقع مصرف برای بدست آوردن رنگهای مختلف به سیمان سفید رنگهای معدنی اضافه نمود.

6- سیمان چاه کنی

سیمان چاه کنی فقط در صنعت نفت مصرف میشود . در موقع حفر چاه های نفت پس از حفاری لوله گذاری میکنند معمولاً قطر چاه را قدری بزرگتر از لوله ای که درون آن میگذارند حفر مینمایند تا لوله براحتی درون آن قرار گیرد.

این فاصله باید وسیله موادی پر شود که مانع نفوذ آبهای سطحی و زیرزمینی از درز بین لوله ها به داخل چاه بشود برای این کار ابتدا مقداری دوغاب خاک رس همراه با مواد معدنی دیگر مانند سود سوزآور و کربنات و سیلیکات سدیم و غیره در فاصله بین لوله و جداره چاه میریزند آنگاه دوغاب سیمان چاه کنی را با فشار پمپ به داخل این جداره تزریق مینمایند که بخوبی فاصله را پر نموده و مانع نفوذ آب بشود. سیمان چاه کنی باید در حرارتهای زیاد عمق چاه سخت بشود و در مقابل عوامل شیمیائی که در طول چاه وجود دارد مقاومت نموده و خاصیتهای خود را از دست ندهد.

سیمان روباره

در کارخانه های ذوب آهن در کوره بلند همراه سنگ آهن مقداری مواد گدازآور مانند سنگ آهک و غیره به داخل کوره میریزند که این مواد همراه با اضافاتی که از ذغال سنگ و سنگ آهن باقی میماند بعلت سبک تر بودن آهن روی آهن ذوب شده قرار میگیرد این روباره ها راجمع نموده و بوسیله آب به سرعت سرد کرده و به کارخانه های تهیه سیمان ارسال مینمایند و در کارخانه های سیمان آنرا با کلینگر مخلوط کرده و آسیاب میکنند و به آن سیمان پرتلند روباره و یا سیمان متالوژیکی میگویند. نسبت مخلوط کردن روباره با کلینگر در استانداردهای مختلف متفاوت است مقدار روباره از 35 تا 80 درصد و کلینگر از 65 تا 20 درصد میباشد سیمان روباره پس از 28 روز دارای مقاومت در حدود 400 کیلوگرم بر سانتیمتر مربع است. قیمت سیمان روباره نسبت به سیمان معمولی بسیار ارزانتر است و تقریباً به طور متوسط 50% قیمت سیمان معمولی میباشد . روباره دارای 37 درصد SiO2 و 6 درصد Al2O3 و 44 درصد CaO و تقریباً 13 درصد مواد دیگر مانند MgO و FeO و گوگرد است. در مقایسه با سیمان پرتلند معمولی سیمان روباره در مقابل عوامل شیمیایی مقاوم تر است و همچنین دارای حرارت هیدراتاسیون پایین تری از سیمان پرتلند معمولی میباشد.

8- سیمان پوزولان

پوزولان یا تراس ماده سیلیسی و یا سیلیس و آلومینی میباشد که بخودی خود خاصیت چسبندگی ندارند ولی اگر پودر شده و یا گرد آهک شکفته مخلوط گردد خاصیت چسبندگی پیدا میکند که به آن سیمان طبیعی میگویند. و اگر 20 تا 40 درصد پوزولان را با 80 تا 60 درصد کلینگر سیمان پرتلند مخلوط کرده و به آسیاب ببرند و مخلوط را کوبیده و پودر نمایند سیمان پوزولانی بدست میآید سیمان پوزولانی در مقابل حمله سولفاتها مقاوم بوده و از سیمان پرتلند ارزانتر است.

9- سیمان انبساطی

سیمان انبساطی سیمانی است که در موقع سخت شدن در حدود 1% به حجمش اضافه میشود باید توجه داشت کلیه مصالح ساختمانی بجز گچ، منجمله بتون یا ملات سیمان در موقع سخت شدن تقلیل حجم پیدا میکنند علت ازدیاد حجم سیمان انبساطی آنست که مقدار آلومینات و سولفات موجود در مواد اولیه این نوع سیمان از سیمان پرتلند معمولی بیشتر است این سیمان برای آب بندی درز استخرها و آب انبارها و همچنین اندود روی دیوار آب انبارها مورد مصرف دارد تا آنجا که نگارنده اطلاع دارد در بازار ایران چنین سیمانی وجود ندارد.

10- سیمان برقی

سیمان برقی که به آن سیمان آلومیناتهم میگویند سیمانی است که دارای اکسید آلومینیم زیاد و آهک کم میباشد و آنرا نمیتوان از خانواده سیمانهای پرتلند دانست زیرا عامل سخت شوند در سیمان پرتلند هیدرات های سیلیکات کلسیم است در صورتیکه عامل سخت شونده در سیمان های برقی آلومینات های کلسیم است که پس از ترکیب با آب تبدیل به هیدرات کلسیم آلومینات میشود.

تقریباً چند سال پس از کشف سیمان پرتلند ضعف آن در مقابل عوامل شیمیایی مخصوصاً حمله سولفاتها مشخص گردید و امکان مصرف آن درکارهای اسکله سازی و بندر سازی و پایه پلها و غیره از بین رفت به این دلیل دانشمندان به فکر تهیه سیمانی افتادند که بتواند در مقابل سولفاتها مقاومت نماید در حدود سالهای اول قرن بیستم (سالهای 1900 تا 1910 ) دانشمندان فرانسوی با ترکیب 40% Al2O3 و 40% CaO و 20% مواد دیگر از قبیل FeO و Fe2O3 و SiO2 و TiO2 و MgO موفق به ساختن سیمانی شدند که میتوانست در مقابل عوامل شیمیایی مخصوصاً سولفات مقاومت نماید مواد اولیه برای تهیه سیمان برقی عبارت از سنگ آهک CaCO3 و بوکسیت یا هیدراکسید آلومینیم به فرمول شیمیایی Al2O3, 2H2O می باشد.

ریزی دانه های سیمان برقی مانند سیمان پرتلند است ولی نسبت به سیمان پرتلند بسیار زودگیرتر است و آغاز گرفتن آن پس از 1 ساعت شروع و حداکثر تا 24 ساعت پایان مییابد (سیمان پرتلند پس از 2 ساعت شروع و پس از 28 روز پایان مییابد) وزن مخصوص سیمان برقی لرزیده 3 تا 25/3 تن در مترمکعب است وزن مخصوص نلرزیده آن 2/1 تا 4/1 تن بر مترمکعب میباشد سیمان برقی را نباید با سیمان پرتلند مخلوط کرد زیرا به مقدار زیادی مقاومت آنرا کاهش میدهد گرمای هیدراتاسیون آن مانند سیمان پرتلند است در حدود 80 کالری بر گرم میباشد ولی چون بعلت زودگیر بودن سیمان برقی این حرارت سریع و یک مرتبه آزاد میشود آب ملات را بسیار گرم کرده و نزدیک به نقطه جوش میرساند از این رو سیمان مذکور نباید در مناطق گرم سیر مورد استفاده قرار گیرد.

کوره سیمان برقی مانند سیمان پرتلند نیست بلکه برای تهیه آن از کوره های شبیه کوره آهن گدازی استفاده مینمایند بدین طریق که خوراک کوره را با آب تر میکنند آنگاه بصورت کلوخه درمیآورند بعد این کلوخه ها را باز بالا وارد کوره کرده و از پائین به آن حرارت میدهند حرارت مورد احتیاج برای تهیه سیمان برقی در حدود 1600 درجه سانتیگراد داشت در این گرما مواد داخل کوره به حد روانی میرسد این مواد ذوب شده به درون محفظه هائی که با برق گرم میشود وارد میگردد وقتی محفظه پر شد آنرا خنک کرده به آسیاب میبرند قیمت سیمان برقی بعلت نوع تهیه آن از سیمان پرتلند گران تر است به سیمان برقی سیمان آلومینا یا سیمان مذاب (فوندو) نیز میگویند. از این سیمان بعلت زودگیر بودن بیشتر برای لکه گیرن سدها – پل ها لوله ای بتونی و غیره استفاده میشود این سیمان در ایران تولید نمیگردد.

سیمان بنایی

همانطوریکه در قسمتهای قبل اشاره شد بتون ساخته شده با سیمان پرتلند به نسبت 300 کیلوگرم سیمان در یک مترمکعب شن و ماسه اگر در شرایط خوب ساخته شود پس از 28 روز در حدود 400 کیلوگرم بر سانتیمتر مربع نیروی فشاری و 30 کیلوگرم بر سانتیمتر مربع نیروی کششی را تحمل مینماید و اگر قبول کنیم در یک سازه بنایی توان بارگیری سازه را توان باربری ضعیف ترین مصالح تعیین میکند و در دیواره های آجری که سیمان بعنوان ملات مصرف میشود و اگر توجه داشته باشیم که توان مقاومت فشاری بهترین آجر در حدود 70 تا 80 کیلوگرم بر سانتیمتر مربع می باشد پس اگر ملات مصرفی پس از سخت شدن حداکثر بتواند حدود 100 کیلوگرم بر سانتیمتر مربع نیوی فشاری تحمل نماید کافی است و اگر توجه داشته باشیم تقریباً 90 درصد سیمان مصرفی در ساختمانهائی که اسکلت آنها فلزی است و بیش از 50% سیمان مصرفی در ساختمانهائی که اسکلت آنها بتونی است به مصرف ملات یا فرش موزائیک و یا چسبانیدن کاشی میرسد و یا برای سیمانکاری در نماسازی مصرف میشود متوجه میشویم که برای تهیه سیمان بنایی احتیاج به سیمان مرغوب پرتلند یا کیفیت بالا و هزینه بالا نیست و اگر بتوانیم سیمانی که دارای کیفیتی پائین تر از سیمان پرتلند باشد برای بنائی به بازار عرضه نمائیم با توجه به این که ساخت این گونه سیمان آسانتر و ارزانتر از سیمان پرتلند میباشد کمک بزرگی به کمبود سیمان در مملکت مینمائیم ضمناٌ به این مطلب هم باید توجه داشته باشیم که کمبود سیمان همه روزه بیشتر خودنمائی میکند. ارزانترین و در عین حال مرغوب ترین ملاتی که تاکنون برای ملات بنائی در ایران پیشنهاد شده است مخلوط یک قسمت سیمان پرتلند و یک قسمت گرد آهک شکفته و 6 قسمت ماسه میباشد این ملات که در حدود 40% از ملات ماسه و سیمان ارزانتر تمام می شود از دیرباز در ایران ممورد مصرف داشته و بنام ملات با تارد و یا  ملات حرامزاده مشهور میباشند این ملات قدری دیرگیرتر از ملات ماسه سیمان است ولی بعد از 4 هفته اگر در محیط مرطوب باشد و یا حداقل 4 تا 5 روز اول در محیط مرطوب باشد در حدود 150 کیلوگرم بر سانتیمتر مربع بار فشاری را میتواند تحمل نماید و این مقدار برای دیوارهای باربر آجری و فرش موزائیک و یا نصب سنگ و غیره کافی است ولی چون آهک با وسائل فولادی که در ساختمان مصرف میشود مخصوصاً لوله های آب سرد و گرم و شوفاژ و سرد و گرم را از کف اطاقها عبور داده و روی آنرا فرش میکنند این آهک باعث پوسیدگی لوله ها گشته بطوریکه  حداکثر بعد از 10 الی 12 سال مجبور به تعویض لوله ها میشویم. نوع دیگر سیمان بنائی که پیشنهاد شده است مخلوط سیمان پرتلند و یک قسمت سنگ گرد شده تراس و سه قسمت ماسه مخلوط نمائیم مقاومت فشاری 28 روزه آن حدود 140 کیلوگرم بر سانتیمتر مربع میباشد که این مقاومت برای سیمان بعنوان ملات کافی است ولی تهیه سنگ تراس پودر شده برای مصرف کننده میسر نیست بهرحال اگر سیمانی با کیفیت پائین تر بعنوان سیمان بنائی به بازار عرضه شود مشکل کمبود سیمان به مقدار قابل ملاحظه ای برطرف میگردد.

انبار کردن سیمان

با توجه به اینکه بعلت تغییر درجه حرارت در فصول مختلف سال و امکان یخ زدن بتون میزان مصرف سیمان در تمام فصول سال یکنواخت نیست ولی تولید سیمان میتوانند بطور یکنواخت ادامه یابد لذا کارخانه های تولید سیمان و همچنین کارگاههای بزرگ ساختمانی ناگزیر از انبار کردن سیمان در فصل زمستان برای مصرف در فصل تابستان میباشند.

و از آنجا که برای ساختن یک سازه بتونی باید سیمان مورد مصرف طوری باشد که اجزاء مختلف آن سازه بتوانند نیروهای پیش بینی شده در نقشه محاسباتی را  تحمل نمایند و از طرفی اگر سیمان در معرض هوا و فشار قرار گیرد و رطوبت هوا را جذب نماید از مقاومت آن در مقابل نیروهای وارده کاسته می شود و همچنین ممکن است در اثر حرارت سنگ گچ موجود در سیمان دو مولکول  آب تبولر خود را آزاد کرده و این آب جذب سیمان شده و باعث کلوخه شدن آن بشود لذا باید سیمان را طوری انبار نمود که از خطر جذب رطوبت هوا و فشار ناشی از وزن خود دور باشد و یا خطر این عوامل به حداقل برسد لذا برای انبار کردن سیمان باید  حتماً اولین ردیف پاکتهای سیمان در حدود 10 سانتیمتر از زمین فاصله داشته باشند . برای این کار میتوان کیسه های سیمان را روی قطعات الواری که بوسیله چند قطعه آجر یا بلوک سیمان از زمین فاصله دارد قرار دارد تا بدین وسیله از سرایت رطوبت زمین به آن جلوگیری شود همچنین میباید ردیفهای سیمان چند سانتیمتر (حداقل 10 سانتیمتر) با دیوار فاصله داشته باشد و تعداد کیسه های سیمانی که رویهم قرار میگیرد نباید از 10 الی 12 کیسه بیشتر باشد زیرا در غیر این صورت کیسه های زیر در اثر فشار کیسه های روئی کلوخه شده و خاصیت خود را از دست میدهد. سیمانی که بدین طریق انبار شود حتی تا یکسال بعد از انبار کردن نیز قابل استفاده میباشد و اگر مدت بیشتری انبار شود و یا در اثر رطوبت هوا و فشار در پاکتهای سیمان کلوخه مشاهده گردید بهتر است از مصرف آن در قطعات باربر ساختمان مانند ستونها و پلها خودداری گردد و این نوع سیمان را میباید به مصرف ملات برای فرش سنگ یا موزائیک برسانند.

از مصرف سیمان های انبار شده بصورت فله درقطعات اصلی ساختمان باید خودداری کرد مگر آنکه سیمان در سیلوهای مجهز به دستگاه دمیدن هوای خشک از زیر (دستگاه ایرواسلاید) باشد تا از کلوخه شدن آن در اثر وزن قسمتهای بالا جلوگیری شود. و اگر ناگزیر به مصرف سیمان فله انبار شده از فصل قبل باشیم بهتر است اولاٌ زیر سیمان را بوسیله ورقه ای نایلونی از زمین جدا کنیم در ثانی در موقع مصرف بهتر است قسمتهای روئی آنرا که با هوا در تماس بوده کنار بزنیم و برای ساختن پل و یا ستون از قسمت وسط توده سیمان فله استفاده نمائیم و حتماٌ مطمئن بشویم که سیمان مورد مصرف در اثر رطوبت و فشار کلوخه نشده است.

کوره گردنده خفته

همانطوریکه گفته شد رایج ترین و اقتصادی ترین نع کوره برای تهیه سیمان در دنیا کوره گردنده خفته میباشد این نوع گردنده خفته میباشد این نوع کوره برای اولین بار در سال 1885 وسیله شخصی بنام فردریک رانسوم Feredrick_Ransonme در انگلستان به ثبت رسید این کوره در حدود 50 سانتیمتر قطر و حدود 5 متر طول داشت ولی اولین کوره سیمان پزی به شکل امروز با 285 متر طول و حدود 2 متر قطر ده سال بعد یعنی در حدود سال 1895 در امریکا ساخته شد و مورد بهره برداری قرار گرفت ظرفیت این کوره در حدود 50 تن در روز بود کوده های فعلی با 100 متر طول و 6 متر قطر و ظرفیت 10 هزار تن در روز مشغول کار هستند.

اجزاء کوره گردنده خفته

1- کوره اصلی

کوره اصلی عبارت است از لوله ای بطول تقریبی 100 متر که قطعاتی بطول 4 تا 6 متر تشکیل شده که این قطعات بوسیله فلانچ به همدیگر متصل میباشد ضخامت این لوله در مکانهای مختلف کوره متفاوت است. مثلاً ضخامت کوره درمحل برخورد آن غلطک ها در حدود 15 سانتیمتر است و ضخامت آن در نزدیکی رینگ حداقل 3 سانتیمتر است با توجه به اینکه حرارت بحرانی در قسمتهای وسط کوره است در این صورت قطعاتی از کوره که در قسمت وسط قرار دارند ضخامت بیشتری نسبت به ابتدای کوره میباشد.

2- رینگ ها

رینگ ها از جمله قطعاتی هستند که همراه بدنه کوره بوده و وسیله ارتباط بدنه کوره با غلطکها هستند این رینگها طوری ساخته شده اند که در اثر انقباض و انبساط بدنه کوره محل اتکاء خود را با غلطکها از دست نمیدهند.

3- دنده کوره

همانطوریکه قبلاً گفته شد کوره های سیمان پزی دارای حرکت دورانی میباشند که در هر دقیقه 5/1 تا 2 دور حول محور خود میچرخد این چرخش وسیله موتورهائی که در ابتدا کوره نصب شده است تأمیین میگردد حرکت موتور بوسیله چرخ دنده بزرگی به کوره منتقل میگردد که این چرخ دنده بوسیله کلاج و گیربکس به بدنه کوره متصل است.

4- غلطکها

غلطکها بفاصله شش یا هفت متر از یکدیگر قرار داشته اولاً تکیه گاهی برای وزن کوره میباشند در ثانی با وجود دو عدد بلبرینگ که روی هر پایه وجود دارد موجب تسهیل گردش کوره میشوند.

برای به حداقل رسانیدن اصطکاک بین کوره و غلطک سطح غلطک ها در تماس دائم با شش های گرافیت میباشد این غلطکها بوسیله جریان آب خنک میشوند.

5- خنک کنها

تا مدتها محصول کوره را پس از پخت در هوای آزاد قرار میدادند تا به تدریج سرد شود. ولی اثر آزمایشات متعدد دانشمندان متوجه شدند که سریع سرد کردن کلینگر موجب بوجود آمدن کریستالهائی در آن میشود که در مقاومت سیمان تأثیر عمده ای دارد. در ثانی متوجه شدند که با دمیدن هوای تازه به روی کلینگر داغ هوتی دمیده شده گرم میشود و حرارت آن به حدود 800 تا 1000 درجه سانتیگراد میرسد و از این هوتی گرم میتوان در کوره های پیش داغ کن و برای گرم کردن مواد اولیه استفاده نمود و بدین طریق به مقدار قابل ملاحظه در مصرف سوخت صرفه جویی  میگردد با توجه به دو موضوع فوق و همچنین صرفه جویی در وقت و استفاده بیشتر از سرمایه رفته رفته خنک کردن کلینگر در هوای آزاد منسوخ شده بطوریکه از دهه 1960 به این طرف تقریباً در کلیه کارخانه های سیمان پزی کلینگر را بوسیله خنک کن های مختلف سرد مینمایند.

خنک کن ها انواع مختلف دارد که توضیح مشخصات آنها از حوصله این کتاب خارج میباشد یکی از انواع خنک کن ها که در ابتدا نیز رایج است هنک کن گوشواره ای است که عبارت است از تعدادی استوانه فلزی که در انتهای کوره روی بدنه آن نصب شده اند و بوسیله سوراخهائیکه در آنها کوره وجود دارد کلینگر وارد این استوانه ها شده ودر اثر مکشی که در داخل کوره وجو دارد هوا از بیرون به داخل کوره مکیده میشود و از دری کلینگر رد شده آنرا خنک مینماید.

6- آب بندی سر و ته کوره

بعلت اختلاف درجه حرارت داخل کوره با محیط خارج که تقریباً در حدود 1475 درسانتیگراد میباشد اگر سر و ته کوره بخوبی آب بندی نشود همیشه یک جریان هوای شدید بین داخل و خارج کوره موجود میباشد که بیشتر شبیه یک طوفان است و در اثر وجود این جریان هوا حرارت کوره پائین آمده و موجب اختلال در پخت سیمان شده و هزینه سوخت را به مقدار قابل ملاحظه ای بالا میبرد بدین لحاظ باید قسمتهای ورودی و خروجی کوره طوری آب بندی باشد که نفوذ هوای خارج به داخل کوره به حداقل برسد از طرفی بعلت انقباض و انبساط شدیدی که در طول کوره صورت میگیرد طرح درهای انتهایی و ابتدایی باید طوری باشد که قابل رگلاره بوده و همیشه با بدنه کوره در تماس باشد.

7- نسوز کاری داخل کوره

یکی از بیشترین و پرخرج ترین قسمتهای کارخانه سیمان پزی نسوز کاری داخل کوره است با توجه باینکه حرارت داخل کوره در حدود 1500 درجه سانتیگراد است و جنس کوره از فولاد میباشد و فولاد در درجه حرارت 5000 تا 600 درجه سانتیگراد به مرحله نرمی نزدیک میشود و در حرارت 1500 درجه که برای پخت سیمان لازم است بدنه اصلی کوره شکل هندسی خود را از دست داده و قادربه حفظ مواد داخل خود نمیباشد ضمناً در حرارتهای بالا امکان ایجاد فعل و انفعال شیمیائی بین مواد داخل کوره و بدنه آن وجود دارد و از طرفی قطعات جنبی کوره مانند رینگ ها – غلطکها – چرخ دنده ها – موتورهای گرداننده کوره همگی از جنس فولادهای مختلف میباشند که در حرارتهای بالاتر از 500 الی 600 درجه در رفتار آنها تغییر حاصل میشود. علاوه بر آن محیط خارج کوره و نزدیک آن باید دارای آنچنان حرارتی باشد که امکان آمد و شد و زیستن برای انسان ممکن باشد و در حرارتهای بیش از 50 درجه کار کردن برای انسان ممکن نیست با توجه به موارد فوق بخوبی روشن میشود که باید بوسیله پوششی از داخل کوره اولاً از سرایت حرارت به بدنه کوره جلوگیری نمود در ثانی باید مانع خروج حرارت به محیط خارج از کوره گردید برای رسیدن به این منظور داخل کوره را بوسیله یک یا چند ردیف آجر نسوز میپوشانند. از آنجا که نسوز کاری کوره وقتی صورت میگیرد که کوره سرد میباشد و بعد از گرم شدن کوره و انبساط شدید بدنه فولادی آن و باتوجه به اینکه ضرب انبساط نسوزها از فولاد کمتر است در نتیجه در زمان شروع کار و انبساط بدنه کوره آجرها لق شده و در ضمن حرکت دورانی کوره فرو میریزند، با توجه به این مطالب اهمیت طریق آجر کاری بخوبی مشخص میشود.

بهرحال آجر چینی یا بهتر بگوئیم نسوز چینی در کوره طوری باید باشد که اولاً نسوزها در اثر حرکت دورانی کوره و در ثانی بعلت انبساط کوره لق نشده و فرو نریزند و به خوبی به بدنه کوره بچسبد برای چیدن نسوز و ثابت کردن آن در محل خود طریق مختلفی به بدنه کوره میچسبانند در این روش باید از چسبی استفاده شود که اولاً در اثر انبساط کوره و در ثانی در اثر انبساط نسوز وهمچنین اختلاف ضریب انبساط این دو با یکدیگر از بدنه کوره کنده نشودو همچنین در اثر حرارت کوره خاصیت خود را از دست ندهد.

روش دیگر آنست که آجر چینی را با پیچ و مهره به بدنه کوره متصل مینمایند بدین طریق که در بدنه کوره پیچ هائی به طول 3 تا 4 سانتیمتر (قطر نسوز کاری) در ردیف های مختلف به بدنه کوره جوش میدهند و نسوزها را بین این پیچ ها ردیف به ردیف می چینند آنگاه پس از اتمام هر ردیف از آجر چینی آجرها را بوسیله واشر و مهره و قطعات بلند تسمه یا ناوانی به این پیچ ها محکم مینمایند و آنگاه کوره را چند درجه چرخانده و آجر چینی را ادامه میدهند.

در بعضی از کوره نیز از روش جک استفاده میکنند بدین طریق که روی آجرها تسمه و یا ناودانی بلند در طول کوره میخوابانند آنگاه این ناودانی ها را بوسیله جک های مخصوص که طول آن قابل رگلار است در قطر کوره قرار می دهند و بهمدیگر و در جای خود ثابت می کنند.

انتخاب سوخت مناسب برای کارخانه تولید سیمان از مطالب مهم طراحی میباشند زیرا هر نوع سوخت احتیاج به مقدار معینی هوا دارد که باید بوسیله دریچه هائی که در طراحی کارخانه پیش بینی میشود تأمین گردد و هر نوع سوخت مقداری گاز تولید میکند که باید امکان خروج آن از محیط به راحتی فراهم باشد از طرفی اگر شعله تشکیل شده از سوخت و گازهای حاصله آن در تماس مستقیم با مواد داخل کوره باشد باید سوخت طوری انتخاب شود که این مواد و گازهای حاصله از آن میل ترکیب با مواد داخل کوره در تمام مراحل پخت نداشته باشد البته باید توجه نمود که در حرارت های زیاد میل
ترکیب ها شدیدتر بوده و واکنش های شیمیائی سریع تر و راحت تر انجام میشود و همچنین باید سوختی انتخا بشود که دارای ارزش حرارتی لازم باشد و بتواند حرارت مورد نیاز پخت را تولید نماید.

در کارخانه های تولید سیمان از سوختهای جامد مانند ذغال سنگ و کک و ضایعات کارخانجات چوب بری استفاده میشود در کارخانة سیمان پزی ایران از سوختهای مایع مانند مازوت و گازوئیل و گاز طبیعی استفاده میگردد در ممالکی که تهیه برق ارزان است برای پخت سیمان از برق استفاده میشود مخصوصاٌ برای تهیه سیمان برقی.

برای جلوگیری از واکنشهای شیمیائی بین گازهای حاصله از سوخت و مواد داخل کوره اغلب کوره از قسمت خارج گرم میشود و موارد با شعله در تماس مستقیم نیستند.

برای آنکه مواد کوره یا خوراک کوره به کلینگر تبدیل شود باید در مدت زمان معین که طول کوره را طی مینماید حرارت لازم را دریافت کند تا پخته شود.

سرعت حرکت مواد داخل کوره بستگی به عواملی مانند درجه پر بودن کوره – شیب کوره – دور کوره و غیره دارد.

درجه پر بودن کوره

در موقع تغذیه بدیهی است که تمام حجم کوره بوسیله خوراک کوره پر نمیشود و فقط حجم کمی از قسمت پائین استوانه ای را که بدنه اصلی کوره با تشکیل میدهد پر مینمایند.

نسبت سطح قطعه ای که بوسیله مواد پر میشود به نسبت سطح مقطع کوره را (بر حسب درصد) درجه پر بودن کوره میگویند. و در کوره های مختلف با قطرهای متفاوت این عدد نیز متفاوت است و حداکثر آن 17% و حداقل 5% میباشد.

شیب کوره

در طراحی کارخانه های سیمان پزی مهندس طراح شیب کوره را مطابق با شرایط دیگر کوره در نظر میگیرید و محور کوره را نسبت به افق با شیبی بین 2% تا 4% انتخاب میکند. هر قدر شیب کوره کمتر باشد میتوان درجه پر بودن کوره را بالا برد مثلاً با شیب 5/2 درجه پر بودن کوره را میتوان به 13% رسانید و با شیب 5/4% درجه پر بودن کوره را بالا برد و هر قدر شیب کوره بیشتر باشد سرعت جریان مواد درآن سریع تر بودن و زمان پخت کمتر است در نتیجه کوره باید به وسائل دیگری مجهز باشد تا پخت کامل صورت بگیرد همچنین شیب کوره تأثیر مستقیم روی مخلوط کردن مواد و خروج گازهای حاصله از پخت و تبادل حرارت دارد.

دور کوره

در کوره عبارت است از حرکت دورانی کوره در یک دقیقه و یا سرعت خطی آن دور کوره رابطه مستقیم با شیب کوره دارد تا حرکت مواد داخل کوره طوری باشد که وقتی این مواد طول کوره را طی مینماید گرمای لازم را گرفته و به کلینگر تبدیل گردد در این صورت هر قدر شیب کوره زیادتر باشد باید دور کوره کمتر بشود و بر عکس اگر شیب کوره کم باشد باید دور زیادتر بشود تا در هر حال حرکت مواد متعادل باشد دور کوره را با دور در دقیقه و یا با سرعت خطی بدنه کوره نشان میدهند برای کوره هائی که با قطر حدود 4 تا 5 متر دور کوره در حدود 5/1 دور در دقیقه میباشد و برای قطرهای بیشتر از 5 متر آنرا با سرعت خطی نمایش میدهند و این سرعت باید رد حدود 60 سانتیمتر در ثانیه باشد رابطه بین سرعت خطی و دور در دقیقه از فرمول زیر بدست میآید.

دور در ثانیه  14/3  قطر بر حسب سانتیمتر = سرعت خطی

مثال عددی:

اگر قطر کوره را 4 متر فرض کنیم و بگوئیم که در دقیقه 2 دور میچرخد سرعت خطی آن در ثانیه برابر خواهد با:

سانتیمتر بر ثانیه

میزان بار کوره

میزان بار کوره بستگی دارد به طول کوره که آنرا با L نشان میدهیم و همچنین بستگی دارد به قطر کوره که آنرا با D نشان میدهیم و بستگی دارد به نسبت آن دو به یکدیگر هر قدر نسبت L/D بیشتر باشد میتوانیم بار کوره را بالاتر ببریم مثلاً اگر نسبت L/D برابر 40 باشد درصد بار کوره را میتوان تا 17% بالا برد ولی چون معمولاً این نسبت حداکثر در حدود 20 تا 25 میباشد لذا درصد بار کوره 9 تا 13 درصد است .

سرعت حرکت مواد در کوره

برای محاسبه مدت زمانی که مواد طول کوره را طی مینماید فرمولهای تجربی زیادی پیشنهاد شده که عملی ترین آنها فرمول پیشنهادی امور معادن امریکا است که در آن

t=زمان حرکت مواد رد کوره بر حسب دقیقه

L=طول کوره بر حسب درجه

P=شیب کوره بر حسب درجه

D=قطر کوره بر حسب دور در دقیقه

N=دور کوره بر حسب دور در دقیقه

مربوط است به استعداد لغزش مواد به روی هم که برای مواد خام در حدود40=

ضریب اصطکاک موانع داخل کوره معمولاً این ضریب را برای کوره های معمولی 1 فرض میکند = F

حال اگر طول کوره را 100 متر و قطر آنرا 4 متر فرض نمائیم و سرعت آنرا 2 دور در دقیقه فرق کنیم و شیب کوره 5/3 درصد یعنی در حدود 2 درجه فرض گردد خواهیم داشت

دقیقه

سیمان پرتلند

از زمان باستان کاربرد مواد سیمان سلیقه ای طولانی دارد . مصریان قدیم از سنگ گچ ناخالص پخته استفاده می کردند. یونانیها و رومی ها سنگ آهک پخته را بکار می بردند و بعداً افزودن آب، ماسه، خرده سنگ یا آجر سفالهای شکسته را به آهک می آموختند و این اولین ساخت بتن در تاریخ بود. ملات آهک در زیر آب سخت نمی شود . رومیهای قدیم آهک و خاکسترهای آتشفشانی یا سفالهای رومی پخته شده نرم را با هم آسیاب نمی شود . رومیهای قدیم آهک و خاکسترهای آتشفشانی یا سفالهای روسی پخته شده نرم را با هم آسیاب می کردند و برای ساختمانهای زیر آب استفاده می نمودند . برای آنچه که بعدها به نام سیمان پوزولانی “pozzolanic ciment” مهشور شد، مخلوط اکسید سیلیسوم و آلومینیوم موجود در خاکستر و سفالها با آهک بود. وجه تسمیه سیمان پوزولانی دهکده پوزولانی “pozzuali” نزدیک آتشفشان وزو “vesuius” است که خاکستر آتشفشانی برای اولین بار در آنجا پیدا شده بود. هنوز نام سیمانهای پوزولانی به سیمانهایی که از آسیاب کردن ساده مواد طبیعی در درجه حرارت معمولی بدست می آیند. اطلاق می شود.

در قرون وسطی کیفیت و کاربرد سیمان تنزل کلی پیدا کرد و فقط در قرن هیجدهم است که می توان پیشرفتی در دانش مربوط به سیمانها مشاهده نمود. در سال 1756 جان اسمیتون john smeation که مامور ساختن چراغ دریایی ادی استون eddy stone در سواحل کرنیش cormish شده بود، دریافت که بهترین ملات از مخلوط پوزولان و سنگ آهکی که دارای مقداری زیادی مواد رسی باشد، بدست می آید . اسمیتون با شناخت نقش رس که تا آن زمان آنرا نامطلوب می دانستند اولین کسی بود که به خواص شیمیایی آهک آبی پی برد. بعد سیمانهای هیدرولیکی دیگری ساخته شدند مثل سیمان رومی (cement-roman) که توسط ژوزف پارکر (joseph parker) بدست آمد و به ثبت سیمان پرتلند توسط یک بنای اهل ایدز (Ieeds) بنام ژوزف آستین (joseph asptin) در سال 1824 منجر شد.

این سیمان از حرارت دادن خاک رس بسیار نرم و سنگ آهک بسیار سخت در کوره تا زمان تصاعد گاز کربنیک بدست آمد. حرارت این کوره خیلی پایین تر از حرارت لازم برای پخت کلینگر بود.

در سال 1845 نخستین نمونه سیمان مدرن توسط اسحاق جانسون (Isaac jonson) ساخته شد. او مخلوطی از خاک رس و شالک (chalk) (به زیر نویس مراجعه شود) را تا زمان کلینگر شدن پخت تا واکنشهای ضروری برای تشکیل ترکیبات سیمانی قوی صورت بگیرد.

نام سیمان پرتلند که ابتدا به خاطر تشابه رنگ «سیمان گرفته»با سنگ پرتلند نوعی سنگ آهکی در دست انگلستان (dorset) به آن داده شد تا امروز متداول است. سیمان پرتلند به سیمانی گفته می شودکه از مخلوط کردن دقیق مواد آهکی و رسی با سایر موادی که دارای اکسید سیلسیوم، اکسید آلومینیم و اکسید آهن هستند و با حرارت دادن آنها تا درجه کلینگر شدن و بالاخره آسیاب کردن کلینکر بدست می آید. این تعریف سیمان طبق استاندارد انگلسی B.S.12.1955 است که در آن تصریح می شود که پس از پخت هیچ ماده ای بجز سنگ گچ و آب به آن اضافه نشود.

فشرده ای از تاریخچه و روند تولید در کارخانه های سمیان فارس

شرکت سهامی عام سیمان فارس و خوزستان در سال 1329 تاسیس و فعالیت خود را با احداث یک کارخانه سیمان به ظرفیت 200 تن در روز در شهر شیراز آغاز نموده و در سال 1344 مورد بهره برداری قرار گرفت.

این واحد در زمان خود دومین کارخانه سیمان کشور بود.

سازنده ماشین های کارخانه کمپانی کندی و ن سن آمریکا بود و در این سیمان برای نخستین بار در کشور از کوره دوار و روش خشک برای تولید کلینکر بهره وری شده است.

این واحد در خرداد ماه 1356 به دلیل نداشتن الکتروفیلتر و فرسودگی بیش از حد و اقتصادی نبودن متوقف شده است. در سال 1343 عملیات نصب دومین واحد تولیدی آغاز و در دیمان 1345 با ظرفیت 300 تن در روز به مرحله بهره برداری رسید و بنابراین ظرفیت کارخانه را به 500 تن در روز رسانید. این طرح شامل یک کوره و یک آسیاب سیمان به ظرفیت 26 تن در ساعت می باشد. ماشین های این واحد از کارخانه کروپ آلمان غربی خریداری شده است. سومین واحد تولید پس پایان عملیات نصب در بهمن ماه 1346 با ظرفیت 500 تن در روز آغاز بکار کرد و ظرفیت کارخانه را به یک هزار تن کلینر در روز افزایش داد.

ماشین های این واحد نیز از کارخاه کروپ آلمان غربی خریداری شده است.

روند تولید

با وجود دشواری های بی شمار، تولید این کارخانه در چهار سال گذشته روند افزایشی داشته و در دو سال گذشته به بالاترین رقم تولید در تاریخ کارخانه رسیده است و این در شراطی بوده که سنگین ترین و بی سابقه ترین تعمیرهای اساسی نیز در سه سال گذشته انجام یافته تا ضمن افزایش از تولید از فرسودگی پیش از موعد ماشین های جلوگیری شود.

البته هنوز تولید کارخانه با ظرفیت اسمی اعلام شده فاصله دارد که عملیات های اصلی دشواریهای موجود در طراحی واحدهای جدید، رعایت نشدن استاندارد های صنعت سیمان در طرحهای گسترش حذف اجرای اساسی خطهای تولید برای کاهش سرمایه گذاری نخستین و محدودیت در تاسیسات زیر بنایی می باشد.

هر چند مسئولان کارخانه به افزایش باز هم بیشتر تولید در سایه انجام تعمیرهای اساسی و بهبود وضعیت کار ماشینها امیدوار هستند. اما دستیابی به ظرفیت اصلی اعلام شده تنها منوط به اجرا، طرح بازسازی و برطرف کردن تنگناها و محدودیتهای عمده و تغییرهای اساسی در طراحی نخستین واحد ها و خریداری تجهیزات لازم می باشد.

طرح گسترش شامل یک کوره و یک آسیاب مواد خام به ظرفیت 80 تن در ساعت بود، که بعداً بدون تغییرهای اساسی از آن برای تولید سیمان بهره برداری شد که ظرفیت آن حدود 40 تا 45 تن در ساعت می باشد.

عملیات نصب چهارمین واحد تولید سیمان در سال 1351 آغاز و در بهمن ماه 1353 با ظرفیت اعلام شده 1350 تن در روز مورد بهره برداری قرار گرفت . و ظرفیت اسمی کارخانه به 2250 تن در روز رسید . بیشتر ماشین های این واحد از کمپانی همبولت آلمان غربی خریداری شده و شامب آسیاب مواد خام باظرفیت 200 تن در ساعت، آسیاب سیمان با ظرفیت 80 تن در ساعت ، سنگ شکن سنگ و خاک و سیلوهای مواد خام و سیمان و انبار ذخیره مواد می باشد.

پنجمین واحد تولید کلینکر در سال 1354 آغاز و در شهریور ماه 1356 با ظرفیت اسمی اعلام شده 1250 تن در روز مورد بهره برداری قرار گرفت. هم اکنون با توجه به توقف واحد 200 تنی ، ظرفیت اسمی تولید کلینکر روی هم رفته 3300 تن در روز و با روش خشک می باشد.

ماشینهای واحد پنجم عمدتاً از شرکت همبولت آلمان غربی خریداری شده و شامل یک کوره یک آسیاب مواد خام غلطکی (لوشه) به ظرفیت 120 تن در ساعت و یک سنگ شکن به ظرفیت 300 تن در ساعت از کمپانی (O&K) می باشد. در طرح گسترش آسیاب سیمان پیش بینی نشده است.

معادن مواد اولیه – مواد اصلاحی و افزودنی

معادن این کارخانه در دامنه جنوبی کوه دراک شیراز واقع و وسعت آن 200 هکتار می باشد مواد اولیه بطور اهم شامل سنگ آهک، مخلوط (رسوبات آلوویم alluvium) و رسوبهای آهکی (خاک رس) است. مواد اصلاحی مورد مصرف در ساخت انواع سیمانهای پرتلند شامل سنگ گچ – سنگ آهک – سنگ سیلیس می باشد و مواد افزودنی در ساخت سیمانهای مخلوط ، سنگ آهک، سنگ هماتیت ، پوزولان
می باشد.

معدن سنگ آهک

معدن سنگ آهک در شمال کارخانه قرار دارد و فاصله آن تا آسیاب سنگ 800 متر است این معدن مربوط به دوران سوم زمین شناسی و از رشته کوههای زاگرس می باشد که وسعت آن 70 هکتار است.

درصد کربنات کلسیم معدن یاد شده بین 85/95 تا 100 سانتیمتر میباشد.

آنالیز شیمیایی چند نمونه از معدن سنگ آهک

CaCO3	L.O.I	MgO	CaO	Fe2O3	Al2O3	SiO2	ترکیبهای شیمیایی
50/96	92/45	56/0	54/54	10/0	24/0	42/1	نمونه 1
25/95	70/41	96/1	52/51	20/0	42/0	32/3	نمونه 2
00/98	40/42	25/2	95/49	36/0	28/1	82/1	نمونه 3

2- معدن خاک رس

این معدن نیز در جوار و در خاور کارخانه قرار داشته و فاصله آن تا آسیاب خاک 500 متر است. عملیات شناسایی فراهم کردن نقشه توپوگرافی از این معدن در سال 70 انجام گرفته است. وسعت آن در حدود 90 هکتار و درصد کربنات کلسیم آن بین 75/43 تا 50/50 متغیر است.

آنالیز شیمیایی دو نمونه از معدن خاک

K2O	Na2O	L.O.I	SO3	MgO	CaO	Fe2O3	Al2O3	SiO2	ترکیبهای شیمیایی
27/1	88/0	96/24	05/0	77/3	49/25	41/3	28/8	18/33	نمونه 1
–	–	14/26	–	02/3	80/26	45/3	70/7	14/32	نمونه 2

3- معدن مخلوط

عملیات شناسایی و فراهم کردن نقشه توپوگرافی از بهمن ماه 1369 در باختر معدن سنگ آهک کنونی در دو بخش در باختر باغ راطق و دره چاه برفی آغاز و تز پاییز 1371 بهره برداری از آن آغاز شده است.

مواد تشکیل دهنده شامل واریزهای دوران چهارم (آلوویم) است که از قطعه های فرسایش یافته آهکی و خاک رس می باشد.

فاصله معدن مخلوط تا کارخانه 2 تا 5 کیلومتر وسعت آن 45 هکتار است.

آنالیز شیمیایی چند نمونه از معدن مخلوط

L.O.I	K2O	Na2O	SO3	MgO	CaO	Fe2O3	Al2O3	SiO2	ترکیبهای شیمیایی
04/42	15/0	36/0	05/0	30/1	72/51	72/0	43/1	16/2	نمونه 1 متراژ 2
21/33	73/0	55/0	47/6	66/2	13/36	27/2	84/4	07/17	نمونه 2 متراژ 5
64/38	41/0	35/0	—	57/1	88/45	52/1	95/2	10/5	نمونه 3 متراژ 15

 4- معدن سنگ گچ

این معدن در 10 کیلومتری کارخانه (جاده بوشهر) قرار دارد و بنام معدن نمکدان معروف می باشد. حمل سنگ گچ توسط واحدترابری معدن کارخانه و یا پیمان کار انجام می گردد.

آنالیز شیمیایی یک نمونه از سنگ گچ

CaSO4.2 H2O	L.O.I	H2O	SO3	MgO	CaO	Fe2O3	Al2O3	SiO2	ترکیبهای شیمیایی
36/113	04/8	91/5	68/52	32/0	08/38	04/0	25/0	59/0	نمونه واحد

5- سنگ آهن

سنگ آهن مورد نیاز کارخانه ها در صورت تولید سیمان تیپ II از معدن بافق یزد که در فاصله 600 کیلومتری شیراز می باشد فراهم میشود.

سنگ آهن نیز توسط کامیون های کارخانه و یا پیمان کار به کارخانه انتقال می یابد.

آنالیز شیمیایی  سنگ آهن بافق یزد

L.O.I	K2O	Na2O	MgO	CaO	Fe2O3	Al2O3	SiO2	ترکیبهای شیمیایی
40/2	20/0	15/0	60/3	80/2	10/79	05/2	00/10	نمونه I
18/2	17/0	21/0	20/3	80/2	00/74	15/2	48/15	نمونه II

6- معدن سنگ سیلیس

سنگ سیلیس مورد نیاز کارخانه برای تولید سیمان تیپ IV از معدن همشک (منطقه کولی کش) و در فاصله 280 کیلومتری شیراز
می باشد.

آنالیز شیمیایی سنگ سیلیس کولی کش

L.O.I	MgO	CaO	Fe2O3	Al2O3	SiO2	ترکیبهای شیمیایی
20/0	–	28/0	4/0	10/1	90/97	نمونه واحد

7- سنگ هماتیت

سنگ هماتیت مورد نیاز کارخانه در جهت تولید سیمان بنایی از معدن نارج یا شاهرخ و در نزدیکی قم که جزو مواد باطله معدن مذکور می باشد.

آنالیز شیمیایی دو نمونه سنگ هماتیت

SO3	MnO	TiO2	K2O	Na2O	MgO	CaO	Fe2O3	Al2O3	SiO2	ترکیبهای شیمیایی
20/0	60/0	29/0	7/70	20/2	30/2	90/5	60/35	70/6	20/45	نمونه I
70/0	68/0	50/0	50/2	40/1	20/2	20/6	50/0	70/8	30/34	نمونه II

موارد مصرف تیپهای مختلف سیمان

1-تیپ I

جهت مصرف ساختمانهای بتنی و بتن ریزهای معمولی در صورتیکه نیاز به استفاده فنر تیپ های مخصوصی نباشد.

2-تیپ II

برای مصرف عمومی محلهایی که دارای زمینهای سولفاتی کم و احتیاج به حرارت هیدراستون کم باشد.

3-تیپ III

برای مکانهایی که احتیاج به مقاومت اولیه بالا باشد.

4-تیپ IV

برای بتن ریزی با حجم زیاد که باید حرارت هیدراتاسیون کم باشد.

5-تیپ V

مورد مصرف برای زمینهای گچی و در جاهایی که آب شور دریا نفوذ دارد.

6- سیمان چاه نفت

این نوع سیمان که عبارت است از سیمانهای A,B,C,D,E,J و همچنین سیمانهای H,G که در عمق های مختلف چاههای نفت مصرف می شود.

اکنون به معرفی بخشهای مختلف کارخانه می پردازیم:

 واحد سنگ شکن و آسیای خاک

این واحد دارای دو سنگ چکشی می باشد که به آنها ماموت کراشر گویند. این سنگ شکن ها ساخته کمپانی هویشان آلمان غربی هستند. اساس کار این سنگ شکن ها خرد کردن سنگ با ضربه چکش
می باشد. در سال 1353 به اصطلاح سنگ شکن قدیمی و در سال 1356 سنگ شکن جدید به بهره برداری رسیده اند.

هر دو دارای ظرفیت 300 تن در ساعت بوده و هر دو دارای 44 چکش 75 کیلوگرمی می باشد که سنگ ها را تا حدود 30-5 میلیمتر خرد می کنند. البته ابعاد سنگ ورودی نباید از 1300 میلیمتر بیشتر و بزرگتر باشد.

سنگ شکن موتوری قوی دارد که با برق حدود 6000 ولت کار می کند. این موتور دارای یک محور شافت است که توسط دو یاتاقان از دو طرف گرفته می شود. دمای یاتاقانها در اثر اصطکاک افزایش می یابد و 70 درجه سانتیگراد دمای مجاز آنها می باشد که درصورتیکه که این دما از حد مجاز بالاتر رود موتور به صورت اتومات خاموش می شود.

روی محور سنگ شکن 12 دیسک تعبیه شده که از سوراخ های بالای دیسکها 8 شافت عبور می کند که 4 شافت است که توسط دو یاتاقان از دو طرف گرفته می شود. دمای یاتاقانها در اثر اصطکاک افزایش می یابد و 70 درجه سانتیگراد دمای مجاز آنها می باشد که در صورتیکه که این دما از حد مجاز بالاتر رود موتور به صورت اتومات خاموش می شود.

روی محور سنگ شکن 12 دیسک تعبیه شده که از سوراخ های بالای دیسکها 8 شافت عبور می کند که 4 شافت آن 5 چکشی و 4 شافت دیگر آن 6 چکشی می باشد.

موتور با دور 1500 دور بر دقیقه کار می کند که البته موتورقدیمی با دور کمتری کار می کند و آن هم به دلیل فرسودگی می باشد.

زیر سنگ شکن یک الک فلزی قرار دارد که سایز سنگ های خروجی را مشخص می کند. در هر دستگاه سنگ شکن سه قسمت احتیاج به موتوری دارد، یکی خوراک دهنده است که سنگ را از قیف تا بالای سنگ شکن حمل می کند . این کار توسط بالا رونده انجام می گیرد. (Bucket eleuator).

دوم یک تسمه نقاله (زیرنویس 1) کوچک زیر سنگ شکن که مواد ریخته شده را جمع آوری کرده و به باند خروجی از سنگ شکن هدایت می کند. و سوم هم موتور خود سنگ شکن می باشد.

سنگ های خرد شده که از معدن توسط کامیون حمل و داخل قیف سنگ شکن ریخته می شود. بقیه توسط خوراک دهنده (زیرنویس 2) از قیف تا سربالای سنگ شکن حمل شده و به داخل آن ریخته می شود. سنگ شکن که با دور زیاد حرکت می کند در اثر برخورد چکش ها با توجه به سنگینی و سرعت بالای آنها با نیروی زیاد باعث خرد شدن سنگها می شوند.

بعد خرد شدن سنگها از الک رد شده بر روی باند حمل کننده مواد به سیلوی ذخیره می ریزد. هرگاه سنگ نسبتاً بزرگی روی سنگ شکن قرار می گیرد . این باعث میشودکه سنگ شکن نیروی و زمان بیشتر صرف خورد کردن مصرف کند، به همین دلیل کنترل کننده ای در سنگ شکن وجود دارد که در صورتیکه بار وارد بر سنگ شکن از حد معینی گذشت ، دور خوراک دهنده کم و یا حتی قطع می شود این عمل به صورت اتوماتیک انجام شده و تا پایین آمدن بار وارد بر دستگاه ادامه خواهد داشت.

در سنگ شکن ها هر چند مدت چکش ها ساییده یم شود که این باعث می شود این بخش را خاموش و چکش ها را تعویض می کند . بدنه سنگ شکن کاملاً  محکم ضد ضربه می باشد تا در برابر ضربات سنگ ها مقاومت کنند شکل چکش ها به صورت زیر می باشد:

در واحد سنگ شکن قدیمی و آسیای خاک در یک ساختمان هستند . از این ساختمان دو باند حمل کننده مواد را به طرف سالن ذخیره هدایت می کنند. باند جنوبی باری برای سنگ و باند شمالی برای حمل خاک می باشد. سنگ شکن جدید در ساختمان دیگری قرار دارد که توسط باند دیگری سنگهای خرد شده را تا باند جنوبی انتقال می دهد.

آسیای خاک این واحد توسط کمپانی همبولت آلمان غربی ساخته شده که از نوع VDM آسیاب غلطکی است و در سال 1353 با ظرفیت 300 تن در ساعت به بهره برداری رسیده است. این آسیاب داریا دو موتور جفتی که عکس هم می چرخدند می باشد.

محور این دو موتور در یک امتداد نیست و یک موتور از موتور دیگر جلوتر است. پولی غلتکها توسط دو تسمه به پولی موتورها وصل شده است. دو غلطک دیگر نیز بهمین ترتیب وجود دارد که فاصله بین آنها به ده سانتیمتر می رسد و این میان دلیل است که اگر کلوخی همراه خاک باشد را نیز بتواند خرد کند روی بدنه این غلتک ها چنگ
می باشد.

خاک رس نیز به مانند سنگ ها از معدن به داخل قیف مربوطه حمل می شود و از آنجا توسط خوراک دهنده تا بالای آسیاب هدایت
می شود و به درون آن ریخته می شود. خاکهای عبوری از آسیای خاک توسط باند جنوبی به شمالی به سالن ذخیره خاک می رود.

هرگاه سنگ بزرگی همراه خاک باشد از غلتک رد نمی شود و روی غلتکها شروع به چرخیدن می کند این اضافه بار در اتاق فرمان قابل تشخیص است که برای خارج کردن سنگ یا سنگها آسیا را خاموش می کنند.

زیرشکن جهت جمع کردن سنگ های خرد شده تسمه نقاله ای وجود دارد که این مکانیزم در زیر آسیای خاک نیز بکار برده شده است. که مواد ریخته شده را به باند بر میگرداند . در باند جنوبی یعنی همین باند مربوط به سنگ یک فلز یاب تعبیه شده است. این بدین دلیل است که احتمال وجود فلزات در این قسمت بیشتر است . اساس کار با انتشار امواج است که در صورت وجود فلز در بین سنگهای آلارم می دهد. فلزیاب طوری تنظیم شده است که با یک تاخیر زمانی تا زمانیکه فلز در سر محل تخلیه باشد، باند قطع شود و فلز توسط کارگران برداشته گردد.

واحد آزمایشگاه

این در فرایند تولید قرار ندارد ولی بدان دلیل در این قسمت از آزمایشگاه یاد می شود که در مراحل بعدی نمونه هایی برای آزمایشگاه جهت انجام تستهای مختلف آورده شده است و لازم است که آشنایی نسبت به این بخش وجود داشته باشد.

1- آزمایشگاه فیزیک

1-1- آزمایش بلین

این آزمایش جهت تعیین وزن سیمانی که می تواند یک سانتیمتر مکعب را اشغال کند انجام می شود. این تعیین توسط روشی استاندارد توسط روشی استاندارد شده است. که با توجه به میزان نفوذ هوا در حجم معینی سیمان که وزن 49/2 گرم داراست بدست می آورند.

میزان هوای نفوذ کرن در سیمان باعث می شود که وقتی آ« درون لوله U شکل آب قرار می گیرد باعث پایین رفتن مایع شود. میزان پایین رفتن مایع رنگی درجه بندی شده بر حسب عدد بلین می باشد. عدد بلین مناسب 3800 می باشد.

نمونه آزمایش این قسمت از واحد آسیای سیمان آورده می شود و درنتیجه آن میزان زبری و نرمی سیمان می باشد . همچنین این آزمایش نشان دهنده وجود سنگ گچ در سیمان می باشد چرا که گچ نرم تر از سیمان است.

هر چه عدد بلین پایین تر باشد سیمان زبرتر و هر چه عدد بلین بالاتر باشد سیمان نرم تر بوده قابل ذکر است که عدد بلین تا 3500 قابل قبول و خوب می باشد.

2-1- آزمایش گیرش

در واقع برای میزان گچ اضافه شده انجام می شود که سیمان آورده شده را به میزان 300 گرم جدا کرده و تا حد معینی آب مقطر هم اضافه می کنند و سفتی ملات را هم اندازه گیری می کند. این عمل به وسیله میله ای که به طرف آن رها می کنند مشخص می شود.

پس از آن ملاتها را در رینک ریخته و گیرش اولیه و نهایی آن را اندازه گیری می کنند و این آزمایش به وسیله سنبه هایی از بالا روی ملات رها می کند انجام می گیرد باید توجه داشت که این اعمال با استانداردهای مشخصی صورت می گیرد.

3-1- آزمایش مقاومت فشاری

برای این آزمایش یک نمونه 450 گرمی سیمان را با 350 گرم ماسه مخلوط کرده و با 250 سی سی آب ملات درست می کنند. ملات در قالبی در ابعاد 16*4*4 قرار می گیرد و به وسیله دستگاهی حباب هوا را خارج می کنند.

ملات مربوطه ابتدا به مدت 24 ساعت در اتاقک مربوط 90 درصد گذاشته می شود و پس از آن به مدت 3و7و28 روز در آب قرار
می گیرد و هر بار مقاومت فشاری آن اندازه گیری می شود که به ترتیب می بایست 120 و 220 و 350 کیلوگرم بر سانتیمتر مربع باشد.

4-1- آزمایش زبری

جهت تعیین نرمی و یا زبری نمونه از سیمان حدود 20 گرم را در الک ریخته و توسط وسیله ای که مکش ایجاد می کند سیمان را از الک عبور می دهد این عمل را تا زمانیکه مکش به خوبی انجام شود ادامه می دهند و پس از آن مقداری مواد به میزان 8-15 گرم دو برابر مقدار باقیمانده روی الک می باشد. این مقادیر استاندارد کار بوده و از الک با سایر مشخص و معین استفاده می شود.

5-1- آزمایش وزن لیتری

نمونه کلینکر تولید شده را آورده و داخل ظرف یک لیتری می ریزند و بعد وزن آنرا اندازه گیری می کنند که باید حدود 1200-1100 گرم باشد . این آزمایش را جهت اندازه گیری و کنترل دانه بندی کلینکر انجام می دهند.

6-1- آزمایش تعیین درصد سنگ آهک

نمونه این آزمایش از سیلوهای بلبرینگ می آید که اندازه گیری میزان سنگ آهک در مخلوط مواد خام انجام می شود . در این آزمایش مقدار 5/0 گرم از نمونه را برداشته و با مقدار اسید کلریدریک مخلوط می کنند و این مخلوط با سود تیتری می شود . میزان مواد مصرفی با توجه به اعداد استاندارد محاسبه کرده و میزان درصد کربنات کلسیم را می توان با توجه به آن مشخص کرد. برای تیتر کردن از فنل فتالین به عنوان معرف استفاده می شود.

درصد باید بین 76%-75 باشد همین کار را برای سنگ گچ انجام
می دهند که درصد آن باید حدود 50% – 45 باشد.

2- آزمایشگاه شیمی

از این آزمایشگاه برای آنالیز عناصر موجود در مواد خام استفاده میشود. میزان محاسبات به دست آمده در این آزمایشگاه بسیار دقیق و قابل اطمینان است . اما زمان انجام آزمایشات طولانی می باشد. در این آزمایشگاه با توجه به محلول های شیمیایی و روشهای استانداردی عناصر مختلفی همانند: سدیم، کلسیم، منیزیم، آلومینیم، پتاسیم، سیلیسیم و غیره آنالیز می شوند.

1-2- آزمایشگاه اشعه X

در این آزمایشگاه کار آنالیز مواد بر اساس استفاده از اشعه X انجام می شود. اما باز این محاسبات با توجه به آزمایشهای شیمی و آنالیز این آزمایشگاه کنترل و اندازه گیری می شود. مزیت مهم کار در این آزمایشگاه سرعت عمل آن است.

در دستگاه این آزمایشگاه سیستم خنک کننده ای وجود دارد که این به دلیل داغ شده لامپ موجود در دستگاه تعبیه شده است. دستگاه با یک نمونه ذوب شده استاندارد آمریکایی کالیبره می شود. این دستگاه به کامپیوتر متصل است و آنالیز مواد را روی صفحه کامپیوتر نشان می دهد.

عنصر مهمی که در این جا استفاده می شود کارتکسهایی هستند که هر یک معرف یکی از عناصر شیمیایی می باشندو باید در دستگاه تعبیشه شدند، هزینه نگهداری این دستگاه بسیار بالا است . در این آزمایشگاه دستگاه X متر هم وجود دارد که متصل با کامپیوتر
می باشد. این دستگاه نیاز به سیستم خنک کننده نداشته و از هزینه نگهداری پایینی برخوردار است . مدت زمان آنالیز مواد 200 ثانیه قرار داده شده است.

واحد مواد خام

بعد از اینکه سنگ آهک وخاک رس از واحد سنگ شکن و آسیای خاک گذشته توسط دو باند به طرف سالن انبار مواد خام هدایت
می شوند که از دو طرف سالن عبور کرده و بعد در محل از قبل تعیین شده توسط یک وسیله که زیر تسمه نقاله قرار می گیرد تخلیه مس شوند، این سالن ها در واقع دو سالن به ابعاد 3/92*25*13 متر هستند که یکی جهت انبار سنگ و دیگری برای خاک رس است.

در کنار سالن قیف مواد تعبیه شده که مواد توسط سو کردن هوایی با حجم هایی 6و8 تن به داخل آنها ریخته می شود . یک قیف مربوط به سنگ آهن است هک در جهت تیپ های مختلف سیمان استفاده می شده که هم اکنون در آن خاک به سنگ آهک می ریزند. زیرا این دو قیف دو تسمه نقاله با تنظیم دور موتور است. تنظیم موتور باعث تنظیم تناژ روی تسمه نقاله می شود. به طوری که با آن می تواند درصد خاک رس و سنگ آهک را تنظیم کرد، چون تسمه ها درست زیر مجرای خروجی قیف هستند و مواد در حالت سکون تسمه روی تسمه تخلیه شده پس هر چه دور موتور تسمه نقاله و به طرف سنگ شکن هدایت می شوند. قبل از ریختن مواد به سنگ شکن روی تسمه نقاله یک فلزیاب هم قرار داده شده است . مواد به بالای این سنگ شکن رفته و روی یک دمبل ریخته شده که مواد را می گیرد . و بعد در سنگ شکن خالی می کنند.

این سنگ شکن 200 تنی است که دارای 176 چکش 20 کیلویی است که ذرات تا حدود 8-0 میلیمتر خرد می کند. این سنگ شکن در واقع در زیر سطح طبقه اول تعبیه شده است. در کل واحد مواد خام به علت رطوبت مواد خام هوای گرم جریان دارد که این هوای گرم یا توسط دستگاه دمنره این واحد که در طبقه دوم است و یا از هوای کوره هزاره دوم تأمین می شوند یک شاخه این هوای داغ هم به بالای سنگ شکن متصل می باشد.

در واحد مواد خام یک فن در طبقه سوم قرار داد که بادبی 25000 مترمکعب بر ساعت ایجاد مکثی به میزان 683 کیلو پاسکال بر مترمکعب مربع می کند. این فن با دوری معادن 720 دور بر دقیقه و بادبی حجمی 7200 مترمکعب بر ساعت کار می کند. قدرت موتور آن 1340 کیلووات و دور آن 730 دور بر دقیقه است. حجم مواد با دریچه ای قبل از فن کنترل می شود. این فن در کل لوله ها و دستگاههای مواد خاک ایجاد مکش می کند.

مواد خرد شده در سنگ شکن توسط همین مکش از بالای آن خارج می شوند و به طرف سیراتور استاتیکی واقع در طبقات سوم و چهارم می رود در سیراتور که شکل شماتیک آن در زیر آمده یک جسم کله قندی شکل لغزان قرار دارد که در اطراف آن یک لوله به طرف بالا می رود. و این کله قندی واقع در لوله است.

وقتی مواد به این کله قندی برخورد می کنند هم به علت افزایش سطح مقطع کلی سیراتور و هم عبور از روی این جسم مواد درشت به بدنه سیراتور هدایت می شوند و از جداره دوم به پایین می رود و
دانه های ریزتر  از کناره قندیل عبور کرده و به بالا می رود. ذرات درشت تر که وارد جداره دوم در پایین سیراتوری می شوند توسط خط برگشتی واقع در طبقات دوم به طرف آسیاب 200 تنی حرکت می کند.

مواد اولیه تهیه سیمان

مشخصه ها	کندی اولیه	کندی ثانویه	ماسه سازی	سنگ آهک واحد (1)	خاک رس	آسیاب 200 تنی precrusher	سنگ آهک واحد (2)
کشور سازنده	آمریکا	آمریکا	آلمان غربی	آلمان غربی	آلمان غربی	آلمان غربی	آلمان غربی
کمپانی سازنده	کندی ون سن	کندی ون سن	کروپ	هیشمان (O&K)	همیولت (KHD)	همیولت (KHD)	هیشمان (O&K)
نوع آسیاب	ژیراتوری	ژیراتوری	کراشر	ماموت کراشر	VDM 100/160	HEI/t	ماموت کراشر
سال بهره برداری	1333	1333	1348	1353	1353	1353	1356
ظرفیت T./H	950 الی 475	200 الی 25	100 ابی m3/h	300	250	200	300
چکش تعداد وزن kg	مورد ندارد	مورد ندارد	32 77	44 75	چنگک	176 20	44 75
اندازه مواد ورودی mm خروجی mm	600 100	150 12-	130 8-	1300 30-	کلوخه500 50-	50- 8-	1300 30-

آسیاب مواد خام یک آسیاب گلوله ای یک خانه ای با ظرفیت 200 تن در ساعت می باشد. این آسیاب در سال 1353 به بهره برداری رسید و دارای قطر معادل 8/4 متر و طول 9 متر است. دور آسیاب 3/14 دور در دقیقه می باشد. مواد خروجی از آن دارای بلین 4900 می باشند. موتور این آسیاب با قدرت 2*1550 کیلووات و دور 993 دور بر دقیقه کار می کند.

از این آسیاب از گلوله هایی با قطر 70-30 میلیمتر استفاده شده و از قطر بزرگ به کوچک از ابتدا تا انتهای آسیاب ردیف شده اند. با توجه به شکل خاص درونی آسیاب گلوله ها قرا رگرفته اند . گلوله های بزرگتر از جنس سخت تر هستند و در آنها از کروم استفاده شده است. در گلوله های کوچک تر از ترکیبات کروم – نیکل استفاده شده و مقاوم در برابر سایش می باشند.

حرکت مواد درون آسیاب به صورت “air sweep” می باشد. یعنی با حرکت و فشار هوا جلو میرود. این نوع سیستم برای ظرفیت های بالا بکار می رود. در انتهای آسیاب نیز یک توری قرار دارد که شکل آن در زیر آمده است.

جهت کاهش رطوبت یک شاخه هوای داغ وارد آسیاب می شود بطوریکه رطوبت مواد از 8% در ابتدای آسیاب به 1% در انتهای آسیاب می رساند. زمانی که هوای داغ از “Hot Gas” تامین می شود و این اختلاف دما حدود 60 -50 درجه سانتیگراد می باشد.

هوای داغ خروجی از پیش گرمکن کوره هزاره دوم که در طبقه چهارم است دو شاخه می باشد که یکی به آسیاب و دیگری به برج خنک کن می دود.

مواد خام که از جدا کننده استاتیکی عبور می کنند با همان مکش فته شده بالا می روند و به بالای چهار سیلکونی که ابتدای آنها در طبقه پنجم می باشد می روند.

در واقع قرار دادن سیلکونها به خاطر جدا شدن هوای داغ از مواد خام پودر شده است. که این وسیله از دو عامل برای این کار استفاده می شود. یکی اینکه سطح مقطع سیلکون ها بیشتر از لوله قبل از آن است.

با ازدیاد سطح مقطع سرعت مجموعه مواد و گاز کاهش می یابد و  این باعث ته نشینی مواد سنگین تر یعنی مواد خام می شود.

دومین عامل ایجاد حرکت گردابی در مواد است که با توجه به نیروی گریز از مرکز مواد سنگین تر شده و در پایین سیلکون ها دریچه ای است که هوای داغ (عمدتاٌ حامل مواد خام) بالا رفته و مواد خام پایین می رود.

موادی که از سیلکونها خارج می شوند توسط شنکه روی
 Air Slid ریخته می شوند و عملکرد سیلکونها در اینجا به صورت دو به دو و کنار هم صورت می پذیرد . شنکه دارای یک خط  مکعب مستطیل است که درون آن چیزی مانند پرده چرخ گوشت که توسط موتوری می چرخد و مواد را جلو می برد.

این وسیله برای انتقال مواد در خط افقی استفاده می شود. “air slid” هم وسیله ای است برای انتقال مواد در خط افقی و مایل محفظه بسته به شکل مکعب مستطیل که از اول تا آخر آن پارچه برزنتی به دو قسمت تقسیم می شود. زیرا این برزنت توسط یک کمپرسور هوا باعث نفوذ هوا در مواد و روان شدن و همچنین جلو رفتن مواد می شود . دمای هوای پودر شده در این انتقال از اهمیت زیادی برخوردار است. گفتنی است که این خط حتماٌ باید شیب داشته باشد:

در این حالت دو لوله از بالای سیلکونها از کنار هم جدا شده به هم پیوسته و پایین می آید . تا فن طبقه سوم بعد از اوله قرار گرفته و مسیر به طرف بالا رفته و به طبقه هفتم یعنی  الکتروفیلتر می رسد. لازم به ذکر است که در طبقه پنجم یک لوله به لوله فوق می پیوندد . این لوله از پایین برج خنک کننده می آید که بعداٌ در این مورد بحث خواهد شد.

الکتروفیلتر

گفته شد که دو لوله به طبقه هفتم می رود که در آنجا الکتروفیلتر قرار دارد. بعد از الکترو فیلتر لوله خارج می شود و به طرف فن مکنده واقع در طبقه ششم می رود. خروجی این فن به دودکش می رسد. در واقع فن مزبور برای مکیدن مواد به درون الکتروفیلتر قرار داده شده است.

الکتروفیلتر محفظ مکعب مستطیل شکلی است که برای صاف کردن و فیلتر کردن هوای موجود در سیستم بکار می رود. در این دستگاه که به صورت خانه به خانه می باشد هوا از بین یک سری صفحات عبور می کند که حکم گاتد دارند. بین این صفحات میله هایی قرار دارند که حکم آندو را دارا می باشند ولتاژ قوی بین این دو برقرار است که باعث یونیزه شدن مواد همراه می شوند که این مواد در نتیجه جذب کاتد می شوند. هر از مدتی به صفحات ضربه ای وارد می شود تا مواد چسبیده به آن جدا شده و تکیده شود و از قیف پایین الکتروفیلتر خارج
می شوند.

دمای مطلوب الکتروفیلتر برای کارکرد 170-150 درجه سیلسیوس و همچنین رطوبت هوای داغ همراه که از بالا وارد برج می شوند دمای حدود 300 درجه را دارا می باشد. در بالای برج آب پمپ شده و توسط یک نازل دوش شکل آب را بر روی مواد می پاشاند. که عامل مجاورت هوا و پاشش آب روی مواد خام را تا 150 درجه کاهش می دهد. برج خنک کن این واحد در واقع مربوط به کوره هزار دوم است که دارای قطر 6 متر و ارتفاع حدود 30 متر می باشد. حجم آب مصرفی در آن 22 متر مکعب در ساعت و فشار آن 40 بار است. سازنده این بخش شرکت همبولت آلمان می باشد.

الکتروفیلتر این واحد هم با حجم گاز ورودی 133000 تا 174000 نیوتن مترمکعب بر ساعت و همچنین با درجه حرارت 150-90 درجه سیلسیوس کار می کند. راندمان آن 99/99% – 33/99% می باشد.

300 گرم بر مترمکعب به 300 میلی گرم بر مترمکعب و همچنین 576 گرم بر مترمکعب به 200 میلی گرم بر مترمکعب کاهش غلظت غباری است که الکتروفیلتر توانایی آن را دارد.

همانطور که گفته شد در مراحل قبل هر کاری که روی مواد انجام می شد کارهای فیزیکی بود اما در اینجا شروع کارهای شیمیایی است . دراین کارخانه دو کوره 100 تنی و یک کوره 500 تنی و یک کوره 300 تنی وجود دارد که البته کوره های 300 تنی و 500 تنی هم اکنون به دلیل فرسودگی خاموش بوده و دیگر کارایی ندارد.

اساس کار در تمام کوره های یکسان می باشند به همین دلیل روند کار در کوره 100 تنی دوم بیان می شود. تفاوتهایی که بین آنها وجود دارد بعداً ذکر خواهد شد.

مواد خام از سیلوهای یک و دو واحد مواد خام تأمین شده و توسط “air life” و “air slid” به طبقه دهم واحد هدایت می شود این مواد بعد از گذشتن از یک سیکلون برای جدا شدن هوا از آن به داخل بوکر (زیرنویس 1) ریخته می شود . یک شاخه از این مواد پس از گذشتن از سیکلون به طرف فیلتر کیسه ای رفته و مواد گرفته شده دوباره به بوکر بر می گردد.

در طبقه نهم و زیر بوکر قپان قرار دارد که تناژ ورودی به پیش گرم را تنظیم می کند. با تنظیم دور موتور تسمه نقاله زیر بوکر و همچنین یک را فرعی است که توسط دریچه خروجی آن تناژ را تنظیم می کند این مواد به طرف سیکلون شماره 2 می رود ولی مکش ایجاد شده توسط فن پیش گرم کن (که بالای پیش گرم کن ها قرار دارد) مواد را بالا می کشد و به دو سیکلون دوقلوی اول می ریزد.

1- پیش گرمکن ها

فن پیش گرمکن هم مواد را گرفته و به برج خنک انتقال می دهد و هم اینکه در پیش گرمکن ها ایجاد مکش کرده و مواد را به بالا می کشد و دیگر اینکه هوای داغ را برای بازیابی انرژی بالا می کشد. این فن بادی حجمی 2700 مترمکعب بر ساعت مکشی معادل 820 کیلو پاسکال بر مترمربع ایجاد می کند. دور فن 980 دور در دقیقه و قدرت موتور گرداننده آن 1250 کیلووات است . قرار دادن پیش گرمکن اصولاٌ عملی است برای بازیابی انرژی حرارتی هوای داخل کوره، به طوریکه هوای موجوددر خنک کن ها بعد از کوره به دمای 1100 درجه رسیده اند و می باید از این هوا با این انرژی استفاده کرد.

با گذاشتن پیش گرمکن ها در قبل از کوره و درگیر کردن هوای کوره با فن پیش گرمکن و مواد خام که از بالا وارد می شود. باعث پیش گرم شدن مواد خام می گردد. گفته شد که مکش فن مواد را به داخل سیکلون های دو قلو هدایت می کند در آنجا با هوای داغ درگیر شده و با دمای 500 درجه خارج می شوند. و دوباره به علت مکش فن به سیکلون دوم می ریزند و باز گرمتر شده و وارد سیکلون سوم
می شوند. به صورتیکه وقتی از آن خارج می گردند دمایی حدود 600 درجه دارند. این مواد پس از گذشتن از سیکلون چهارم به دمای حدود 800 درجه سانتیگراد می رسند.

البته عمل انتقال حرارت بین هوای داغ و مواد هم در سیکلونی و هم در کانالهای اتصالی سیکلونی صورت می پذیرد. بطوریکه 80% در کانالها و 20% در خود سیکلون ها انتقال حرارت صورت می گیرد . آنچه مهم است سرعت سیر مواد به ابعاد سیکلونی است. بطوریکه مواد خام فرصت جدا شدن از هوای داغ و رفتن به سمت کانالها را داشته باشند. سیکلونها و کانالهای انتقال حرارت و آجر نسوز و بتن نسوز کار شده اند.

پس از اینها یعنی در پایین سیکلون چهارم ، قبل از وارد شدن مواد به کوره مشغلی قرار دارد علت هم آن است که میزان بازدهی انتقال حرارت را به صورت تشعشعی بالا می برند. به این حرارت، حرارت تکلیس نیز گفته می شود چون عملاٌ وظیفه آن بالا بردن درصد کلسیناسیون مواد خام تا بالای 90% می باشد. بر این اساس طرح بخش عمده ای از طول کوره که اختصاص به تکلیس مواد دارد حذف شده و به راحتی ظرفیت کوره افزایش یافته است. از طرف دیگر میزان پخت سریع و یا دیرپزی مواد بستگی زیادی به تناژ مواد ورودی به کوره دارد.

کوره هزار تنی

مواد خام که دمای آن بالا رفته است وارد کوره می شوند . کوره که ارای ظرفیت 1000 تن در روز می باشد. این کوره در سال 1356 به بهره برداری رسیده است دارای قطر 2/4 متر و طول 65 متر می باشد که با شیب 5/3% روی 4 پایه غلتکی قرا رداده شده است. سوخت کوره گاز طبیعی و مازوت است و با دور 2 تا 14/3 R.P.M در حرکت است.

سطح داخلی کوره با آجر نسوز پوشانده شده است. روی سطح داخلی آجرهای نسوز در طول عبور مواد ازکوره لایه ای پوشیده شده بنام کوتینگ آجرهای نسوز دارای منافذی هستند و وقتی کوتینگ تشکیل می شود داخل این منافذ را پر می کند و همانند این است که لایه کوتینگ روی آجرها میخ شده اند این لایه مانند پوششی برای محافظت از آجرهای نسوز می باشد که ضخامت آن به 20 سانتیمتر می رسد. خود لایه آجر نسوز نیز ضخامتی حدود 25-20 سانتیمتر دارد.

لایه کوتینگ تشکیل شده دارای دمای ذوب بالاتر از مواد خام
می باشد و پس از عبور مواد از کوره این لایه باقی می ماند. لذا هرگاه کوره به هر دلیل می خوابد برای اینکه قطر داخلی کوره از دست نرود این کوتینگ ها را می کنند که البته همراه اینها مقداری از آجرهای نسوز نیز کنده می شود. لازم به ذکر است که پس از از دست رفتن حدود 10 سانتیمتر از این آجرها آنها را تعویض می کشد.

با ورود مواد خام به کوره برای اینکه کلینکری مناسب تولید شود حرارت به 1400-1300 درجه می رسد. فازهای مختلفی با تغییرات دما در کوره ایجاد می شود. وطول کوره به قسمت ایمنی برزخ و پخت تقسیم می شود. که از اسم هر قسمت اثرات دمایی بر روی مواد در هر بخش مشخص است. کوره ای که به صورت تقریباٌ افقی با شیبی 5/3 درصدی و با حرکت دورانی مسلماً میل حرکت به سمت پایین دارد. برای جلوگیری از این حادثه در زیر کوره در دو جا جکهای هیدرولیکی  برای ثابت  نگه داشتن و اعمال نیرو به کوره به طرف بالا قرار داده شده است. این مورد در کوره های دیگر بدین صورت عمل شده که با یک اختلاف زاویه در قرار گرفت غلتکها و بولبرینگها برآیند نبرد را صفر کرده و از حرکت رو به پایین کوره جلوگیری می شود.

یکی از مسائلی که در کوره  و پخت مواد بسیار حایز اهمیت
می باشد وجود 2-1% درصد مواد قلیا در مواد خام است که باعث زود پز شدن مواد می شوند و همانند کمک ذوب عمل می کنند.

شعله مشعل کوره دمایی حدود 1800-1700 درجه دارد که در برخورد با مواد و در منطقه پخت دمای مواد را به 1450-1350 درجه می رساند که البته تا رسیدن مواد به خنک کن ها این دما به حدود 1100 درجه می رسد.

مقدار کلینکر خروجی از کوره حدوداٌ 60% مقدار مواد خام ورودی با بیش گرمکن می باشد . 40% مابقی عبارتند از رطوبت و گازهای نظیر CO2 جدا شده از کربن ها ه به همراه گازهای کوره از سیستم خارج می شوند.

آنچه که از کوره خارج می شود کلینکر نامیده می شود که به صورت دانه های خاکستری و یا قهوه ای می باشد. که برای پختن هر کیلوگر آن حدود 800 کیلوکالری انرژی حرارتی صرف می شود.

3- خنک کن

کلینکر خروجی از کوره دارای درجه حرارتی حدود 1100 درجه
می باشد بازیابی این مقدار حرارت و همچنین و همچنین حرارت بالای کلینکر ضرورت سرد کردن آنرا ایجاد می کند. ویژگی اساسی سرد کردن تکمیل شدن کریستالهای کلینکر و بالا رفتن کیفیت آن می باشد.

دراین خنک کن ها هوای سرد محیط بداخل سیستم هدایت می شود و در اثر مجاورت هوا با کلینکر داغ کلینکر سرد می شود و درجه حرارت آن از حدود 1400 درجه به حدود 1100 درجه می رسد . هوای به ورودی خنک کن پس از تبادل حرارت با کلینکر با دمای حدود 800-600 درجه سانتیگراد وارد کوره می شود و بدین وسیله هوای لازم جهت سوختن در مشعل کوره تأمین می گردد. در کوره ها حدود 250 -200 کیلوکالری حرارت از هر کیلوگرم مواد بالزیابی می شود.

از معروفترین خنک کن ها ، خنک کن مشبک (گریت) خنک کن
سیاره ای (گوشواره ای) و خنک کن عمودی می باشد.

در کوره 1000 تنی اول از خنک کننده گریت پله ای استفاده شده است. در این خنک کن دو سری صفحات مشبک وجود دارد یکی صفحات ثابت و دیگری صفحات متحرک است. این صفحات شیب 20 درجه دارند که همین شیب با حرکت صفحات متحرک باعث رانده شدن مواد کلینکری به جلو می شود. از زیر این صفحات توسط 4 فن هوا دمیده می شود که در این عمل باعث پایین آمدن درجه حرارت مواد تا حدود 600 درجه می گردد همچنین بعد از قرار گرفتن مواد روی صفحات ثابت باز نیز دمای مواد پایین می آید.

پس از آن کلینکر از صفحات مشبک عبور داده می شود که دانه های درشت تر از مشبک ها عبور نمی کنند برای خرد شدن به بخشی دیگر هدایت می شوند و پس از آن توسط الواتور (زیرنویس 1) به انبار ذخیره کلینکر منتقل می گردند و در آنجا جمع می شوند.

در کوره هزار تنی دوم خنک کن گوشواره ای مورد استفاده قرار گرفته است. که این خنک کن بر اساس تبادل حرارت کلینکر و هوای محیط از طریق بدنه خنک کن عمل می کند. پس از گذشتن کلینکر از مرحله پخت لوله های استوانه ای در اطراف کوره تعبیه شده اند که توسط مجراهایی کبا سطح مقطع دایره به اطراف کوره متصل هستند. مواد مذاب وارد این استوانه ها شده و به سمت عقب کوره حرکت
می کند.

درون این خنک کن ها دو دسته زائده ها به نام lifter برای ارتفاع دادن به مواد و همچنین Mixer برای در هم زدن مواد تعبیه شده است. دمای مواد در خنک کن بدین طریق پاینی می آید و در انتهای این لوله های استوانه ای یک قیف شکل هایی وجود دارد که مواد را داخل کروشر (واحد خرد کننده) می ریزد و آنها را خرد می کند و بعد از آن توسط الواتر به سالن ذخیره کلینکر هدایت می شوند.

واحد آسیای کلینکر و تولید سیمان

این واحد دارای سه آسیاب گلوله ای سیمان با ظرفیت های 26 و 45 و 80 تن است. جدیدترین آسیاب آسیاب 80 تنی است که در سال 1353 بهره برداری شده است  . کلینکر سرد شده توسط کرن به قیف آورده شده و نیز قیف آورده شده و نیز قیف دیگری سنگ گچ را که حدود 3 تا 4 درصد کلینکر می باشد به آن اضافه می کند. پس از آن توسط خطوط انتقال به آسیاب 80 تنی گلوله ای وارد می شود.

آسیاب 80 تنی در سال 1353 به بهره برداری رسید. قطر آن 4 متر و طول آن 13 متر می باشد . دارای دو اتاقچه به طولهای 2/4 و 8/7 متر است. دور آسیاب 7/15 rpm بوده و مواد خروجی با بلین 2000 ایجاد می کند.

آسیاب بوسیله باکت الواتور مواد را انتقال می دهد و پس از آن بعد از گذشتن از یک خط air slid به الواتور 85 کاسه ای رفته و به سیراتور دینامیکی می ریزد. در بالای آسیاب هم یک فن همراه با فیلتر کیسه ای وجود دارد که این فن مواد را از یک خروجی دیگر کشیده و از یک سیلکون عبور می کند. که جداسازی اولیه انجام می شود. مواد درشت تر روی الواتور ریخته و مواد ریزتر به همراه هوا به طرف فیلتر کیسه ای هدایت می شوند.

بالای سیراتور یک فن به نام main fan وجود دارد که مواد را بال می کشد و همچنین پره هایی به نام فن کمکی است که بر سر مواد، مواد می کوبد و جهت آن به سمت پایین است.

تولید گاز اکسیژن

این واحد در سال 1334 با ظرفیت 2000 لیتر در ورز مورد بهره برداری قرار گرفت که افزوده بر مصرف داخلی نیاز درمانی منطقه را نیز فراهم می کرد.

این واحد به علت فرسودگی در سال 1365 متوقف گردید.

کیسه سازی

این واحد از سال 1334 با ظرفیت 83300 کیسه در روز مورد بهره برداری قرار گفت و اکنون نیز فعال است. این واحد ساخت Cortemam HOLLMANN آلمان می باشد.

بلوک سیمان

واحد بلوک زنی با ظرفیت 5000 بلوک در روز از سال 1353 مورد بهره برداری قرار گرفته و هم اکنون نیز فعال می باشد.

تولید شن و ماسه

این واحد در سال 1348 و با ظرفیت 800 مترمکعب مورد بهره برداری قرار گرفته و فعال می باشد این واحد قرار است شن و ماسه 2 و 3و و 4 و 5 تولید نماید.

ریخته گری

از سال 1329 فعالیت داشته داریا دو کوره دوار با ظرفیت 500 کیلو و دو عدد کوره زمینی به ظرفیت 120 تن است.

آلیاژ مصرفی برای قطعات چدن – برنز و آلومینیوم و برای بابیت از مس – سرب و قلع و آیتمدان استفاده می شود.

کارخانه گچ فارس

این کارخانه در سال 1348 و در جوار کارخانه سیمان فارس تأسیس شد.

واحد ائل با ظرفیت اسمی 500 تن در روز در سال 1350 و واحد دوم در سال 1364 با ظرفیت 800 تن در روز مورد بهره برداری قرار گرفت . نوع تولید پودر گچ و به صورت فله و کیسه توزیع می شود. این واحد از سال 1367 بطور مستقل و مدیریت جدا از کارخانه سیمان لیکن زیر پوشش دفتر مرکزی شرکت فعالیت دارد.

بارگیری

کارخانه دارای دو واحد بارگیری سیمان پاکتی است.

واحد الف: بارگیری ثابت یا خطی با چهار شن تخلیه مدل 4BB با ظرفیت 55 تن در ساعت (سه دستگاه)

واحد ب: بارگیری روتاری مدل 6RC با ظرفیت 100 تن در ساعت (دو دستگاه) که هر یک دارای 6 شیر تخلیه است.

هر دو واحد ساخت کمپانی هاوراند بوکر می باشد.

در سال 1370 یک دستگاه باسکول اتوماتیک به ظرفیت 60 تن برای سیمان فله نصب و راه اندازی گردید.

مرکز خدمات مهندسی

با هدف، طراحی، ساخت و نصب و راه اندازی ، آموزش و تعمیرات اساسی در سال 72 تاسیس گردید.