Технология производства цемента

о технологии

Производство цемента имеет огромное значение для каждой страны мира — цемент и бетон являются самым употребляемым в экономике ресурсом после воды.

Цементная промышленность имеет ключевое значение для экономического развития всех стран, поскольку динамика ее роста является во многом определяющей для развития национальных экономик. В настоящее время отрасль демонстрирует опережающее развитие, темпы роста которой превышают показатели изменения мирового ВВП.

особенности технологии

01 Виды цемента

Существуют различные виды цемента, самый распространённый из которых — портландцемент, а также в зависимости от состава добавок — шлакопортландцемент (шлаки), pozzolana портландцемент (вулканический пепел), а также специальные сорта цементов: тампонажный, глинозёмистый, сульфатостойкий. Последние представляют собой продукт тонкого помола клинкера и гипса, гидравлическое вяжущее вещество, твердеющее в воде и на воздухе.

Клинкер — продукт равномерного обжига до спекания однородной искусственной сырьевой смеси, состоящей из известняка и глины определённого состава, обеспечивающего преобладание силикатов кальция (3СаО∙SiO2 и 2СаО∙SiO2 70-80%).

02 Способы производства портландцемента

Самые распространённые способы производства портландцемента — так называемые «сухой» и «мокрый». Всё зависит от того, каким способом смешивается сырьевая смесь — в виде водных растворов или в виде сухих смесей.

При измельчении клинкера вводят добавки: от 1,5 до 3,5% гипса СaSO4∙2H2O (в перерасчёте на ангидрид серной кислоты SO3) для регулирования сроков схватывания и до 15% активных минеральных добавок для улучшения физических свойств цемента (водостойкий, морозостойкий, быстротвердеющий и т.п.) и снижения стоимости цемента.

03 Сырьё для производства портландцемента

Сырьём для производства портландцемента служат карбонатные и глинистые породы, состоящие на 75-78% из известняка (мела, ракушечника, известнякового туфа, мрамора) и на 22-25% из глин (глинистых сланцев, суглинков), либо известняковые мергели, использование которых упрощает технологию. Кроме природного сырья, для получения требуемого химического состава смеси используют корректирующие добавки, отходы других отраслей промышленности: шлаки металлургического производства, золы теплоэлектростанций, вскрышные породы при добыче полезных ископаемых, пиритные, колчеданные огарки, фосфогипс, колошниковую пыль, бокситы, пески, опоки, трепелы.

04 Мокрый способ изготовления портландцемента

При мокром способе производства клинкера уменьшается расход электроэнергии на измельчение сырьевых материалов, облегчается транспортирование и перемешивание сырьевой смеси, выше гомогенность шлама и качество цемента, однако расход газа на обжиг и сушку клинкера на 30-40% больше, чем при сухом способе производства.

05 Обжиг сырьевой смеси

Обжиг сырьевой смеси проводится при температуре 1470°C в течение 2-4 часов в длинных вращающихся печах (3,6 × 127 м, 4 × 150 м и 4,5 × 170 м) с внутренними теплообменными устройствами для упрощения синтеза необходимых минералов цементного клинкера. В обжигаемом материале происходят сложные физико-химические обменные процессы.

основные тенденции развития отрасли

Основной тенденцией технического развития цементной промышленности в России и мире является сокращение производственных мощностей, работающих по «мокрому» способу и переход на технологию «сухого» производства. Эту тенденцию подтверждают также опыт мировой цементной промышленности по внедрению печных систем с реактором-декарбонизатором различных типов, которыми оснащаются новые и реконструируемые цементные заводы.

Доля выпуска цемента по сухому способу составляет в Японии, Испании и Германии — 100%, Италии — 96%, США — более 60%, в странах Европы 75-97%.

На данный момент в России активно обсуждается тема модернизации действующих производств, которая признаётся фактически основным направлением развития российской экономики.

Большинство заводов в Российской Федерации работает по мокрому способу производства, т.к. основная часть цементных заводов в России была построена во времена СССР, в период с 1950-х по 1980-е годы. Себестоимость производства цемента на таких устаревших линиях весьма велика и в большинстве случаев требуется их реконструкция и модернизация, с заменой устаревших печей, которая приведет к экономии топливо-экономических ресурсов и соблюдению жестких экологических требований.

Необходимость модернизации особенно очевидна на примере цементной отрасли: наибольшая доля цемента (87 %) в нашей стране производится по «мокрому способу», когда поступающее в обжиговую печь сырье имеет высокую влажность, которая неизбежно приводит к повышенному энергопотреблению и, соответственно, большому объему вредных выбросов в атмосферу.

история успеха severin development

Компания SEVERIN DEVELOPMENT принимала участие в проекте модернизации одного из крупнейших и старейших цементных заводов РФ — Вольского цементного завода, восьмого завода Российской империи, который был построен в 1897 году.

Инвестиционный проект «Волга» был инициирован компанией LagargeHocim (Швейцария-Франция), мировым лидером производства цемента. Задача состояла в замене 3-х старых печей, работающих по «мокрому» способу производства на одну (!) современную печь, работающую по «полумокрой» технологии и обеспечивающую ту же производственную мощность, за счет применения эффективных инженерных и технологических решений.

особенности реализации проекта

Проект «Волга» с модернизированной производственной линией стал одним из крупнейших в цементной отрасли страны за последнее десятилетие. Завод, благодаря совместной работе LafargeHolcim и SEVERIN DEVELOPMENT, наладил выпуск продукции мирового уровня, соответствующей высочайшим стандартам качества и экологии. Чтобы возродить «Вольскцемент», одно из старейших предприятий России, понадобилось почти 300 млн евро инвестиций и четыре года работы, за время которых был достигнут рубеж в 5 млн человеко-часов.

01 Технологическая линия

Проект «Волга», в рамках которого установлена новая технологическая линия по производству клинкера «полумокрым» способом, представляет собой модернизацию участка подготовки сырья (шламовые бассейны) строительство новых пресс-фильтров, установку нового циклонного теплообменника и усовершенствование связанных с этим технологическим оборудованием инженерных и транспортных систем.

По мере выхода новой «полумокрой» линии на проектную мощность устаревшие печи, работающие по мокрому способу, будут постепенно выводиться из эксплуатации. Проект позволит на 30 % сократить расход топлива и резко снизить уровень вредных выбросов.

Благодаря современному высокоэффективному пылеулавливающему оборудованию достигнут минимальный объем выбросов пыли. В общей сложности на новой технологической линии установлено дополнительно 19 пылегазоочистных установок, в том числе большой рукавный фильтр на печи, рукавные фильтры меньшего размера на вспомогательном оборудовании, электрофильтр на клинкерном холодильнике.

02 Оборудование

При реализации проекта, применялись решения таких ведущих производителей оборудования для цементной промышленности, как FLSmidth, KHD HUMBOLDT Wedag, Christian Pfifer, Aumund и пр.

03 Сырьевая база

Сырьевая база Вольского завода позволяет производить высокопрочные цементы первой группы эффективности и сульфатостойкие цементы, которые востребованы на строительстве объектов транспортной инфраструктуры (мостов, тоннелей), в промышленном строительстве при возведении особо прочных железобетонных конструкций, работающих под высокими нагрузками.

мирвой рынок цементной промышленности

Крупные отраслевые игроки есть и в других мировых регионах:

China National Building Materials (CNBM, Китай), в которой работают более 150 тысяч сотрудников производит более 500 млн тонн цемента в год Anhui Conch Cement Company (Китай), у которой более 150 заводов в Китае и странах Тихоокеанского региона, производит более 350 млн тонн Jidong Development Group (Китай), делающая цемент исключительно по «сухо» технологии, ежегодно выходит на обороты не менее 170 млн тонн Франко-швейцарская группа HolcimLafarge выпускает почти 300 млн тонн цемента в год Немецко-итальянская Hiedelberg Cement производит порядка 200 млн тонн цемента в год UltraTech Cement — крупнейший производитель серого, белого цемента и товарного бетона из Индии. Владеет заводами в ОАЭ, Бахрейне и на Шри-Ланке, производящих порядка 20 млн тонн цемента, на индийские предприятия приходится цифра в 100 млн тонн Cemex — мексиканская промышленная группа, существующая более ста лет. Производит почти 100 млн тонн цемента в год, владеет более, чем 60 заводами на разных континентах Votorantim Group — лидер латиноамериканской цементной промышленности, в собственности 40 заводов суммарной мощностью 45 млн тонн продукции в год

Крупнейшие производители цементов в мире — китайские промышленные конгломераты, которые занимают две трети от мирового производства цемента.

рынок отечественной цементной промышленности

Лидеры отечественной цементной промышленности:

Евроцемент Групп
Входит в ТОП-10 мировых производителей цемента. В составе Группы 16 предприятий суммарной мощностью более 50 млн тонн цемента в год. Сибирский цемент
Владеет тремя заводами с годовой производственной мощностью выше 5 млн тонн цемента. Новоросцемент
В составе холдинга четыре предприятия, расположенных в районе Новороссийска. Компания занимает порядка 10% рынка отечественного цемента. Востокцемент
Три завода полного цикла, входящие в Группу, производят более 4 млн тонн цемента в год. LafargeHolcim
В активах компании было четыре завода производственной мощностью 8 млн тонн цемента. 14 декабря 2022 года компания объявила о продаже российского бизнеса менеджменту предприятий. Heidelberg
Под управление компании находятся три российских завода, производящих почти 5 млн тонн цемента в год. Востокцемент
Три завода полного цикла, входящие в Группу, производят более 4 млн тонн цемента в год. Dyckerhoff
Компания входит в международную Группу Buzzi Unicem, которая управляет предприятиями по производству цемента в 12 странах мира. В России у холдинга три завода общей мощностью порядка 6 млн тонн готовой продукции в год.

В России насчитывается порядка 60 заводов суммарной мощностью более 100 млн тонн в год. Львиная доля приходится на четыре крупнейших холдинга и три подразделения зарубежных производителей.
Независимые компании по производству цемента занимают лишь пятую долю рынка.

портфолио все проекты