طرح های توجیهی مقدماتی تولید پلوش و پتوی مینک و پشمی

در متن زیر، در مورد صنعت تولید سیمان، برخی مقالات و مطالب مرتبط با طرح توجیهی سیمان مطالبی بیان شده است.

مقدمه

سیمان (به فرانسوی: Ciment) ماده‌ای است که روی سطح اجسام جامد اعمال می‌شود تا آنها را محکم به هم بچسباند یا به عبارت دقیق‌تر، ماده پودری است که پس از مخلوط شدن با آب، به حالت نرم و خمیری درآمده (که پس از خشک شدن سفت می‌شود) و برای چسباندن سنگ‌ها، آجرها، بلوک‌ها و غیره در ساخت‌وساز استفاده می‌شود.سیمان می‌تواند به عنوان مواد چسبنده‌ای تعریف شود که قادر است قطعات یا توده‌های مواد جامد را به یکدیگر متصل کرده و یک کل فشرده ایجاد کند. چنین تعریفی شامل تعداد زیادی از مواد بسیار متفاوت است که اشتراکات کمی با یکدیگر دارند، اما معمولاً منظور از سیمان، ماده‌ای است که می‌تواند حالت خمیری پیدا کرده و از آن برای چسباندن آجر، بلوک، و سنگ‌ها به یکدیگر استفاده می‌شود. از آنجایی که جزء غالب در اکثر این مواد، ترکیبات آهکی است، منظور از سیمان، معمولاً «سیمان‌های آهکی» است. طبق تعریف مونومری مانند متیل متاکریلات می‌تواند سیمان خوانده شود که در محل پلیمریزه و سخت می‌شود و بیشتر در ایالات متحده از آن برای وصله زدن و تعمیر جاده‌ها استفاده می‌شود، با این حال، استفاده از این چنین مواد گران‌قیمتی در مقایسه با استفاده از سیمان‌های معدنی، که سیمان پرتلند برترین آنهاست، بسیار محدود است.

سیمان پرتلند یک ماده کلسینه شده متشکل از آهک و سیلیکات است که با ماسه و سنگ مخلوط می‌شود و پس از هیدراته شدن، یک ماده خمیری تشکیل می‌دهد که سفت شده و به یک ماده سنگ‌مانند تبدیل می‌شود. استفاده از سیمان پرتلند در مهندسی عمران و ساختمان سازی به قدری گسترده‌است که معمولاً منظور از سیمان، سیمان پرتلند است.

محصول سیمان یکی از پر مصرف‌ترین فرآورده‌های صنعتی در دنیا بوده و بالاترین میزان تولید را در بین محصولات صنعتی در جهان دارا است. سیمان فرآورده‌ای است حجیم که ارزش آن به نسبت فضایی که اشغال می‌کند بسیار پایین است. این امر سبب شده تا عواملی نظیر مسافت و یا هزینه ترابری و بهای سوخت در فروش سیمان بسیار تاثیرگذار باشد. صنعت سیمان جزء صنایع انرژی بر محسوب می‌شود. این صنعت 14 درصد مصرف انرژی صنایع و 3 درصد مصرف انرژی کل کشور را به خود اختصاص داده‌است. در مطالعات طرح توجیهی اشاره شده است سهم صنعت سیمان در کشور همواره در حال رشد بوده و بر اساس قیمت‌های مصوب داخلی 2.5 درصد و بر اساس قیمت‌های جهانی حدود 4 درصد از تولید ناخالص ملی در اختیار صنعت سیمان است. بیش از 60 درصد سیمان تولیدی کشور از سوی توزیع‌کنندگان مصالح ساختمانی عرضه می‌شود. مجریان پروژه‌های دولتی بالغ بر 20 درصد از تولید سیمان را جذب می‌کنند و بقیه در اختیار تولیدکنندگان بتن آماده قرار می‌‌گیرد. با افزایش قیمت نفت و تاثیر آن بر درآمد کشور، همچنین با تغییر ساختار سیاسی کشور و احتمال برگشت امنیت و آرامش به فضای تولید و عرصه‌های بین‌المللی، همچنین عزم دولت در جهت حل مشکل اشتغال و مسکن، می‌توان پیش‌بینی کرد که در سال‌های آینده با سرمایه‌گذاری بیشتر پروژه‌های صنعتی و مسکن مواجه خواهیم بود و مصرف سیمان در این بخش نیز افزایش می‌یابد.  همنچنین بر اساس مطالعات طرح توجیهی به عمل آمده نیاز به افزایش اجرای پروژه‌های عمرانی و بازسازی بافت‌های فرسوده شهری و روستایی به دلیل زلزله خیز بودن بیشتر کشور همگی دورنمای خوبی از رشد مصرف سیمان در سال‌های آتی دارد. البته نکته اساسی این است که در کشور با مازارد تولید سیمان رو برو هستیم. اگر چشم انداز صادرات همانند چشم انداز مصرف داخلی مثبت باشد، برایند مصرف و تولید سیمان می‌تواند مثبت باشد. با توجه به اینکه اصلی ترین بازار صادراتی ایران کشور عراق بوده و سیمان ایران در آنجا زیر قیمت صادراتی دیگر کشورها می‌باشد، تنها رقیب ایران تولیدات سیمان عراق خواهد بود. با توجه به بالا بودن بهای تمام شده تولید سیمان در عراق، سیمان ایران می‌تواند تا چند سال آینده نیازهای صادراتی خود را در کشور عراق جستجو کند.

توضیح مختصری در مورد سیمان 

1.معرفی سیمان

سيمان­ها مواد چسبنده­اى هستند که قابليت چسبانيدن ذرات به يکديگر و بوجود آوردن جسم يک پارچه از ذرات متشکله را دارند. اين تعريف از سيمان داراى آن چنان جامعيتى است که مى تواند شامل انواع چسب­ها از جمله چسب­هاى مايع که در چسبانيدن قطعات سنگ يا سنگ و فلزات به يکديگر بکار مى­روند نيز بشود. نمونه­اى از اين چسب­ها در صنعت سيمان در کار گذاشتن آجر نسوز در کوره سيمان مورد مصرف دارد و خاصيت اصلى آن اين است که آجر نسوز (که يک جسم سراميکى است) را به بدنه کوره (آهن) مى­چسباند، همچنين انواع سيمان­هاى ديگر که در دندانپزشکى مورد مصرف دارند، از جمله چسب­ها مى باشد. آنچه که از کلمه سيمان در اين متن مورد نظر است، آن نوع از سيمان­ها است که داراى ريشه آهکى می­باشند. به عبارت ديگر سيمان­هايى که ماده اصلى تشکيل دهنده آنها آهک و ماده اوليه اصلى آنها سنگ آهک است. بر اين اساس سيمان ترکيبى است از اکسيد کلسيم (آهک) با ساير اکسيدها نظير اکسيد آلومينيم، اکسيد سيليسيم، اکسيد آهن، اکسيد منيزيم و اکسيدهاى قليايى که ميل ترکيب با آب داشته و در مجاورت هوا و در زير آب بمرور سخت مى گردد و داراى مقاومت مى­شود. با توجه به مشخصه فوق سيمان مى تواند داراى ترکيبات متفاوتى باشد و اصولا جزو ملات­هاى آبى محسوب مى­ گردد. 

2.مراحل تولید سیمان 

مراحل تولید سیمان به اختصار به شرح ذیل است: 

1.مواد اوليه سيمان پرتلند: مواد اوليه سيمان پرتلند اساسا شامل مواد آهکى و رسى مى­باشند. بدين معنى که در تهيه سيمان پرتلند از مواد خامى استفاده مى­شود که حاوى کربنات کلسيم و ترکيبات آلومينيوسيليکات­ها باشند. 2.استخراج مواد اوليه: معادن مواد اوليه سيمان، خصوصا سنگ آهک، خاک رس، مارل، سنگ گچ و امثال آنها به صورت معدن رو باز مى­باشد. در استخراج موادى نظير سنگ آهک، سنگ آهن و سنگ گچ نيز به چال زنى و انجام انفجار بوسيله ديناميت مى­باشد. 3.خرد کردن مود اوليه: این مرحله دو بخش دارد، اول سنگ شکن­هاى متحرک، دوم سنگ شکن­هاى ثابت 4.مخلوط کردن اوليه و ذخيره­سازى: قبل از اينکه مواد خرد شده در سنگ شکن، راهى آسياب مواد، جهت پودر شدن شوند، بداخل سالنى ريخته مى شوند تا بدينوسيله هم مقدمتا با يکديگر مخلوط شوند و هم اينکه، اين سالن نقش انبار و ذخيره سازى را دارا است. 5.خشک کردن مواد اوليه: در برخى کارخانجات سيمان، بدليل موقعيت خاص جغرافيايى و باران خيز بودن منطقه برخى از مواد اوليه (خصوصا خاک رس)، داراى رطوبتى هستند که استفاده مستقيم از آنها امکان­پذير نمى­باشد. 6.پودر کردن مخلوط مواد خام: در روش خشک توليد سيمان، ضرورت دارد که مواد خام قبل از ورود به کوره به صورت پودر در آيند. 7.تنظيم مواد خام 8.سيلوهاى مواد خام: عمل عمده­اى که در يکنواخت کار کردن کوره و بالا بردن کيفيت کلينکر و در نهايت سيمان موثر است، يک نواختى ترکيب خوراک کوره، خوب مخلوط شدن و همگن بودن آن مى­باشد. 9.پيش گرم کن 10.کوره دوار: قسمت اصلى عمل پختن در کوره صورت مى­گيرد. کوره سيمان، يک استوانه فلزى است که طول و قطر آن، متناسب با ظرفيت کارخانه مى­باشد. 11.خنک کن (کولر): کلينکر خروجى از کوره داراى درجه حرارتى حدود 1000 تا 1200 درجه مى­باشد. بازيابى اين مقدار حرارت و همچنين مشکل بودن جابجا کردن کلينکر داغ، ضرورت سرد کردن آنرا ايجاب مى­نمايد. خاصيت اساسى ديگر سرد کردن کلينکر، تکميل و تشکيل کريستال­هاى کلينکر و بالا رفتن کيفيت آن می باشد. 12.سيلو (انبار) کلينکر: کلينکر خروجى از خنک کن قبل از ورود به آسياب سيمان، در سيلو، يا انبار، يا سالن ذخيره مى گردد. 13.آسياب سيمان 14.سيلوهاى سيمان 15.بارگير خانه 16.روشهای ساخت سیمان روش­هاى مختلفى براى توليد سيمان­هاى مختلف وجود دارد که عمدتا بستگى به تکنولوژى مورد استفاده و جنس سيمان دارد. تکنولوژى مورد استفاده براى توليد سيمان به مرور دستخوش تحول و پيشرفت بوده­است. هم اکنون صنعت سيمان با برخوردارى از آخرين تکنيک­ها، با استفاده از روش خشک و به کمک سيستم­هاى اتوماتيک، شاهد پيشرفت­هاى شگرف در طول تاريخ 160 ساله توليد صنعتى خود مى­باشد. روش توليد برخى سيمان­ها نظير سيمان آلومينايى کاملا متفاوت با روش توليد سيمان پرتلند مى باشد. 

3.روشهای تولید سیمان

اصولا چهار روش براى توليد سيمان وجود دارد که در ادامه مختصر در مورد آن توضیح داده شده است. – روش تر و روش نيمه تر در روش تر و نيمه تر خاک رس مصرفى در دستگاه دوغاب ساز (Wash mill )، تبديل به دوغاب مى­گردد. سپس دوغاب خاک رس به همراه سنگ آهک در آسياب مواد خام مخلوط و نرم گشته و تبديل به دوغاب با غلظت بيشترى مى­شود. پس از تنظيمات لازم توسط آزمايشگاه، بعنوان خوراک کوره مورد مصرف قرار مى­گيرد. در روش نيمه تر، مواد خروجى از آسياب مواد به صورت دوغاب است و قبل از ورود به کوره بوسيله فيلتر پرس آب آن گرفته مى شود و بصورت کيک يا آماج (حبه) به کوره تغذيه مى­گردد. – روش نيمه خشک در روش نيمه خشک مواد اوليه بصورت خشک با يکديگر مخلوط گشته و به آسياب مواد خام تغذيه مى­گردند. مواد خروجى از آسياب مواد به صورت پودر است. قبل از تغذيه اين پودر به کوره، مقدارى آب روى آن پاشيده مى­شود و آن را به صورت آماج يا حبه در آورده و به کوره تغذيه مى­نمايند. – روش خشک در روش خشک مواد اوليه خشک وارد آسياب مى­شود. پودر خروجى از آسياب مواد، پس از تنظيم، به عنوان خوراک کوره مصرف مى­گردد. 

4.اجزای تشکیل دهنده سیمان 

اجزای تشکیل دهنده سیمان به شرح زیر است:

• مصالح آهکی (حدود ۶۰% الی ۶۷%)
• رس (حدود ۳% الی ۷%)
• سیلیس (۱۷% الی ۲۷%)

مواد خام تشکیل دهنده سیمان اساسا از اکسیدهای کلسیم و سیلیسیم و آهن تشکیل شده‌است. این مواد در کوره با هم ترکیب شده و غیر از مقداری آهک آزاد باقی مانده، که فرصت کافی برای فعل و انفعال نداشته‌است، ترکیبات شیمیایی جدید و پایداری نتیجه می‌شوند. در هنگام خنک کردن مصالح، براساس سرعت خنک کردن، مواد به صورت بلوری و بی شکل ظاهر می‌گردند. دانه‌های بی­شکل که اکثرا شیشه‌ای هستند و دانه‌های بلوری شده، درحالی که یک فرمول شیمیایی دارند، دارای خواص متفاوتی هستند. برای سیمان معمولی، درصد ترکیبات حاصل از فعل و انفعالات فوق با داشتن درصد اکسیدهای موجود در کلینکر و با فرض اینکه کریستاله شدن کامل انجام پذیرفته باشد قابل محاسبه‌است. چهارترکیب اصلی سیمان عبارتند از:

• تری کلسیم سیلیکات (C­3S )
• دی کلسیم سیلیکات (C­2S )
• تری کلسیم آلومینات (C­3A )
• تترا کلسیم آلومینو فریت (C­4AF )

سیلیکات‌ها یعنی دو مورد اول، ترکیبات اصلی و مهم سیمان می‌باشند و مقاومت سیمان هیدراته شده به آنها بستگی دارد. اکسیدهای تشکیل دهنده این سیلیکات‌ها تاثیرات مهمی روی شکل اتمی و کریستالی و خواص هیدرولیکی آنها دارند. حضور C­3A در سیمان سودمند نیست. این ترکیب نقشی در مقاومت سیمان، به جز کمی در سن اولیه آن، نداشته و بعد از سخت شدن سیمان در صورت حمله سولفاتی با تشکیل سولفوآلومینات کلسیم (اترینگایت) سبب خرابی بتن می‌گردد. ولی C­3A در فرایند تولید در ترکیب اکسیدکلسیم با اکسیدسیلیسیم سهولت ایجاد کرده و سودمند است. C­4AF که به میزان کمی به وجود می‌آید در مقابل سه ترکیب دیگر نقش عمده‌ای در خواص سیمان ندارد. به هرحال این ترکیب با سنگ گج سیمان، سولفوفریت کلسیم تشکیل می‌دهد که این ماده هیدراتاسیون سیلیکات‌ها را تسریع می‌کند.  

5.برخی مقالات مرتبط با صنعت سیمان

در زیر برخی مطالب مرتبط با صنعت سیمان آمده است.