март—апрель 2023 50 рабочие параметры горелок параметр D-Flame AutoPRO прежняя горелка Давление первичного воздуха, мбар 430/150/120 260 Доля первичного воздуха, % 11,3 10,6 Удельный импульс, Н/мВт 8,10 6,96 В отличие от прежней горелки, имеющей только один внешний кольцевой канал для подачи первичного воздуха с подвижными частями, позволяющими регулировать закручивание, у D-Flame есть независимые каналы для внешнего и тангенциального воздуха, который подается через 18 дискретных сопел. такая конструкция обеспечивает наилучшее смешивание вторичного воздуха с топливом и, таким образом, ускоряет горение и укорачивает факел. Внешний воздух имеет только осевые компоненты скорости; это бóльшая часть воздуха, позволяющего регулировать работу горелки, и главный фактор, обеспечивающий вовлечение вторичного воздуха и поддержание в печи узкого и центрированного факела. тангенциальный воздух, имеющий осевые и тангенциальные компоненты скорости, вызывает турбулизацию факела, способствуя внутренней рециркуляции и стабилизируя факел, главным образом в аварийных условиях. третий компонент воздуха, при помощи которого регулируют работу D-Flame, подается в печь внутри горелки, в осевом направлении и с меньшим расходом. Независимость каналов первичного воздуха горелки D-Flame позволяет устанавливать расходомеры пито, датчики давления и автоматические клапаны для каждого его компонента. если добавить преобразователь частоты в воздуходувке, подающей первичный воздух, то появляется возможность контролировать работу горелки и регулировать ее настройки дистанционно (ключевое условие для D-Flame AutoPRO), обеспечивая изменение в определенном диапазоне таких влияющих на характеристики факела показателей, как доля первичного воздуха и удельный импульс. Концепция технологии D-Flame Компания Dynamis объясняет превосходные результаты, описанные выше, коротким и интенсивным факелом, создаваемым горелкой. Это — результат существенно улучшенного вовлечения вторичного воздуха, которое обеспечивает концепция D-Flame. Чтобы максимизировать вовлечение вторичного воздуха и его смешивание с топливом, создаются высокие степени турбулентности за счет высокого давления первичного воздуха и высоких скоростей, с которыми он подается. также первостепенное значение имеет геометрия головки горелки: дискретная подача внешнего воздуха оставляет свободный путь для притока вторичного воздуха (рис. 3). рис. 3. Векторы скоростей и контуры, иллюстрирующие вовлечение вторичного воздуха через зазоры между парами сопел внешнего воздуха рис. 4. распределение температур по длине печи при работе с прежней горелкой (слева) и горелкой D-Flame AutoPRO (справа) по данным вычислительной аэродинамики рис. 5. линии потоков первичного и вторичного воздуха при использовании горелки D-Flame (а) и горелки с кольцевой конфигурацией (б) рис. 2. Интерфейс системы контроля для мониторинга работы горелки температура, °C 1750 1580 1410 1240 1070 900 730 560 360 220 50 а б
ÌÀÐÒ—ÀÏÐÅËÜ 2023 51 Ðèñ. 6. Ìèêðîôîòîãðàôèÿ êëèíêåðà Ðèñ. 7. Ðàñïðåäåëåíèå òåìïåðàòóðû ãàçîâ ïî äëèíå ïå÷è 1900 1800 1700 1600 1500 1400 1300 1200 1100 1000 4 8 12 16 20 24 28 32 36 40 44 48 52 Òåìïåðàòóðà, °C Äëèíà ïå÷è (ðàññòîÿíèå îò ãîëîâêè ãîðåëêè), ì Ïðåæíÿÿ ãîðåëêà Ãîðåëêà D-Flame  òå÷åíèå äëèòåëüíîãî âðåìåíè êîìïàíèÿ Dynamis èññëåäîâàëà ïðè ïîìîùè âû- ÷èñëèòåëüíîé àýðîäèíàìèêè âëèÿíèå ãåîìåòðè÷åñêèõ õàðàêòåðèñòèê ãîëîâêè ãîðåëêè íà ñìåøèâàíèå âòîðè÷íîãî âîçäóõà è òîïëèâà. Ýòî èññëåäîâàíèå ïîêàçàëî, ÷òî ïðè îäíèõ è òåõ æå ïàðàìåòðàõ ðàáîòû ãîðåëêè, ò. å. ïðè îäèíàêîâûõ ðàñõîäàõ ïåðâè÷íîãî è âòîðè÷íîãî âîçäóõà è îäèíàêîâûõ ñòåïåíÿõ ïðåäâàðèòåëüíîãî ñìåøèâàíèÿ ñòðóé ôàêåëà, ðàçëè÷èå ýôôåêòèâíîñòè âîâëå÷åíèÿ âîçäóõà ìîæåò áûòü çíà÷èòåëüíûì. Íà ðèñ. 4 ïîêàçàíî ðàñïðåäåëåíèå òåìïåðàòóð ïî äëèíå ïå÷è ñ ïðåæíåé ãîðåëêîé, ïîñòàâëåííîé ïðîèçâîäèòåëåì ïå÷è, è ãîðåëêîé D-Flame AutoPRO ñ 18 ñîïëàìè äëÿ ïîäà÷è íàðóæíîãî è òàíãåíöèàëüíîãî âîçäóõà, óñòàíîâëåííîé íà çàâîäå â Àäðèàíîïîëèñå. Âèäíî, ÷òî òåìïåðàòóðû âáëèçè ãîëîâêè ïðåæíåé ãîðåëêè (ñ êîëüöåâîé êîíôèãóðàöèåé) íèæå. Ýòî óêàçûâàåò íà òî, ÷òî çàçîðû ìåæäó ïàðàìè âíåøíèõ âîçäóøíûõ ñîïåë ïîçâîëÿþò áîëåå ýôôåêòèâíî âñàñûâàòü âòîðè÷íûé âîçäóõ. Òàêæå ðèñ. 4 ïîäòâåðæäàåò, ÷òî ãîðåíèå íåôòÿíîãî êîêñà â ñëó÷àå ãîðåëêè D-Flame íà÷èíàåòñÿ áëèæå ê ãîëîâêå, ÷åì â ñëó÷àå ïðåæíåé ãîðåëêè. Àíàëèçèðóÿ ëèíèè ïîòîêîâ ïåðâè÷íîãî è âòîðè÷íîãî âîçäóõà, ìîæíî ÷åòêî óâèäåòü âîçäóøíûé áàðüåð, ñîçäàâàåìûé êîëüöåâîé êîíôèãóðàöèåé (ðèñ. 5, á), â òî âðåìÿ êàê çàçîðû ìåæäó ñîïëàìè ãîðåëêè D-Flame ñïîñîáñòâóþò âñàñûâàíèþ âòîðè÷íîãî âîçäóõà âî âíóò ðåííþþ çîíó ãîðåëêè, ÷òî ïîçâîëÿåò åãî ïîòîêó äîñòè÷ü òîé îáëàñòè, ãäå èç ãîðåëêè âûõîäèò òîïëèâî (ðèñ. 5, à). Ïåðâîå ïðåèìóùåñòâî áîëåå êîðîòêîãî ïëàìåíè ãîðåëêè D-Flame ïðîÿâëÿåòñÿ â ïîâûøåíèè êà÷åñòâà êëèíêåðà ââèäó óìåíüøåíèÿ ðàçìåðà êðèñòàëëîâ C3S (ðèñ. 6).  îò÷åòå ïî ìèêðîñêîïèè êëèíêåðà, ïðåäîñòàâëåííîì êîìïàíèåé Secil Supremo, ñîîáùàåòñÿ îá óìåíüøåíèè èõ ðàçìåðà äî 15—20 ìêì (ðàíåå îí ïðåâûøàë 30 ìêì) è ãîðàçäî áîëåå âûñîêîé ðåàêöèîííîé ñïîñîáíîñòè êëèíêåðà. Îáà ýòè ôàêòîðà ïðèâåëè ê óâåëè÷åíèþ ïðîèçâîäèòåëüíîñòè ìåëüíèöû ôèíèøíîãî ïîìîëà ïðè ïðîèçâîäñòâå öåìåíòà ARI ïî÷òè íà 7 % (ñî 145 äî 155 ò/÷). Âòîðûì âàæíûì ñëåäñòâèåì ñîêðàùåíèÿ äëèíû ôàêåëà, äîñòèãíóòîãî ïðè èñïîëüçîâàíèè ãîðåëêè D-Flame, ñòàëî óâåëè÷åíèå ïðîèçâîäèòåëüíîñòè ïå÷è (â îñíîâíîì áëàãîäàðÿ áîëåå âûñîêîé òåìïåðàòóðå íà ïåðâûõ ìåòðàõ îò ãîëîâêè ãîðåëêè): Secil Supremo ñîîáùèëà îá åå ðîñòå ïðèìåðíî íà 4,5 %, ñ 3400 äî 3550 ò/ñóò. ×åì âûøå òåìïåðàòóðà ãàçà íà ïåðâûõ ìåòðàõ, òåì èíòåíñèâíåå îáùèé òåïëîîáìåí ñî ñëîåì êëèíêåðà. Íà ðèñ. 7 ïîêàçàíî èçìåíåíèå òåìïåðàòóðû ïî äëèíå ïå÷è ïðè ðàáîòå ñ ïðåæíåé ãîðåëêîé è ñ ãîðåëêîé D-Flame. Åñòü òàêèå îáëàñòè, â êîòîðûõ ñðåäíÿÿ òåìïåðàòóðà â ñëó÷àå ãîðåëêè D-Flame ïî÷òè íà 10 % âûøå, ÷åì â ñëó÷àå îáû÷íîé ãîðåëêè, ÷òî ïðèâîäèò ê ïîâûøåíèþ èíòåíñèâíîñòè èçëó÷åíèÿ ïðèìåðíî íà 45 %. Èìåííî ýòîò áîëåå èíòåíñèâíûé òåïëîîáìåí ãàçîâ ñ êëèíêåðîì è ïîçâîëèë óâåëè÷èòü ïðîèçâîäèòåëüíîñòü ïå÷è íà 4,5 %. Åùå îäèí âûèãðûø, îáóñëîâëåííûé áîëåå êîðîòêèì ôàêåëîì, — òî, ÷òî êëèíêåð ëó÷øå î÷èùàåòñÿ îò ñåðû. Ïðè èñïîëüçîâàíèè ãîðåëêè D-Flame ëåòó÷åñòü ñåðû â ñèñòåìå çíà- ÷èòåëüíî íèæå. Dynamis îöåíèâàåò ñòåïåíü î÷èñòêè êëèíêåðà îò ñåðû ïðè ïîìîùè ïîêàçàòåëÿ, õàðàêòåðèçóþùåãî åå ñðàâíèòåëüíîå ñîäåðæàíèå â êëèíêåðå è â ãîðÿ÷åé ìóêå íà âõîäå â ïå÷ü, — èíäåêñà ëåòó÷åñòè ñåðû (Sulfur Volatility Index, SVI). Ýòîò ïîêàçàòåëü çàâèñèò îò ñîäåðæàíèÿ SO 3 â êëèíêåðå (SO3êë) è â ãîðÿ÷åé ìóêå (SO3ãì), êîòîðîå ñêîððåêòèðîâàíî íà èõ ïîòåðè ïðè ïðîêàëèâàíèè (ÏÏÏêë è ÏÏÏãì), âûðàæåííûå â ïðîöåíòàõ: ( ) ( ) êë êë ãì ãì SO3 100 – ÏÏÏ SVI 1 – . SO3 100 – ÏÏÏ = Ìåíüøåå çíà÷åíèå SVI îçíà÷àåò ìåíüøóþ ëåòó÷åñòü ñåðû â ïå÷è. Åñëè SVI < 0,7, òî ëåòó÷åñòü ñåðû íå âûçûâàåò íåãàòèâíûõ ïîñëåäñòâèé; ïðè SVI > 0,7 îíà ïðèâîäèò ê ïðîáëåìàì; ïðè SVI > 0,9 ýòè ïðîáëåìû ñòàíîâÿòñÿ ñåðüåçíûìè. Ôàêòè÷åñêèå çíà÷åíèÿ SVI íà ïðåäïðèÿòèè â Àäðèàíîïîëèñå ñóùåñòâåííî ñíèçè ëèñü ïðè èñïîëüçîâàíèè ãîðåëêè D-Flame (ñ 0,8 äî 0,55). Ïîâûøåííàÿ ñòåïåíü î÷èñòêè êëèíêåðà îò ñåðû ïîçâîëÿåò ñæèãàòü ïðè ïîìîùè D-Flame 100 %-íûé âûñîêîñåðíèñòûé íåôòÿíîé êîêñ. реклама
март—апрель 2023 52 Огнеупорные решения для цементной промышленности 666.76:666.94 В.В. Чурилов, генеральный директор, ООО «ИЗОметИКа», россия Реферат. В статье приведена информация о продукции, производимой ООО «ИЗОМЕТИКА», ее ассортименте, а также о преимуществах сотрудничества с компанией в целом, к числу которых относятся клиентоориентированность, широкий ассортимент и кастомность продукции, сотрудничество с ведущими мировыми поставщиками сырья, логистика и география присутствия, контроль качества продукции на всех этапах производства, непрерывное совершенствование и разработка новой продукции. Ключевые слова: формованная и неформованная продукция, огнеупорные бетоны, огнеупорная футеровка, зона цементной печи. Keywords: shaped and non-shaped products, castable refractories, refractory lining, cement kiln zone. С самого начала своей деятельности в 2014 году ООО «ИЗОметИКа» рассматривает цементную промышленность как одного из приоритетных и значимых потребителей своей продукции. В данной статье рассказывается о преимуществах работы с компанией и о причинах, по которым ее выбирают партнеры. 1. Клиентоориентированность Опыт, накопленный ООО «ИЗОметИКа», и техническое сопровождение ее продукции на каждом этапе применения на цементном заводе позволяют специалистам компании постоянно отслеживать качество и совершенствовать составы выпускаемых ею бетонов, а также разрабатывать новые продукты, ориентируясь на индивидуальные нужды и технические потребности каждого отдельно взятого предприятия по производству цемента. 2. Разнообразие ассортимента огнеупорной продукции ООО «ИЗОметИКа» использует комплексный подход к работе с клиентом — ее сотрудники стремятся предоставить потребителям как можно более полный спектр услуг и продукции, формованной и неформованной, для различных тепловых агрегатов с разными способами нанесения футеровки. Формованная продукция предприятия, поставляемая на цементные заводы, главным образом включает в себя блоки для футеровки печи и анкеры из огнеупорного бетона, которые производятся в соответствии с чертежами и техническим заданием заказчика. Основной ассортимент продукции, выпускаемой ООО «ИЗОметИКа», приведен в таблице. Отметим, что этот перечень не является полным, поскольку, как уже подчеркнуто выше, в компании постоянно разрабатывают новые индивидуальные решения для партнеров. если в таблице отсутствуют какая-либо продукция или технические характеристики бетонов, интересующие потребителя, специалисты ООО «ИЗОм ИКа» предложат подробную консультацию и подберут оптимальное решение в соответствии с его техническим заданием. также сотрудники компании готовы предоставить по запросу референции, относящиеся к опыту поставок того или иного вида продукции на цементные предприятия, с подробным описанием результатов его использования. 3. Сотрудничество с ведущими мировыми поставщиками сырья В период пандемии COVID-19 и мирового экономического спада, когда многие производители сталкиваются с проблемой недопоставок сырья на глобальном уровне, ООО «ИЗОметИКа» удается выполнять свои обязательства перед партнерами и обеспечивать своих потребителей продукцией в установленные сроки. Это обусловлено многолетними дружественными связями компании с крупнейшими мировыми производителями сырья. 4. Логистика и география присутствия Собственная логистическая служба, а также многолетние деловые связи с ведущими транспортными предприятиями нашей страны и зарубежья позволяют нам постоянно расширять географию нашего присутствия и своевременно поставлять продукцию нашим клиентам не только в центральной россии и близлежащих регионах, но и в приморском крае, мордовии, Башкирии и ближнем зарубежье. потребителями нашей продукции являются цементные заводы, входящие в крупнейшие группы компаний, такие как ЦемрОС, «ЦемеНтУм», «Белорусская цементная компания», и многие другие предприятия. 5. Контроль качества продукции на всех этапах производства Для осуществления скрининга исходного сырья, а также тщательного контроля технологии производства и выпуска продукции, удовлетворяющей требованиям наших партнеров, в производственной структуре
март—апрель 2023 53 ООО «ИЗОметИКа» выделен отдел по управлению качеством, основными задачами которого являются: • 100 %-ный входной контроль поступающих сырьевых компонентов, • технологический контроль на всех этапах производства, • приемо-сдаточные испытания готовой продукции. Собственная лаборатория, входящая в состав производственного комплекса компании, выполняет весь комплекс исследований, включая испытания материала при высоких температурах, микроскопические и рентгеноспектральные анализы, на оборудовании от ведущих мировых производителей. 6. Непрерывное совершенствование и разработка новой продукции Инженерно-технологическая служба ООО «ИЗОметИКа» постоянно ведет работу, направленную на совершенствование неформованных огнеупоров с целью повысить их эксплуатационные характеристики, и разрабатывает новые виды огнеупорной продукции. За 2022 год в дополнение к имеющейся линейке продукции специалистами компании разработан и успешно испытан легковесный теплоизоляционный бетон марки I-GUN IZO, который по своему химическому составу и эксплуатационным характеристикам наиболее приближен к плитам из силиката кальция, серийно применяемым в теплоизоляционном слое агрегатов, и имеет ряд преимуществ, главные из которых — скорость и технологичность монтажа методом торкретирования. В 2022 году на ряде предприятий в зонах, где наблюдалось разрушение металлических анкеров, они были успешно заменены на анкеры из огнеупорного бетона. Это позволило значительно увеличить срок безаварийной эксплуатации огнеупорной футеровки. продукция ООО «ИЗОметИКа» для цементных производств Футеруемый объект Фактор, лимитирующий срок эксплуатации футеровки материал Основа материала Добавка теплообменник и декарбонизатор Циклоны верхней ступени Инфильтрация щелочей I-GUN 57, I-CAST 53 LC Шамот, боксит, андалузит — Циклоны нижней ступени Инфильтрация щелочей, повышенная температура I-CAST 53 LC, I-CAST 50 SiC LC « Карбид кремния течки горячей муки абразивный износ I-CAST 38 SiC LC Боксит, андалузит Карбид кремния Загрузочный лоток « I-CAST 38 SiC LC « Карбид кремния Декарбонизатор Инфильтрация щелочей, высокая температура, абразивный износ I-CAST 38 SiC LC, I-CAST 60 SiC LC « Карбид кремния Газоходы абразивный износ I-GUN 57 Боксит, шамот — трубопровод сырьевой муки « I-CAST 40 SiC LC Боксит, андалузит Карбид кремния третичный газоход Компенсаторы Высокая температура I-CAST 61 LC Боксит, андалузит абразивный износ, высокая температура I-CAST 50 SiC LC Шамот, боксит, андалузит Карбид кремния Газоход Высокая температура I-GUN 57, I-CAST 61 LC андалузит, шамот абразивный износ, высокая температура I-CAST 50 SiC LC Шамот, боксит, андалузит Карбид кремния Шибер абразивный износ I-CAST SiC 50 LC Карбид кремния Нержавеющая фибра Колосниковый холодильник Шахта абразивный износ, высокая температура I-CAST 61 LC, I-CAST 50 SiC LC андалузит, боксит Карбид кремния Боковые стены абразивный износ I-CAST 50 SiC LC « Карбид кремния Сильный абразивный износ I-CAST 38 SiC LC Боксит, андалузит Карбид кремния Бычий нос абразивный износ, высокая температура I-CAST 95 MC Корунд / табулярный глинозем — I-CAST 38 SiC LC Боксит, андалузит Карбид кремния Свод за бычьим носом Высокая температура I-CAST 70 LC, I-CAST 80 LC Боксит — Главная горелка Горячий срез Высокая температура, воздействие клинкера I-CAST 95 MC Корунд / табулярный глинозем — тело Высокая температура I-CAST 85 MC Боксит — печь порог абразивный износ I-CAST 38 SiC LC Боксит, андалузит Карбид кремния Головка « « « Карбид кремния теплоизоляционный слой футеровки теплообменник, третичный газоход и др. механическая прочность I-CAST 30 IZO 1.4 легковесный шамот* — Оборудование для подготовки сырья Сушилка-дробилка абразивный износ I-CAST 61 LC андалузит, боксит — * альтернатива кальций-силикатным плитам.
ÌÀÐÒ—ÀÏÐÅËÜ 2023 54 Ïîëèôðàêöèîííûå ïåñêè äëÿ èñïûòàíèé öåìåíòîâ ÓÄÊ 666.94 Е.Ю. Фролова, äèðåêòîð, ÎÎÎ «Ïîëèêâàðö», Ðîññèÿ ÐÅÔÅÐÀÒ. За время работы на рынке стандартных песков более 13 лет ООО «Поликварц» зарекомендовало себя как надежного и постоянного поставщика для долгосрочного сотрудничества. В ходе своего развития компания вошла в число крупнейших производителей стандартных песков в России и странах СНГ. Приоритеты компании — неизменный акцент на качество продукции и персональный подход к каждому заказчику. Ключевые слова: стандартный песок, полифракционный песок, испытания цемента. Keywords: standard sand, polyfraction sand, cement testing. Êîìïàíèÿ «Ïîëèêâàðö» — êðóïíåéøèé ïðîèçâîäèòåëü ñòàíäàðòíûõ ïåñêîâ äëÿ èñïûòàíèÿ öåìåíòà ïî ÃÎÑÒ 6139—2020 (ñì. ðè ñóíîê). Ïðåäïðèÿòèå êîìïàíèè ðàñïîëîæåíî íà þãå Ðîññèè â Ðîñòîâñêîé îáëàñòè. Äîíåöêèå ïåñêè õîðîøî èçâåñòíû â öåìåíòíîé ïðîìûøëåííîñòè. Ñî ìíîãèìè ïðîèçâîäèòåëÿìè öåìåíòà â Ðîññèè è ñòðàíàõ ÑÍà êîìïàíèþ ñâÿçûâàþò äëèòåëüíûå ïàðòíåðñêèå îòíîøåíèÿ, îñíîâàííûå íà âçàèìîïîíèìàíèè, ïîðÿäî÷íîñòè è îòâåòñòâåííîñòè ñòîðîí, ÷òî ïîçâîëÿåò åé ñ îïòèìèçìîì ñìîò ðåòü â áóäóùåå. Êîìïàíèÿ «Ïîëèêâàðö» äèíàìè÷íî ðàçâèâàåòñÿ, ñòàâèò ïåðåä ñîáîé íîâûå çàäà÷è, ðåøàåò âîçíèêàþùèå âîïðîñû. Îäíà èç åå ïðèîðèòåòíûõ çàäà÷ — îáåñïå÷èòü âûñîêîå êà÷åñòâî ñâîåé ïðîäóêöèè, ãëàâíûì ïîêàçàòåëåì êîòîðîãî ÿâëÿþòñÿ ñòàáèëüíûå, íå «ñêà÷êîîáðàçíûå» ðåçóëüòàòû èñïûòàíèé ïî ïðî÷íîñòè íà ñæàòèå è èçãèá â çàâîäñêèõ ëàáîðàòîðèÿõ. Ïîìèìî åæåãîäíîãî èíñïåêöèîííîãî êîíòðîëÿ ñåðòèôèêàöèîííûì öåíòðîì ïðîâåðêà êà÷åñòâà ïðîäóêöèè íà ïðåäïðèÿòèè çàêëþ÷àåòñÿ â ïîëó÷åíèè èíôîðìàöèè î íåé îò öåìåíòíûõ çàâîäîâ è ñîïîñòàâëåíèè ïîëó- ÷åííûõ ðåçóëüòàòîâ ñ òðåáîâàíèÿìè, óñòàíîâëåííûìè â óïîìÿíóòîì ÃÎÑÒå è äðóãèõ íîðìàòèâíûõ äîêóìåíòàõ. Èç ïîëó÷åííûõ äàííûõ ñëåäóåò, ÷òî ñòàíäàðòíûå ïåñêè, âûïóñêàåìûå íà áàçå ïðîèçâîäñòâåííûõ ìîùíîñòåé ÎÎÎ «Ïîëèêâàðö», îáëàäàþò íîðìèðîâàííûì õèìè÷åñêèì è çåðíîâûì ñîñòàâîì, ñîîòâåòñòâóþò âñåì òåõíè÷åñêèì òðåáîâàíèÿì, êîíêóðåíòîñïîñîáíû.  ÷èñëå ïðåèìóùåñòâ ïðîäóêöèè ïðåäïðèÿ òèÿ: • âûñîêàÿ ïðî÷íîñòü ïîëèýòèëåíîâîé óïàêîâêè, òîëùèíà êîòîðîé îáåñïå÷èâàåò ïðè äîñòàâêå ïðîäóêöèè íà äàëüíèå ðàññòîÿíèÿ îòñóòñòâèå íàðóøåíèé öåëîñòíîñòè; • óäîáíàÿ ãîôðîòàðà — ÷èñëî ïàêåòèêîâ â ÿùèêå òàêîå, ÷òî ñîòðóäíèêè ëàáîðàòîðèé (ãäå ðàáîòàþò â îñíîâíîì æåíùèíû) ëåãêî ìîãóò åãî ïîäíÿòü. Îñíîâíîå ïðåïÿòñòâèå äëÿ ïîâñåìåñòíîãî ðàñïðîñòðàíåíèÿ ïðîäóêöèè ÎÎÎ «Ïîëèêâàðö» — íåñòàáèëüíûé ðûíîê ëîãèñòè÷åñêèõ óñëóã. Ïîýòîìó åùå îäíîé âàæíîé çàäà÷åé êîìïàíèè ñåãîäíÿ ÿâëÿåòñÿ ïîèñê íîâûõ ëîãèñòè÷åñêèõ ïîäõîäîâ. Ìîäåðíèçàöèÿ ïðîèçâîäñòâà ïîçâîëÿåò êîìïàíèè óâåëè÷èâàòü îáúåìû âûïóñêàåìîé ïðîäóêöèè è òåì ñàìûì ðàñøèðÿòü Ñòàíäàðòíûé ïîëèôðàêöèîííûé ïåñîê â ïàêåòå áàçó êëèåí òîâ. Äëÿ âñåõ íîâûõ çàêàç÷èêîâ +49 (0)2371 947-0 | [email protected] | www.thiele.de +7 (931) 111-02-31| [email protected] | thiele-chain.ru • Проектирование • Производство • Сервис • Улучшение эксплуатационных характеристик • Индивидуальные технические решения В режиме «одного окна» THIELE GmbH & Co. KG Werkstr. 3, 58640 Iserlohn | Germany Конвейерные цепи с 1935 года
ÌÀÐÒ—ÀÏÐÅËÜ 2023 55 ÎÎÎ «Ïîëèêâàðö» äåéñòâóåò àêöèÿ — áåñïëàòíàÿ äîñòàâêà îáðàçöîâ åãî ïðîäóêöèè. Âñå æåëàþ ùèå ïîëó÷èòü îáðàçöû ìîãóò ñâÿçàòüñÿ ñ ñîòðóäíèêàìè êîìïàíèè ïî òåëåôîíàì, ïðåäñòàâëåííûì â êàðòî÷êå òîâàðà. Ñ ìîìåíòà îñíîâàíèÿ ÎÎÎ «Ïîëèêâàðö» âíåäðèëî â ïðîèçâîäñòâî ïîëèôðàêöèîííîãî ïåñêà ðÿä óíèêàëüíûõ òåõíîëîãèé. ×àñòè÷íî çàìåíåíû îáîðóäîâàíèå è ñèñòåìà óïðàâëåíèÿ íà ïðåäïðèÿòèè, íàëàæåí è ìîäåðíèçèðîâàí ïðîèçâîäñòâåííûé ïðîöåññ. Ïðèîáðåòåíû è ââåäåíû â ýêñïëóàòàöèþ äâà âèáðàöèîííûõ ãðîõîòà ðîññèéñêîãî ïðîèçâîäñòâà ñ áîëüøåé ïðîèçâîäèòåëüíîñòüþ ïî ñðàâíåíèþ ñ ïðåæíèì îáîðóäîâàíèåì. Âûñîêàÿ ñòåïåíü àâòîìàòèçàöèè ðàññåâà ïîçâîëèëà èñêëþ÷èòü âëèÿíèå ÷åëîâå÷åñêîãî ôàêòîðà íà ðåçóëüòàòû. Êîíòðîëü êà÷åñòâà òàêæå ïîëíîñòüþ àâòîìàòèçèðîâàí, îäíàêî ñîõðàíåí ðó÷íîé è âèçóàëüíûé êîíòðîëü. Áëàãîäàðÿ ýòîìó ïðè óëó÷øåíèè êà÷åñòâà ðàññåâà â ðàçû ïîâûñèëàñü åãî ïðîèçâîäèòåëüíîñòü. Çà ãîäû ðàáîòû êîìïàíèè ìíîãîå èçìåíèëîñü. Áîëåå 10 ëåò íàçàä ïîëèôðàêöèîííûé ïåñîê âûïóñêàëñÿ â áàíî÷êàõ, èõ ìíîãî÷èñëåííûå ôîòîãðàôèè ñîõðàíèëèñü â èíòåðíåòå. Ïåðåõîä îò óïàêîâêè â áàíî÷êàõ íà ïàêåòû ñòàë íåîáõîäèìûì ââèäó êîððåêòèðîâêè òðåáîâàíèé ÃÎÑÒà ê ìàðêèðîâêå è óïàêîâêå òîâàðà. Êîìïàíèÿ äâàæäû ïðîâîäèëà ðåáðåíäèíã ñ öåëüþ àäàïòèðîâàòü áðåíä ê èçìåíåíèþ ðûíêà.  2022 ãîäó îíà, êàê è ìíîæåñòâî äðóãèõ ðîññèéñêèõ ïðåäïðèÿòèé, íà íîâîì ýòàïå èñòîðèè îêàçàëàñü ïåðåä íåîáõîäèìîñòüþ ñìåíû íàèìåíîâàíèÿ. Øèðîêî ðàñïðîñòðàíåííàÿ ïðèñòàâêà «åâðî» êàêîå-òî âðåìÿ ñèìâîëèçèðîâàëà óëó÷øåííîå êà÷åñòâî, îäíàêî ñåãîäíÿ åå èñïîëüçîâàíèå íå îçíà÷àåò îñîáóþ õàðàêòåðèñòèêó òîâàðà. Íàáëþäàåòñÿ ñóùåñòâåííûé ñäâèã ïðèîðèòåòîâ. Íà÷àëàñü ðåàëèçàöèÿ ðÿäà ïðîãðàìì, ñïîñîáñòâóþùèõ ïðîäâèæåíèþ ðîññèéñêèõ áðåíäîâ è òîâàðîâ, öåëüþ êîòîðûõ ÿâëÿåòñÿ ïîäòâåðæäåíèå äîáðîñîâåñòíîñòè îòå÷åñòâåííîãî ïðîèçâîäèòåëÿ êàê íàäåæíîãî ïîñòàâùèêà êà÷åñòâåííîé ïðîäóêöèè. Íàïðèìåð, ðîññèéñêèå êîìïàíèè, ñòàâøèå ïîëíîïðàâíûì ó÷àñòíèêîì ïðîãðàììû «Ñäåëàíî â Ðîññèè», ïîëó÷àþò ïðàâî ìàðêèðîâêè ñåðòèôèöèðîâàííîé ïðîäóêöèè ëîãîòèïîì ñòðàõîâîãî áðåíäà, ñïîñîáñòâóÿ ïîâûøåíèþ óðîâíÿ ðåïóòàöèè ãîñóäàðñòâà íà ìèðîâîé àðåíå. ÎÎÎ «Ïîëèêâàðö» ïîäàëî çàÿâêó íà ó÷àñòèå â ïðîãðàììå äîáðîâîëüíîé ñåðòèôèêàöèè «Ñäåëàíî â Ðîññèè».  ÷èñëå çàêàç÷èêîâ êîìïàíèè — ñëåäóþùèå öåìåíòíûå ïðåäïðèÿòèÿ: • çàâîäû õîëäèíãà «ÖÅÌÐÎÑ» (Ðîññèÿ): — ÇÀÎ «Áåëãîðîäñêèé öåìåíò»; — ÇÀÎ «Îñêîëöåìåíò»; — ÎÎÎ «Ñåíãèëååâñêèé öåìåíòíûé çàâîä»; — ÀÎ «Ìîðäîâöåìåíò»; — ÀÎ «Ìàëüöîâñêèé ïîðòëàíäöåìåíò»; — ÀÎ «Ïèêàëåâñêèé öåìåíò»; — ÀÎ «Ìèõàéëîâöåìåíò»; — ÀÎ «Êàòàâñêèé öåìåíò»; • çàâîäû, âõîäÿùèå â ñîñòàâ õîëäèíãà «Àëôè ãðóïï» (Ðîññèÿ): — ÎÎÎ «Àòàêàéöåìåíò»; — ÀÎ «Óãëåãîðñê-öåìåíò»; • çàâîäû õîëäèíãà AKKERMANN CEMENT (Ðîññèÿ); • ÎÎÎ «Àçèÿ Öåìåíò» (Ðîññèÿ); • ÀÎ «Áàõ÷èñàðàéñêèé êîìáèíàò «Ñòðîéèíäóñòðèÿ» (Ðîññèÿ); • ÀÎ «×å÷åíöåìåíò» (Ðîññèÿ); • çàâîäû õîëäèíãà «Áåëîðóññêàÿ öåìåíòíàÿ êîìïàíèÿ» (Áåëàðóñü): — ÎÀÎ «Êðàñíîñåëüñêñòðîéìàòåðèàëû»; — ÎÀÎ «Êðè÷åâöåìåíòíîøèôåð», • ÒÎÎ «Æàìáûëñêàÿ öåìåíòíàÿ êîìïàíèÿ» (Êàçàõñòàí); • ÒÎÎ «Ïðîèçâîäñòâåííàÿ êîìïàíèÿ «Öåìåíòíûé çàâîä Ñåìåé» (Êàçàõñòàí); • çàâîäû, ïðèíàäëåæàùèå õîëäèíãó United Cement Group: — ÎÀÎ «Êàíòñêèé öåìåíòíûé çàâîä» (Êûðãûçñòàí); — ÀÎ «Êóâàñàéöåìåíò» (Óçáåêèñòàí); — ÀÎ «Êûçûëêóìöåìåíò» (Óçáåêèñòàí). +49 (0)2371 947-0 | [email protected] | www.thiele.de +7 (931) 111-02-31| [email protected] | thiele-chain.ru • Проектирование • Производство • Сервис • Улучшение эксплуатационных характеристик • Индивидуальные технические решения В режиме «одного окна» THIELE GmbH & Co. KG Werkstr. 3, 58640 Iserlohn | Germany +49 (0)2371 947-0 | [email protected] | www.thiele.de Конвейерные цепи с 1935 года +7 (931) 111-02-31| [email protected] | thiele-chain.ru реклама
март—апрель 2023 56 Рациональное использование отходов путем ко-процессинга в цементных печах УДК 666.94:(658.567+628.477) У. Парликар, директор Material Recycling Association of India и директор агентства Global Consultant, Индия РЕФЕРАТ. В ходе промышленной и сельскохозяйственной деятельности человечества, а также развития общества в больших количествах образуются разнообразные отходы, которые могут быть опасными или неопасными и наносят существенный ущерб окружающей среде. Бо´льшую часть таких отходов можно преобразовать в полезные ресурсы путем предварительной обработки (пре-процессинга), а также с выгодой использовать в качестве альтернативного топлива и сырья (Alternative Fuels and Raw materials, AFR) в производстве клинкера путем ко-процессинга в цементных печах, позволяющего утилизировать эти отходы экологически безопасным способом, сохраняя природные виды топлива и сырья. Экологичность ко-процессинга обеспечивается высокой температурой, щелочной средой и длительным временем пребывания материала в цементных печах. Кроме того, присутствующие в отходах тяжелые металлы встраиваются в кристаллическую структуру минералов клинкера и благодаря этому не могут поступать в окружающую среду. Органические вещества, содержащиеся в отходах, используются как альтернативное топливо, а неорганические — как альтернативное сырье. Поэтому в ходе клинкерообразования отходы эффективно утилизируются без образования золы. Таким образом, при управлении отходами ко-процессинг в цементных печах предпочтительнее, чем их сжигание и захоронение. На различных предприятиях уровень использования альтернативных видов топлива варьируется от 1 % и менее до 90 % и более. Накопленный опыт позволяет сформулировать нескольких важных принципов ко-процессинга отходов, варьирующихся в зависимости от уровня использования AFR. Этот опыт охватывает различные аспекты, относящиеся к подбору поставщиков, погрузочно-разгрузочным операциям, хранению, транспортировке, пре-процессингу и ко-процессингу отходов. Не менее важны такие вопросы, как охрана здоровья работников и безопасность труда, влияние ко-процессинга на технологический процесс, восприятие утилизации отходов на цементном заводе общественностью, соблюдение законодательных норм и т. д., которые необходимо надлежащим образом учитывать при проектировании и эксплуатации объектов пре-процессинга и ко-процессинга. В настоящей статье указанные принципы описаны на основе примеров из практики индийских предприятий, на которых тепловой коэффициент замещения природных видов топлива альтернативными повысили от значения менее чем 1 % до более 20 %. Ключевые слова: альтернативное топливо и сырье, цементная печь, ко-процессинг, использование отходов, тепловой коэффициент замещения. Keywords: alternative fuels and raw materials, cement kiln, coprocessing, waste utilization, thermal substitution rate. 1. Введение Один из важных вызовов, стоящих перед человечеством, — экологически устойчивое управление отходами. Объем накопления последних в муниципальном, промышленном и сельскохозяйственном секторах увеличивается с каждым днем из-за линейной модели экономики, в течение последних полутора веков принятой человечеством для достижения промышленного роста. такая модель роста стала причиной чрезмерно ограниченной доступности природных ресурсов, а также значительного ущерба окружающей среде, обусловленного загрязнением почвы, водных ресурсов и воздуха. В настоящее время назрела необходимость внедрять экономику замкнутого цикла и использовать отходы с пользой для окружающей среды, чтобы сохранить природные ресурсы, уменьшить загрязнение и снизить воздействие парниковых газов на климат. 2. Производство цемента и утилизация отходов Ко-процессинг в цементных печах — одна из технологий, которые в значительной степени способствуют развитию экономики замкнутого цикла и обеспечивают крупномасштабное и экономически выгодное использование различных видов отходов при производстве цемента. Благодаря этому технология цементных печей в большой мере способствует устойчивому развитию. Для обеспечения экологической устойчивости требуется, чтобы технология была безопасной для окружающей среды, полезной и приемлемой для общества, а также рентабельной, что позволит ей оставаться доступной в течение достаточно длительного периода времени, удовлетворяя потребности человечества. В ходе производственной деятельности предприятия цементной промышленности могут утилизировать множество различных видов отходов, в том числе в больших объемах (рис. 1). В ходе производства цемента отходы утилизируются в печи обжига клинкера, а также в цементных мельницах. при утилизации отходов в цементной печи (ко-процессинге) они используются в качестве альтернативного топлива и сырья (Alternative Fuels and Raw materials, AFR). В печи отходы подвергаются
март—апрель 2023 57 химическому преобразованию во время изготовления клинкера. Отходы, утилизируемые в цементной мельнице (минеральные добавки), механически смешиваются с другими компонентами цемента. На рис. 2 показана схема цементного завода. В производственную линию входят вращающаяся печь, холодильник, декарбонизатор и этажерка теплообменника. Горячие газы, образующиеся при сжигании топлива в главной горелке и в декарбонизаторе, поднимаются вверх в теплообменнике. Смесь сырьевых материалов подается в печь в верхней части теплообменника и при перемещении по нему вниз нагревается за счет противоточного теплообмена с горячими газами, поднимающимися вверх. Во время нагрева материала в теплообменнике и печи протекает ряд реакций, в результате которых образуется клинкер, поступающий затем в холодильник. после охлаждения клинкер измельчают в цементной мельнице вместе с гипсом для получения обыкновенного портландцемента (ОпЦ). если при помоле в цемент вводят пуццолановые добавки, например золу-унос, то продукт представляет собой портландцемент с пуццоланой либо пуццолановый цемент, а при вводе гранулированного доменного шлака — портландцемент со шлаком либо шлакопортландцемент (ШпЦ). если в состав цемента вводят несколько видов добавок, например пуццолану и шлак, то получают композиционный цемент. Как показано на рис. 2, в печном агрегате доступны для подачи AFR на сжигание три места: главная горелка, декарбонизатор и входная часть печи. можно сжигать тонкодисперсные твердые и жидкие виды топлива в главной горелке, грубодисперсные — в декарбонизаторе, а материалы в виде крупных предметов («глыб»), такие как целые шины, бочки, мешки и др., — во входной части печи. Органическая составляющая отходов в результате тепловой обработки в цементной печи полностью вступает в реакции с образованием продуктов сгорания. любые кислотные газы, образующиеся в ходе горения, нейтрализуются присутствующим CaO. тяжелые металлы, содержащиеся в отходах, встраиваются в структуру клинкерных минералов, из которых не могут быть удалены путем выщелачивания. Очень высокая температура и длительное время пребывания продуктов горения в печи позволяют избежать образования диоксинов и фуранов. Как следствие всего этого, ко-процессинг отходов в цементных печах в качестве AFR признан экологически рациональным и безопасным способом обращения с отходами. Ко-процессинг — это использование/утилизация отходов в качестве альтернативного сырья, альтернативного топлива или того и другого в ресурсоемких отраслях промышленности для замены природных минеральных ресурсов. Ко-процессинг основан на принципах промышленной экологии, рис. 1. Виды отходов, утилизируемые на цементных предприятиях в больших объемах CaCO3 Заводы удобрений промышленные предприятия Опасные и неопасные отходы Горючая фракция твердых бытовых отходов Биоотходы муниципалитеты Сельское хозяйство тЭС металлургические заводы Нефтеперерабатывающие заводы Нефтяной кокс ЦЕМЕНТ Гранулированный доменный шлак Зола-унос рис. 2. природные виды сырья и топлива и отходы в производстве цемента Сырьевые материалы переработанные отходы (кусковые) переработанные отходы (крупнозернистые и жидкие) переработанные отходы (тонкодисперсные и жидкие) Уголь Уголь Зола-унос Фосфогипс Шлак Цемент Гипс Клинкер рис. 3. Виды отходов Муниципальный сектор Промышленный сектор Сельское хозяйство пластиковые отходы Опасные отходы Изношенные шины пластиковый лом Сжигаемые отходы Обезвоженный осадок сточных вод
март—апрель 2023 58 • сократить объемы выбросов загрязняющих веществ и парниковых газов, • снизить зависимость от природных видов топлива, • сохранить природные ресурсы, • предложить населению новые возможности трудоустройства, • обеспечить будущее без отходов и мусорных полигонов. результаты сравнительной оценки копроцессинга в цементных печах и утилизации отходов с выработкой электроэнергии при их использовании в сфере управления отходами муниципального, промышленного и сельскохозяйственного секторов приведены в табл. 1. 3. Устойчивое управление мусорными свалками с использованием бизнесмодели на основе ко-процессинга в цементных печах Для решения проблемы со свалкой в одном из городов Индии была предложена инициатива по разработке бизнес-модели с использованием преимуществ ко-процессинга в цементных печах. На свалке находилось около 1 млн т отходов, в основном включавших в себя пластик, другие горючие компоненты, некоторый остаток загрязняющих органических веществ и инертные материалы. Бизнес-модель должна была обеспечить выгоду проекта для заинтересованных сторон, в число которых входили: • городской муниципалитет; • компания по управлению отходами, занимающаяся ликвидацией свалки; • предприятия, имеющие обязательства по экологически устойчивому управлению упаковкой их продукции. Этот упаковочный материал выбрасывается на свалку после использования; • цементные компании, имеющие мощности для совместной переработки. Далее перечислены действия, выполненные в ходе разработки взаимовыгодной бизнес-модели. Для приготовления однородной пробы отходов был применен научный подход, основанный на передовой практике. Он заключался в отборе образцов материала из 20 различных мест на свалке, смешивании их в одинаковой пропорции, уменьшении размера присутствующих в них крупных предметов и подготовке однородной репрезентативной пробы с использованием метода разбивки на квадранты (рис. 6). анализ подготовленной пробы позволил определить содержание составляющих и оценить их характеристики, важные для использования в качестве альтернативного топлива при ко-процессинге в цементной печи (табл. 2). пожелания заинтересованных сторон проекта и их удовлетворение в бизнес-модели представлены в табл. 3. Отходы пре-процессинг AFR рис. 4. пре-процессинг рис. 5. Оборудование пре-процессинга разделение Смешивание Насыщение Измельчение Окомкование Сушка а производство цемента является универсальной и наиболее эффективной отраслью для осуществления ко-процессинга. В цементной печи можно экологически рационально утилизировать различные виды отходов, в частности, следующие (рис. 3): • пластмассовые, горючие отходы, обезвоженный осадок сточных вод и другие бытовые отходы; • опасные, неопасные отходы, изношенные шины, пластиковый лом и другие промышленные отходы; • рисовая шелуха, стебли бобовых, ветви деревьев и другие отходы сельскохозяйственного сектора. разные виды отходов характеризуются различными физико-химическими свойствами. Кроме того, физико-химические характеристики каждого вида отходов могут различаться в зависимости от партии и времени, что приводит к множеству проблем при их ко-процессинге. поэтому для эффективного ко-процессинга потоки отходов следует обрабатывать так, чтобы обеспечить их однородное качество. процедуру переработки отходов в AFR называют предварительной подготовкой (пре-процессингом). типичный вид отходов перед переработкой, установки пре-процессинга и AFR показан на рис. 4. пре-процессинг состоит из нескольких операций, облегчающих переработку разных видов отходов с различными физикохимическими характеристиками в однородную по качеству смесь (AFR), которую легко транспортировать, обрабатывать, хранить и утилизировать путем ко-процессинга в цементных печах. типичные виды оборудования для различных операций пре-процессинга показаны на рис. 5. Основные преимущества ко-процессинга отходов в качестве AFR в цементных печах состоят в том, что он позволяет: • решить проблему отходов на постоянной основе,
март—апрель 2023 59 таблица 1 Направления экологически безопасного использования отходов Характеристика Направление производство цемента Выработка электроэнергии Необходимость пре-процессинга есть (горючие отходы должны быть предварительно переработаны в однородное по качеству топливо) Нет (горючие отходы используются без предварительной подготовки) требуемая система контроля выбросов загрязняющих веществ Встроенная Внешняя Степень утилизации, %: энергии 100 100 материалов 100 0 4. Социальные вопросы при осуществлении ко-процессинга на примере Индии Общественность — важная сторона, от которой зависит обеспечение успешного ко-процессинга на цементных заводах. поэтому очень желательно, чтобы при утилизации отходов цементным заводом местные жители были проинформированы об инициативе ко-процессинга: их вовлеченность и осведомленность о принятых решениях — весьма существенное требование. Стандартная схема подготовки, транспортировки, хранения, пре-процессинга и ко-процессинга топлива из твердых бытовых отходов показана на рис. 7. В одном из случаев топливо, полученное из муниципальных отходов, имело очень резкий запах из-за присутствия в нем органических фракций. Это топливо незамедлительно (в течение примерно 6 ч после поступления на цементный завод) отправляли на ко-процессинг, чтобы обеспечить его быструю утилизацию до того, как запах станет серьезной проблемой для жителей. Однако интенсивность запаха была очень высокой, и обеспокоенные жители обратились на завод, чтобы выразить свой протест. руководство предприятия не придало значения их озабоченности и проигнорировало высказанные претензии, что вызвало бурное недовольство общественности. Жители отправили жалобу властям, и те приостановили эксплуатацию оборудования, работающего с отходами. перерыв в его работе длился 3 месяца из-за нежелания персонала завода вступить в диалог с жителями для разрешения сложившейся проблемы. В итоге для урегулирования ситуации руководство владеющей заводом корпорации организовало встречу с заинтересованными сторо- рис. 6. приготовление однородной пробы отходов на свалке в Индии: а — вид свалки, б — отбор образцов, в — смешивание образцов, г — подготовка пробы а б в г таблица 2 Характеристики пробы отходов показатель Значение Составляющие Содержание, %: пластиковых отходов: – непригодных для вторичной переработки 25,93 – пригодных для вторичной переработки — одежды 14,14 скорлупы кокосовых орехов, древесины и биомассы 3,39 бумаги — алюминия — стекла 2,26 инертных составляющих 54,28 Характеристики отходов как альтернативного топлива Высшая теплотворная способность, кал/г 2 458 Содержание, %: хлора 0,59 золы 57,11 влаги 26 таблица 3 пожелания сторон проекта и их удовлетворение Заинтересованная сторона Взаимовыгодное решение Способ, которым достигается результат муниципалитет Снижение затрат на ликвидацию свалок агентство по управлению отходами получает доход за пластик и горючие материалы и, следовательно, муниципалитет не должен компенсировать эти суммы агентство по управлению отходами приемлемая стоимость горючих материалов, полученных со свалки агентство по управлению отходами может получать разумный доход за пластиковые отходы, переданные компаниям, и горючие материалы, переданные цементным заводам производители упаковки Снижение затрат на сбор и рациональное использование отходов пластиковых материалов Не нужны затраты на сбор пластиковых отходов и, как следствие, снижаются затраты компаний на управление отходами Цементный завод Снижение закупочной цены на горючие материалы для использования в качестве альтернативного топлива транспортные расходы субсидируются производителем упаковки и, следовательно, цементный завод может получить топливо из твердых бытовых отходов по гораздо более низкой цене
март—апрель 2023 60 рис. 7. подготовка, транспортировка, хранение, пре-процессинг и ко-процессинг топлива из твердых бытовых отходов рис. 8. Установка ко-процессинга при TSR до 5 % таблица 4 Характеристики обычных материалов и отходов, используемых на цементном производстве Характеристика традиционные материалы Отходы / источники AFR Число видов До 6—7 тысячи Доступный объем миллионы тонн в год От нескольких тонн в год тип материала природные ресурсы Утилизируемые отходы Источник получения Добыча из недр поступление с мусорных свалок Характер материала твердый (сыпучий), жидкий или газообразный твердый (сыпучий или липкий), необезвоженный шлам или газообразный размер частиц поступающих в тепловой агрегат сырья и топлива Сырьевая смесь (молотая) — менее 200 мкм Уголь (молотый) — менее 100 мкм мелкие фракции: двумерные (измельченные) — менее 15 мм трехмерные (дробленые) — менее 5 мм Крупнозернистые отходы: двумерные (измельченные) — менее 80 мм трехмерные (дробленые) — менее 50 мм Кусковые материалы: менее 1 м Инфраструктура для транспортировки, хранения и обращения Всегда проектируется и реализуется на этапе строительства завода требуется обеспечение дополнительной инфраструктуры в зависимости от характеристик доступных потоков отходов нами — старостами деревень, экспертами, политиками, представителями властных структур и др. прозрачно проведенный диалог, в ходе которого руководство компании проявило объективный подход, искренние намерения и взяло на себя определенные обязательства, привел к разрешению тупиковой ситуации в отношениях между заводом и местными жителями, и через несколько дней оборудование возобновило работу. 5. Успешный ко-процессинг Для успешного ко-процессинга требуется преобразовать отходы в AFR. Эти отходы отличаются по своим физико-химическим характеристикам от обычных материалов, используемых на цементных заводах (табл. 4). Выбор оборудования, необходимого для ко-процессинга, обычно зависит от объема отходов/AFR, используемых для замещения природных видов топлива и сырья. Обычно степень такого замещения характеризуют тепловым коэффициентом замещения (Thermal Substitution Rate, TSR). TSR — это выраженное в процентах отношение тепла, полученного из отходов/AFR, ко всей тепловой энергии, необходимой для производства клинкера. Как правило, инфраструктура, необходимая цементному заводу для ко-процессинга, относится к одному из трех типов, рассмотренных далее (используемое на различных цементных заводах оборудование может варьироваться, но принципы остаются неизменными). 1) Базовая установка ко-процессинга, обеспечивающая TSR до 5 %. В этом случае AFR поднимают снизу для загрузки в декарбонизатор или входную камеру печи с использованием лебедки и подают в тепловой агрегат при помощи специального загрузочного устройства, например, двойной заслонки, барабанного питателя и др. (рис. 8). такую систему (комплект оборудования для начальной стадии ко-процессинга), при работе которой для мониторинга процесса используются характеристики горячей муки, устанавливают, когда полномасштабная система ко-процессинга нецелесообразна, количество отходов мало, пре-процессинг не предусмотрен, а техническая команда завода не очень хорошо знакома с вопросами эксплуатации системы обжига при копроцессинге. 2) Стандартная установка ко-процессинга, обеспечивающая TSR от 5 до 30 %. В этом случае для перемещения AFR снизу для загрузки в декарбонизатор или входную камеру печи используют систему транспортировки на основе ленточного конвейера, а AFR подают в тепловой агрегат с помощью двойной заслонки, барабанного питателя и др. (рис. 9). такая система (стандартная установка подачи AFR) целесообразна при наличии Завод по переработке тБО Ко-процессинг перевозка отделенной горючей фракции Жители поселения и воздействие на них проезд через поселения Хранение и пре-процессинг Строительный (монорельсовый) подъемник Уровень теплообменника Загрузочный бункер ленточный конвейер Заслонка Датчик пламени Датчик давления Запорная задвижка Загрузочная камера печи / декарбонизатор
март—апрель 2023 61 большого количества отходов. если на завод поступает AFR в виде продукта пре-процессинга, имеющее однородное качество, его подают на сжигание без дополнительной обработки, в противном случае устанавливают внутризаводское оборудование для пре-процессинга. Стандартная установка оснащена необходимыми датчиками контроля технологического процесса. такая схема подходит для ситуации, когда техническая команда завода знакома с эксплуатационными проблемами, возникающими при ко-процессинге, и может справиться с ними. 3) Усовершенствованная установка ко-процессинга, обеспечивающая TSR более 30 %, с байпасом для хлора. подобная схема необходима, когда содержание хлора в AFR превышает объемы, при рис. 9. Установка ко-процессинга при TSR от 5 до 30 % рис. 10. Установка ко-процессинга при TSR более 30 % Отсек хранения AFR Весовой дозатор Уровень земли Уровень теплообменника Заслонка Датчик пламени Датчик давления Запорная задвижка Загрузочная камера печи / декарбонизатор Заранее переработанное AFR Отсек хранения AFR Весовой дозатор Уровень земли Уровень теплообменника Заслонка Датчик пламени Датчик давления Запорная задвижка Декарбонизатор Заранее переработанное AFR которых можно использовать печной агрегат. Обычно этот показатель варьируется от 300 до 700 г/т клинкера в зависимости от конструкции печи, требований технологического процесса и дополнительной инфраструктуры, необходимой для решения проблемы хлора. В данном случае схема подачи AFR такая же, как и на стандартной установке. единственная дополнительная особенность — установка байпаса хлора. такая схема (рис. 10) подходит, когда препроцессинг позволяет достичь высокой однородности AFR (стандартное отклонение показателей качества AFR меньше 2 %), на предприятии работает высококвалифицированный технический персонал, а содержание хлора в AFR выше приемлемых для печного агрегата. 6. Выводы Ко-процессинг AFR является очень мощным рычагом для снижения углеродного следа цементной промышленности и помогает справиться с экологической проблемой, с которой сталкивается общество из-за отходов, образующихся в промышленности, муниципальном и сельскохозяйственном секторах. Ко-процессинг способствует экологически устойчивой утилизации этих отходов, помогает сохранить природные ресурсы и смягчить последствия изменения климата. На цементных заводах утилизация отходов может обеспечить TSR свыше 90 %, и желательно, чтобы все цементные заводы стремились максимально использовать этот экологический рычаг. реклама
ÌÀÐÒ—ÀÏÐÅËÜ 2023 62 Ìîëîòûé ãðàíóëèðîâàííûé äîìåííûé øëàê — ñðåäñòâî ïîâûøåíèÿ ýôôåêòèâíîñòè è äîëãîâå÷íîñòè áåòîíîâ ÓÄÊ 666.94.052.6:669.162.275.2 И.М. Иванов, àñïèðàíò1, èíæåíåð-òåõíîëîã2; Л.Я. Крамар, ä-ð òåõí. íàóê, ïðîôåññîð1; М.В. Мордовцева, ìàãèñòðàíò1 1 Þæíî-Óðàëüñêèé ãîñóäàðñòâåííûé óíèâåðñèòåò, Ðîññèÿ 2 ÎÎÎ «Ìå÷åë-Ìàòåðèàëû», Ðîññèÿ ÐÅÔÅÐÀÒ. Молотый гранулированный доменный шлак (МГДШ) применяется в качестве компонента цемента, активной минеральной добавки или наполнителя в производстве бетонов, растворов, сухих строительных смесей и других материалов. В настоящей статье приведены сведения о производстве МГДШ в ООО «Мечел-Материалы». По данным многочисленных исследований, МГДШ может обеспечить бетонам значительно бóльшую долговечность, чем у бетонов на основе портландцемента, не содержащих МГДШ. Во многих странах доменный шлак практически полностью утилизируют в производстве цементов и бетонов, но в России такой материал часто воспринимают как отход. Это в значительной степени связано с отсут ствием национального стандарта на МГДШ в нашей стране, в отличие от многих других стран. В статье дана информация о разработанном и утвержденном ООО «Мечел-Материалы» стандарте организации на МГДШ, гармонизирующем требования всех европейских и российских стандартов, действие которых распространяется на МГДШ. Приведены основные результаты исследований того, как соотношение портландцемента и МГДШ влияет на основные строительно-технические свойства получаемого цемента. Данные ряда опубликованных работ показывают высокую эффективность применения МГДШ не только в рядовых, но и в высокофункциональных бетонах: быстротвердеющих, высокопрочных, водонепроницаемых, морозостойких, сульфатостойких. Ключевые слова: молотый гранулированный доменный шлак (МГДШ), цемент, активность, тепловыделение, сульфатостойкость, бетон, эффективность, долговечность. Keywords: ground granulated blast furnace slag (GGBS), cement, activity, heat of hydration, sulphate resistance, concrete, efficiency, durability. 1. Î ïðîèçâîäñòâå ìîëîòîãî ãðàíóëèðîâàííîãî äîìåííîãî øëàêà ÎÎÎ «Ìå÷åë-Ìàòåðèàëû» óæå â òå÷åíèå 10 ëåò âûïóñêàåò ìîëîòûé ãðàíóëèðîâàííûé äîìåííûé øëàê (ÌÃÄØ), ïðèìåíÿåìûé ïîòðåáèòåëÿìè â êà÷åñòâå êîìïîíåíòà öåìåíòà, àêòèâíîé ìèíåðàëüíîé äîáàâêè èëè íàïîëíèòåëÿ â ïðîèçâîäñòâå áåòîíîâ, ðàñòâîðîâ, ñóõèõ ñòðîèòåëüíûõ ñìåñåé è äðóãèõ ìàòåðèàëîâ. Çà ýòî âðåìÿ ïðîèçâåäåíî è îòãðóæåíî îêîëî 2 ìëí ò ìîëîòîãî øëàêà ñ ãåîãðàôèåé ïîñòàâîê îò Ñàíêò-Ïåòåðáóðãà äî Íîâîñèáèðñêà.  2020—2022 ãîäàõ ïîñòàâêè îñóùåñòâëÿëèñü â Ôèíëÿíäèþ. Äëèòåëüíîå âðåìÿ êîìïàíèÿ îñòàâàëàñü åäèíñòâåííûì èçãîòîâèòåëåì ÌÃÄØ â Ðîññèè. Ñåãîäíÿ ÎÎÎ «Ìå÷åë-Ìàòåðèàëû» çàíèìàåò ëèäèðóþùèå ïîçèöèè â ïðîèçâîäñòâå âûñîêîêà÷åñòâåííîãî ìîëîòîãî øëàêà â ñòðàíå. Äîìåííûé øëàê îáðàçóåòñÿ â äîìåííîé ïå÷è ïðè ïðîèçâîäñòâå ÷óãóíà è ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé ðàñïëàâ èç ïóñòîé ïîðîäû øèõòû, ôëþñîâ è çîëû îò ñãîðàíèÿ òîïëèâà. Ñîîòíîøåíèå ôëþñîâ ïîäáèðàþò â çàâèñèìîñòè îò ñîñòàâà ïóñòîé ïîðîäû è çîëû, äîáèâàÿñü èõ ìàêñèìàëüíîãî ñâÿçûâàíèÿ è ñòàáèëüíîñòè õèìè÷åñêîãî ñîñòàâà äîìåííîãî øëàêà. Îãíåííî-æèäêèé ðàñïëàâ øëàêà íàïðàâëÿþò â öåõ ãðàíóëÿöèè, ãäå åãî ðåçêî îõëàæäàþò âîäîé, ïîëó÷àÿ ãðàíóëèðîâàííûé äîìåííûé øëàê. Ðåçêîå îõëàæäåíèå íåîáõîäèìî, ÷òîáû çàôèêñèðîâàòü ñòðóêòóðó øëàêà â ñòåê ëîîáðàçíîì ñîñòîÿíèè, áîëåå àêòèâíîì ïðè âçàèìîäåéñòâèè ñ âîäîé â ñîñòàâå öåìåí-
ÌÀÐÒ—ÀÏÐÅËÜ 2023 64 òà. Ãðàíóëèðîâàííûé äîìåííûé øëàê ñîñòîèò â îñíîâíîì èç îêñèäîâ êðåìíèÿ, êàëüöèÿ, àëþìèíèÿ è ìàãíèÿ, îáðàçóþùèõ ñèëèêàòû ïðåèìóùåñòâåííî íåóïîðÿäî÷åííîé ñòðóêòóðû (â ñîñòàâå ñòåêëîôàçû) è íåçíà÷èòåëüíîå êîëè÷åñòâî ñîåäèíåíèé, óñïåâøèõ ñôîðìèðîâàòü ïðè îõëàæäåíèè óïîðÿäî÷åííóþ ñòðóêòóðó (ìèíåðàëîâ â êðèñòàëëè÷åñêîì ñîñòîÿíèè). Ïîñëå ãðàíóëÿöèè äîìåííûé øëàê îòïðàâëÿþò íà ïîìîëüíî-ñìåñèòåëüíûé ó÷àñòîê (ðèñ. 1) äëÿ òîíêîãî ïîìîëà. Äàííûé ó÷àñòîê îñíàùåí äâóìÿ âûñîêîýôôåêòèâíûìè âåðòèêàëüíûìè âàëêîâûìè ìåëüíèöàìè îò ôèðìû LOESCHE (ðèñ. 2), êîòîðûå ïîçâîëÿþò âûïóñêàòü ïðîäóêò ñ òîíèíîé ïîìîëà, çíà÷èòåëüíî ïðåâûøàþùåé òîíèíó ïîìîëà îáùåñòðîèòåëüíûõ öåìåíòîâ. Ýòî îáåñïå÷èâàåò ïîâûøåííóþ ñêîðîñòü òâåðäåíèÿ öåìåíòîâ ñ ìîëîòûì øëàêîì ÎÎÎ «Ìå÷åëÌàòåðèàëû». Ïðîäóêò ïîìîëà ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé òîíêîäèñïåðñíûé ïîðîøîê öâåòîì îò áåëîãî äî ñâåòëî-ñåðîãî. Íà îòãðóçî÷íîì òåðìèíàëå (ðèñ. 3) ïðîäóêò îòãðóæàåòñÿ â âàãîíûöåìåíòîâîçû, àâòîöåìåíòîâîçû è ìÿãêèå êîíòåéíåðû äëÿ ïåðåâîçêè ëþáûì ãðóçîâûì òðàíñïîðòîì. Òåõíîëîãèÿ òðàíñïîðòèðîâàíèÿ è õðàíåíèÿ ìîëîòîãî øëàêà òàêàÿ æå, êàê è äëÿ öåìåíòà. 2. Ïðåèìóùåñòâà öåìåíòà ñ ÌÃÄØ Ñåãîäíÿ îñíîâíûì ñòðîèòåëüíûì ìàòåðèàëîì ÿâëÿåòñÿ ïîðòëàíäöåìåíò. Ðàñïðîñòðàíåíî ìíåíèå, ÷òî ëó÷øå ïðèìåíÿòü ïîðòëàíäöåìåíò áåç ìèíåðàëüíûõ äîáàâîê, â òîì ÷èñëå áåç äîáàâêè øëàêà. Òàê ëè ýòî íà ñàìîì äåëå? Ê ñåãîäíÿøíåìó äíþ äîêàçàíî, ÷òî ââåäåíèå ÌÃÄØ â ñîñòàâ öåìåíòà ïðèâíîñèò ýêîëîãè÷åñêèå [1], ýêîíîìè÷åñêèå [2, 3] è ýêñ ïëóàòàöèîííûå ïðåèìóùåñòâà, ïîçâîëÿÿ ïîëó÷àòü áåòîíû ñî ñëåäóþùèìè õàðàêòåðèñòèêàìè: • ïîâûøåííîé ïðî÷íîñòüþ íà ðàñòÿæåíèå ïðè èçãèáå [2, 4, 5] è óëó÷øåííûìè ïîêàçàòåëÿìè òðåùèíîñòîéêîñòè [6, 7]; • ïîâûøåííîé ïðî÷íîñòüþ íà ñæàòèå â âîçðàñòå áîëåå 28 ñóò [2, 3, 8—12]; • ïîâûøåííîé ñòîéêîñòüþ ê èñòèðàíèþ [2, 13]; • íèçêèìè ñêëîííîñòüþ ê âûñîëîîáðàçîâàíèþ (îáðàçîâàíèþ áåëîãî íàëåòà íà áåòîíå) è âåðîÿòíîñòüþ âîçíèêíîâåíèÿ âíóòðåííåé êîððîçèè âñëåäñòâèå ìåíüøåãî ñîäåðæàíèÿ Ca(OH)2 â ïðîäóêòàõ ãèäðàòàöèè öåìåíòà; • ïîâûøåííîé ïëîòíîñòüþ ñòðóêòóðû öåìåíòíîãî êàìíÿ [7, 14—17], ïðåäñòàâëåííîé íèçêîîñíîâíûìè ãèäðîñèëèêàòàìè êàëüöèÿ [18—20], îáåñïå÷èâàþùèìè óâåëè÷åíèå âîäîíåïðîíèöàåìîñòè [3, 5]; • âûñîêîé ñòîéêîñòüþ ê âîçäåéñòâèþ õèìè- ÷åñêè àãðåññèâíûõ ñðåä, îáåñïå÷èâàþùåé ñóëüôàòîñòîéêîñòü, ñòîéêîñòü ê ìîðñêîé âîäå, õëîðèäàì àíòèîáëåäåíèòåëåé è êàðáîíèçàöèè [2, 3, 17, 21—23]; • âûñîêèì ïîòåíöèàëîì ñàìîçàëå÷èâàíèÿ ñòðóêòóðû [24, 25]; • âûñîêîé äîëãîâå÷íîñòüþ ïðàêòè÷åñêè âî âñåõ ñðåäàõ ýêñïëóàòàöèè — êàê ñëåäñòâèå âñåãî âûøåèçëîæåííîãî. Çäåñü ïåðå÷èñëåíû ëèøü îñíîâíûå ïðåèìó ùåñòâà ââåäåíèÿ øëàêà â ñîñòàâ öåìåíòà.  ãîñóäàðñòâàõ ÅÑ, ßïîíèè, Êèòàå, ÑØÀ è äðóãèõ ñòðàíàõ ìîëîòûé øëàê èñïîëüçóåòñÿ íà 90—100 %. Íî â Ðîññèè åùå îòíîñÿòñÿ ê øëàêó êàê ê îòõîäó. Òàêîå îòíîøåíèå ìîæåò áûòü ñâÿçàíî ñ îòñóòñòâèåì íàöèîíàëüíîãî ñòàíäàðòà íà ÌÃÄØ, â îòëè- ÷èå îò ïåðå÷èñëåííûõ ñòðàí. 3. Ñòàíäàðò íà ÌÃÄØ ÎÎÎ «Ìå÷åë-Ìàòåðèàëû» ïîñòîÿííî ïðîâîäèò ðàáîòó, íàïðàâëåííóþ íà ñîâåðøåíñòâîâàíèå ñâîèõ ïðîäóêòîâ.  ìàðòå 2023 ãîäà êîìïàíèÿ çàâåðøèëà ðàçðàáîòêó ñòàíäàðòà îðãàíèçàöèè íà ÌÃÄØ — ÑÒÎ 99126491— 22—2023 «Øëàê äîìåííûé ãðàíóëèðîâàííûé ìîëîòûé. Òåõíè÷åñêèå óñëîâèÿ» è óòâåðäèëà åãî. Ýòîò ñòàíäàðò ââåäåí â äåéñòâèå ñ 1 ìàÿ 2023 ãîäà âçàìåí ñëåäóþùèõ òåõíè÷åñêèõ óñëî âèé: • ÒÓ 0799—001—99126491—2013 «Øëàê äîìåííûé ãðàíóëèðîâàííûé ìîëîòûé. Òåõíè- ÷åñêèå óñëîâèÿ»; • ÒÓ 38.32.22—012—99126491—2017 «Äîáàâêà ìèíåðàëüíàÿ àêòèâíàÿ äëÿ ïðîèçâîäñòâà áåòîíîâ, ðàñòâîðîâ è ñóõèõ ñòðîèòåëüíûõ ñìåñåé GreenCems GGBS-450 (øëàê äîìåííûé ãðàíóëèðîâàííûé ìîëîòûé). Òåõíè÷åñêèå óñëîâèÿ»; • ÒÓ 23.99.19—014—99126491—2020 «Äîáàâêà ìèíåðàëüíàÿ àêòèâíàÿ äëÿ ïðîèçâîäñòâà áåòîíîâ, ðàñòâîðîâ è ñóõèõ ñòðîèòåëüíûõ ñìåñåé ECOFIL-480. Òåõíè÷åñêèå óñëîâèÿ» (äîáàâêà ìèíåðàëüíàÿ àêòèâíàÿ ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé ÌÃÄØ). Ââåäåííûé â äåéñòâèå ñòàíäàðò îðãàíèçàöèè: • ãàðìîíèçèðóåò (ó÷èòûâàåò) òðåáîâàíèÿ âñåõ ðîññèéñêèõ è åâðîïåéñêèõ ñòàíäàðòîâ, ðàñïðîñòðàíÿåìûõ íà ÌÃÄØ; • óñòàíàâëèâàåò ðàñøèðåííóþ îáëàñòü ïðèìåíåíèÿ ïðîäóêòà; • óñòàíàâëèâàåò òðåáîâàíèÿ ê ñûðüåâûì ìàòåðèàëàì; Ðèñ. 1. Ïîìîëüíî-ñìåñèòåëüíûé ó÷àñòîê ÎÎÎ «Ìå÷åë-Ìàòåðèàëû» Ðèñ. 2. Âåðòèêàëüíàÿ âàëêîâàÿ ìåëüíèöà Ðè ñ. 4. Íîðìàëüíàÿ ãóñòîòà è ñðîêè ñõâàòûâàíèÿ öåìåíòîâ ñ ðàçëè÷íûì ñîäåðæàíèåì ÌÃÄØ 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Ñðîêè ñõâàòûâàíèÿ, ìèí Íîðìàëüíàÿ ãóñòîòà, % Íà÷àëî ñõâàòûâàíèÿ Êîíåö ñõâàòûâàíèÿ Ñîäåðæàíèå ÌÃÄØ â öåìåíòå, % Íîðìàëüíàÿ ãóñòîòà ÊÑ = –0,000670Ø2 + 0,011250Ø + 198,392857 ÍÑ = –0,001973Ø2 + 0,043893Ø + 159,907143 Íà = 0,000171 Ø2 + 0,064129Ø + 28,198250 Ðèñ. 3. Îòãðóçî÷íûé òåðìèíàë ÎÎÎ «Ìå÷åë-Ìàòåðèàëû»
март—апрель 2023 65 • устанавливает требования к вещественному составу продукта; • повышает требования к показателям его качества; • регламентирует порядок отбора и подготовки проб; • устанавливает методы определения всех физических показателей качества продукта, на основе стандартных методов для цементов, что позволяет устранить необходимость приобретения потребителем дополнительного лабораторного оборудования для входного контроля и введения новых методик проведения испытаний; • устанавливает правила приемки и оценки соответствия, адаптированные под мГДШ; • имеет наименование, полностью отражающее сущность материала, что соответствует требованиям к национальным стандартам на строительные материалы. Утвержденный стандарт должен способствовать стабильно высокому уровню качества и эффективному применению мГДШ в промышленном и гражданском строительстве, дорожном и аэродромном строительстве, а также в инженерной защите территорий от природных и техногенных процессов, устранить барьеры в применении, повысить интерес потребителей к этому материалу и спрос на него. планируется предложить этот стандарт в качестве основы для разработки национального стандарта российской Федерации. Сотрудники ООО «мечел-Материалы» готовы активно участвовать в подготовке национального стандарта на мГДШ. 4. Строительно-технические свойства цементов с МГДШ применение мГДШ в производстве бетонов, растворов и сухих строительных смесей предполагает его совместное использование с портландцементом в соотношении, позволяющем экономически эффективно получать материалы с требуемыми свойствами. В связи с этим необходимо иметь представление о характеристиках цементов, получаемых путем смешивания мГДШ и портландцемента в различных соотношениях. В россии наибольшая доля производства общестроительных цементов приходится на портландцемент Цем I 42,5Н (далее пЦ), выпускаемый практически каждым цементным заводом. так как именно этот цемент рекомендуется к применению практически во всех средах эксплуатации (ГОСт 31384), его использует большинство заводов по производству бетона и железобетона. В связи с этим в настоящей работе для получения цементов с различными содержаниями мГДШ использовался пЦ, произведенный на заводе «Коркино» компании ООО «СлК Цемент». В этом разделе приведены основные строительно-технические свойства цементов, содержащих пЦ и мГДШ (от 0 до 100 %), в том числе 100 %-го мГДШ (хотя он, согласно классификации ГОСт 10178 и ГОСт 31108, не является общестроительным цементом). 4.1. Нормальная густота, сроки схватывания и равномерность изменения объема. На рис. 4 представлены результаты определения нормальной густоты и сроков схватывания согласно ГОСт 310.3 цементного теста, приготовленного из вяжущих с различными соотношениями мГДШ и пЦ. Видно, что рост содержания мГДШ в цементе приводит к повышению его водопотребности и, как следствие, нормальной густоты. Это связано с тем, что мГДШ имеет значительно более высокую удельную поверхность, чем пЦ. Известно, что повышение водопотребности цемента негативно сказывается на его активности. Но это не является проблемой, так как применение современных поликарбоксилатных суперпластификаторов позволяет снизить водопотребность цементов на 20—30 %. проблему повышения водопотребности цемента при увеличении в нем доли мГДШ сегодня легко решить. Отметим, что в бетонных смесях, изготавливаемых с применением пластификаторов, рост содержания шлака в составе цемента, наоборот, приводит к увеличению подвижности смесей одновременно с повышением их однородности и уменьшением склонности к расслоению. Увеличение доли мГДШ в вяжущем приводит к некоторому сокращению начала и конца схватывания, причем разница в сроках схватывания для всех полученных цементов не превышает 20 мин. Все цементы по этим показателям соответствуют требованиям ГОСт 10178 и ГОСт 31108. Все исследованные цементы выдержали испытание на равномерность изменения объема в соответствии с ГОСт 310.3 и ГОСт 30744. 4.2. Активность цементов определяли путем испытания на прочность стандартных цементно-песчаных образцов-балочек. До начала 2022 года в россии действовали два национальных стандарта на общестроительные цементы — ГОСт 10178 и ГОСт 31108. В связи с этим в стандартах на различные виды изделий из бетона и железобетона, а также на бетоны, предназначенные для эксплуатации в определенных средах, и др. применимость цементов в зависимости от их вещественного состава и активности указана согласно классификации сразу по двум стандартам на цементы или по одному из них. поэтому испытание рассматриваемых цементов о обоим стандартам важно для понимания границ их применимости. Указанные стандарты устанавливают разные методы испытаний: первый — по ГОСт 310.4, второй — по ГОСт 30744. Основное различие заключается в том, что по ГОСт 310.4 образцы-балочки изготавливают с использованием монофракционного песка при В/Ц = 0,4 (с последующей коррекцией до получения цементно-песчаного раствора стандартной консистенции, имеющего расплыв 106—115 мм), а по ГОСт 30744 — с использованием полифракционного песка при фиксированном В/Ц = 0,5. Отметим, что эти стандарты устанавливают и разные методы дозирования, перемешивания и уплотнения цементно-песчаных смесей. по результатам испытаний по первому стандарту оценивают соответствие цемента заявленной марке по активности, а по второму стандарту — соответствие заявленному классу по активности. при приготовлении стандартных цементных растворов по ГОСт 310.4 с увеличением содержания мГДШ в вяжущем от 0 до 100 % расплыв смеси уменьшался со 113 до 107 мм, укладываясь в нормируемый диапазон 106—115 мм. В связи с этим в корректировке В/Ц не было необходимости. Все стандартные цементные растворные смеси по ГОСт 310.4 были приготовлены при постоянном В/Ц = 0,4. На рис. 5 и 6 приведены результаты испытания цементов по ГОСт 310.4, на рис. 7 и 8 — по ГОСт 30744 (с идентификацией типов и марок цементов по ГОСт 10178; типов и подтипов, классов и подклассов цементов по ГОСт 31108 соответственно). результаты экспериментального определения прочности образцов использовались в процедуре математического моделированияи для каждого вида испытания следующим образом. Сначала для каждого цемента по всем видам испытаний находили уравнение, описывающее динамику набора прочности. Эти уравнения использовались в качестве исходных для определения полиномов, описывающих зависимости прочности от возраста и содержания шлака в цементе. В результате для каждого вида испытания получены математические модели (уравнения поверхностей отклика). Графические представления этих поверхностей приведены в левом нижнем углу каждого из рис. 5—8. Кривые на рис. 5—8 — это секущие поверхности отклика по возрасту, показывающие зависимость прочности от содержания шлака в цементе в заданном возрасте. точки рядом с кривыми соответствуют фактическим результатам определения прочности. Согласно результатам испытания цементно-песчаных образцов на прочность на растяжение при изгибе по обоим стандартам в возрасте 2 и 3 сут (рис. 5 и 7), этот показатель не снижается при введении в состав цемента до 23 % шлака, а в возрасте 7 сут — при введении до 30 % шлака. Увеличение содержания шлака в составе цемента до 60— 70 % приводит к существенному росту прочности на растяжение при изгибе в возрасте 28 сут.
ÌÀÐÒ—ÀÏÐÅËÜ 2023 66 Íà ðèñ. 6 è 8 ïðèâåäåíû ðåçóëüòàòû èñïûòàíèÿ öåìåíòîâ íà ïðî÷íîñòü íà ñæàòèå ïî îáîèì ñòàíäàðòàì. Êàê è îæèäàëîñü, óâåëè÷åíèå ñîäåðæàíèÿ øëàêà â öåìåíòå ñíèæàåò ïðî÷íîñòü íà ñæàòèå öåìåíòíî-ïåñ÷àíûõ îáðàçöîâ êàê â ðàííèå, òàê è â ïîçäíèå ñðîêè òâåðäåíèÿ. Íî ïðè ýòîì èçó÷àåìûå öåìåíòû ñ ñîäåðæàíèåì ÌÃÄØ ïðèáëèçèòåëüíî äî 36 % ñîîòâåòñòâóþò ìàðêå 500, äî 60 % — ìàðêå 400, äî 77 % — ìàðêå 300 (ðèñ. 6); öåìåíòû ñ ñîäåðæàíèåì ÌÃÄØ ïðèáëèçèòåëüíî äî 44 % — êëàññó 42,5, äî 64 % — êëàññó 32,5, äî 81 % — êëàññó 22,5 (ðèñ. 8).  çàâèñèìîñòè îò ïðî÷íîñòè â ðàííèå ñðîêè òâåðäåíèÿ öåìåíòû ñ ðàçëè÷íûì ñîäåðæàíèåì ÌÃÄØ â ðàìêàõ ìàðêè ìîãóò áûòü áûñòðîòâåðäåþùèìè (ðèñ. 6), à â ðàìêàõ êëàññà — áûñòðî-, íîðìàëüíî- èëè ìåäëåííîòâåðäåþùèìè (ðèñ. 8). Ìåòîäèêè îöåíêè àêòèâíîñòè ÌÃÄØ â ñòðàíàõ ÅÑ è â Ðîññèè ñèëüíî ðàçëè÷àþòñÿ. Ïîëó÷åííûå íàìè ðåçóëüòàòû ïîçâîëÿþò îïðåäåëèòü è îöåíèòü àêòèâíîñòü ÌÃÄØ â ñîîòâåòñòâèè ñ åâðîïåéñêèì è ðîññèéñêèì ñòàíäàðòàìè. Ñîãëàñíî EN 15167—1, äåéñòâóþùåìó â ÅÑ, àêòèâíîñòü ÌÃÄØ îöåíèâàþò ñ ïîìîùüþ ïîêàçàòåëÿ àêòèâíîñòè, êîòîðûé îïðåäåëÿþò êàê âûðàæåííîå â ïðîöåíòàõ îòíîøåíèå àêòèâíîñòè (ïðî÷íîñòè íà ñæàòèå) öåìåíòà èç ÌÃÄØ è ÏÖ, âçÿòûõ â ñîîòíîøåíèè 1 : 1, ê àêòèâíîñòè ÏÖ.  êà÷åñòâå ÏÖ ïðèíèìàåòñÿ öåìåíò òèïà ÖÅÌ I êëàññà 42.5 èëè âûøå. Àêòèâíîñòü ñðàâíèâàåìûõ öåìåíòîâ îïðåäåëÿþò ïî ïðî÷íîñòè íà ñæàòèå îáðàçöîâ-áàëî÷åê, èçãîòàâëèâàåìûõ ñ èñïîëüçîâàíèåì ïîëèôðàêöèîííîãî ïåñêà ïðè Â/Ö = 0,5, ñîãëàñíî EN 196—1, êîòîðûé ýêâèâàëåíòåí ÃÎÑÒ 30744. Íà 7-å ñóòêè ïîêàçàòåëü àêòèâíîñòè äîëæåí ñîñòàâëÿòü íå ìåíåå 45 %, à íà 28-å — íå ìåíåå 70 %. Ïî ïîëó÷åííûì íàìè ýêñïåðèìåíòàëüíûì ðåçóëüòàòàì áûë âû÷èñëåí ïîêàçàòåëü àêòèâíîñòè ÌÃÄØ, êîòîðûé íà 2-å ñóòêè ñîñòàâèë 55 %, íà 7-å — 70 %, à íà 28-å — 92 % (ñì. ðèñ. 8).  Ðîññèè íåò ãîñóäàðñòâåííîãî ñòàíäàðòà íà ÌÃÄØ, äåéñòâóåò ëèøü ñòàíäàðò íà ìèíåðàëüíûå äîáàâêè äëÿ áåòîíîâ è ñòðîèòåëüíûõ ðàñòâîðîâ — ÃÎÑÒ Ð 56592. Ñîãëàñíî ýòîìó ñòàíäàðòó, äëÿ àêòèâíûõ ìèíåðàëüíûõ äîáàâîê (ÀÌÄ) îïðåäåëÿþò âÿæóùóþ àêòèâíîñòü êàê ïðî÷íîñòü íà ñæàòèå îáðàçöîâ, èçãîòîâëåííûõ èç ÀÌÄ (â òîì ÷èñëå ÌÃÄØ), ïîëèôðàêöèîííîãî ïåñêà è âîäû ïðè Â/Ö = 0,5, â ñîîòâåòñòâèè ñ ÃÎÑÒ Ð 56593 è ÃÎÑÒ 30744. Äëÿ ÀÌÄ, îáëàäàþùèõ âÿæóùèìè ñâîéñòâàìè, âÿæóùàÿ àêòèâíîñòü (ñàìîñòîÿòåëüíàÿ àêòèâíîñòü) äîëæíà áûòü íå ìåíåå 5 ÌÏà. Èçó÷àåìûé ÌÃÄØ îáëàäàåò âÿæóùåé àêòèâíîñòüþ íà óðîâíå 13,9 ÌÏà (ñì. ðèñ. 8). Ðåçóëüòàòû èñïûòàíèé ïîêàçûâàþò, ÷òî ÌÃÄØ, âûïóñêàåìûé ÎÎÎ «Ìå÷åë-Ìàòåðèàëû», îáëàäàåò âûñîêîé àêòèâíîñòüþ, à âêëþ- ÷àþùèå åãî öåìåíòû â çàâèñèìîñòè îò ñîäåðæàíèÿ øëàêà ìîãóò èìåòü ìàðêó 300, 400, 500 èëè êëàññ 22,5, 32,5, 42,5. 4.3. Тепловыделение. Ýòî âàæíîå ñâîéñòâî öåìåíòîâ. Ýêçîòåðìèÿ îáû÷íî ïîëîæèòåëüíî ñêàçûâàåòñÿ íà ñêîðîñòè íàáîðà ïðî÷íîñòè öåìåíòíîãî êàìíÿ, òàê êàê òåïëî, âûäåëÿåìîå ïðè ãèäðàòàöèè áîëåå àêòèâíûõ ìèíåðàëîâ, àêòèâèçèðóåò ãèäðàòàöèþ ìåíåå àêòèâíûõ ìèíåðàëîâ è ñòåêëîôàçû. Îäíàêî ýòî æå òåïëîâûäåëåíèå ìîæåò ïðèâåñòè ê áîëüøîìó ãðàäèåíòó òåìïåðàòóð â ìàññèâíûõ êîíñòðóêöèÿõ îò ïîâåðõíîñòè áåòîíà ê åãî öåíòðó, ÷òî âûçûâàåò òåðìè÷åñêèå äåôîðìàöèè áåòîíà ñ îáðàçîâàíèåì ìèêðîè ìàêðîòðåùèí. Ïîýòîìó ýêçîòåðìèþ öåìåíòîâ, ïðåäíàçíà÷åííûõ äëÿ ñòðîèòåëüñòâà ìàññèâíûõ ñîîðóæåíèé, ñòðîãî îãðàíè÷èâàþò è êîíòðîëèðóþò. Ýêçîòåðìèÿ öåìåíòîâ â íàñòîÿùåì ðàçäåëå îïðåäåëåíà ñ ïîìîùüþ èçîòåðìè÷åñêîé êàëîðèìåòðèè, ïîçâîëÿþùåé íåïðåðûâíî ôèêñèðîâàòü òåïëîâîé ïîòîê è òåïëîâóþ ýíåðãèþ, âûäåëÿþùóþñÿ ïðè ãèäðàòàöèè öåìåíòîâ. Ðèñ. 6. Âëèÿíèå ñîäåðæàíèÿ ÌÃÄØ â öåìåíòå íà ïðî÷íîñòü íà ñæàòèå îáðàçöîâ-áàëî÷åê, èçãîòîâëåííûõ è èñïûòàííûõ ïî ÃÎÑÒ 310.4 Ðèñ. 7. Âëèÿíèå ñîäåðæàíèÿ ÌÃÄØ â öåìåíòå íà ïðî÷íîñòü íà ðàñòÿæåíèå ïðè èçãèáå îáðàçöîâáàëî÷åê, èçãîòîâëåííûõ è èñïûòàííûõ ïî ÃÎÑÒ 30744 Ðèñ. 8. Âëèÿíèå ñîäåðæàíèÿ ÌÃÄØ â öåìåíòå íà ïðî÷íîñòü íà ñæàòèå îáðàçöîâ-áàëî÷åê, èçãîòîâëåííûõ è èñïûòàííûõ ïî ÃÎÑÒ 30744 300 400 500 550 200 100 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Ìàðêà öåìåíòà 3 ñóò 7 ñóò 28 ñóò ÏÖ-Ä0 Ïðî÷íîñòü íà ñæàòèå, ÌÏà ÏÖ-Ä5 ÏÖ-Ä20 ØÏÖ ÏÖ 500-Ä20-Á ØÏÖ 500-Á ØÏÖ-400-Á Ñîäåðæàíèå ÌÃÄØ â öåìåíòå, % 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Ïðî÷íîñòü ïðè èçãèáå, ÌÏà 2 ñóò 7 ñóò 28 ñóò Ñîäåðæàíèå ÌÃÄØ â öåìåíòå, % ÖÅÌ I ÖÅÌ II/À-Ø ÖÅÌ II/Â-Ø ÖÅÌ III/À ÖÅÌ III/ ÖÅÌ III/Ñ 0 1 2 3 4 5 9 10 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Ïðî÷íîñòü ïðè èçãèáå ÏÖ-Ä0 Ñîäåðæàíèå ÌÃÄØ â öåìåíòå, % ÏÖ-Ä5 ÏÖ-Ä20 28 ñóò Ðèñ. 5. Âëèÿíèå ñîäåðæ àíèÿ ÌÃÄØ â öåìåíòå íà ïðî÷íîñòü íà ðàñòÿæåíèå ïðè èçãèáå îáðàçöîâáàëî÷åê, èçãîòîâëåííûõ è èñïûòàííûõ ïî ÃÎÑÒ 310.4 32,5 42,5 52,5 22,5 0 5 10 15 20 25 30 35 55 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Êëàññ öåìåíòà 42.5 Í 32.5 Í 32.5 Á 22.5 Ì 22.5 Í 2 ñóò 7 ñóò Ïðî÷íîñòü íà ñæàòèå, ÌÏà Ñîäåðæàíèå ÌÃÄØ â öåìåíòå, % ÖÅÌ I ÖÅÌ II/À-Ø ÖÅÌ II/Â-Ø ÖÅÌ III/À ÖÅÌ III/ ÖÅÌ III/Ñ
ÌÀÐÒ—ÀÏÐÅËÜ 2023 67 Íà ðèñ. 9 ïðåäñòàâëåíû ðåçóëüòàòû êàëîðèìåòðèè öåìåíòîâ ñ ðàçëè÷íûì ñîäåðæàíèåì ÌÃÄØ. Èçîòåðìè÷åñêàÿ êàëîðèìåòðèÿ âñåõ öåìåíòîâ âûïîëíåíà ïî ÃÎÑÒ 310.5 ïðè Â/Ö = 0,50 è ïîñòîÿííîé òåìïåðàòóðå â òåðìîñòàòå 20 ± 0,2 °C. Âèäíî, ÷òî óâåëè÷åíèå ñîäåðæàíèÿ ÌÃÄØ â öåìåíòå ïðèâîäèò ê çíà÷èòåëüíîìó ñíèæåíèþ òåïëîâîãî ïîòîêà è òåïëîâîé ýíåðãèè. Îòìåòèì, ÷òî ñ óâåëè÷å íèåì ñîäåðæàíèÿ øëàêà â öåìåíòå òåïëîâûäåëåíèå ñíèæàåòñÿ èíòåíñèâíåå, ÷åì ïðî÷íîñòü (ñì. ðèñ. 5—8). Ýòî óêàçûâàåò íà òî, ÷òî ïðè ðàâíîé àêòèâíîñòè öåìåíòû ñ ïîâûøåííûì ñîäåðæàíèåì øëàêà áîëåå ýôôåêòèâíû ñ òî÷êè çðåíèÿ îáåñïå÷åíèÿ íèçêîé ýêçîòåðìèè. 4.4. Сульфатостойкость. Ñóëüô àòîñòîéêèå öåìåíòû è áåòîíû íåîáõîäèìû äëÿ ñòðîèòåëüñòâà çäàíèé è ñîîðóæåíèé, ýêñïëóàòèðóþùèõñÿ ïîä çåìëåé è â íåñêîëüêèõ ìåòðàõ íàä óðîâíåì çåìëè, à òàêæå â ìîðÿõ, îêåàíàõ, ïðèáðåæíûõ çîíàõ è äðóãèõ ñðåäàõ. Ñóëüôàòîñòîéêîñòü èññëåäîâàííûõ öåìåíòîâ îöåíèâàëè ïî ðåçóëüòàòàì èñïûòàíèé êîíòðîëüíûõ è îñíîâíûõ îáðàçöîâ-áàëî÷åê, èìåþùèõ ðàçìåðû 25 × 25 × 254 ìì. Âñå îáðàçöû èçãîòàâëèâàëè â ñîîòâåòñòâèè ñ ÃÎÑÒ Ð 56687 íà ìîíîôðàêöèîííîì ïåñêå ñ ñîîòíîøåíèåì öåìåíòà ê ïåñêó 1 : 2,75 ïî ìàññå ïðè Â/Ö = 0,40. Èñïûòàíèå íà âñòðÿõèâàþùåì ñòîëèêå ïî ÃÎÑÒ 310.4 ïîêàçàëî ðàñïëûâ âñåõ ñìåñåé â èíòåðâàëå 106—115 ìì, ïîýòîìó Â/Ö íå êîððåêòèðîâàëè. Âñå îáðàçöû òâåðäåëè äî 2 ñóò â íîðìàëüíûõ óñëîâèÿõ è äàëåå äî 28 ñóò â âîäå. Ïî èñòå÷åíèè 28 ñóò îáðàçöû îñìàòðèâàëè íà ïðåäìåò äåôåêòíîñòè, îòáðàêîâûâàëè, à îñòàâøèåñÿ äåëèëè íà êîí òðîëüíûå è îñíîâíûå. Êîíòðîëüíûå îáðàçöû áûëè ïîãðóæåíû â âîäó, à îñíîâíûå — â 5 %-íûé âîäíûé ðàñòâîð ñóëüôàòà íàòðèÿ, äëÿ ïðèãîòîâëåíèÿ êîòîðîãî èñïîëüçîâàëè 50 ã Na2SO4 êàòåãîðèè ÷. ä. à. íà 1 ë ðàñòâîðà. Ñóëüôàòíûé ðàñòâîð ÷åðåç 7, 14, 28 ñóò è äàëåå êàæäûé ìåñÿö çàìåíÿëè íîâûì. Âîäó êîíòðîëüíûõ îáðàçöîâ íå ìåíÿëè. Íà êàæäîì öåìåíòå áûëî èçãîòîâëåíî ïî ìåíüøåé ìåðå øåñòü êîíòðîëüíûõ è øåñòü îñíîâíûõ îáðàçöîâ ñ ðåïåðàìè äëÿ ôèêñèðîâàíèÿ äåôîðìàöèé êàæäûé ìåñÿö â òå÷åíèå ãîäà. Äîïîëíèòåëüíî áûëè èçãîòîâëåíû îáðàçöû áåç ðåïåðîâ äëÿ èõ èñïûòàíèÿ íà ïðî÷íîñòü è âîäîïîãëîùåíèå. Ñóëüôàòîñòîéêîñòü âñåõ öåìåíòîâ îöåíèâàëè ïî îòíîñèòåëüíûì äåôîðìàöèÿì, ïðî÷íîñòè íà ñæàòèå è íà ðàñòÿæåíèå ïðè èçãèáå, à òàêæå ïî âîäîïîãëîùåíèþ. Íà ðèñ. 10 ïðåäñòàâëåíû ðåçóëüòàòû èñïûòàíèÿ öåìåíòîâ íà ñóëüôàòîñòîéêîñòü. Èñïûòàíèÿ è îáðàáîòêà ðåçóëüòàòîâ ïîëíîñòüþ ñîîòâåòñòâîâàëè ÃÎÑÒ Ð 56687. Ñîãëàñíî ýòîìó ñòàíäàðòó, åäèíñòâåííûé êðèòåðèé ñóëüôàòîñòîéêîñòè öåìåíòà — ñðåäíÿÿ îòíîñèòåëüíàÿ äåôîðìàöèÿ ðàñøèðåíèÿ îáðàçöîâ ïðè âîçäåéñòâèè 5 %-íîãî ðàñòâîðà ñóëüôàòà íàòðèÿ, êîòîðàÿ îïðåäåëÿåòñÿ êàê ðàçíîñòü ñðåäíèõ äåôîðìàöèé îñíîâíûõ è êîíòðîëüíûõ îáðàçöîâ. Ïðè ýòîì â ðàñ÷åò ñðåäíèõ çíà÷åíèé âêëþ÷àþò òîëüêî òå îòíîñèòåëüíûå äåôîðìàöèè îáðàçöîâ, êîòîðûå óäîâëåòâîðÿþò òðåáîâàíèÿì ïóíêòà 8.2 óêàçàííîãî ñòàíäàðòà. Èç äàííûõ ðèñ. 10 ñëåäóåò, ÷òî ÏÖ, íå ñîäåðæàùèé ÌÃÄØ, ðàñøèðÿåòñÿ ïðè âîçäåéñòâèè ñóëüôàòîâ î÷åíü èíòåíñèâíî, ÷òî çàìåòíî óæå â ïåðâûé ìåñÿö èñïûòàíèÿ. Äî 6 ìåñÿöåâ ñðåäíÿÿ îòíîñèòåëüíàÿ äåôîðìàöèÿ îáðàçöîâ ïðè âîçäåéñòâèè ñóëüôàòîâ äîñòèãàåò 0,10 %, ò. å. òàêîé ÏÖ íå ÿâëÿåòñÿ ñóëüôàòîñòîéêèì. Çà ãîä äåôîðìàöèè îáðàçöîâ íà ÏÖ áåç ÌÃÄØ ñòàíîâÿòñÿ â 12 ðàç âûøå, ÷åì ïîðîã ñòàíäàðòà. Îòìå÷åíî, ÷òî îñíîâíûå îáðàçöû íà òàêîì ÏÖ îòëè÷àëèñü îò êîíòðîëüíûõ óæå ÷åðåç 2 ìåñÿöà èñïûòàíèÿ (ïîÿâèëèñü òðåùèíû íà ðåáðàõ), ïîçæå ïîâåðõíîñòü è îñîáåííî ðåáðà íà÷àëè êðîøèòüñÿ, à ÷åðåç 6 ìåñÿöåâ âñå îñíîâíûå îáðàçöû ýòîãî öåìåíòà ñòàëè çàìåòíî èñêðèâëÿòüñÿ. Ê 12 ìåñÿöàì ïîÿâèëèñü áîëüøèå òðåùèíû, à èñêðèâëåíèÿ ñòàëè åùå áîëåå âûðàæåííûìè. Öåìåíòû ñ ñîäåðæàíèåì ÌÃÄØ îò 20 äî 100 % èìåþò äåôîðìàöèþ ìåíåå 0,02 %, ÷òî â 5 ðàç íèæå ïîðîãà, ðàâíîãî 0,10 %. Ñëåäîâàòåëüíî, ââåäåíèå øëàêà â ñîñòàâ öåìåíòà â êîëè÷åñòâå 20 % è áîëåå äåëàåò åãî ñóëüôàòîñòîéêèì, ò. å. öåìåíòîì III ãðóïïû Ðèñ. 9. Òåïëîâûäåëåíèå öåìåí òîâ ñ ðàçëè÷íûì ñîäåðæàíèåì ÌÃÄØ â çàâèñèìîñòè îò ïðîäîëæèòåëüíîñòè ãèäðàòàöèè ñ ìîìåíòà çàòâîðåíèÿ Ðèñ. 10. Ñðåäíèå îòíîñèòåëüíûå ä åôîðìàöèè ðàñøèðåíèÿ îáðàçöîâ-áàëî÷åê ïðè èñïûòàíèè íà ñóëüôàòîñòîéêîñòü öåìåíòîâ ñ ðàçëè÷íûì ñîäåðæàíèåì ÌÃÄØ â çàâèñèìîñòè îò ïðîäîëæèòåëüíîñòè èñïûòàíèÿ 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6 1,8 0 6 12 18 24 30 36 42 48 54 60 66 72 Òåïëîâîé ïîòîê, ÌÂò/ã Òåïëîâàÿ ýíåðãèÿ, Äæ/ã Âðåìÿ, ÷ Ñîäåðæàíèå ÌÃÄØ â öåìåíòå,%: 0 5 10 20 40 60 80 100 0 20 40 60 80 100 0,10 0,50 0,90 1,30 –0,01 0,00 0,01 0,02 0,03 0,04 0,05 0,06 0,07 0,08 0,09 0 28 56 84 112 140 168 196 224 252 280 308 336 364 392 Ïðîäîëæèòåëüíîñòü èñïûòàíèÿ, ñóò 6 ìåñ. 12 ìåñ. Îòíîñèòåëüíàÿ äåôîðìàöèÿ,% ≈ Îáëàñòü íåñóëüôàòîñòîéêèõ öåìåíòîâ – I ãðóïïà Îáëàñòü óìåðåííî ñóëüôàòîñòîéêèõ öåìåíòîâ – II ãðóïïà Îáëàñòü ñóëüôàòîñòîéêèõ öåìåíòîâ – III ãðóïïà Ñîäåðæàíèå ÌÃÄØ â öåìåíòå, %: ïî ñóëüôàòîñòîéêîñòè. Ïðè ýòîì ÷åì áîëüøå ÌÃÄØ â öåìåíòå, òåì ìåíüøèì äåôîðìàöèÿì ïîäâåðãàëèñü îáðàçöû â ñóëüôàòíîé ñðåäå (ñì. ðèñ. 10). Îòìå÷åíî, ÷òî ñïóñòÿ 12 ìåñÿöåâ èñïûòàíèÿ íà ñóëüôàòîñòîéêîñòü îñíîâíûå îáðàçöû íà öåìåíòå ñ ñîäåðæàíèåì ÌÃÄØ 20 % îòëè÷àëèñü îò êîíòðîëüíûõ îáðàçöîâ íàëè÷èåì íåáîëüøèõ òðåùèí íà ðåáðàõ. Îñíîâíûå îáðàçöû íà öåìåíòàõ ñ ñîäåðæàíèåì ÌÃÄØ 40 % è áîëåå íå îòëè÷àëèñü îò êîíòðîëüíûõ. Ðàçíèöà äåôîðìàöèé îáðàçöîâ íà öåìåíòàõ ñ ÌÃÄØ è áåç íåãî êîëîññàëüíà.  ñâÿçè ñ ýòèì ñëîæíî îïðåäåëèòü òî÷íîå ìèíèìàëüíîå ñîäåðæàíèå øëàêà, êîòîðîå áû îáåñïå÷èâàëî öåìåíòó ñóëüôàòîñòîéêîñòü, òðåáóåìóþ äëÿ åãî îòíåñåíèÿ êî II èëè III ãðóïïå ïî äàííîìó ïîêàçàòåëþ. Ïîëó÷åííûå çàâèñèìîñòè äåôîðìàöèé îò âðåìåíè ìîæíî àïïðîêñèìèðîâàòü ïîëèíîìàìè (ñì. ðèñ. 10), íî èõ çàâèñèìîñòè îò ñîäåðæàíèÿ ÌÃÄØ íå ïîääàþòñÿ àäåêâàòíîé ìàòåìàòè÷åñêîé îáðàáîòêå (ðèñ. 11), ò. å. íå óäàåòñÿ ïîäîáðàòü àäåêâàòíóþ àïïðîêñèìèðóþùóþ ôóíêöèþ. Ïîýòîìó âñå òî÷êè ñîåäèíèëè ïðîñòîé ñãëàæåííîé ëèíèåé, ïîçâîëÿþùåé ïðèáëèçèòåëüíî îöåíèòü âëèÿíèå ñîäåðæàíèÿ øëàêà íà ãðóïïó öåìåíòà ïî ñóëüôàòîñòîéêîñòè. Èç äàííûõ ðèñ. 11 ñëåäóåò, ÷òî öåìåíòû ñ ñîäåðæàíèåì ÌÃÄØ äî 9 % ÿâëÿþòñÿ íåñóëüôàòîñòîéêèìè, îò 9 äî 18 % — óìåðåííî ñóëüôàòîñòîéêèìè, áîëåå 18 % — ñóëüôàòîñòîéêèìè. Ïðîöåíòû óêàçàíû ñ îêðóãëåíèåì äî öåëîãî â áóëüøóþ ñòîðîíó.
ÌÀÐÒ—ÀÏÐÅËÜ 2023 68 Ñîãëàñíî ÃÎÑÒ Ð 56687, ñóëüôàòîñòîéêîñòü öåìåíòà îïðåäå ëÿåò ñÿ òîëüêî ñðåäíåé îòíîñèòåëüíîé äåôîðìàöèåé îáðàçöîâ, ÷åãî äëÿ ðåøåíèÿ ñòðîèòåëüíûõ çàäà÷ âïîëíå äîñòàòî÷íî.  öåëÿõ áîëåå ãëóáîêîãî àíàëèçà îáðàçöû áûëè äîïîëíèòåëüíî èñïûòàíû íà ïðî÷íîñòü è âîäîïîãëîùåíèå. Íà ðèñ. 12 ïðèâåäåíû ðåçóëüòàòû èñïûòàíèÿ îáðàçöîâ-áàëî÷åê íà ðàñòÿæåíèå ïðè èçãèáå. Ñóëüôàòíàÿ ñðåäà íàèáîëåå íåãàòèâíî ïîâëèÿëà íà ïðî÷íîñòü îáðàçöîâ, èçãîòîâëåííûõ íà ÏÖ áåç ÌÃÄØ: äëÿ îñíîâíûõ îáðàçöîâ îíà ñíèçèëàñü ïî ñðàâíåíèþ ñ êîíòðîëüíûìè íà 74 %. Ïðî÷íîñòü ïðè èçãèáå îñíîâíûõ îáðàçöîâ íà öåìåíòå, ñîäåðæàùåì 20 % ÌÃÄØ, íåñêîëüêî ñíèçèëàñü â ñðàâíåíèè ñ êîíòðîëüíûìè. Íà öåìåíò, ñîäåðæàùèé 40 è 60 % ÌÃÄØ, ñóëüôàòíàÿ ñðåäà ïðàêòè÷åñêè íå ïîâëèÿëà. Îòìåòèì, ÷òî ïðè âîçäåéñòâèè ñóëüôàòíîé ñðåäû óâåëè÷èëàñü ïðî÷íîñòü ïðè èçãèáå îáðàçöîâ íà öåìåíòàõ, ñîäåðæàùèõ ÌÃÄØ â êîëè÷åñòâå 80 % è áîëåå (ñì. ðèñ. 12). Ýòî ìîæåò áûòü ñâÿçàíî ñ àêòèâàöèåé øëàêîâîé ñîñòàâëÿþùåé öåìåíòà â ïðèñóòñòâèè ñóëüôàò-èîíîâ. Íà ðèñ. 13 ïðèâåäåíû ðåçóëüòàòû îïðåäåëåíèÿ ïðî÷íîñòè íà ñæàòèå îáðàçöîâ-áàëî- ÷åê. Ñóëüôàòíàÿ ñðåäà íàèáîëåå íåãàòèâíî ïîâëèÿëà íà ïðî÷íîñòü îáðàçöîâ, èçãîòîâëåííûõ ñ èñïîëüçîâàíèåì ÏÖ áåç ÌÃÄØ, êîòîðàÿ äëÿ îñíîâíûõ îáðàçöîâ ñíèçèëàñü â ñðàâíåíèè ñ êîíòðîëüíûìè íà 58 %. Íà 10 % ñíèçèëèñü ïðî÷íîñòü îñíîâíûõ îáðàçöîâ, èçãîòîâëåííûõ íà öåìåíòå ñ ñîäåðæàíèåì 20 % ÌÃÄØ. Íà öåìåíòû, ñîäåðæàùèå ÌÃÄØ â êîëè÷åñòâå 40 % è áîëåå, ñóëüôàòíàÿ ñðåäà íå ïîâëèÿëà. Ïðåáûâàíèå â ñóëüôàòíîé ñðåäå ïîâûñèëî âîäîïîãëîùåíèå âñåõ ñòàíäàðòíûõ öåìåíòíûõ ðàñòâîðîâ (ðèñ. 14).  ñðàâíåíèè ñ êîíòðîëüíûìè îáðàçöàìè áîëåå âñåãî âîäîïîãëîùåíèå óâåëè÷èëîñü ó îáðàçöîâ íà ÏÖ áåç ÌÃÄØ, ÷òî ñâèäåòåëüñòâóåò îá èçìåíåíèè èõ ñòðóêòóðû. Îòìåòèì, ÷òî âñå îáðàçöû áûëè ïðèãîòîâëåíû íà ñìåñÿõ ñ îäèíàêîâûì Â/Ö, ðàâíûì 0,40. Îäíàêî ïðè ýòîì äàííûå î âîäîïîãëîùåíèè êîíòðîëüíûõ îáðàçöîâ (ñì. ðèñ. 14) ïîêàçûâàþò, ÷òî ñîäåðæàíèå ÌÃÄØ â öåìåíòå ñóùåñòâåííî âëèÿåò íà îòêðûòóþ ïîðèñòîñòü. Òàê, îáðàçöû íà öåìåíòå ñ 60 % ÌÃÄØ èìåþò ìèíèìàëüíîå âîäîïîãëîùåíèå, ñâèäåòåëü ñòâóþùåå î ìàêñèìàëüíîé ïëîòíîñòè ñòðóêòóðû ãèäðàòîâ öåìåíòíîãî êàìíÿ. 4.5. Выводы по экспериментальной части. Óñòàíîâëåíî, ÷òî ÌÃÄØ â êîëè÷åñòâå ïðèáëèçèòåëüíî äî 60—70 % â ñîñòàâå èññëåäîâàííûõ öåìåíòîâ ïîëîæèòåëüíî âëèÿåò íà ïðî÷íîñòü íà ðàñòÿæåíèå ïðè èçãèáå, à â êîëè÷åñòâå áîëåå 18 % — îáåñïå- ÷èâàåò ñóëüôàòîñòîéêîñòü. Ïðè ýòîì ðîñò ñîäåðæàíèÿ ÌÃÄØ â öåìåíòå ïðèâîäèò ê óâåëè÷åíèþ ñóëüôàòîñòîéêîñòè è ñíèæåíèþ ýêçîòåðìèè. Ïîëó÷åííûå ðåçóëüòàòû ìîæíî ïðèìåíÿòü ïðè èñïîëüçîâàíèè ÌÃÄØ â ïðîèçâîäñòâå áåòîíîâ, ðàñòâîðîâ è ñóõèõ ñòðîèòåëüíûõ ñìåñåé â ñîîòâåòñòâèè ñ êîíöåïöèåé ðàâíîçíà÷íûõ òåõíîëîãè÷åñêèõ õàðàêòåðèñòèê êîìáèíàöèé öåìåíòà è íàïîëíèòåëåé, ñîãëàñíî ÃÎÑÒ Ð 57345 (EN 206—1). Ðåçóëüòàòû ïîêàçûâàþò, ÷òî, óïðàâëÿÿ ñîäåðæàíèåì ÌÃÄØ â ñîñòàâå öåìåíòà, ìîæíî ðåãóëèðîâàòü ñòðîèòåëüíî-òåõíè÷åñêèå ñâîéñòâà öåìåíòîâ, ïîëó÷àÿ öåìåíò çàäàííîãî òèïà è ïîäòèïà, êëààñà è ïîäêëàññà, ñ îïðåäåëåííîé ýêçîòåðìèåé è íåîáõîäèìîé ñóëüôàòîñòîéêîñòüþ. 5. Çàêëþ÷åíèå ÌÃÄØ äàæå ïðè íåáîëüøîì çàìåùåíèè ÏÖ, íå ñîäåðæàùåãî ìèíåðàëüíûõ äîáàâîê (äî 20 %), êîãäà ñîõðàíÿþòñÿ îñíîâíûå ñòðîèòåëüíî-òåõíè÷åñêèå ñâîéñòâà ïîñëåäíåãî, ïîçâîëÿåò ââèäó ìåíüøåé ñòîèìîñòè ÌÃÄØ ïîëó÷àòü îùóòèìûé ýêîíîìè÷åñêèé ýôôåêò. Ñ ïðèìåíåíèåì ìíîãîôàêòîðíîé îïòèìèçàöèè ñîñòàâîâ áåòîíîâ ñ ÌÃÄØ ýêîíîìè÷åñêèé ýôôåêò îò ïðèìåíåíèÿ òàêîãî ìàòåðèàëà ìîæåò äîñòèãàòü î÷åíü âûñîêîãî óðîâíÿ [26]. Ñ èñïîëüçîâàíèåì ìîëîòîãî øëàêà ìîæíî èçãîòàâëèâàòü âûñîêîýôôåêòèâíûå áåòîíû — íå òîëüêî ðÿäîâûå, íî è áåòîíû äëÿ Ðèñ. 11. Ñðåäíèå îòíîñèòåëüíûå äåôîð ìàöèè ðàñøèðåíèÿ îáðàçöîâ-áàëî÷åê ïðè èñïûòàíèè öåìåíòîâ íà ñóëüôàòîñòîéêîñòü â çàâèñèìîñòè îò ñîäåðæàíèÿ ÌÃÄØ Ðèñ. 12. Ïðî÷íîñòü íà ðàñòÿæåíèå ïðè èçãèáå îá ðàçöîâ-áàëî÷åê ñïóñòÿ 12 ìåñÿöåâ ïðåáûâàíèÿ â âîäå (êîíòðîëüíûå) è ñóëüôàòíîì ðàñòâîðå (îñíîâíûå) 0,50 0,90 1,30 12 ìåñ. 6 ìåñ. 0,02 0,00 0,04 0,06 0,08 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Îòíîñèòåëüíàÿ äåôîðìàöèÿ, % 0,10 9 18 Ñîäåðæàíèå ÌÃÄØ â öåìåíòå, % ≈ I ãðóïïà íåñóëüôàòîñòîéêèå öåìåíòû íåñóëüôàòîñòîéêèå III ãðóïïà ñóëüôàòîñòîéêèå öåìåíòû ñóëüôàòîñòîéêèå II ãðóïïà óìåðåííî ñóëüôàòîñòîéêèå öåìåíòû óìåðåííî ñóëüôàòîñòîéêèå 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Ïðî÷íîñòü ïðè èçãèáå, ÌÏà Ñîäåðæàíèå ÌÃÄØ â öåìåíòå, % Êîíòðîëüíûå Îñíîâíûå Ðèñ. 13. Ïðî÷íîñòü íà ñæàòèå îáðàçöîâ-áàëî÷åê ñïóñò ÿ 12 ìåñÿöåâ ïðåáûâàíèÿ â âîäå (êîíòðîëüíûå) è ñóëüôàòíîì ðàñòâîðå (îñíîâíûå) 0 10 20 30 40 50 60 70 80 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Ïðî÷íîñòü íà ñæàòèå, ÌÏà Ñîäåðæàíèå ÌÃÄØ â öåìåíòå, % Êîíòðîëüíûå Îñíîâíûå Ðèñ. 14. Âîäîïîãëîùåíèå ïî ìàññå ñïóñòÿ 12 ìåñÿöåâ ïðåáûâ àíèÿ â âîäå (êîíòðîëüíûå) è ñóëüôàòíîì ðàñòâîðå (îñíîâíûå) 4,0 4,5 5,0 5,5 6,0 6,5 7,0 7,5 8,0 8,5 9,0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Âîäîïîãëîùåíèå ïî ìàññå, % Ñîäåðæàíèå ÌÃÄØ â öåìåíòå, % Êîíòðîëüíûå Îñíîâíûå
ÌÀÐÒ—ÀÏÐÅËÜ 2023 69 äîðîæíûõ è àýðîäðîìíûõ ïîêðûòèé [27], áûñòðîòâåðäåþ ùèå, âûñîêîïðî÷íûå, âîäîíåïðîíèöàåìûå è ìîðîçîñòîé êèå [28]. ÌÃÄØ ïðîèçâîäñòâà ÎÎÎ «Ìå÷åë-Ìàòåðèàëû» ïîçâîëÿåò ïîëó÷àòü öåìåíòû è áåòîíû ñ âûñîêèìè ýêîëîãè÷åñêèìè, ýêîíîìè÷åñêèìè è ýêñïëóàòàöèîííûìè ïîêàçàòåëÿìè, ãàðàíòèðóþùèìè ñòðîèòåëüíûì ìàòåðèàëàì âûñîêóþ ýôôåêòèâíîñòü è äîëãîâå÷- íîñòü. ËÈÒÅÐÀÒÓÐÀ 1. Saranya P., Nagarajan P., Shashikala A.P. Eco-friendly GGBS Concrete: A State-of-The-Art Review // IOP Conference Series: Mater. Sci. and Eng. 2018. Vol. 330, N 1. P. 012057, 1—5. 2. Ozbay E., Erdemir M., Durmus H.I. Utilization and efficiency of ground granulated blast furnace slag on concrete properties — A review // Construction and Building Mater. 2016. Vol. 105. P. 423—434. 3. Osborne G.J. Durability of portland blast-furnace slag cement concrete // Cement and Concrete Composites. 1999. Vol. 21, N 1. P. 11—21. 4. Hawileh R.A., et al. Performance of reinforced concrete beams cast with different percentages of GGBS replacement to cement // Archives of Civil and Mechanical Eng. 2017. Vol. 17, N 3. P. 511—519. 5. Giergiczny Z. è äð. Air void system and frost-salt scaling of concrete containing slag-blended cement // Construction and Building Mater. 2009. Vol. 23, N 6. P. 2451—2456. 6. Ma L., Zhao Y., Gong J. Restrained early-age shrinkage cracking properties of high-performance concrete containing fly ash aönd ground granulated blast-furnace slag // Construction and Building Mater. 2018. Vol. 191. P. 1—12. 7. Aghaeipour A., Madhkhan M. Effect of ground granulated blast furnace slag (GGBFS) on RCCP durability // Construction and Building Materials. 2017. Vol. 141. P. 533—541. 8. Ozturk O., Dalgic B., Keskin U.S. Mechanical and workability evalution of self-compacting concrete incorporating high volume ground granulated blast furnace slag // Cement Wapno Beton. 2017. Vol. 22, N 2. P. 145—148. 9. Phul A.A. è äð. GGBS And Fly Ash Effects on Compressive Strength by Partial Replacement of Cement Concrete // Civil Engineering J. 2019. Vol. 5, N 4. P. 913—921. 10. Saluja S., Goyal S., Bhattacharjee B. Strength properties of roller compacted concrete containing GGBS as partial replacement of cement // J. Eng. Res. 2019. Vol. 7, N 1. P. 1—17. 11. Osmanovic Z., Haracic N., Zelic J. Properties of blastfurnace cements (CEM III/A, B, C) based on Portland cement clinker, blastfurnace slag and cement kiln dusts // Cement and Concrete Composites. 2018. Vol. 91. P. 189—197. 12. Samad S., Shah A., Limbachiya M.C. Strength development characteristics of concrete produced with blended cement using ground granulated blast furnace slag (GGBS) under various curing conditions // Sādhanā. 2017. Vol. 42, N 7. P. 1203—1213. 13. Rao S.K., Sravana P., Rao T.C. Abrasion resistance and mechanical properties of Roller Compacted Concrete with GGBS // Construction and Building Mater. 2016. Vol. 114. P. 925—933. 14. Stark J., Ludwig H.M. Freeze-thaw and freeze-deicing salt resistance of concretes containing cement rich in granulated blast furnace slag // ACI Materials J. 1997. Vol. 94, N 1. P. 47—55. 15. Ganesh P., Murthy A.R. Tensile behaviour and durability aspects of sustainable ultra-high performance concrete incorporated with GGBS as cementitious material // Construction and Building Mater. 2019. Vol. 197. P. 667—680. 16. Xu G., He X., He Y. Effect of Steel Slag and Granulated Blast-furnace Slag on the Mechanical Strength and Pore Structure of Cement Composites // J. Wuhan University of Tech., Mater. Sci. Edition. 2018. Vol. 33, N 5. P. 1186—1192. 17. Lukowski P., Salih A. Durability of mortars containing ground granulated blast-furnace slag in acid and sulphate environment // Procedia Eng. 2015. Vol. 108. P. 47—54. 18. Nguyen T.H.Y., Tsuchiya K., Atarashi D. Microstructure and composition of fly ash and ground granulated blast furnace slag cement pastes in 42-month cured samples // Construction and Building Mater. 2018. Ò. 191. Vol. 114—124. 19. Taylor R., Richardson I.G., Brydson R.M.D. Composition and microstructure of 20-year-old ordinary Portland cement-ground granulated blast-furnace slag blends containing 0 to 100 % slag // Cement and Concrete Res. 2010. Vol. 40, N 7. Vol. 971—983. 20. Richardson I.G., Groves G.W. Microstructure and microanalysis of hardened cement pastes involving ground granulated blast-furnace slag // J. Mater. Sci. 1992. Vol. 27, N 22. P. 6204—6212. 21. Hooton R.D. Canadian use of ground granulated blast-furnace slag as a supplementary cementing material for enhanced performance of concrete // Canadian J. Civil Eng. 2000. Vol. 27, N 4. P. 754—760. 22. Boubekeur T. è äð. Prediction of the durability performance of ternary cement containing limestone powder and ground granulated blast furnace slag // Construction and Building Mater. 2019. Vol. 209. P. 215—221. 23. Li G. è äð. Ground granulated blast furnace slag effect on the durability of ternary cementitious system exposed to combined attack of chloride and sulfate // Construction and Building Mater. 2018. Vol. 158. P. 640—648. 24. Choi Y.C., Park B. Enhanced autogenous healing of ground granulated blast furnace slag blended cements and mortars // J. Mater. Res. and Tech. 2019. Vol. 8, N 4. P. 3443—3452. 25. Olivier K. è äð. Early-age self-healing of cementitious materials containing ground granulated blast-furnace slag under water curing // J. Advanced Concrete Tech. 2016. Vol. 14, N 11. P. 717—727. 26. Èâàíîâ È.Ì., Êðàìàð Ë.ß. Ìàòåìàòè÷åñêàÿ ìîäåëü äëÿ íàçíà÷åíèÿ âûñîêîýôôåêòèâíîãî ñîñòàâà áåòîíà ñ èñïîëüçîâàíèåì ìîëîòîãî ãðàíóëèðîâàííîãî äîìåííîãî øëàêà // Âåñòíèê ÞÓðÃÓ. Ñåðèÿ «Ñòðîèòåëüñòâî è àðõèòåêòóðà». 2020. Ò. 20, ¹ 4. Ñ. 28—41. 27. Èâàíîâ È.Ì., Êðàìàð Ë.ß., Êèðñàíîâà À.À. Áåòîí íà îñíîâå øëàêîïîðòëàíäöåìåíòà äëÿ äîðîæíûõ è àýðîäðîìíûõ ïîêðûòèé // Öåìåíò è åãî ïðèìåíåíèå. 2019. ¹ 2. Ñ. 96—102. 28. Êðàìàð Ë.ß., Èâàíîâ È.Ì. Áûñòðîòâåðäåþùèé, âûñîêîïðî÷íûé è ìîðîçîñòîéêèé áåòîí íà îñíîâå øëàêîïîðòëàíäöåìåíòà // Âåñòíèê ÞÓðÃÓ. Ñåðèÿ «Ñòðîèòåëüñòâî è àðõèòåêòóðà». 2021. Ò. 21, ¹ 1. Ñ. 48—53. реклама
март—апрель 2023 70 Активность низкокальциевых зол-уноса в составе вяжущих фосфатного твердения УДК 666.9 А.С. Брыков, д-р техн. наук, проф.; М.Е. Воронков, канд. техн. наук, доцент, Санкт-петербургский государственный технологический институт (технический университет), россия РЕФЕРАТ. Легкие, прочные и термостойкие структуры, получаемые при взаимодействии низкокальциевых зол-уноса с фосфорной кислотой, могут представлять интерес для технологии теплоизоляционных высокотемпературных материалов. Однако активность зол-уноса в отношении взаимодействия с растворами ортофосфорной кислоты и способность формировать искусственный камень в результате этого взаимодействия зависят от химического состава и природы стеклофазы золы. Из представленных в данной работе примеров следует, что наряду с золами-уносом, которые легко вступают в эту реакцию при обычной температуре, существуют также золы, проявляющие заметную активность в смесях с H3PO4 только в условиях повышенных температур или остающиеся инертными даже в этих условиях. Результатом химического взаимодействия золы с кислотой является фосфатный камень, прочность которого достигает 10 МПа и более (при плотности 1,4—1,5 г/см3), а после обжига при 900 °C — порядка 15 МПа (при плотности 1,2 г/см3). Ключевые слова: низкокальциевая зола-унос, фосфорная кислота, фосфатное вяжущее. Keywords: low-calcium fly-ash, phosphoric acid, phosphate binder. Введение Золы-унос, образующиеся на угольных тЭС, состоят преимущественно из стекловидных микросфер, химическая активность которых по отношению к щелочным и кислым средам позволяет эффективно использовать их в технологии как традиционных вяжущих материалов на основе портландцемента, так и материалов в бесклинкерных системах, например, вяжущих фосфатного твердения [1—4]. Способность зол-уноса тЭС взаимодействовать с фосфорной кислотой с образованием, в зависимости от состава материалов и условий твердения, достаточно прочного и устойчивого к высоким температурам искусственного камня может найти применение в технологиях высокотемпературных материалов, ориентированных на ресурсосбережение и невысокую себестоимость. Этому способствуют низкая теплопроводность зольных микросфер и тугоплавкость соединений, образующихся при их взаимодействии с H3PO4. Среди применений золо-фосфатных материалов упоминаются теплоизоляционные и огнестойкие пеноматериалы, а также материалы для консервации и безопасного хранения радиоактивных и токсичных отходов [1, 2]. Важным этапом для практического применения золо-фосфатных вяжущих может стать поиск среди производственных отходов, содержащих фосфорную кислоту и ее соли, альтернативы дорогостоящей фосфорной кислоте, не уступающей последней по эффективности в качестве активатора твердения. Однако опубликованных на этот счет данных пока довольно мало [1, 2]. Взаимодействие золы с H3PO4 включает в себя частичное расщепление алюмосиликатной стеклофазы золы фосфорной кислотой и образование новой полимерной аморфной фазы (со связями Si—O—P—O—Al), цементирующей основную массу частиц золы. Среди прочих факторов, прочность образующегося камня зависит, согласно [1, 3], от концентрации H3PO4 и от соотношения кислоты и золы. В меньшей степени известно, какую роль играет при этом химический состав самой низкокальциевой золы и в чем состоит его влияние на химическую активность последней. В данной работе проведено сравнительное исследование закономерностей «фосфатного» твердения низкокальциевых зол-уноса из трех различных источников (угольных тЭС) и свойств получаемого при этом искусственного камня. Материалы и методы Химический состав исходных материалов и их удельная поверхность по Блейну представлены в таблице. Химический состав материалов определялся методом энергодисперсионной спектроскопии при помощи приставки-анализатора Oxford instruments INCA x-act 51-ADD 0007 к электронному микроскопу TESCAN VEGA 3 SBH. Удельная поверхность оценивалась на полуавтоматическом приборе Блейна типа TESTING 1.0297. Зола 3 отличается от первых двух более высоким содержанием ионов-модификаторов стеклофазы (Ca, Na, Mg, K, Fe), кроме того, данная зола имеет наименьшую удельную поверхность.
март—апрель 2023 71 Фазово-минералогический состав исследуемых объектов определен на основании анализа дифрактограмм (рис. 1), полученных методом порошковой рентгеновской дифракции на дифрактометре Rigaku SmartLab 3. Золы имеют близкий состав кристаллических фаз, представленный преимущественно муллитом и кварцем — фазами, инертными по отношению к фосфорной кислоте. Диффузная область в дифрактограммах говорит о наличии в золах стеклофазы, которая, очевидно, обусловливает их химическую активность. На рис. 2 представлены спектры ИК пропускания исследуемых зол-уноса. Спектры сняты в таблетках KBr на спектрофотометре Shimadzu IRTracer-100, FTIR. В спектрах ИК пропускания зол-уноса присутствует характерный для алюмосиликатных материалов набор полос в области 1100—450 см–1, обусловленных колебаниями атомов в группах со связями Si—O—Al и Si—O—Si. В ИК спектре золы 1 виден четкий дублет кварца в области 800 см–1; в спектре золы 3 он также присутствует, но его интенсивность гораздо слабее, тогда как в спектре золы 2 этот дублет едва заметен. Эти данные находятся в соответствии с данными рФа, согласно которым наименее интенсивные рефлексы кварца наблюдаются в дифрактограмме золы 2. Отметим, что полоса с максимумом около 1090 см–1, обусловленная валентными колебаниями (νas) атомов в указанных группах, также имеет наименьшую интенсивность в спектре золы 2. Возможно, это также связано с низкой степенью кристалличности последней. таким образом, можно предполагать, что вещество в золе 1 имеет наибольшую степень кристалличности, тогда как зола 2 закристаллизована в наименьшей степени; зола 3 в этом отношении занимает промежуточное положение, вместе с тем она отличается наибольшим содержанием ионовмодификаторов. В работе использовали 40 %-ный водный раствор ортофосфорной кислоты (плотность рис. 1. рентгеновские дифрактограммы зол-уноса рис. 2. Спектры ИК пропускания зол-уноса Химический состав зол-уноса, % масс. Зола SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO K2O MgO Na2O TiO2 SO3 P2O5 Sуд, см2/г 1 62,0 25,2 5,2 1,8 2,5 0,9 0,4 1,5 — 0,6 4 700 2 63,8 26,8 3,9 1,8 0,6 0,4 0,5 1,4 0,3 0,5 5 400 3 54,5 23,9 7,8 4,2 2,2 1,6 1,4 1,4 1,2 1,2 3 300 2θ, ° м — муллит Q — кварц Зола 1 Зола 2 Зола 3 5 10 15 20 25 Стеклофаза Стеклофаза Стеклофаза M M M M M M M M M M M M M M M M M M M M M M M M M MM M M Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q 30 35 40 45 50 55 60 Зола 1 Vas [Si—O—Si, Si—O—Al] Кварц Зола 2 Зола 3 3900 3400 2900 2400 1900 1400 900 400 1090 800 Волновое число, см–1 1,255 г/см3). предварительно были подобраны соотношения жидкости затворения (раствора фосфорной кислоты) и золы-уноса, обеспечивающие удовлетворительную пластичность и удобоукладываемость получаемого теста. Для зол 1, 2 и 3 эти соотношения составили соответственно 0,4, 0,4 и 0,3. Более низкое отношение ж/т в случае золы 3 обусловлено ее меньшей удельной поверхностью по сравнению с золами 1 и 2. Экспериментальная часть Золу и раствор фосфорной кислоты смешивали вручную в течение примерно 1 мин, и приготовленное тесто укладывали в формы размерами 30 × 30 × 30 мм. Контрольную серию образцов в формах выдерживали в камере влажного хранения при 20 °C. Часть образцов в формах выдерживали при температуре 80 °C, во избежание высыхания образцов формы оборачивали в полиэтиленовую пленку. Образцы извлекали из формы после затвердевания и продолжали хранить в тех же условиях до испытаний на прочность при сжатии. результаты испытаний представлены на рис. 3. Образцы, содержащие золу 1, не проявляли признаков твердения в течение по крайней мере 3 сут ни при обычной, ни при повышенной температуре. Образцы с золой 2 при обычной температуре также не твердели в течение 3 сут и более, однако затвердели за несколько часов при 80 °C. Образцы из золы 3 достигли распалубочной прочности за несколько часов при обычной температуре. Следует отметить, что смешивание кислоты с золой 3 сопровождалось заметным разогреванием смеси; при затворении кислотой золы 1 тепловыделение вообще не наблюдалось, в случае золы 2 тепловыделение было незначительным. таким образом, рассмотренные в работе золы-уноса по активности взаимодействия с растворами H3PO4 можно разделить на три следующие категории: 1) не проявляющие активность по отношению к H3PO4 ни при обычной, ни при повышенной температуре (зола 1, которая, по-видимому, имеет наибольшую степень кристалличности); 2) взаимодействующие с H3PO4 при повышенной температуре (зола 2 с наименьшей степенью кристалличности); 3) взаимодействующие с H3PO4 при обычной или повышенной температуре (зола 3 с максимальным содержанием ионовмодификаторов стеклофазы). Известно, что химическая активность золуноса в составе портландцементных композиций, растворов и бетонов (пуццолановая активность) возрастает с увеличением содержания ионов-модификаторов в составе ее стеклофазы [5]. Ионы-модификаторы способствуют снижению степени связности полимерной структуры стеклофазы и увеличению содержания в ней «немостиковых» атомов кислорода. менее связная стеклообразная структура обладает более высокой химической активностью. Этот же принцип можно применить и здесь для объяснения высокой активности золы 3 в составе фосфатных вяжущих. Для электронно-микроскопических исследований формируемой структуры после испытания образцов на прочность фрагменты материала размерами 5—10 мм, отобранные из центральной части разрушенных образцов, выдерживали в этаноле 1 сут и затем высушивали при 40—45 °C в течение 6—8 ч.
март—апрель 2023 72 Высушенные образцы помещали на предметный столик, вакуумировали и напыляли на них углерод. поверхность обработанных таким образом фрагментов раствора исследовали методом сканирующей электронной микроскопии (СЭм). микроструктура камня, образующегося в результате взаимодействия H3PO4 и золы 2 (80 °C, 5 ч), показана на рис. 4. Крупные частицы золы, практически не затронутые реакцией, сохраняются в матрице, представляющей собой однородный, преимущественно аморфный продукт взаимодействия наиболее мелких частиц золы с фосфорной кислотой. Согласно данным рентгенофазового анилиза (рФа) (рис. 5), практически единственным кристаллическим новообразованием является кристаллогидрат дигидрофосфата кальция, но его содержание в продукте представляется незначительным (для проведения рФа фрагменты образцов измельчали в тонкий порошок). Для определения плотности и послеобжиговой прочности (жаростойкости) золофосфатного камня образцы высушивали до постоянной массы при температуре 100— 110 °C, измеряли их геометрические размеры с помощью штангенциркуля, затем обжигали при 900 °C в течение 1 ч. после этого образцы снова взвешивали, измеряли их геометрические размеры и определяли прочность при сжатии. Фрагменты разрушенных образцов измельчали в тонкий порошок для проведения рФа. плотность образцов после высушивания до постоянной массы (105—110 °C) не превышает 1,4 г/см3, что обусловлено наличием полых частиц золы в составе затвердевшего камня. после обжига при 900 °C плотность камня составляет лишь около 1,2 г/см3, при этом прочность образцов достигает приблизительно 15 мпа. Увеличение прочности образцов при обжиге обусловлено протекающими в них процессами спекания при участии аморфной фазы с образованием кристаллических продуктов. В образцах после обжига методом рФа и СЭм обнаружены тугоплавкие фазы: пирофосфат кальция (Ca2P2O7, образующийся, очевидно, при термической деструкции дигидрофосфата) и AlPO4 (берлинит) (рис. 5). Выводы 1. Химический состав и природа стеклофазы зол-уноса определяют активность последних в отношении взаимодействия с растворами ортофосфорной кислоты и способность формировать искусственный камень в результате этого взаимодействия. Высокая степень аморфности вещества золы и повышенное содержание в ней ионов-модификаторов стеклофазы способствуют повышению ее химической активности. 2. Наряду с золами-уноса, которые легко вступают в реакцию с H3PO4 при обычной температуре, существуют золы-унос, проявляющие заметную активность в смесях с H3PO4 только в условиях повышенных температур или остающиеся инертными даже в этих условиях. 3. Небольшие различия в химическом составе зол могут влиять на особенности полимерного состояния стеклофазы частиц золы, и, следовательно, на скорость их реакции с фосфорной кислотой. лИтератУра 1. Ma Sh., Zhang Z., Liu X. Comprehensive understanding of aluminosilicate phosphate geopolymers: a critical review // MDPI. Materials. 2022. Vol. 15. P. 5961. 2. Katsiki A. Aluminosilicate phosphate cements — a critical review // Advances in Applied Ceramics. 2019. Vol. 118, N 5. P. 274—286. 3. Pu Sh., Zhu Zh., Song W., Huo W., Zhang J. Mechanical and microscopic properties of fly ash phosphoric acid-based geopolymer paste: a comprehensive study // Construction and Building Materials. 2021. Vol. 299. P. 123947. 4. Mahyar M., Erdogan S. Phosphate-activated high-calcium fly ash acid-base cements // Cement and Concrete Composites. 2015. Vol. 63. P. 96—103. 5. Li Zh., Xu G., Shi X. Reactivity of coal fly ash used in cementitious systems: A state-of-the-art overview // Fuel. 2021. Vol. 301. P. 121031. рис. 3. прочность при сжатии золо-фосфатных образцов рис. 4. СЭМ-изображения фрагментов поверхности скола образцов Âðåìÿ Âðåìÿ Ïðî÷íîñòü, ÌÏà Ïðî÷íîñòü, ÌÏà Òåìïåðàòóðà, °Ñ 20 80 900 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 1 ÷ 3 ÷ 5 ÷ 1 ñóò 3 ñóò 2,4 4,9 9,3 12,4 17 20 80 900 0 2 4 6 8 10 12 14 16 1 ÷ 3 ÷ 5 ÷ 1 ñóò 3 ñóò 7 ñóò 28 ñóò 4,5 4,9 7,3 8,6 5,5 7,9 8,5 12,4 14,1 Òåìïåðàòóðà, °Ñ Зола 2 Зола 3 рис. 5. Дифрактограммы исходной золы 2 (1), продукта твердения смеси золы 2 с ортофосфорной кислотой (5 ч, 80 °C) (2) и этого же продукта после обжига при 900 °C (1 ч) (3) 2θ, ° м — муллит Q — кварц A — фосфат алюминия D — дигидрофосфат кальция P — пирофосфат кальция 5 10 15 20 25 M 2 M D D D 1 3 M M M M M M P P M A A A M M M M M M M M M Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q 30 35 40 45 50 55 60
реклама
март—апрель 2023 74 Эффективная добавка на основе синтетического флюорита и графитированного углерода из отходов алюминиевого производства для синтеза клинкерных соединений УДК 691.542:661.48 Б.П. Куликов, д-р хим. наук, ведущий науч. сотр.; Н.В. Васюнина, канд. техн. наук, доцент; И.В. Дубова, канд. техн. наук, доцент; А.С. Самойло, инженер-исследователь; Р.О. Баланев, ведущий инженер; И.К. Иванова, лаборант-исследователь; Я.С. Сысоева, лаборант-исследователь, Сибирский федеральный университет, россия РЕФЕРАТ. Статья содержит результаты лабораторных исследований, выполненных для оценки эффективности введения в сырьевую муку для производства портландцементного клинкера комплексной добавки на основе синтетического флюорита и графитированного углерода, полученной из отходов алюминиевого производства. Исследования выполнены методами термогравиметрии, высокотемпературной рентгенографии и рентгенофазового анализа. Приведены результаты конверсии фторалюминатов натрия, входящих в состав отходов, в синтетический флюорит путем обработки отходов известковым молоком. Установлено, что извлечение фтора из отходов в синтетический флюорит составляет 100 %. Остаточное содержание натрия в добавке после обработки известковым молоком снижается на 90—98 % и обусловлено наличием в кеке щелочи, содержащейся в фильтрате. Термогравиметрические исследования показали, что введение минерализатора интенсифицирует спекание сырьевой муки. Так, при одинаковых температурах степень декарбонизации CaCO3 в образце с комплексной добавкой на 15—60 % выше, чем без минерализатора. Температура образования жидкой фазы при спекании сырьевой муки с фторуглеродсодержащей добавкой снизилась приблизительно на 25 °C. Совместное действие фторсодержащего минерализатора и выгорающей добавки уменьшило энергозатраты на декарбонизацию известняка примерно на 23,5 %. По данным высокотемпературной рентгенографии построены температурные зависимости интенсивности аналитических линий основных клинкерных соединений при спекании индивидуальной сырьевой муки и муки с фторуглеродсодержащей добавкой в интервале 700—1200 °C. Полученные результаты подтвердили эффективность комплексной добавки. Аналитические линии, характеризующие синтез основных клинкерных фаз, в сырьевой муке с добавкой характеризуются большей интенсивностью при одинаковых температурах. Ключевые слова: фторуглеродсодержащий минерализатор, выгорающая добавка, фторалюминаты натрия, известковое молоко, каустификация, термогравиметрия, декарбонизация известняка, синтез клинкерных соединений. Keywords: fluorocarbon-containing mineralizer, combustible additive, sodium fluoroaluminates, lime milk, caustification, thermogravimetry, limestone decarbonizing, clinker chemical species synthesis. Введение Фторуглеродсодержащие отходы алюминиевого производства — потенциально перспективное сырье для использования в черной металлургии, цементной и глиноземной промышленности [1—6]. Для цементного производства отходы алюминиевых заводов интересны с точки зрения замены природного минерализатора на основе флюорита и выгорающей добавки. Семнадцатилетний опыт промышленного использования фторуглеродсодержащих отходов с Братского алюминиевого завода на ангарском цементногорном комбинате, а также промышленные испытания по обжигу клинкера с добавкой отходов на ряде цементных заводов выявили два негативных момента: 1) отходы наряду с полезными фтором и углеродом содержат натрий, количество которого в отходах составляет 0,5—0,9F, где F — массовая доля фтора. Введение отходов в сырьевой шлам (муку) неизбежно увеличивает концентрацию щелочи в клинкере; 2) возникают сложности при экспресс-анализе содержания фтора в сырьевом шламе. Фтор в отходах алюминиевого производства представлен преимущественно фторалюминатами натрия: криолитом (Na3AlF6) и хиолитом (Na5Al3F14). методики экспресс-анализа фтора в таких соединениях отсутствуют. Чтобы найти выход из сложившейся ситуации, была разработана технология выведения натрия из отходов в раствор каустической щелочи с конверсией фторалюминатов натрия в синтетический флюорит [7]. Это обеспечивается каустификацией отходов известковым молоком. разработанная технология каустификации фтористых солей создает условия для масштабной переработки отходов алюминиевых заводов в производстве цемента. при этом твердые продукты каустификации выполняют комплексную функцию: минерализатора и выгорающей добавки. Очевидно, что оценку эффективности новой комплексной добавки для синтеза основных клинкерных фаз необходимо начинать с лабо-
март—апрель 2023 75 раторных исследований, которые в настоящей работе выполнены методами термогравиметрии и высокотемпературной рентгенографии. Цель исследования — изучить в неизотермических условиях поведение образцов сырьевой муки для получения портландцементного клинкера с добавкой на основе синтетического флюорита и графитированного углерода, полученной путем каустификации отходов алюминиевого производства известковым молоком. Получение добавки на основе синтетического флюорита и графитированного углерода при каустификации отходов алюминиевого производства известковым молоком фторалюминаты натрия (криолит и хиолит) переходят в химически активный синтетический флюорит CaF2, а натрий — в раствор каустической щелочи: Na3AlF6 + 3Ca(OH)2 = = 3NaOН (р-р) + Al(OН)3↓ + 3CaF2↓, (1) Na5Al3F14 + 7Ca(OH)2 = = 5NaOН (р-р) + 3Al(OН)3↓ + 7CaF2↓. (2) таким образом решаются две задачи: 1) из отходов алюминиевого производства выводится натрий, 2) фторалюминаты натрия конвертируются в привычный для цементников флюорит CaF2. твердый продукт каустификации отходов алюминиевого производства содержит графитированный углерод, синтетический флюорит, гидроксид и оксид алюминия. Остаточное содержание натрия в продукте не превышает 1,0 %. рентгенофазовый анализ (рФа) выполнен по программе ИпС рФа [8] с использованием базы данных рентгенофазовых стандартов минералов PDF2 для идентификации фаз и количественного рФа (КрФа) мультирефлексным методом «корундовых чисел» [9]. рентгенограммы регистрировали на рентгеновском дифрактометре Shimadzu XRD7000, Япония (излучение Cu Kα, монохроматор) в следующем режиме: диапазон 5—70° 2θ, шаг 0,03°, скорость сканирования 1,5 °/мин. Фазовый состав хвостов флотации угольной пены (ХФУп) до и после каустификации по данным рентгенодифракционного анализа приведен в табл. 1. Условия каустификации были следующими: дозировка СаО (в пересчете на CaF2) — с 5 %-ным избытком, соотношение Ж : т = = 4,5 : 1, температура 80 °C, время перемешивания 60 мин. Весь фтор, содержавшийся в криолите и хиолите, перешел в состав CaF2. Остаточное содержание натрия в твердом продукте каустификации было равно 0,35 %, концентрация NaOH в фильтрате — 10,5 г/дм3. В качестве примера на рис. 1 приведены рентгенограммы ХФУп до и после каустификации. технология каустификации отходов безотходная, так как раствор каустической щелочи востребован на алюминиевых заводах в качестве эффективного абсорбента газообразных соединений фтора и серы взамен кальцинированной соды. Термогравиметрические исследования термогравиметрические исследования выполнены на приборе синхронного термического анализа STA 449 Jupiter. Образцы нагревали от 35 до 1460 °C со скоростью 10 °C/мин в слабооокислительной газовой среде (осушенный аргон + 5 % кислорода). Для оценки эффективности комплексной добавки анализировали образцы без добавок и с фторуглеродсодержащей добавкой. Исследование проводили в корундовых тиглях для дифференциального термического анализа. В ходе экспериментов контролировали качественный и количественный состав газообразных продуктов обжига с помощью квадрупольного массспектрометра Aelos. Энергия электронного удара составляла 70 эВ. В качестве образцов для исследований использовали рабочую сырьевую муку одного из цементных заводов, основой которой является измельченный известняк с добавками (табл. 2). Комплексную добавку приготовили путем каустификации отходов со шламового поля алюминиевого завода. твердый продукт каустификации содержал: CaF2 — 32,8 %, С — 44,9 %, Na — 0,85 %, остальное — примеси. Для термогравиметрических исследований были подготовлены два образца сырьевой муки, составы которых приведены в табл. 3. Результаты исследований и их обсуждение Дериватограммы спекания рабочей сырьевой муки и сырьевой муки с комплексной фторуглеродсодержащей добавкой (0,15 % в пересчете на фтор) приведены на рис. 2 и 3. Сырьевая мука без добавок. В интервале температур 35—490 °C наблюдается эндотермический эффект, сопровождающийся потерей образцом 1,0 % массы (см. рис. 2). Этот эффект обусловлен выделением воды, о чем свидетельствует сигнал масс-спектрометра (массовое число 18). Эндотермический эффект в интервале температур 600—908 °C сопровождается потерей образцом 33,5 % массы. Это вызвано декарботаблица 1 Фазовый состав ХФУп до и после каустификации Фаза Содержание, % масс. до каустификации после каустификации C (графит) 81,35 80,60 Na5Al3F14 (хиолит) 3,42 — Na3AlF6 (криолит) 6,98 — Al2O3 (корунд) 3,45 3,37 CaF2 (флюорит) 0,56 11,37 Ca3Al2(OH)12 (катоит) — 2,90 прочие 2,24 1,76 рис. 1. Фрагменты рентгенограмм исходных хвостов флотации (а) и твердого продукта их каустификации (б) Na Al 5 F3 14 Na AlF 3 6 Na AlF 3 6 Ãðàôèò CaF2 Na Al 5 F3 14 Na AlF 3 6 Al O2 3 Na Al 5 F3 14 Al O2 3 Na Al 5 F3 14 Na AlF 3 6 20 0 40 60 80 100 120 16 21 26 31 36 41 46 Îòíîñèòåëüíàÿ èíòåíñèâíîñòü, % Ãðàôèò CaF2 CaF2 Al O2 3 Al O2 3 Al(OH)3 0 20 40 60 80 100 120 16 21 26 31 36 41 46 Îòíîñèòåëüíàÿ èíòåíñèâíîñòü, % а 2θ, ° б 2θ, ° таблица 2 Состав исходных сырьевых материалов в пересчете на оксиды, % масс. материал п.п.п. SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO SO3 R2O F Известняк 41,77 2,10 0,76 0,46 54,12 0,72 0,18 0,32 — Глина 7,12 60,5 12,8 6,56 6,24 2,80 0,18 3,78 — Охра 7,53 50,95 22,24 10,2 2,97 2,85 — 3,25 — Железосодержащая добавка 4,04 29,51 7,33 49,18 4,65 0,65 0,50 1,57 — таблица 3 масса и состав образцов для исследований Сырьевая мука масса, мг Количество добавки CaF2 + С, мг Содержание фтора, % масс. Навеска для термогравиметрического исследования, мг Без добавок 200 — — 99,778 С добавкой CaF2 и С 240 2,25 0,15 99,976
март—апрель 2023 76 низацией известняка с выделением CO2, о чем свидетельствует сигнал масс-спектрометра (массовое число 44). максимальная интенсивность выделения углекислого газа наблюдается при 853 °C. тепловой эффект декарбонизации известняка (рассчитанный путем сравнения площадей эффектов исследуемого образца и реперного соединения [10]) составил 302,5 Дж/г. Эндотермическое отклонение линии Дта в интервале температур 1180—1460 °C сопровождается несколькими тепловыми эффектами. Основные эндотермические процессы в этой температурной области связаны с предплавлением и плавлением образца, полиморфными превращениями SiO2 и двухкальциевого силиката С2S. Экзотермические эффекты вызваны синтезом основных клинкерных соединений: 4СaO·Al2O3 ·Fe2O3 (C4AF), 3CaO·Al2O3 (С3а), 2CaO ·SiO2 (C2S), 3CaO ·SiO2 (C3S). Общая потеря массы образцом в температурном интервале 910—1460 °C составила 0,5 % массы исходной навески. Жидкая фаза образовалась при 1322 °C. Остаток после проведения термического анализа представлял собой спекшийся королек темно-серого цвета массой 64,7 % массы исходного образца. Сырьевая мука с комплексной фторуглеродсодержащей добавкой. В интервале температур 35—245 °C наблюдается эндотермический эффект, сопровождающийся потерей образцом 0,9 % массы (см. рис. 3). Этот эффект обусловлен выделением гигроскопической влаги, о чем свидетельствует сигнал масс-спектрометра (массовое число 18). В интервале 530—905 °C зафиксирована потеря образцом 34,1 % массы, сопровождающаяся тремя тепловыми эффектами, из которых первый — экзотермический, а два последующих — эндотермические. Экзотермический эффект на кривой Дта с максимумом при 641 °C связан с окислением углерода комплексной добавки, которое началось при 530 °C. Эндотермические эффекты обусловлены разложением карбонатов с выделением СО2 в газовую фазу. Этот вывод подтверждается наличием сигнала масс-спектрометра (массовое число 44), причем разложение карбоната кальция происходит ступенчато, с некоторым замедлением при 779 °C. максимальная интенсивность выделения СO2 соответствует температуре 848 °C. Основной тепловой эффект декарбонизации известняка равен 231 Дж/г. Отметим, что за счет сгорания углерода из фторуглеродсодержащей добавки образовалось 1,55 мг СO2. при этом общее количество СO2, выделившегося из образца, составило 34,1 мг. В температурном интервале 1000—1460 °C наблюдаются несколько налагающихся друг на друга эндо- и экзотермических процессов, результирующим которых является эндотермический эффект, сопровождающийся потерей образцом 0,8 % массы. Этот эффект обусловлен синтезом основных клинкерных соединений C4AF, С3а, C2S, C3S и подплавлением образца, которое происходит при 1283 °C. масса образца после обжига составила 64,3 % массы исходной навески. Сравнение дериватограмм спекания рабочей сырьевой муки с фторуглеродсодержащей добавкой (рис. 3) и без нее (рис. 2) показывает, что введение минерализатора интенсифицирует обжиг сырьевой муки. В подтверждение этого на рис. 4 приведена температурная зависимость степени разложения карбоната кальция при спекании рабочей сырьевой муки и муки с фторуглеродсодержащей добавкой (0,15 % в пересчете на фтор). Зависимость получена путем графической и математической обработки линий тГ соответствующих дериватограмм (см. рис. 2 и 3). по данным рис. 4 при одинаковых температурах степень декарбонизации CaCO3 в образце с фторуглеродсодержащей добавкой на 15— 60 % выше, чем в образце без минерализатора. Более интенсивная термическая диссоциация CaCO3 при использовании фторуглеродсодержащей добавки положительно влияет на последующий синтез основных клинкерных соединений в том числе за счет образования менее вязкой жидкой фазы при более низких температурах. В частности, температура образования жидкой фазы при обжиге сырьевой муки с комплексной добавкой снизилась с 1322 до 1283 °C. еще один положительный эффект от использования фторуглеродсодержащей добавки — снижение энергозатрат на спекание сырьевой муки. Это подтверждается сравнением эндоэффектов термической диссоциации CaCO3: ΔН0 т = 302,5 Дж/г для сырьевой муки без добавки и ΔН0 т = 231 Дж/г для сырьевой муки с добавкой. Уменьшение энергозатрат связано с дополнительным тепловыделением от сгорания углерода, входящего в состав электродного боя (содержащего около 45 % углерода), а также за счет образования промежуточных фторсодержащих комплексов и жидкой фазы при более низких температурах. Исследования методом высокотемпературной рентгенографии Исследования методом высокотемпературной рентгенографии выполняли на приборе Shimatzu XRD 700, фокусировка по Брэггу— рис. 3. Дериватограмма спекания сырьевой муки с комплексной фторуглеродсодержащей добавкой (CaF2 + C) 100 200 400 600 температура, °С 530 690 779 850 875 1283 –0,05 0 –0,10 –0,15 –0,20 –0,25 –0,30 0,4 0,2 0 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6 1,8 905 641 848 DTA, mV/Mg Ion Current ·10–9, A проба_2 ↑ exo 800 1000 1200 1400 тГ Дта 18H2O 44CO2 TG, % 95 90 85 80 75 70 65 рис. 2. Дериватограмма спекания сырьевой муки без добавок 100 200 400 600 температура, °С 600 858 880 1322 –0,05 –0,10 –0,15 –0,20 –0,25 –0,30 –0,35 –0,40 –0,45 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 908 853 DTA, mV/Mg Ion Current ·10–9, A проба_1 ↑ exo 800 1000 1200 1400 тГ Дта 18H2O 44CO2 TG, % 95 90 85 80 75 70 65 таблица 4 аналитические линии для идентификации клинкерных фаз Источник аналитические линии (h k l; d; 2θ, °) C3S β-C2S C3A C4AF [11] 401 120 440 141 3,04 2,88 2,70 2,64 29,4 31,1 33,2 33,9 [12, с. 133, с. 487—495] 401 120 440 141 3,04 2,88 2,70 2,64 29,4 31,1 33,2 33,9 402 2,978 30,0 [13] 620 и 040 120 440 141 1,765 2,88 2,70 2,64 51,8 31,1 33,2 33,9 [14] 620 и 040 120 440 141 1,765 2,88 2,70 2,64 51,8 31,1 33,2 33,9
март—апрель 2023 77 Ñûðüåâàÿ ìóêà: áåç äîáàâêè ñ äîáàâêîé Òåìïåðàòóðà, °Ñ 2,4 12,1 19,9 38,5 55,7 78,5 92,0 100 6 19,6 31,3 53,2 66,3 90,7 100 0 20 40 60 80 100 600 625 650 675 700 725 750 775 800 825 850 875 880 Ñòåïåíü äèññîöèàöèè CaCO3, % рис. 4. температурная зависимость степени декарбонизации CaCO3 при спекании рабочей сырьевой муки без добавки и с 0,15 % добавки (в пересчете на фтор) Брентано с монохроматором на дифрагированном пучке в Cu-излучении при скорости нагрева образца 10 °C/мин на воздухе в интервале температур 700—1200 °C. Состав исследуемых образцов был идентичен составу проб для термогравиметрического анализа (см. табл. 2). рентгенограммы записывали при следующих условиях: напряжение 40 кВ, ток 50,0 мA, область сканирования 15—55° 2θ, угловая скорость сканирования 0,1°, экспозиция 5 с. Дифрактограммы снимали по достижении каждой из заданных температур 700, 800, 850, 900, 1000, 1100, 1200 °C с последующим нагревом этого же образца до более высокой температуры. Результаты исследований и их обсуждение. Для идентификации клинкерных фаз использовали рекомендованные различными авторами дифракционные линии, приведенные в табл. 4 [11—14]. Видно, что выбор аналитических линий довольно ограничен, поскольку большинство линий клинкерных материалов перекрывается. Дополнительная сложность рентгенофазового анализа клинкерных минералов заключается в том, что минералы, полученные в разных условиях, не тождественны [15]. Интенсивность и угол отражения зависят от состава, условий обжига и охлаждения образцов. На рис. 5 приведены температурные зависимости интенсивности аналитических линий исходных компонентов (СаСО3 и СаО) и продуктов спекания рабочей сырьевой муки без добавок и сырьевой муки с добавкой (β-С2S, С3S, C4AF). Для оценки содержания СаСО3 и СаО использовали самые интенсивные линии (d = 3,03 и 2,40 Å), полностью свободные от наложений, поэтому зависимость их интенсивностей от температуры и влияния добавки очевидна. Согласно данным рис. 5, до температуры 600 °C в обоих образцах видимые изменения отсутствуют, их состав идентичен исходному. при температуре выше 600 °C уменьшение интенсивности основной линии CaCO3 свидетельствует о начавшемся разложении известняка. На дифрактограммах обеих проб, полученных при 800 °C, линии СаСО3 полностью отсутствуют, в то время как аналитическая линия свободного оксида кальция достигает максимума. В присутствии фторуглеродсодержащей добавки разложение CaCO3 протекает интенсивнее, чем в рабочей сырьевой муке без добавок, а СаО более интенсивно расходуется на образование клинкерных соединений. первые рефлексы, принадлежащие силикатам кальция C2S и C3S (2,80 и 2,75 Å), появляются на дифрактограммах исследуемых образцов при 700 °C. Эти рефлексы являются общими для белита и алита, поэтому при построении температурной зависимости они не использованы, а более слабые рефлексы, выбранные в качестве аналитических, появляются только при 800 °C. На рис. 5 приведены температурные зависимости интенсивности аналитических линий C2S (d = 2,88 Å) и C3S (d = 1,764 Å) рабочей сырьевой муки и сырьевой муки с добавкой. Из полученных данных следует, что интенсивность аналитических линий C2S и C3S на дифрактограммах продуктов с комплексной добавкой выше, чем в случае сырьевой муки без добавок, особенно на начальной, низкотемпературной стадии обжига. температурные зависимости суммарной интенсивности аналитических линий алита и белита (d = 2,19 Å) показали, что содержание указанных клинкерных фаз в пробах с фторуглеродсодержащей добавкой увеличивается быстрее, чем в пробах без добавки. Образование четырехкальциевого алюмоферрита C4AF в пробах с добавкой начинается при 700 °C, а в пробах без добавки — при 800 °C. К сожалению, оценить температурную зависимость образования алюмината кальция С3а не представляется возможным, так как аналитическую линию этой фазы (d = 2,70 Å) выделить не удалось из-за плохого разрешения рефлексов и наложения линий других соединений. Заключение Фторуглеродсодержащая добавка на основе синтетического флюорита и графитированного углерода выполняет одновременно функции фторсодержащего минерализатора и выгорающей добавки. Введение комплексной добавки в состав сырьевой муки положительно влияет на: • скорость декарбонизации известняка, • интенсивность связывания оксида кальция в силикаты и алюминаты кальция, • температуру образования жидкой фазы, • сокращение энергозатрат на обжиг сырьевой муки. тепловой эффект декарбонизации известняка в рабочей сырьевой муке с добавкой минерализатора снижается приблизительно на 23,5 % — с 302,5 до 231 Дж/г. проведенные лабораторные исследования подтверждают целесообразность проведения промышленных испытаний на цементных заводах для оценки эффективности применения фторуглеродсодержащей добавки на основе синтетического флюорита и графитированного углерода, полученной путем каустификации отходов алюминиевого производства. Памяти А.М. Гридчина 10 апреля 2023 года ушел из жизни доктор технических наук, профессор, почетный гражданин Белгорода, президент Белгородского государственного технологического университета им. В.Г. Шухова анатолий митрофанович Гридчин. а.м. Гридчин работал инженером, прорабом, начальником дорожно-строительного управления, заместителем главы администрации Белгородской области, первым секретарем горкома КпСС, председателем Белгородского совета народных депутатов. В 2000 году он стал ректором БГтУ им. В.Г. Шухова, а с 2010-го — президентом университета. Он был инициатором многих решений, которые в итоге определили лицо одного из ведущих вузов страны. анатолий митрофанович за годы своего служения вузу не только собрал сильную команду единомышленников, профессионалов, но и воспитал достойную смену — тех, кто поддерживает принципы, заложенные им для шуховцев: высококлассное профессиональное образование, содействие инженерной подготовке и индивидуальному развитию молодежи, использование на производстве разработанных в вузе инноваций, сохранение общекультурных человеческих ценностей. До последних дней все самые важные заседания, научные конференции, знаковые мероприятия в БГтУ им. В.Г. Шухова проходили при прямом участии анатолия митрофановича — вуз всегда был неотъемлемой частью его жизни. ректорат, профессорско-преподавательский состав, студенты и аспиранты БГтУ им. В.Г. Шухова относились к а.м. Гридчину с глубоким уважением, высоко ценили его личные качества и плодотворную деятельность. память об анатолии митрофановиче Гридчине, выдающемся ученом и организаторе науки, навсегда сохранится в сердцах всех, кто его знал. БГтУ им. В.Г. Шухова Журнал «Цемент и его применение»
март—апрель 2023 78 работа была выполнена в рамках государственного задания на научные исследования ФГаОУ ВО «Сибирский федеральный университет», номер проекта FSRZ-2023-0009. Исследования проведены с использованием оборудования Центра коллективного пользования «Наукоемкие методы исследования и анализа новых материалов, наноматериалов и минерального сырья» ФГаОУ ВО «Сибирский федеральный университет». лИтератУра 1. пономарева О.С. Диверсификация производства: использование отходов производства вторичного алюминия в доменной печи при выплавке глиноземистых шлаков // молодой ученый. 2016. № 14 (118). С. 163—166. 2. Куликов Б.п., Сторожев Ю.И., Фризоргер В.К., ткаченко Д.В. и др. термическое обезвреживание анодных газов в горелочных устройствах алюминиевых электролизеров // Цветные металлы. 2008. № 4. С. 51—55. 3. Куликов Б.п., Николаев м.Д., Кузнецов а.а., Баринов В.В. и др. получение клинкера с использованием минерализатора на основе фторсодержащих отходов // Цемент и его применение. 2010. № 2. С. 102—105. 4. патент № 2383506 C1 российская Федерация, м К C04B 7/42. Способ получения портландцемента (варианты) : № 2008139089/03 : заявл. 30.09.2008 : опубл. 10.03.2010 / Куликов Б.п., Николаев м.Д., Кузнецов а.а., пигарев м.Н.; заявитель ООО тД «Байкальский алюминий». 5. раджабов Ш.Х., Шоев И.С., мухамедиев Н.п., рузиев Д.р. и др. Комплексная переработка фтор-, глиноземсодержащих отходов производства алюминия // ДаН рт. 2014. т. 57, № 1. С. 51—56. 6. рузиев Д.р. Физико-химические и технологические основы комплексной переработки отходов алюминиевого производства и алюмосиликатного сырья. автореф. дисс ... д-ра техн. наук. Душанбе, 2009. 46 с. 7. патент № 2624570 C российская Федерация, мпК C22B 7/00, C01F 11/22. Способ переработки натрий-фтор-углеродсодержащих отходов электролитического производства алюминия : № 2016134488 : заявл. 23.08.2016 : опубл. 04.07.2017 / Куликов Б.п.; заявитель ООО «Бм ». 8. Якимов И.С. Система рентгенофазовой идентификации существенно многофазных материалов // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2007. С. 32—37. 9. Якимов И.С., Дубинин п.С., пиксина О.е. регуляризированный мультирефлексный метод ссылочных интенсивностей для количественного рентгенофазового анализа поликристаллических материалов // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2009. С. 71—80. 10. Берг л.Г. Введение в термографию. м.: Изд-во аН СССр, 1961. 368 с. 11. Von Euw M. // Silicates Industr. 1958. N 23. р. 647. 12. Химия цементов. под ред. Х.Ф.У. тейлора. м.: Стройиздат, 1996. 560 с. 13. Smolczyk H.G. // Zement-Kalk-Gips. 1961. N 12. р. 558. 14. Yamaguthi G., Miyabe H. J. // Amer. Soc. 1960. N 43. р. 219. 15. Walenta G., Füllmann T. Advances in quantitative XRD analysis for clinker, cements, and cementitious additions //Powder Diffraction. 2004. т. 19. N 1. P. 40—44. рис. 5. температурная зависимость интенсивности аналитических линий соединений в рабочей сырьевой муке и в сырьевой муке с фторуглеродсодержащей добавкой (0,15 % по фтору) Òåìïåðàòóðà, °Ñ 0 5000 10 000 15 000 20 000 0 200 400 600 800 J, èìï./ñ Ñûðüåâàÿ ìóêà: áåç äîáàâîê ñ äîáàâêîé CaCO3 (d = 3,03 Å) 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 600 700 800 900 1000 1100 1200 CaO (d = 2,40 Å) Òåìïåðàòóðà, °Ñ J, èìï./ñ 0 100 200 300 400 500 600 700 700 800 900 1000 1100 1200 0 100 200 300 400 700 800 900 1000 1100 1200 Òåìïåðàòóðà, °Ñ J, èìï./ñ CS (d = 2,88 Å) J, èìï./ñ C3 S (d = 1,764 Å) Òåìïåðàòóðà, °Ñ 0 200 400 600 800 1000 1200 700 800 900 1000 1100 1200 0 200 400 600 800 1000 1200 600 700 800 900 1000 1100 1200 Òåìïåðàòóðà, °Ñ J, èìï./ñ C J, èìï./ñ 2 S è C3 S (d = 2,19 Å) C4 AF (d = 2,62 Å) Òåìïåðàòóðà, °Ñ АО ПОдОльск Цемент производит и реализует оптом и в розницу Телефон/факс: +7 (495) 502-79-34 (35), +7 (4927) 65-09-02, +7 (929) 554-25-15 [email protected] www.podolsk-cement.ru реклама Напрягающий цемент НЦ-20-32,5 Н Сульфатостойкий портландцемент ЦЕМ I 42,5 Н СС Высокоглиноземистое вяжущее ВГВ-М-60-1-50, ВГЦ-II Глиноземистое вяжущее ГВ-40, ГВ-50, ГВ-60 Сульфоалюминатнобелитовый цемент САБЦ-30-1 Смесь безусадочная быстротвердеющая ремонтная ССБВР Смесь гидроизоляционная М600 и М700
март—апрель 2023 79 Учредитель: ООО «ПЕТРОЦЕМ». Свидетельство о регистрации ПИ № ФС77-69313 от 06 апреля 2017 г. Федеральная служба по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор) Адрес редакции: 191119, Санкт-Петербург, ул. Звенигородская, д. 22, лит. А, пом. №440 №442. Тел. +7 (812) 242-11-24. Сдано в набор 10.05.2023. Подписано к печати 31.05.2023. Формат 60.901/8. Бум. офсет. усл. печ. л. 10,75. Кр.-отт. 4,0 Уч. изд. л. 10.75. Тираж 1200 экз. Цена в розницу свободная. Требования к материалам, направляемым в журнал «Цемент и его применение» для опубликования Журнал «Цемент и его применение» принимает для публикации материалы, отражающие состояние и развитие цементной промышленности россии, стран СНГ и мира, вопросы химии, технологии и использования вяжущих веществ, эксплуатации, строительства и модернизации цементных предприятий, в том числе специальных вяжущих материалов, экономии топливно-энергетических ресурсов и использования отходов, а также смежные вопросы. материал, передаваемый в редакцию, должен сопровождаться: • рекомендательным письмом руководителя предприятия (института, отдела, кафедры) с указанием, является ли этот материал диссертационным; • подтверждением, что эта статья предназначена для публикации в журнале «Цемент и его применение», ранее нигде не публиковалась и в настоящее время не передана в другие издания; • сведениями об авторах с указанием полностью фамилии, имени, отчества, ученой степени, ученого звания (звания в негосударственных академиях наук не указывать), должности, контактных телефонов, почтового и электронного адресов (отдельное приложение). Статьи могут передаваться в редакцию по электронной почте или на электронном носителе с распечаткой материала, обязательно подписанной всеми авторами. В каждой статье должны быть приведены следующие данные: • название статьи; • реферат; • ключевые слова. Каждое ключевое слово или словосочетание отделяется от другого запятой или точкой с запятой. Эти данные должны приводиться на русском и английском языках; • список литературы; • коды УДК. текст статьи должен быть представлен в формате .doc, .docx или .rtf и включать в себя весь иллюстративный материал и таблицы. рекомендуемый объем — не более 8 страниц, включая рисунки и таблицы, размер шрифта 14, печать через 1,5 интервала, поля 3–4 см. при объеме текста более 6000 знаков (с пробелами) статья должна иметь рубрикацию. Для экспериментальных работ рекомендуем следующие подзаголовки: Введение (постановка проблемы), методика и исходные материалы, результаты, Обсуждение, Заключение (Выводы). методика должна быть изложена таким образом, чтобы читатель мог воспроизвести описываемый эксперимент. растровый иллюстративный материал (фотографии, коллажи и т. п.) должен предоставляться также в виде файлов отдельно от текста с разрешением не менее 300 точек на дюйм (300 dpi). Форматы принимаемых иллюстративных материалов должны быть открытыми и общедоступными. плата за публикацию статей аспирантов не взимается. редакция допускает отдельные отклонения от перечисленных требований, если сочтет причины этих отклонений уважительными. Журнал входит в перечень рецензируемых изданий ВАК, в которых должны быть опубликованы основные научные результаты диссертаций на соискание ученой степени кандидата наук/доктора наук по специальностям: 05.02.13 – Машины, агрегаты и процессы (технические науки), 05.17.11 – Технология силикатных и тугоплавких неметаллических материалов (технические науки), 05.17.11 – Технология силикатных и тугоплавких неметаллических материалов (химические науки), 05.23.05 – Строительные материалы и изделия (технические науки). Тел.: +7 (812) 242-1124. E-mail: [email protected] ИЮЛЬ—АВГУСТ 2014 97 УДК 658.114.4:666.94 Е. Смирнова, ООО «Красноярский цемент», Россия РЕФЕРАТ. В октябре 2014 года Красноярскому цементному заводу исполняется 70 лет. Все эти годы предприятие работало, обеспечивая сибирские стройки цементом. Вместе со страной оно переживало трудные времена, экономические спады и подъемы, перестройку системы взаимодействия с потребителями продукции. Сегодня «Красноярский цемент» является дочерним обществом одного из крупнейших холдингов отрасли – «Сибирского цемента». В его составе завод в течение 10 лет стабильно работает, эффективно используя накопленный опыт и производственную базу. Предприятие осваивает выпуск новых видов продукции, повышает производительность оборудования, увеличивает свои производственные мощности. Ключевые слова: производство цемента, гидротехнический цемент, тампонажный цемент. Ключевые слова: cement production, hydrotechnic cement, oil-well cement. В 30-е годы прошлого столетия развитию производства в восточных районах страны уделялось особое внимание. Так, план третьей пятилетки предусма - тривал создание в Сибири целого ряда промышленных объектов, в том числе предприятий цементной отрасли. Для строительства Красноярского цементного завода выбрали территорию на правом берегу Енисея в районе с. Торгашина. В качестве сырья для производства строительного материала решено было использовать известняки Торгашинского месторождения и глины, залежи которых находились между участком известняка и селом. Оборудование, смонтированное впоследствии на трех технологических линиях предприятия, поступило в Красноярск с эвакуированного в начале войны НиКрасноярский цементный завод был введен в эксплуатацию в 1944 году. Этому событию предшествовала огромная работа, выполненная проектировщиками, геологами, монтажниками и строителями. Красноярский цементный завод отмечает юбилей репринт из журнала «Цемент и его применение» №4 • 2014 Cement and its Applications март—апрель 2013 91 УДК 621.927.4:621.926.8:662.66 Работа угольной вертикальной валковой мельницы на заводе в Бельгии Д-р К. Войвадт, руководитель технологического отдела, Р. Зоннен, руководитель отдела выполнения заказов, Gebr. Pfeiffer SE, Германия РЕФЕРАТ. Описана работа угольной вертикальной валковой мельницы MPS 225 BK, разработанной немецкой компанией Gebr. Pfeiffer SE, на заводе компании CBR, входящей в группу HeidelbergCement, в Ликсе (Бельгия). Приведена технологическая схема установки помола угля. Согласно результатам испытаний в условиях эксплуатации, новая установка полностью отвечает требованиям по производительности и рабочим параметрам. Ключевые слова: вертикальная валковая мельница, помол угля, установка для помола и сушки. Keywords: vertical roller mill, coal grinding, grinding-drying system. 1. Введение Вертикальные валковые мельницы MPS и MVR, разработанные компанией Gebr. Pfeiffer SE, применяются для помола цементного сырья, клинкера и гранулированного доменного шлака во многих странах мира. Мельницы MPS используются также для одновременного измельчения и сушки различных типов угля (антрацита, каменного или бурого угля), а также различных видов нефтяного кокса на многочисленных цементных, металлургических заводах и электростанциях. В данной статье приведено общее описание угольных мельниц Gebr. Pfeiffer SE и описан ход работ на мельнице MPS 225 BK, установленной для компании CBR Lixhe (Бельгия). 2. Конструктивные особенности и преимущества мельницы В цементной промышленности в большинстве установок для помола угля используются два типа мельниц. Это вертикальные валковые мельницы, доля использования которых достигла почти 90 %, и шаровые мельницы, доля использования которых сократилась и составляет немногим более 10 % [1]. Компания Gebr. Pfeiffer SE поставляет автономные угольные мельницы MPS, а также комплексы для помола и сушки угля. Мельницы и помольные комплексы могут работать под давлением или при разрежении, в воздушной атмосфере или атмосфере инертного газа. В поставку могут входить помольные установки с временным хранением пылевидного угля в бункерах (на цементных и сталеплавильных заводах и т. д.) и установки с его прямым впрыском в камеру сжигания (на электростанциях). На рис. 1 приведены основные параметры угольных мельниц серии MPS. В зависимости от вида измельчаемого топлива при производительности от 5 до 200 т/ч можно достичь тонины помола от 1 % R 0,063 мм до 25 % R 0,090 мм. Мельница MPS для помола угля с возможностью его одновременной сушки позволяет молоть бурые угли с исходной влажностью до 45 %. При высокой влажности сырья технические характеристики мельницы в большей степени определяются необходимостью сушки сырья в мельнице, а при помоле антрацита, тощего каменного угля и нефтяного кокса — необходимостью измельчать их до заданной дисперсности. Различные характеристики твердых видов топлива, такие как размалываемость, содержание золы, летучих веществ, а также необходимая тонина помола, требуют широкого разнообразия возможных рабочих состояний мельницы. Гидравлическая система плавно регулирует усилие, прикладываемое валками, обеспечивая помол различных видов твердого топлива. С учетом варьирования расхода воздуха диапазон регулирования параметров работы мельницы составляет от 30 до 100 %. При изменении необходимой загрузки мельниц с впрыском, установленных на электростанциях, или при отличии качества топлива и его размалываемости от указанных в проекте возможна эксплуатация мельницы с частичной загрузкой. Вертикальная валковая мельница MPS представляет собой статическую систему, состоящую из прижимной рамы, трех валков и трех наружных тяг, и обеспечивает равномерное распределение нагрузки на помольный стол, который приводится в действие с помощью электродвигателя и редуктора. Во время запуска и технического обслуживания подъем валков выполняется с помощью натяжных цилиндров. Высокоэффективный воздушный сепаратор типа SLS смонтирован над зоной измельчения. В этой же зоне находится устройство для загрузки исходного материала, который здесь же смешивается с крупкой, удаленной из сепаратора (рис. 2). Основное отличие мельницы MPS для твердых видов топлива от других мельниц MPS состоит в устойчивости к воздействию ударной волны. Корпус мельницы и воздушного сепаратора, загрузочное устройство и компенсаторы имеют ударопрочную конструкцию, обеспечивающую безопасность при возникновении ударной волны. Во избежание скопления угольной пыли, являющейся источником самовоспламенения, все поверхности в зоне измельчения и сепарации расположены вертикально или с наклоном. Перечислим основные отличительные особенности установок для помола угля на цементных заводах: • специальная схема расположения установки, необходимая для того, чтобы исключить отложения угольной пыли; • ударопрочная конструкция корпуса мельницы и воздушного сепаратора, фильтра и бункеров для угольной пыли; репринт из журнала «Цемент и его применение» №2 • 2013 Cement and its Applications МАРТ—АПРЕЛЬ 2014 101 УДК 621.822.8: 666.9 Разъемные подшипники для цементной промышленности А.В. Головкин, заместитель руководителя индустриального отдела, ООО «Шэффлер Руссланд», Россия РЕФЕРАТ. Плановые и аварийные работы по замене подшипников приводят к длительным простоям оборудования в связи с большой трудоемкостью сопутствующих технологических операций. Применение разъемных подшипников позволяет в несколько раз сократить время проведения этих работ. В статье описаны устройство и преимущества разъемных подшипников FAG, выпускаемых немецкой компанией Schaeffler, даны рекомендации по их использованию в оборудовании цементной промышленности и приведен пример их успешной эксплуатации на цементном заводе в Испании. Показано, что в результате замены неразъемных подшипников на разъемные достигается значительный экономический эффект. Ключевые слова: разъемные сферические роликоподшипники, запасные части, демонтаж. Keywords: split spherical roller bearings, repair parts, disassembling. состоят из разъемного внутреннего кольца, разъемного сепаратора (изготовленного из стеклонаполненного полиамида или латуни) с роликами, а также разъемного наружного кольца. Половины колец соединяются между собой прецизионными и стяжными винтами (рис. 1). В соответствии с производственной программой выпускаются разъемные сферические роликоподшипники для валов, имеющих диаметр от 55 до 630 мм и от 2 3/16 до 16 дюймов. Рассмотрим основные этапы замены стандартного подшипника на разъемный без полного разбора конструкции. Вначале необходимо подвести опору под вал-ротор и снять крышку корпуса. Старый неразъемный подшипник вместе с втулкой осторожно распиливают разрезным кругом и демонтируют. Затем наружное полукольцо разъемного подшипника помещают в нижнюю часть корпуса, а смонтированное внутреннее кольцо — на вал. Затем центрируются и скрепляются половинки внутреннего кольца. После монтажа остальных деталей затягиваются винты, скрепляющие половинки наружного кольца. Далее вал освобождается от опоры, и крышка корпуса устанавливается на место. Число операций, выполняемых при монтаже разъемных подшипников, меньше, чем при монтаже неразъемных (см. таблицу). Хотя стоимость разъемного подшипника в 1,5—2 раза выше, чем неразъемного (с учетом необходимости приобретения закрепительной втулки для неразъемного подшипника), значительный экономический эффект достигается за счет снижения трудоемкости и времени работ по замене вышедшего из строя подшипника. Затраты и потери, связанные с простоем оборудования, снижаются главным образом благодаря сокращению его продолжительности, которое приводит к уменьшению упущенной выгоды (рис. 2). Инновации и оптимизация себестоимости продукции являются важными рычагами повышения эффективности производства. Разъемные подшипники качения — это одно из средств, позволяющих повысить его эффективность. Известно, что совокупная стоимость владения оборудованием складывается из всех затрат и издержек (в том числе связанных с простоями по причине ремонта), возникающих при эксплуатации оборудования. Более высокие затраты на начальном этапе, выраженные в повышенной стоимости разъемного подшипника, приводят в дальнейшем к существенной экономии. Экономия же на подшипнике, напротив, ведет к возникновению серьезных затрат в будущем. Замена подшипника зачастую сопряжена с демонтажом сопряженных деталей. В крупных механизмах, если доступ к подшипнику затруднен, требуются большие затраты времени и сил на демонтаж близлежащих деталей, таких как муфты, валы привода, зубчатые колеса, корпуса, крыльчатки, барабаны и др. Как правило, взамен неразъемных сферических роликоподшипников с закрепительной втулкой могут быть установлены разъемные. Условием возможности такой замены является равенство наружного диаметра, ширины наружного кольца и посадочного диаметра на вал у неразъемного и у разъемного подшипников. Основное отличие разъемного сферического роликоподшипника от стандартного — ширина внутреннего кольца примерно вдвое больше, поэтому требуется предусмотреть большее посадочное пространство под внутреннее кольцо. Разъемные сферические роликоподшипники выпускаются с нормальными допусками и с нормальным зазором, которые соответствуют нормальным допускам и нормальному зазору неразъемных радиальных сферических роликоподшипников с цилиндрическим отверстием (в соответствии с DIN 620), благодаря чему не нужно переделывать конструкцию сопряженных деталей — вала и корпуса. Разъемные сферические роликоподшипники репринт из журнала «Цемент и его применение» №2 • 2014 Cement and its Applications май—июнь 2011 119 репринт из журнала «Цемент и его применение» №3 • 2011 Cement and its Applications УДК 628.511.4:666.9 Опыт использования высокоэффективных фильтровальных рукавов Компания BWF Envirotec (Германия) занимает лидирующее положение на мировом рынке нетканых фильтровальных материалов, производимых из всех типов синтетических волокон. Компания предлагает широкий выбор фильтровального материала, фильтровальные элементы всех типов и конструкций, запасные части для пылеулавливающего оборудования, а также монтаж и демонтаж рукавных фильтров у заказчика. BWF Envirotec дает рекомендации по выбору фильтровального материала, производит лабораторные исследования рукавных фильтров и пыли, моделирует в собственной лаборатории условия различных процессов газоочистки, максимально приближенные к реальным условиям применения. В минувшем десятилетии произошли серьезные изменения в области очистки промышленных газов в цементной промышленности. Законы об охране окружающей среды, касающиеся отрасли, становятся все более жесткими, поэтому цементные завоЭ. Ронер, директор по технологии и применению, BWF Tec GmbH & Co. KG, Германия, Д.И. Кузнецов, генеральный директор, ООО «БВФ Энвиротек», Россия РефеРат. В статье отражены результаты деятельности фирмы BWF Envirotec, специализирующейся на системах газоочистки в цементной промышленности — разработке и поставке рукавных фильтров, изготовленных на основе различных фильтровальных материалов. Дана оценка физико-химических, механических свойств этих материалов и показаны принципы их выбора для конкретных условий эксплуатации. Приводятся технические характеристики оборудования, поставленного фирмой на ряд цементных заводов в странах Европы и Азии. Показана его эффективность и надежность. Ключевые слова: рукавный фильтр, фильтровальный материал, газоочистка, пыль, гидролиз, химическая устойчивость, обработка, механическое воздействие. Key words: bag filter, filter materials, gas purification, dust, hydrolysis, chemical resistance, finishe, mechanical impact. ды вынуждены постоянно снижать выбросы пыли. Чтобы соблюдать эти строгие правила, отходящие газы от ленточных конвейеров, мельниц, клинкерных холодильников и печей обжига необходимо очищать с высочайшей эффективностью. Для выполнения указанных задач BWF Envirotec предлагает широкий выбор высококачественных рукавных фильтров. фильтровальные материалы Фильтровальные материалы компании BWF Envirotec производятся из синтетических волокон. В большинстве случаев эти материалы изготавливаются на поддерживающем каркасе, который увеличивает их механическую прочность (рис. 1). Каждый тип волокна обладает уникальными термическими, механическими и химическими характеристиками, которые важны для эффективности и срока службы фильтровального рукава. Возможности же комбинации различных типов каркаса и набивки фильтровального материала почти безграничны. Выбор наиболее подходящего сочетания зависит в первую очередь от назначения, а также от экономических показателей. За последние годы на цементных заводах доказали свою пригодность типы фильтровальных материалов, приведенные в табл. 1. Среди технических характеристик (табл. 1) указаны рабочая и максимально допустимая температуры использования фильтровального материала. Однако они представляют максимально возможный предел температуры в идеальных лабораторных условиях и должны рассматриваться лишь как характеристики данного полимера. В реальных условиях химические реакции с опасными компонентами отходящих газов и пыли вынуждают применять все полимеры (кроме РТFЕ) при более низких температурах. типы фильтровальных материалов, используемых на цементных заводах Гомополимер полиакрилонитрила (Dт) Описание. Полиакрилонитрил, как фильтрующий материал, устойчив к окислению и гидролитическому воздействию. Рабочая температура ограничена 125 °С, возможны кратковременные подъемы темРис. 1. Поперечный разрез фильтровального материала набивка Поддерживающий каркас СЕНТЯБРЬ—ОКТЯБРЬ 2015 81 Департамент по связям с общественностью ОАО «ХК «Сибцем» РЕФЕРАТ. В статье описана история Топкинского цементного завода, входящего в состав холдинговой компании «Сибирский цемент». Приведены сведения о масштабных мероприятиях по модернизации производства, проводящихся на предприятии в течение последнего десятилетия. Дана информация об ассортименте продукции и направлениях ее использования. Ключевые слова: цементный завод, производство, модернизация. Keywords: cement plant, production, modernization. преимущество — стабильно высокое качество выпускаемых строительных материалов. От проекта — к производству Топкинский цементный завод вошел в число действующих предприятий страны 30 января 1966 года. В этот день государственная комиссия приняла в эксплуатацию технологическую линию № 1. Однако история «Топкинского цемента» началась на 20 лет раньше — именно столько времени потребовалось для оформления проектной документации, подготовки и ведения строительных работ. В послевоенном 1946 году в Топкинском районе Кемеровской обл. была проведена предварительная геологическая В январе 2016 года Топкинскому цементному заводу исполнится 50 лет. С 1966 по по ноябрь 2015 года на нем выпущено 99 084 653 тонны цемента. В истории предприятия были разные этапы: на смену периодам становления и динамичного развития пришел спад 1990-х, который затем уступил место мощному подъему 2000-х. Сегодня промышленный гигант в составе холдинговой компании «Сибирский цемент» входит в число лидеров цементной индустрии Сибири. Топкинские цементники ведут модернизацию оборудования, расширяют ассортимент продукции, сохраняя при этом свое главное конкурентное репринт из журнала «Цемент и его применение» №5 • 2015 Cement and its Applications УДК 658.114.4:666.94 Юбилей Топкинского цементного завода
80 p. 6—14 STATISTICS All the indicators are given for Q1 2023, while the data of their changes over any period is given in comparison with respective period of previous year, unless noted otherwise. RUSSIA Results of construction operations (according to Rosstat data) The cost of construction works performed in the Russian Federation as a whole and in its Federal districts in Q1 2023 are shown in table 1. Over this period, 123.7 thou. residential and non-residential buildings were commissioned (the figure for residential buildings was 120.0 thou.). Their gross floor area was 42.4 million m2 (corresponding figure for residential buildings was 36.0 million m2). Data on the total floor area of residential buildings commissioned in Q1 2022 is given in table 2. Table 1 The cost of construction works performed Federal district bln RUB* as percentage to Q1 2022** Russian Federation*** 2,255.0 108.8 Central 635.1 105.7 North-West 218.4 100.3 South 163.1 140.6 North Caucasus 86.0 142.2 Volga basin 345.4 109.3 Urals 348.0 102.0 Siberia 264.2 106.7 Far East 194.7 117.0 * In actual prices of the day. ** In comparable prices. *** Consolidated results for the Russian Federation include updated parameters of informal activities at the Federal level that are not included in the Federal districts figures. Table 2 Total floor area of residential buildings commissioned Federal district Total floor area Total floor area in the buildings commissioned by individual developers thou. m2 as percentage to Q1 2022 as percentage to Q1 2022 Russian Federation 28,925 98.8 16,799 92.0 Central 8,503 88.6 4,723 79.2 North-West 3,095 89.9 1,523 101.4 South 3,810 100.9 2,715 98.2 North Caucasus 1,493 87.5 1,060 73.3 Volga basin 5,623 107.3 3,351 97.2 Urals 2,488 112.5 1,314 102.4 Siberia 2,717 107.9 1,489 118.2 Far East 1,195 150.1 624 105.3 Construction materials (according to Rosstat data) For data on the production of main types of construction materials, products and structures see tables 3—5. Table 3 The output of cement and other main types of construction materials, products and structures Product Output Cement, thou. t 10,169.8 Ready-mixed concrete, thou. m3 9,724.5 Precast constructions and parts, thou. m3 5,665.9 Construction brick (including stones) made with cement, concrete or cast stone, mln arb. bricks 425.5 Ceramic non-refractory construction brick, mln arb. bricks 1,201.3 Table 4 Cement production by type Type of cement Production, kt Portland cement, aluminous cement, slag cement and similar hydraulic cements 10,169.8 Construction-related cements 9,824.5 – Portland cement without mineral additives 6,495.9 – Portland cement with mineral additives 2,918.7 – Slag Portland cement 350.2 White Portland cement 20.2 Oil-well Portland cement 268.2 Aluminous cement 2.8 Other cements 52.7 Table 5 Cement production by Federal districts Federal district Production, kt as percentage to Q1 2022 Russian Federation 10,169.8 94.1 Central 2,547.1 94.1 North-West 615.6 101.4 South 1,654.2 95.1 North Caucasus 402.5 82.2 Volga basin 2,158.2 90.9 Urals 1,169.7 101.4 Siberia 1,056.7 88.4 Far East 565.8 104.7 Prices for construction materials (according to Rosstat data) The purchase prices for basic construction materials, parts and structures are given in tables 6 and 7. In January, February and March 2023 average producers’ prices at the domestic market amounted to RUB 5,099; 5,077; 5,130 per tonne of cement and RUB 5,157; 5,221 and 5,248 per cubic meter of ready-mixed concrete, respectively. Table 6 Average purchase prices for basic construction materials, parts and structures paid by contractor companies for the end of January, February and March 2023, RUB Material January February March Constructionrelated cements, t 6,792 6,788 6,766 Ready-mixed concrete, m3 6,347 6,278 6,286 Ceramic nonrefractory construction brick, thou. arb. bricks 20,926 17,017 16,693 Silicate and slag brick, thou. arb. bricks 12,642 12,580 13,205 Crushed stone, m3 2,221 2,438 2,288 Gravel, m3 937 709 960 Table 7 Average acquisition prices for cement in Federal districts and several cities in January, February and March 2023, RUB per tonne Federal district, city* January February March Central 6,406 6,544 6,450 North-West 6,837 6,901 6,805 South 7,331 7,253 7,268 North Caucasus 6,499 6,630 6,345 Volga basin 6,316 6,340 6,375 Urals 7,083 6,639 6,999 Siberia 7,401 7,288 7,460 Far East 9,823 10,093 11,109 City of Moscow 6,300 6,966 6,559 City of St. Petersburg 6,211 6,254 6,280 AKKERMANN CEMENT In Q1 2023 the plants owned by the company produced 439.9 kt of clinker and 622.2 kt of cement. ООО AKKERMANN CEMENT produced 439.9 kt of clinker and 367.6 kt of cement: • CEM I 52.5 N — 130.0 kt; • CEM I 42.5 N — 105.8 kt; • CEM II/A-S 42.5 N — 61.2 kt; • other cements — 70.6 kt. 79.1 kt of cement were bagged, of this amount: • in 50-kg bags — 48.6 kt; • in big bags — 30.4 kt. English pages
81 338.2 kt of cement were shipped, of which: • by rail — 189.2 kt; • by road — 149.0 kt. PAO Gornozavodskcement. The plant produced 254.6 kt of cement: • CEM I 52.5 N — 110.0 kt; • CEM I 42.5 N — 86.5 kt; • other cements — 58.1 kt. 41.1 kt of cement were bagged, of them: • in 50-kg bags — 25.9 kt; • in 25-kg bags — 5.5 kt; • in big bags — 9.8 kt. 239.2 kt of cement were shipped, of which: • by rail — 140.1 kt; • by road — 99.2 kt. ÎÎÎ Gazmetallproekt In Q1 2023 the plants managed by OOO Gazmetallproekt produced 1,031.1 kt of cement. ОАО Novoroscement. 633.4 kt of cement were produced, including: • CEM I 42.5 N — 407.6 kt; • CEM 0 52.5 N — 121.9 kt; • CEM II/A-P 42.5 N — 79.8 kt; • other cements — 24.1 kt. 54.9 kt of cement were packed in 50-kg bags. 610.2 kt of cement were shipped, of which: • by road — 364.8 kt; • by rail — 245.4 kt. ОАО Verkhnebakansky Cement Plant. The company produced 397.7 kt of cement, including: • CEM II/A-P 42.5 N SR — 170.3 kt; • CEM I 42.5 N — 139.7 kt; • CEM I 52.5 N — 55.9 kt; • CEM II/A-P 42.5 N — 17.5 kt; • other cements — 14.3 kt. 70.8 kt of cement were packed, of which: • in 50 kg bags — 32.6 kt; • in 25 kg bags — 16.1 kt; • in big bags — 22.1 kt. 402.5 kt of cement were shipped, of this amount: • by road — 122.7 kt; • by rail — 279.8 kt. AO HC Sibcem In Q1 2023 five plants owned by the company produced 798.6 kt of cement, of which: AO Angarskcement — 85.4 kt (9.8 % less than in Q1 2022). AO Iskitimcement — 186.2 kt (12.3 % less than in Q1 2022). OOO Kras noyarsky Cement — 105.0 kt (4.7 % more than in Q1 2022). OOO Tim liuyCement — 55.0 kt (3.4 % less than in Q1 2022). OOO Topkinsky Cement — 367 kt (18.9 % less than in Q1 2022). SLK Cement In Q1 2023 the plants managed by SLK Cement produced 695.4 kt of clinker and 769.2 kt of cement. Vostokcement group of companies In Q1 2023 the plants of the group of companies produced 605 kt of clinker and 507 kt of cement. АО Spasskcement. The company produced 402 kt of clinker and 397 kt of cement, including: • CEM I 42.5 N — 327 kt; • special cements — 64 kt; • CEM II/A-P 32.5 R — 6 kt. 157 kt of cement were packed, of which: • in big bags of 1,500 kg — 139 kt; • in 50 kg bags — 18 kt. Sakhalincement АО Spasskcement Branch. The company produced 1 kt of cement CEM I 42.5 N. АО Teploozersky Cement Plant. The company produced 78 kt of clinker and 15 kt of cement, including: • CEM I 42.5 N — 12 kt; • CEM II/A-P 32.5 R — 3 kt. 17 kt of cement were packed, of which: • in big bags of 1,500 kg — 16 kt; • in 50 kg bags — 1 kt. АО PO Yakutcement. The company produced 125 kt of clinker and 94 kt of cement, including: • CEM I 42.5 N — 51 kt; • CEM I 32.5 R — 25 kt; • special cements — 18 kt. 74 kt of cement were packed in big bags of 1,000 and 1,500 kg. OOO Aluminate Cement Plant In Q1 2023 the company produced 113 t of cement, including: • VGC-60 — 61 t; • VGC-70 — 48 t; • GC-35 40 — 4 t. 115 t of cement in 40 kg bags were shipped by road. OOO Asia Cement In Q1 2023 the company produced 259.0 kt of clinker and 263.8 kt of cement, including: • CEM I 42.5 N — 137.4 kt; • CEM 0 52.5 N — 63.5 kt; • CEM II/A-P 42.5 N — 48.5 kt: • CEM II/A-P 32.5 N — 14.3 kt. 36.8 kt of cement were packed in 50, 40 and 25-kg bags. 251.9 kt of cement were shipped to the customers, of which: • by road — 95.9 kt; • by rail — 156.0 kt. AO Bakhchisaray Cement Plant In Q1 2023 the company produced 75.4 kt of clinker and 99.1 kt of cement, including: • CEM I 52.5 N — 85.4 kt; • CEM II/A-L 42.5 N — 13.4 kt; • CEM 0 52.5 N — 0.3 kt. 2.1 kt of cement were packed in 25-kg bags. 98.5 kt of cement were shipped by road. AO Chechencement In Q1 2023 the plant produced 107.0 kt of clinker and 90.0 kt of cement CEM I 42.5 N. 11.3 kt of cement were bagged, of which: • in big bags — 7.3 kt; • in 50-kg bags — 4.0 kt. 96.7 kt of cement were shipped by road. OOO Magnitogorsk Cement and Refractory Plant In Q1 2023 the company produced 79.5 kt of clinker and 73.4 kt of cement, including: • CEM I 42.5 N — 39.8 kt; • CEM II/A-S 32.5 R — 5,0 kt; • CEM II/B-S 32.5 R — 8,2 kt. 71.9 kt of cement were shipped to the customers, of which: • by road — 47.6 kt; • by rail — 24.3 kt. ÀÎ Sebryakovcement In Q1 2023 the company produced 575.9 kt of clinker and 424.0 kt of cement, including: • CEM 0 42.5 N — 128.9 kt; • CEM I 42,5 N — 69.3 kt; • CEM II/A-S 42.5 N — 60.6 kt; • CEM II/A-S 42.5 N SR — 27.7 kt; • CEM I 32.5 R — 26.2 kt (of this amount for asbestos-cement products manufacturing — 26.1 kt); • other cements — 4.3 kt. 107.0 kt of cement were bagged, of which: • in bags — 57.1 kt; • on pallets — 33.9 kt; • in big bags — 16.0 kt. 423.7 kt of cement were shipped, of this amount: • by rail — 276.6 kt; • ex works — 120.7 kt; • by pneumatic transport — 26.3 kt. ARMENIA Results of operations (according to the National Statistical Service of the Republic of Armenia) In Q1 2023 investments in construction works increased by 15.6 %, to AMD 64.8 billion (the average exchange rate in Q1 2023 was 100 AMD for nearly 18.55 RUB). The gross floor area of residential buildings commissioned increased by 31.0 %, to 51.9 thou. m2, of which 9.8 thou. m2 were commissioned in Yerevan. Cement production in the country increased by 45.9 % (up to 224.6 kt), production of precast concrete structures and parts increased by 50.4 % (up to 20.6 kt). In Q1 2023 48.6 kt of cement worth about US$ 2,4 million were imported into the country. OOO Hrazdan Cement Corporation In Q1 2023 25.4 kt of cement were produced. 10.1 kt of cement were bagged in 50-kg and 25-kg bags. Shipped to the customers: 26.4 kt of cement by road.
English pages 82 ОАО Belarusian cement plant. The plant produced 305.7 kt of clinker and 323.2 kt of cement, of which: • CEM I 42.5 N — 250.6 kt; • CEM II/A-S 42.5 N — 20.5 kt; • CEM I 42.5 R — 14.7 kt; • other cements — 37.4 kt. 15.3 kt of cement were packed, of which: • in 15, 25 and 35 kg bags — 12.1 kt; • in big-bags — 3.2 kt. 391.0 kt of cement were shipped, of which: • by rail — 342.3 kt, • by road — 48.7 kt. ОАО Krasnoselskstroymaterialy. The plant produced 188.2 kt of clinker and 188.9 kt of cement, of which: • CEM I 42.5 N — 78.4 kt; • CEM II/A-S 42.5 N — 72.7 kt; • PCP 500 — 28.8 kt; • other cements — 9.0 kt. 23.1 kt of cement were packed, of which: • in 15 kg, 25 kg and 35 kg bags — 16.2 kt; • in 1,000 kg big-bags — 6.9 kt. 198.2 kt of cement were shipped to the customers. ОАО Krichevcementnoshifer. The plant produced 300.0 kt of clinker and 215.2 kt of cement, of which: • CEM I 42.5 N — 147.5 kt; • CEM II/A-S 42.5 N — 29.8 kt; • CEM 0 42.5 N — 27.2 kt; • PCP 500 — 10.7 kt. 18.3 kt of cement were packed, including: • in 35 kg and 50 kg bags — 13.0 kt; • in big-bags — 5.3 kt. 230.1 kt of cement were shipped, of them: • by rail — 168.8 kt, • by road — 61.3 kt. OAO Belarus Universal Commodity Exchange In Q1 2023, cement exports through the Belarus Universal Commodity Exchange were not carried out. Only cellular concrete blocks were supplied abroad. During the specified period, the amount of export exchange transactions with these products amounted to US$ 1.7 million. The entire volume was sold to the Russian Federation. KAZAKHSTAN Results of construction operations in Q1 2023 (according to Statistics Committee of the Republic of Kazakhstan data) Residential housing construction attracted investment of KZT 601.4 billion, 50.4 % more than in Q1 2022. The average actual cost of construction of 1 m 2 of gross floor area amounted to KZT 195.9 thou (13.8 % more than in Q1 2022). In Q1 2023 7.9 thou. of residential and non-residential buildings were commissioned, including 7,4 thou. of re sidential buildings. Their gross floor area and total structural volume were 3.4 million m 2 and 11.5 million m 3 . The cost of construction in the republic and some of its areas and the amount of residential housing commissioned are shown in tables 8 and 9, respectively. Table 8 The cost of housing construction Area In mln tenge* as percentage to Q1 2022 level Republic of Kazakhstan 689,946 115.7 Aktobe oblast 28,269 137.7 Almaty oblast 21,603 91.2 Mangistau oblast 35,862 143.5 City of Astana 60,121 109.5 City of Almaty 85,380 104.9 * Average rate of exchange (Central bank of Russian Fede ration) in Q1 2023 was 100 KZT for 16.01 RUB. Table 9 The area of residential housing commissioned Area thou. m 2 as percentage to Q1 2022 level Republic of Kazakhstan 3,383.7 117.6 Akmola oblast 168.3 105.8 Aktobe oblast 193.5 110.4 Kyzylorda oblast 143.9 102.9 Mangistau oblast 144.2 58.2 City of Astana 733.7 121.1 City of Almaty 645.8 246.6 Construction materials (according to Statistics Committee of the Republic of Kazakhstan data) The data on production of cement clinkers and Portland cement in the Republic of Kazakhstan and its regions in Q1 2023 is shown in table 10. In Q1 2023 2,009.0 kt of ready-mixed concrete and 144.3 kt of precast concrete structures and parts were produced in the country. Table 10 Production of cement clinkers and Portland cement, kt Area Cement clinkers Portland cement Republic of Kazakhstan 1,723.0 1,813.3 Akmola oblast 95.9 87.4 East Kazakhstan oblast 217.1 161.4 Zhambyl oblast 310.3 204.6 Karaganda oblast 290.6 226.0 Kyzylorda oblast No data 175.7 Mangistau oblast 220.0 162.3 Shymkent city 385.6 422.1 AZERBAIJAN Results of operations (according to the State Statistical Commitee of the Republic of Azerbaijan) The total area of residential buildings commissioned in Q1 2023 increased by 11.7 % (up to 412.3 thou. m 2). In Baku, it increased by 84.6 % (to 180.0 thou. m 2), in the Nakhchivan Autonomous Republic it decreased by 36.1 % (down to 60.9 thou. m 2). Cement production in the country decreased by 0.1 % (to 705.0 kt), production of precast concrete structures and parts decreased by 39.2 % (to 5.9 thou. m 3). The average price of cement increased by 0.8 %, up to 8.60 AZN per 50 kg (the average exchange rate in Q1 2023 was 42.8 RUB for 1 AZN). Norm Sement In Q1 2023 the company produced 265.0 kt of clinker and 315.6 kt of cement, including: • CEM II/A-P 32.5 R — 116.3 kt; • CEM II/A-P 42.5 R — 114.0 kt; • CEM II/B-L 32.5 R — 44.8 kt; • other cements — 40.5 kt. 315.6 kt of cement were bagged: 314.4 kt in bags and 1,2 kt in big bags. Shipped to the customers: 62.8 kt of clinker and 316.6 kt of cement by road. BELARUS Results of operations in Q1 2023 (according to the Committee on National Statistics of the Republic of Belarus) Fixed investments in construction decreased by 2.8 % down to 6.7 billion Belarusian rouble (in comparable prices). The scope of contract work in construction increased by 2.9 %, up to BYN 2.9 billion. The cost of residential housing construction amounted to BYN 1.6 billion. The average exchange rate of Bank of Russia in Q1 2023 was 1 BYN to 26.4 RUB. The amount of residential housing commissioned in Belarus decreased by 18.6 % (to 877.1 thou. m 2), in Minsk city — by 59.6 % (to 83.3 thou. m 2)á in Mogilev oblast — by 14.3 % (to 52.3 thou. m 2), in Brest oblast — by 14.8 % (to 171.4 thou. m 2). The area of buildings commissioned by individual developers decreased by 16.5 % (to 546.6 thou. m 2). Producers ’ price indices in Q1 2023 to Q1 2022 amounted to 111.7 % for cement and 110.7 % for precast constructions and parts. State-owned enterprise “Managing company of BCC holding” In Q1 2023 the plants managed by the company produced 793.9 kt of clinker and 727.3 kt of cement. EVERYTHING ABOUT CEMENT INDUSTRY OF THE POST-SOVIET COUNTRIES
Production and markets Transportation Facilities and raw materials bases Holdings and enterprises EVERYTHING ABOUT CEMENT INDUSTRY OF THE POST-SOVIET COUNTRIES Special English language issue Cement and its Applications For advertising and purchase please contact: PetroCem Ltd. Tel.: +7 812 2421124. E-mail: [email protected]. www.jcement.ru • www.petrocem.ru the most comprehensive information on cement industry in the post-Soviet countries
English pages 84 In Q1 2023 the country exported 100,4 kt of cement worth about US$ 5.6 mil lion. The country's imports amounted to 92.7 kt of cement for the sum about US$ 6.1 million. The data on export and import of cement in the Republic of Kazakhstan in Q1 2023 is shown in tables 11 and 12. Table 11 Cement export of Kazakhstan Country Q1 2023 Q1 2022 kt thou. US$ kt thou. US$ Russia 43.8 3,024 47.8 2,512 Kyrgyzstan 56.6 2,610 38.1 1,721 Total 100.4 5,634 85.9 4,233 Table 12 Cement import of Kazakhstan Country Q1 2023 Q1 2022 kt thou. US$ kt thou. US$ Russia 92.5 6,071 133.1 7,421 Belarus 0.2 58.4 0.1 116.1 Total 92.7 6,129 133.2 7,537 AO Eurasian Trading System Commodity Exchange In Q1 2023, the trade amounted to 56.9 kt of cement, including 54.3 kt of cement PC 400-D20. 56 contracts for the sale of cement were concluded for a total amount of 1,604.3 million tenge or US$ 3.5 million. The average purchase prices of PC 400-D20 cement in Q1 2023 was 27,357 tenge. Steppe Cement In Q1 2023 Steppe Cement sold 214.8 kt of cement for 4.9 billion tenge, which is 24 % and 22 % less than in Q1 2022, respectively. The share of Steppe Cement on the local market in Q1 2022 was 12.7 %. The average price for delivered cement was KZT 22,985 per ton (ex VAT). The average ex-factory price increased by 1.0 % to KZT 19,249 per ton. KYRGYZSTAN Results of operations (according to the National Statistical Committee of the Kyrgyz Republic) In Q1 2023 204.9 thou. m 2 of housing were commissioned in the country (19.9 % less than in Q1 2022). Construction contract costs were 6.0 billion soms (5.9 % more than in Q1 2022). The average exchange rate of Bank of Russia in Q1 2023 was nearly 100 KGS per 83.8 RUB. The production of cement increased by 4.1 % (to 453.4 kt ), ready-mixed concrete output — by 39.1 % (to 232.2 kt), precast constructions output — by 73.5 % (to 30.0 kt). The average purchase price in Q1 2023 for 50-kg bag of cement amounted to nearly 351.7 KGS, the ave rage producers' price was 4863.9 KGS per 1 tonne. 34.7 kt of cement were imported for the sum about US$ 2.0 million. 111.0 kt of cement were exported for the sum about US$ 4.0 million. United Cement Group OAO Kant Cement Plant. In Q1 2023 142.8 kt of clinker and 152.8 kt of cement were produced including: • CEM II/A-L 32.5 N — 118.6 kt; • CEM I 42.5 N — 25.5 kt; • other cements — 8.7 kt. Shipped to customers 152.4 kt of cement. 30.9 kt of shipped cement were packed, including: • in 25-kg and 50-kg bags — 29.6 kt; • in 1000-kg big bags — 1.4 kt. OOO South Construction Materials Combined Works In Q1 2023 110.0 kt of clinker and 105.8 kt of M400-D20 Portland cement were produced. 62.2 kt of cement were shipped to the customers by road, of this amount 34.9 in bulk and 42.3 kt in 50 kg bags, including 10.0 kt that were exported to Uzbekistan. MOLDOVA Results of operations (according to the National Bureau of Statistics of the Republic of Moldova) In Q1 2023, the volume of construction works decreased compared to the same period of 2022 by 10,9 % (in comparable prices). ZAO Rybnitsky Cement Combined Works In Q1 2023 77 kt of clinker and 58 kt of cement were produced. 17 kt of cement were bagged. TAJIKISTAN Results of operations in Q1 2023 (according to Statistical Agency under President of the Republic of Tajikistan) In Q1 2023 394.8 thou. m 2 of housing were commissioned in the country (1.6 times more than in Q1 2022), 65.2 thou. m 2 were commissioned in the Khatlon region (19.6 % less than in Q1 2022), 68.9 thou. m 2 in Sogdian region (0.9 % more than in Q1 2022). The volume of production was 899.5 kt of cement (7.4 % less than in Q1 2022), and 105.7 thou. m 3 of ready-mixed concrete, which is 6.9 % increase comparing to Q1 2022. The averege price of cement producers for Q1 2023 was TJS 528.6 per 1 t, the purchase price of cement for Q1 2023 was TJS 814.4 per 1 t. Bank of Russian's average exchange rate in Q1 2023 was 1 TJS or 6.9 RUB. UZBEKISTAN Results of operations in Q1 2023 (according to State Committee of the Republic of Uzbekistan on Statistics) The cost of construction works increased by 4.5 %, to UZS 27,565 billion.The average exchange rate in Q1 2023 was 1,000 UZS for 6.4 RUB. United Cement Group AO Bekabadcement. In Q1 2023 137.6 kt of clinker and 202.0 kt of cement were produced including: • CEM 0 42.5 N — 109.5 kt; • PPC 400 — 37.5 kt; • CEM II/A-P 32.5 SR — 21.9 kt; • other cements — 33.1 kt. Shipped to customers 222.9 kt of cement. 11.1 kt of shipped cement were packed in 25-kg and 50-kg bags. AO Kyzylkumcement. In Q1 2023 297.3 kt of clinker and 552.2 kt of cement were produced including: • CEM I/A-L 32.5 N — 478.2 kt; • CEM I 32.5 N SR — 25.9 kt; • CEM I 42.5 N SR — 13.6 kt; • CEM 0 42.5 N — 12.8 kt; • other cements — 21.7 kt. Shipped to customers 590.5 kt of cement. 110.9 kt of shipped cement were packed, including: • in 25-kg and 50-kg bags — 109.2 kt; • in 1000-kg big bags — 1.7 kt. AO Kuvasaycement. In Q1 2023 48.1 kt of clinker and 72.2 kt of cement CEM II/A-P 32.5 SR. Shipped to customers 74.0 kt of cement. 16.0 kt of shipped cement were packed in 25-kg and 50-kg bags. GEORGIA Results of operations (according to GeoStat data) The data on production of construction materials, products and structures in the country in 2022 is given in Table 13. Table 13 The output of cement and other main types of construction materials, products and structures Product Output Cement, thou. t 2,507.2 Ready-mixed concrete, thou. m 3 3,907.6 Natural stone decorative tiles (basalt, granite, marble, etc), thou. m 3 345.7 Construction brick (including stones) made with cement, concrete or cast stone, mln arb. bricks 1,083.7 Wall blocks, thou. m 3 14.2
85 NEWS RUSSIA Alternative fuel preparation standard By order of the Federal Agency for Technical Regulation and Metrology, a new national standard GOST R 70719-2023 “Resource saving. Waste management. Guidelines for the preparation of alternative fuels from municipal solid waste. Basic requirementsˮ, developed by the Russian environmental operator, was approved. As well as the recently approved GOST R 70717-2023 “Resource saving. Waste management. Treatment of municipal solid waste in preparation for further disposal. General requirementsˮ and GOST R 70718-2023 “Resource saving. Waste management. Guidelines for the disposal of organic fractions of municipal solid waste using composting methodsˮ, the new standard expanded the existing series of standards in the field of handling various types of waste, aimed at achieving the indicators of the national Ecology project. GOST R 70719-2023 comes into force on June 1, 2023. CEMROS Packaging updated. Cement under the CEMROS brand will be delivered in new packaging. Three-layer paper bags are made of micro-creped unbleached kraft paper, which is manufactured from domestic raw materials. For the convenience of customers, the usual color coding and consistency of trade names have been preserved. The transition to the new design will be gradual as the stocks of bags with the old pattern are exhausted. The transit period will be approximately 2 months, during which time cement in both old and new design packaging will be in circulation. Setting up the classroom. In partnership with V.G. Shukhov BSTU, where future employees of CEMROS enterprises study, the company has invested more than RUR 2 million in the arrangement of the classroom with modern equipment. In the new classroom with a comfortable educational environment, in addition to classes, it is planned to hold career guidance seminars and meetings with plant employees. AO Kavkazcement. Jaw crusher No. 1, which is used in the processing of limestone in the mining workshop, was retrofitted at the plant. The amount of in-vestments exceeded RUR 20 million. By the end of 2023, the plant is going to launch two projects with a total cost of more than RUR 500 million: transfer cement mill No. 1 to grinding in a closed circuit and install a new palletizing line. AO Mordovcement. The company replaced the valves of the tertiary air flue of Kiln No. 10 with in-house produced parts. During operation, the valves used to regulate air flows were deformed by high temperatures and became unsuitable for further use. According to the drawings of the design department of the plant, the team of the mechanical repair shop made frames of heat-resistant steel pouring refractory concrete over them. During operation, these valves, unlike the original ones, did not undergo significant deformation, retained their overall dimensions at an acceptable level and, accordingly, retained their functionality. Taking into account the cost of original parts, the economic effect amounted to about RUR 8 million. ZAO Oskolcement. A Blaine device was purchased for the technical control laboratory, a fully automated one that does not require complex adjustment to reference values. The use of this analyzer makes it possible to eliminate the influence of the human factor in determining the fineness of cement grinding. OOO Sengileevsky Cement Plant. The company started shipping cement by water transport. The first barge with a cargo of 3,200 tons was sent to Nizhny Novgorod. Cement is also delivered by water to Yaroslavl, Kazan, Novocheboksarsk and other cities of the Volga, Central and North-Western federal districts, mainly in reusable big bags MK-14-10 with a capacity of 14 tons. Cement is loaded into barges using a gantry crane. In 2023, the plant intends to ship about 270 kt of finished products to customers in neighboring regions along the Volga. Voronezh branch of CEMROS. The company bought a new mining excavator with a capacity of more than 500 hp. The investments amounted to RUR 63 million. AO HC Sibcem AO Angarskcement. At cement mills Nos. 6 and 7, smoke exhausters were replaced and new batch weighers were put into operation. With their launch, the project for technical re-equipment of this closed-circuit grinding system was completed. In the coal department, modern conveyor belt continuous batchers were installed. In the separate subdivision Pereval Quarry, the electric motors of the apron feeder of Bin No. 9 and the feeder of Jaw crusher No. 2 were replaced with more powerful ones, which made it possible to increase the productivity of the equipment and reduce the loading time of the trucks by 30%. AO Iskitimcement. Two new dump trucks began to work at the Chernorechensky open pit, as a result, the shift productivity increased by 5—7%. OOO Krasnoyarsky Cement. A second pneumatic chamber pump was installed in the Finished Goods shop to supply cement for bagging, and a new block of silos Nos. 1—4 was put into operation. A bulldozer, a front-end loader and two mining dump trucks have been added to the company's fleet of special equipment. OOO TimluyCement. The company received a hyd raulic excavator, a bulldozer and two dump trucks. In addition, three truck tractors were purchased - two of them, in conjunction with new dump semi-trailers, deliver limestone from the quarry to the industrial site, and the third, complete with a cement barrel truck, is designed to deliver cement to consumers. OOO Sibirsky Beton. In the Krasnoyarsk division of the company the pan mixer was replaced with a planetary mixer. The specialists installed a new skip hoist for loading sand and crushed stone into the concrete mixing plant, as well as four cement screw conveyors. The total cost of the work exceeded RUR 7.8 million. The truck scale was replaced at the Kemerovo subdivision. The cost of the project was about RUR 5.8 million. Four concrete mixing trucks were added to the company's fleet at a total cost of RUR 25.1 million.. Vostokcement Group of Companies Addition to the truck fleet. The wheel-cum-rail tractor purchased by the company is now used for supplying railcars for unloading at the Daltransstroy trust company. Sakhalincement purchased a loader and a dump truck. A new excavator has been put into operation in the quarry of the crushing and screening plant. OOO Asia Cement The Federal Service for Intellectual Property of the Russian Federation (ROSPATENT) has entered the Automated system for quality control of the raw mix ATsTEK into the Register of Computer Programs. OOO Asia Cement received a state registration certificate PO No. 2023619433. The system, designed to determine the optimal dosages for mixing raw materials in the production of dry cement, was developed and implemented in the production by the company's IT specialists. UZBEKISTAN Zero duty rate on cement imports In accordance with the Decree of the President of the Republic of Uzbekistan dated April 13, 2023 No. UP-51 On measures to implement the Program for providing the population with housing through mortgage loans based on market principles for 2023, from May 1, 2023 to January 1, 2025, a zero rate is applied to the customs duty on imports of a number of building and raw materials to the republic. Among them are Portland cement, as well as aluminous, slag, supersulphate and similar hydraulic cements (unpainted or painted, ready-made or in the form of clinker). United Cement Group United Cement Group (UCG) has received a B+ credit rating with a positive outlook from the leading international rating agency, Fitch Ratings. The rating assessment process, which spanned more than three months, entailed a comprehensive study of the enterprises and an analysis of UCG’s current financial condition, as well as an assessment of long-term business development prospects. According to the assessment results, the rating analysts confirmed UCG’s very high financial stability and its leading positions in the cement markets of Uzbekistan. Experts noted UCG's leading positions in the rapidly developing cement market of the republic, high profitability and stable financial position, as well as the holding's initiatives to optimize costs. Currently, the B+ level is the highest for non-state companies in Uzbekistan’s real sector of the economy. The positive outlook of Fitch Ratings is associated with the positive results of the large-scale modernization that UCG is carrying out at its enterprises, and with an increase in its operational activity. Earlier, th e group received a B+ rating with a positive outlook from another leading international rating agency, S&P Global Ratings.
86 ÌÀÐÒ—ÀÏÐÅËÜ 2015 86 English pages sumption in the country amounted to 16.510 Mt, the volume of decentralized imports — 2.250 Mt. Fig. 1 shows the distribution of cement facilities by regions of the Republic as of January 1, 2023 and the cement output in them in 2022. Cement is produced in all regions, except for the Khorezm and Syrdarya regions, where there are no raw materials suitable for this. To date, in accordance with the decisions of the Government of the Republic of Uzbekistan, cement industry enterprises having a state share in the authorized capital have been mostly sold. Today, the corporate structure of the cement industry of the Republic includes: • international holding company United Cement Group (Kazakhstan), which comprises the facilities of AO Kyzylkumcement, AO Kuvasaycement and AO Bekabadcement with a total capacity of 8.2 Mt of cement per year; • OOO AKKERMANN CEMENT (Russia), which acquired the plant of AO Akhangarancement after the construction of a new process line for the production of dry cement with a capacity of 2.5 Mt per year had been completed; • the Jizzakh and Sherabad cement plants, previously owned by AO AGMK and transformed into a LLC with a state share; • other cement and grinding plants owned by Chinese (4 companies) and local private investors. The largest cement producers in the country are AO Kyzylkumcement, AO Akhangarancement and AO Bekabadcement. In 2022, the production facilities of OOO Jahon Euro-Service, OOO Shaffoff Cement Sanoati, IP OOO Karshi Konch Cement, OOO Pop The cement industry of the Republic of Uzbekistan is the leading link in the domestic building materials industry, whose enterprises have significantly stepped up their work in recent years. This is due to the dynamically growing demand, the development of the building materials market, state support, expressed in the adoption by the Government of the Republic of a number of long-term programs for the construction of industrial production facilities, energy and transport infrastructure, social and housing construction. Across the country, large-scale construction of new and reconstruction of existing industrial facilities, residential buildings, schools, medical institutions, social facilities, roads, and bridges has begun. With the growth of incomes of the population, individual housing construction has widely developed, presenting an increased demand for building materials. Industry capacity, production and consumption of cement In 2022, the cement industry of the Republic of Uzbekistan operated 35 integrated cement plants and 9 grinding plants. The enterprises produced 14.607 Mt of cement, which is 2.9 % more than in 2021. Clinker output in 2022 increased by 2.0 Mt compared with the previous year, to 12.1 Mt. The domestic cement conCement industry of the Republic of Uzbekistan UDC 666.94(575.1) A.A. Bakhodirov, Dr. Sc., Prof., First Deputy Chairman of the Board for Science and Innovation, Uzpromstroymaterialy Association, Uzbekistan; A.F. Ibragimov, specialist of the Survey and Engineering Center, OOO UzstroymaterialLITI of the Uzpromstroymaterialy Association, Uzbekistan ABSTRACT. In 2022, the plants of the Republic of Uzbekistan produced 12.1 Mt of clinker and 14.6 Mt of cement, their total annual production capacity for cement as of January 1, 2023 exceeded 26 Mt. In 2022, the Republic put into operation production facilities with a total capacity of 6.8 Mt of cement per year. In 2023, it is planned to complete the construction of eight new cement plants and process lines. Keywords: cement output, cement production capacities, dry process, construction, modernization. Fig. 1. The number of cement producers as of January 1, 2023 (numerator) and the cement output in 2022, Mt (denominator) in the regions of the Republic of Uzbekistan Republic of Karakalpakstan 2/0.4 Navoi region 1/3.0 Tashkent region 2/3.3 Fergana region 10/2.0 Andijan region 6/1.0 Namangan region 4/0.4 Jizzakh region 3/2.4 Samarkand region Kashkadarya region 1/0.65 Surkhandarya region 2/1.03
87 ÌÀÐÒ—ÀÏÐÅËÜ 2015 87 Table 1 Cement producers in the Republic of Uzbekistan Company Region Year of commissioning Capacity, Mta Production method AO Kyzylkumsement Navoi 1977 3.6 Dry 2022 1.8* AO Akhangarancement Tashkent 1963 1.7 Wet 2021 2.5* Dry AO Bekabadcement Tashkent 1926 1.8 Wet 2013 Dry OOO Huaxin Cement Jizzakh** Jizzakh 2021 1.6* “ OOO Sherabad cement plant Surkhandarya 2018 1.5 “ OOO Namangancement Namangan 2019 0.2 “ 2022 1.0* “ OOO Reco Cement Sifat Andijan 2021 1.2* “ SP OOO Karshi Konch Cement** Kashkadarya 2022 1.2* “ AO Kuvasaycement Fergana 1932 1.0 Wet OOO Jizzakh cement plant Jizzakh 2014 1.0 Dry OOO Fargona Yasin Qurilish Mollari** Fergana 2020 0.8 “ Subtotal: 21.0 Other producers 5.25 Total: 26.25 * Plants and production lines launched in 2021—2022. ** The plant is wholly or partly owned by a Chinese company. Cement, the 4th process line of AO Kyzylkumcement and the 2nd process line at OOO Namangancement were put into operation with a total capacity of 6,800 kt of cement per year. Chinese Anhui Conch Cement, one of the largest cement producers in the world, has put into operation a new cement plant in the Kitab district of Kashkadarya region with a production capacity of 1.2 Mt of cement per year. Also, the company began in December 2022 the construction of another cement plant in the Akhangaran district of the Tashkent region with a capacity of 2.5 Mt of cement per year. Shah Polan Holding Company (Uzbekistan) in 2021 launched a cement plant in the Khodjaabad district of Andijan region with a production capacity 1.2 Mt of cement per year, and in 2023 completed the construction of another cement plant of the same capacity in the Karauzak district of the Republic of Karakalpakstan, and put it into operation in April. With the launch of new plants, all previously operating shaft furnaces were decommissioned. The production capacity of operating plants of the cement industry in the Republic of Uzbekistan as of January 1, 2023 reached 26.25 Mt of cement per year (Table 1). It can be seen that in 2021—2022 this figure has significantly increased due to a number of largescale dry process production lines having been commissioned. In 2023, it is planned to complete the construction of eight new cement plants and dry process production lines (Table 2). The enterprises of the branch carry out reconstruction and modernization of production, expand the range of products. Here are some examples: • AO Bekabadcement modernized the kiln unit in the dry process clinker production line, bringing the production capacity up to 1,000 kt per year. The plant significantly increases production of special types of cements; • AO Kuvasaycement started the modernization of the grinding department, planning to install a two-stage grinding unit, consisting of a roller press and a ball mill, with a capacity of 100 t/h; • AO Akhangarancement is starting to implement nine strategic investment projects. Among them is the use of sorted municipal waste (refuse-derived fuel. RDF) on a dry method production line as an alternative fuel, which is planned to partially replace natural gas. In order to improve the performance of kiln units, a number of plants are modernizing preheaters replacing them with calciners. Production methods and energy consumption In 2022, the industry operated 49 process lines for cement production, of which 38 worked by the dry method and 11 by the wet method (which accounted for 10.5 % of the produced cement). Over the past 5 years, cement enterprises have been increasingly using thermal coal as a process fuel. In 2022, 14 plants worked on coal, its consumption reaching 485.9 kt. The specific consumption of coal fuel for the production of 1 ton of clinker was 150—180 kg. At 21 plants where natural gas was used as a process fuel, the specific fuel consumption was 104.4—127.6 kg of conventional fuel per 1 ton of clinker, and the total gas consumption was 1,093 thousand m3. It can be expected that with the mastering of the design capacity at new enterprises, the specific fuel consumption there will be stabilized. In 2022, the electric power consumption per 1 ton of cement produced was 95—102 kWh. Mineral additives Due to the lack of high-quality mineral additives in the Republic of Uzbekistan for the production of cement, both sedimentary (diatomites, Table 2 Enterprises and technological lines. the construction of which is scheduled for completion in 2023 Enterprise, process line Region District Capacity, Mta ÎÎÎ Karakalpakcement Republic of Karakalpakstan Karauzyak 1.2 ÎÎÎ Farg'ona Yasin qurilish mollari (2nd stage) Fergana region Besharyk 1.2 ÎÎÎ Àlbus Cement Group “ Uzbekistan 0.3 ÎÎÎ KD Sement “ Uzbekistan 0.13 ÎÎÎ Samarqand Afrosiyob Sement Samarkand region Pastdargom 0.56 ÎÎÎ Zhomboycement “ Samarkand 1.0 ÎÎÎ Ishonchli posbon textile Andijan region Kurgantepa 0.5 ÎÎÎ Toshbulok Invest Group Namangan region Namangan 0.6 Total 5.49 Tripoli, gaize) and effusive (ashes, tuffs, trasses), plants of the industry mainly use natural burnt clay rocks, as well as limestone and effusive volcanic rocks — basaltoids. In 2021, 1,429 kt of mineral additives were used at the cement enterprises of the Republic, which replaced 15.10 % of the clinker component of cements. Data on the trends of the introduction of additives into the composition of cement in 2016—2021 are given in Table 3. It can be seen that limestone input grew the fastest, its share in the total mass of mineral additives introduced into cement increased from 0.5 to 53.5 % over 5 years (Fig. 2). The shares of various additives in 2021 are shown in Fig. 3. The Republic is constantly and purposefully working to find natural and artificial materials suitable for use as mineral additives. Among them are such technogenic wastes. which cannot be used without pre-treatment. So far, some results have been achieved. Here are some examples: 1) a product of neutralization of phosphogypsum mixed with TPP ash and slag was de-
88 ÌÀÐÒ—ÀÏÐÅËÜ 2015 88 English pages pulverized high-ash coal in the production of cement as an active mineral additive and removed by the dry method in a new power unit in operation at the Angren TPP. veloped, obtained by autoclave treatment and called phosphozol; 2) the product of heat treatment of natural tuffite in a rotary kiln, which acquires an in2017 0.5 2018 23.7 37.8 53.5 1.2 2019 2020 2021 Fig. 2. The proportion of limestone in the total mass of mineral additives introduced into the composition of cement,% Limestone 53.47 Burnt clay 18.07 Effusive rocks 10.82 Ash and slag 9.54 TAMA 6.45 Phosphozol 1.35 Other 0.31 Fig. 3. Shares of various mineral additives in the total volume of their input into cement in 2021,% Table 3 Introduction of additives* into the composition of cement at cement enterprises in 2016—2021 Indicator 2016 2017 2018 2019 2020 2021 Weight of added additives, kt: Electrothermophosphoric slags 240.5 — — — — — Thermally activated mineral additive (TAMA) — — — — — 92.15 Burnt clay 196.7 419.1 473.9 407.7 385.1 258.3 Ash and slag 100.5 37.0 105.9 143.5 156.0 136.4 Effusive rocks 558.6 645.6 530.8 535.7 335.6 154.6 Phosphozol 65.5 16.8 79.6 56.0 69.3 19.3 Limestone — 5.5 14.9 358.5 585.4 764.2 Metallurgical slag — 2.8 — 11.7 14.4 3.2 Microsilica — — — — 0.5 — Other (brick, asbozurite, sand) — — 5.2 0.7 1.9 1.3 Total 1,161.7 1,126.8 1,210.3 1,513.7 1,548.2 1,429.4 Cement production 7,495.0 6,456.3 6,141.3 9,658.2 9,415.1 9,493.0 Average proportion of additives in cement, % 15.5 14.9 16.7 15.7 16.4 15.1 * Excluding gypsum and grinding aids. creased activity as a result, is used as a mineral additive at one of the cement enterprises; 3) permits were prepared for the use of ash and slag formed during the layered combustion of Tel.: +7 (812) 242-1124. E-mail: [email protected] ИЮЛЬ—АВГУСТ 2014 97 УДК 658.114.4:666.94 Е. Смирнова, ООО «Красноярский цемент», Россия РЕФЕРАТ. В октябре 2014 года Красноярскому цементному заводу исполняется 70 лет. Все эти годы предприятие работало, обеспечивая сибирские стройки цементом. Вместе со страной оно переживало трудные времена, экономические спады и подъемы, перестройку системы взаимодействия с потребителями продукции. Сегодня «Красноярский цемент» является дочерним обществом одного из крупнейших холдингов отрасли – «Сибирского цемента». В его составе завод в течение 10 лет стабильно работает, эффективно используя накопленный опыт и производственную базу. Предприятие осваивает выпуск новых видов продукции, повышает производительность оборудования, увеличивает свои производственные мощности. Ключевые слова: производство цемента, гидротехнический цемент, тампонажный цемент. Ключевые слова: cement production, hydrotechnic cement, oil-well cement. В 30-е годы прошлого столетия развитию производства в восточных районах страны уделялось особое внимание. Так, план третьей пятилетки предусма - тривал создание в Сибири целого ряда промышленных объектов, в том числе предприятий цементной отрасли. Для строительства Красноярского цементного завода выбрали территорию на правом берегу Енисея в районе с. Торгашина. В качестве сырья для производства строительного материала решено было использовать известняки Торгашинского месторождения и глины, залежи которых находились между участком известняка и селом. Оборудование, смонтированное впоследствии на трех технологических линиях предприятия, поступило в Красноярск с эвакуированного в начале войны НиКрасноярский цементный завод был введен в эксплуатацию в 1944 году. Этому событию предшествовала огромная работа, выполненная проектировщиками, геологами, монтажниками и строителями. Красноярский цементный завод отмечает юбилей репринт из журнала «Цемент и его применение» №4 • 2014 Cement and its Applications март—апрель 2013 91 УДК 621.927.4:621.926.8:662.66 Работа угольной вертикальной валковой мельницы на заводе в Бельгии Д-р К. Войвадт, руководитель технологического отдела, Р. Зоннен, руководитель отдела выполнения заказов, Gebr. Pfeiffer SE, Германия РЕФЕРАТ. Описана работа угольной вертикальной валковой мельницы MPS 225 BK, разработанной немецкой компанией Gebr. Pfeiffer SE, на заводе компании CBR, входящей в группу HeidelbergCement, в Ликсе (Бельгия). Приведена технологическая схема установки помола угля. Согласно результатам испытаний в условиях эксплуатации, новая установка полностью отвечает требованиям по производительности и рабочим параметрам. Ключевые слова: вертикальная валковая мельница, помол угля, установка для помола и сушки. Keywords: vertical roller mill, coal grinding, grinding-drying system. 1. Введение Вертикальные валковые мельницы MPS и MVR, разработанные компанией Gebr. Pfeiffer SE, применяются для помола цементного сырья, клинкера и гранулированного доменного шлака во многих странах мира. Мельницы MPS используются также для одновременного измельчения и сушки различных типов угля (антрацита, каменного или бурого угля), а также различных видов нефтяного кокса на многочисленных цементных, металлургических заводах и электростанциях. В данной статье приведено общее описание угольных мельниц Gebr. Pfeiffer SE и описан ход работ на мельнице MPS 225 BK, установленной для компании CBR Lixhe (Бельгия). 2. Конструктивные особенности и преимущества мельницы В цементной промышленности в большинстве установок для помола угля используются два типа мельниц. Это вертикальные валковые мельницы, доля использования которых достигла почти 90 %, и шаровые мельницы, доля использования которых сократилась и составляет немногим более 10 % [1]. Компания Gebr. Pfeiffer SE поставляет автономные угольные мельницы MPS, а также комплексы для помола и сушки угля. Мельницы и помольные комплексы могут работать под давлением или при разрежении, в воздушной атмосфере или атмосфере инертного газа. В поставку могут входить помольные установки с временным хранением пылевидного угля в бункерах (на цементных и сталеплавильных заводах и т. д.) и установки с его прямым впрыском в камеру сжигания (на электростанциях). На рис. 1 приведены основные параметры угольных мельниц серии MPS. В зависимости от вида измельчаемого топлива при производительности от 5 до 200 т/ч можно достичь тонины помола от 1 % R 0,063 мм до 25 % R 0,090 мм. Мельница MPS для помола угля с возможностью его одновременной сушки позволяет молоть бурые угли с исходной влажностью до 45 %. При высокой влажности сырья технические характеристики мельницы в большей степени определяются необходимостью сушки сырья в мельнице, а при помоле антрацита, тощего каменного угля и нефтяного кокса — необходимостью измельчать их до заданной дисперсности. Различные характеристики твердых видов топлива, такие как размалываемость, содержание золы, летучих веществ, а также необходимая тонина помола, требуют широкого разнообразия возможных рабочих состояний мельницы. Гидравлическая система плавно регулирует усилие, прикладываемое валками, обеспечивая помол различных видов твердого топлива. С учетом варьирования расхода воздуха диапазон регулирования параметров работы мельницы составляет от 30 до 100 %. При изменении необходимой загрузки мельниц с впрыском, установленных на электростанциях, или при отличии качества топлива и его размалываемости от указанных в проекте возможна эксплуатация мельницы с частичной загрузкой. Вертикальная валковая мельница MPS представляет собой статическую систему, состоящую из прижимной рамы, трех валков и трех наружных тяг, и обеспечивает равномерное распределение нагрузки на помольный стол, который приводится в действие с помощью электродвигателя и редуктора. Во время запуска и технического обслуживания подъем валков выполняется с помощью натяжных цилиндров. Высокоэффективный воздушный сепаратор типа SLS смонтирован над зоной измельчения. В этой же зоне находится устройство для загрузки исходного материала, который здесь же смешивается с крупкой, удаленной из сепаратора (рис. 2). Основное отличие мельницы MPS для твердых видов топлива от других мельниц MPS состоит в устойчивости к воздействию ударной волны. Корпус мельницы и воздушного сепаратора, загрузочное устройство и компенсаторы имеют ударопрочную конструкцию, обеспечивающую безопасность при возникновении ударной волны. Во избежание скопления угольной пыли, являющейся источником самовоспламенения, все поверхности в зоне измельчения и сепарации расположены вертикально или с наклоном. Перечислим основные отличительные особенности установок для помола угля на цементных заводах: • специальная схема расположения установки, необходимая для того, чтобы исключить отложения угольной пыли; • ударопрочная конструкция корпуса мельницы и воздушного сепаратора, фильтра и бункеров для угольной пыли; репринт из журнала «Цемент и его применение» №2 • 2013 Cement and its Applications МАРТ—АПРЕЛЬ 2014 101 УДК 621.822.8: 666.9 Разъемные подшипники для цементной промышленности А.В. Головкин, заместитель руководителя индустриального отдела, ООО «Шэффлер Руссланд», Россия РЕФЕРАТ. Плановые и аварийные работы по замене подшипников приводят к длительным простоям оборудования в связи с большой трудоемкостью сопутствующих технологических операций. Применение разъемных подшипников позволяет в несколько раз сократить время проведения этих работ. В статье описаны устройство и преимущества разъемных подшипников FAG, выпускаемых немецкой компанией Schaeffler, даны рекомендации по их использованию в оборудовании цементной промышленности и приведен пример их успешной эксплуатации на цементном заводе в Испании. Показано, что в результате замены неразъемных подшипников на разъемные достигается значительный экономический эффект. Ключевые слова: разъемные сферические роликоподшипники, запасные части, демонтаж. Keywords: split spherical roller bearings, repair parts, disassembling. состоят из разъемного внутреннего кольца, разъемного сепаратора (изготовленного из стеклонаполненного полиамида или латуни) с роликами, а также разъемного наружного кольца. Половины колец соединяются между собой прецизионными и стяжными винтами (рис. 1). В соответствии с производственной программой выпускаются разъемные сферические роликоподшипники для валов, имеющих диаметр от 55 до 630 мм и от 2 3/16 до 16 дюймов. Рассмотрим основные этапы замены стандартного подшипника на разъемный без полного разбора конструкции. Вначале необходимо подвести опору под вал-ротор и снять крышку корпуса. Старый неразъемный подшипник вместе с втулкой осторожно распиливают разрезным кругом и демонтируют. Затем наружное полукольцо разъемного подшипника помещают в нижнюю часть корпуса, а смонтированное внутреннее кольцо — на вал. Затем центрируются и скрепляются половинки внутреннего кольца. После монтажа остальных деталей затягиваются винты, скрепляющие половинки наружного кольца. Далее вал освобождается от опоры, и крышка корпуса устанавливается на место. Число операций, выполняемых при монтаже разъемных подшипников, меньше, чем при монтаже неразъемных (см. таблицу). Хотя стоимость разъемного подшипника в 1,5—2 раза выше, чем неразъемного (с учетом необходимости приобретения закрепительной втулки для неразъемного подшипника), значительный экономический эффект достигается за счет снижения трудоемкости и времени работ по замене вышедшего из строя подшипника. Затраты и потери, связанные с простоем оборудования, снижаются главным образом благодаря сокращению его продолжительности, которое приводит к уменьшению упущенной выгоды (рис. 2). Инновации и оптимизация себестоимости продукции являются важными рычагами повышения эффективности производства. Разъемные подшипники качения — это одно из средств, позволяющих повысить его эффективность. Известно, что совокупная стоимость владения оборудованием складывается из всех затрат и издержек (в том числе связанных с простоями по причине ремонта), возникающих при эксплуатации оборудования. Более высокие затраты на начальном этапе, выраженные в повышенной стоимости разъемного подшипника, приводят в дальнейшем к существенной экономии. Экономия же на подшипнике, напротив, ведет к возникновению серьезных затрат в будущем. Замена подшипника зачастую сопряжена с демонтажом сопряженных деталей. В крупных механизмах, если доступ к подшипнику затруднен, требуются большие затраты времени и сил на демонтаж близлежащих деталей, таких как муфты, валы привода, зубчатые колеса, корпуса, крыльчатки, барабаны и др. Как правило, взамен неразъемных сферических роликоподшипников с закрепительной втулкой могут быть установлены разъемные. Условием возможности такой замены является равенство наружного диаметра, ширины наружного кольца и посадочного диаметра на вал у неразъемного и у разъемного подшипников. Основное отличие разъемного сферического роликоподшипника от стандартного — ширина внутреннего кольца примерно вдвое больше, поэтому требуется предусмотреть большее посадочное пространство под внутреннее кольцо. Разъемные сферические роликоподшипники выпускаются с нормальными допусками и с нормальным зазором, которые соответствуют нормальным допускам и нормальному зазору неразъемных радиальных сферических роликоподшипников с цилиндрическим отверстием (в соответствии с DIN 620), благодаря чему не нужно переделывать конструкцию сопряженных деталей — вала и корпуса. Разъемные сферические роликоподшипники репринт из журнала «Цемент и его применение» №2 • 2014 Cement and its Applications май—июнь 2011 119 репринт из журнала «Цемент и его применение» №3 • 2011 Cement and its Applications УДК 628.511.4:666.9 Опыт использования высокоэффективных фильтровальных рукавов Компания BWF Envirotec (Германия) занимает лидирующее положение на мировом рынке нетканых фильтровальных материалов, производимых из всех типов синтетических волокон. Компания предлагает широкий выбор фильтровального материала, фильтровальные элементы всех типов и конструкций, запасные части для пылеулавливающего оборудования, а также монтаж и демонтаж рукавных фильтров у заказчика. BWF Envirotec дает рекомендации по выбору фильтровального материала, производит лабораторные исследования рукавных фильтров и пыли, моделирует в собственной лаборатории условия различных процессов газоочистки, максимально приближенные к реальным условиям применения. В минувшем десятилетии произошли серьезные изменения в области очистки промышленных газов в цементной промышленности. Законы об охране окружающей среды, касающиеся отрасли, становятся все более жесткими, поэтому цементные завоЭ. Ронер, директор по технологии и применению, BWF Tec GmbH & Co. KG, Германия, Д.И. Кузнецов, генеральный директор, ООО «БВФ Энвиротек», Россия РефеРат. В статье отражены результаты деятельности фирмы BWF Envirotec, специализирующейся на системах газоочистки в цементной промышленности — разработке и поставке рукавных фильтров, изготовленных на основе различных фильтровальных материалов. Дана оценка физико-химических, механических свойств этих материалов и показаны принципы их выбора для конкретных условий эксплуатации. Приводятся технические характеристики оборудования, поставленного фирмой на ряд цементных заводов в странах Европы и Азии. Показана его эффективность и надежность. Ключевые слова: рукавный фильтр, фильтровальный материал, газоочистка, пыль, гидролиз, химическая устойчивость, обработка, механическое воздействие. Key words: bag filter, filter materials, gas purification, dust, hydrolysis, chemical resistance, finishe, mechanical impact. ды вынуждены постоянно снижать выбросы пыли. Чтобы соблюдать эти строгие правила, отходящие газы от ленточных конвейеров, мельниц, клинкерных холодильников и печей обжига необходимо очищать с высочайшей эффективностью. Для выполнения указанных задач BWF Envirotec предлагает широкий выбор высококачественных рукавных фильтров. фильтровальные материалы Фильтровальные материалы компании BWF Envirotec производятся из синтетических волокон. В большинстве случаев эти материалы изготавливаются на поддерживающем каркасе, который увеличивает их механическую прочность (рис. 1). Каждый тип волокна обладает уникальными термическими, механическими и химическими характеристиками, которые важны для эффективности и срока службы фильтровального рукава. Возможности же комбинации различных типов каркаса и набивки фильтровального материала почти безграничны. Выбор наиболее подходящего сочетания зависит в первую очередь от назначения, а также от экономических показателей. За последние годы на цементных заводах доказали свою пригодность типы фильтровальных материалов, приведенные в табл. 1. Среди технических характеристик (табл. 1) указаны рабочая и максимально допустимая температуры использования фильтровального материала. Однако они представляют максимально возможный предел температуры в идеальных лабораторных условиях и должны рассматриваться лишь как характеристики данного полимера. В реальных условиях химические реакции с опасными компонентами отходящих газов и пыли вынуждают применять все полимеры (кроме РТFЕ) при более низких температурах. типы фильтровальных материалов, используемых на цементных заводах Гомополимер полиакрилонитрила (Dт) Описание. Полиакрилонитрил, как фильтрующий материал, устойчив к окислению и гидролитическому воздействию. Рабочая температура ограничена 125 °С, возможны кратковременные подъемы темРис. 1. Поперечный разрез фильтровального материала набивка Поддерживающий каркас СЕНТЯБРЬ—ОКТЯБРЬ 2015 81 Департамент по связям с общественностью ОАО «ХК «Сибцем» РЕФЕРАТ. В статье описана история Топкинского цементного завода, входящего в состав холдинговой компании «Сибирский цемент». Приведены сведения о масштабных мероприятиях по модернизации производства, проводящихся на предприятии в течение последнего десятилетия. Дана информация об ассортименте продукции и направлениях ее использования. Ключевые слова: цементный завод, производство, модернизация. Keywords: cement plant, production, modernization. преимущество — стабильно высокое качество выпускаемых строительных материалов. От проекта — к производству Топкинский цементный завод вошел в число действующих предприятий страны 30 января 1966 года. В этот день государственная комиссия приняла в эксплуатацию технологическую линию № 1. Однако история «Топкинского цемента» началась на 20 лет раньше — именно столько времени потребовалось для оформления проектной документации, подготовки и ведения строительных работ. В послевоенном 1946 году в Топкинском районе Кемеровской обл. была проведена предварительная геологическая В январе 2016 года Топкинскому цементному заводу исполнится 50 лет. С 1966 по по ноябрь 2015 года на нем выпущено 99 084 653 тонны цемента. В истории предприятия были разные этапы: на смену периодам становления и динамичного развития пришел спад 1990-х, который затем уступил место мощному подъему 2000-х. Сегодня промышленный гигант в составе холдинговой компании «Сибирский цемент» входит в число лидеров цементной индустрии Сибири. Топкинские цементники ведут модернизацию оборудования, расширяют ассортимент продукции, сохраняя при этом свое главное конкурентное репринт из журнала «Цемент и его применение» №5 • 2015 Cement and its Applications УДК 658.114.4:666.94 Юбилей Топкинского цементного завода and translated articles from us You can order reprints
89 ABSTRACTS p. 16—17 Questions and answers. The advantages and disadvantages of homogenizing silos of various designs p. 22—23 L.Z. German The 11th International Petrocem Conference On April 23-25, 2023 the 11th International Petrocem Conference was held in St. Petersburg, Russia. Brief information on the conference is given. p. 24—27 A review of Petrocem Ñonference presentations The article provides a review of the 11th International Petro cem Conference presentations. p. 28—29 S.P. Sivkov Regulatory framework for cement production in the Russian Federation: state and prospects The article discusses the issues of further development and improvement of the regulatory framework for cement production in the Russian Federation. The need to prevent unjustified prolongation of the terms during which standards are considered and approved is noted. It is emphasized that the provisions of new regulatory documents, comments and proposals on them should be substantiated by the results of scientific research and experience in the use of a particular product in construction, and also carefully discussed by cement specialists. The level and stability of the quality of manufactured cements depend on adhering to this principle. p. 30—36 L.D. Shakhova, I.Ya. Kharchenko, V.V. Strokova, D.D. Netsvet, G.M. Kalatosi Extra fine binders (microcements) and their use in construction The article provides an overview of domestic and foreign sources, regulatory documentation, as well as the results of research work on the technology and properties of extra fine binders. The classification of cements according to the particle size, the terms used, the characteristics of microcements from leading foreign and domestic manufacturers are given. The main technologies for obtaining microcements and the areas of application of these materials are described. p. 38—40 M.I. Grigoriev, I.A. Raschupkina On changes in the regulation system in environmental protection (for cement industry enterprises) The article reflects the main changes in the regulatory and technical documentation related to environmental performance and requirements for the construction, reconstruction and operation of cement industry facilities. p. 42—43 A.V. Popov, A.A. Kapustina, A.V. Abrosimov Prevention of bulk materials’ hanging up in silos: an innovative technology of the air caving system Currently, many cement plants face the problem of sticking and hanging up of material in silos and other process containers, leading to the need to stop production and, consequently, to large production losses. To prevent such situations, OOO MKPO produces a new generation of pneumatic guns of BKN series under the URAGAN brand. p. 44—47 V. Grosskopf Fire and explosion protection of coal grinding systems. Part II This article describes the means of protecting coal grinding plants from fires theand explosions, the factors on which the effectiveness of such means depends, and methods to raise it. Its second part covers the issues of providing explosive and fire safety of equipment and structures at the sites where coal dust is transported and stored, of the control and measurement devices required for protection against fire and explosion, and discusses the use of emergency inerting. p. 48—51 L.F. de Pinho, R.M. Ferronato, L.B. Fagundes, T.A.R. Coelho The kiln burner at Supremo Cimentos, Adrianopolis’ plant Characteristics of the D-Flame AutoPRO kiln burner, developed and manufactured by the Brazilian Dynamis, are given. The experience of operating a burner of this model at the Supremo Secil Cimentos cement plant in Adrianopolis (Brazil) is described. p. 52—53 V.V. Churilov Refractory solutions for the cement industry The article provides information about the products manufactured by OOO ISOMETIKA, their range, as well as the benefits of cooperation with the company as a whole, which include customer focus, a wide range and custom products, cooperation with the world's leading suppliers of raw materials, logistics and geography of presence, product quality control at all stages of production, continuous improvement and development of new products. p. 54—55 Ye.Yu. Frolova Polyfractionated sands for testing cements During the work on the standard sand market for more than 13 years, OOO Poliquartz has established itself as a reliable and permanent supplier for long-term cooperation. In the course of its development, the company became one of the largest producers of standard sands in Russia and the CIS countries. The company's priorities are a constant emphasis on product quality and a personal approach to each customer.
English pages 90 p. 74—78 B.P. Kulikov, N.V. Vasyunina, I.V. Dubova, A.S. Samoilo, R.O. Balanev, I.K. Ivanova, Ya.S. Sysoeva An effective additive based on synthetic fluorite and graphitized carbon from aluminum production waste for the synthesis of clinker compounds The article contains the results of laboratory studies performed to evaluate the effectiveness of introducing a complex additive based on synthetic fluorite and graphitized carbon obtained from aluminum production waste into raw meal for the production of Portland cement clinker. The studies were performed by thermogravimetry, high-temperature radiography, and X-ray phase analysis. The results of the conversion of sodium fluoroaluminates, which are part of the waste, into synthetic fluorite by treating the waste with milk of lime are presented. It has been established that the extraction of fluorine from waste into synthetic fluorite is 100%. The residual sodium content in the additive after treatment with lime whitewash is reduced by 90–98% and is due to the presence of alkali contained in the filtrate in the cake. Thermogravimetric studies have shown that the introduction of a mineralizing agent intensifies the sintering of raw meal. Thus, at the same temperatures, the degree of decarbonization of CaCO3 in a sample with a complex additive is 15—60% higher than that without a mineralizer. The temperature of liquid phase formation during sintering of raw meal with fluorocarbon-containing additive decreased by approximately 25 °C. The combined action of a fluorine-containing mineralizing agent and a burnable additive reduced the energy consumption for limestone decarbonization by about 23.5%. According to the data of high-temperature X-ray analysis, the temperature dependencies of the intensity of the analytical lines of the main clinker compounds during sintering of a regular raw meal and that with a fluorocarbon-containing additive were plotted in the range of 700—1200 °C. The results obtained confirmed the effectiveness of the complex additive. The analytical lines characterizing the synthesis of the main clinker phases in raw meal with an additive are characterized by a greater intensity at the same temperatures. © PetroCem Ltd. Reprinting of any materials from the journal is possible with written permission of Editorial Board only. If you are interested in having any articles of our journal translated into any language, please contact our Editorial Office at: Tel: +7 (812) 242-1124 E-mail: [email protected] p. 56—61 U. Parlikar Sustainable management of wastes through co-processing in cement kilns A variety of wastes get generated in large quantities during the societal, industrial and agricultural activities undertaken by mankind. These wastes have hazardous & non-hazardous characteristics and cause substantial damage to the environment. Most of these wastes can be converted into useful resources through the pre-processing and can be gainfully utilized as Alternative Fuels and Raw materials (AFRs) in the clinker manufacturing process through co-processing. Cement kiln co-processing facilitates to manage these wastes in an ecologically sustaining manner while conserving the fossil fuels & raw materials. The high temperature, alkaline environment and large residence time available in the cement kilns facilitates their environmentally sound management. Also, the heavy metals present in the waste streams get embedded in the crystalline structure of the clinker making them non-leachable. The organic content in the waste gets utilized as alternative fuel and the inorganic content gets utilized as alternative raw material. Wastes therefore get gainfully utilized in clinkering process without generating ash. Hence, cement kiln co-processing offers a solution that is higher in waste management hierarchy as compared to incineration and landfilling. The level of utilization of Alternative Fuels varies from <1% in some plants to >90% in some other plants. There are several learnings related to co-processing of wastes in cement kilns and vary depending upon the level of AFR used. This learning includes various aspects associated with sourcing, handling, transportation, pre-processing & co-processing of wastes. They also pertain to various other aspects such as health & safety, process impacts, community perceptions, statutory compliances, etc. that need to be dealt with suitably in the design of the pre-processing and co-processing facilities and also need to be addressed suitably during the pre-processing and co-processing operation. This article provides an insight into these learnings through case studies experienced in India where the plants have ramped up their TSR levels from <1% to >20%. p. 62—69 I.M. Ivanov, L.Ya. Kramar, M.V. Mordovtseva Ground granulated blast-furnace slag as a means of increasing the efficiency and durability of concrete Ground granulated blast-furnace slag (GGBS) is used as a component of cement, active mineral additive or filler in the production of concrete, mortar, dry building mixtures and other materials. This article provides information about the production of GGBS at OOO Mechel-Materials. According to numerous studies, GGBS can provide concrete with a significantly greater durability than Portland cementbased concretes that do not contain GGBS. In many countries, blast-furnace slag is almost completely utilized in the production of cements and concretes, but in Russia such material is often perceived as waste. This is largely due to the lack of a national standard for GGBS in this country, unlike many other countries. The article provides information on an inhouse standard for GGBS, developed and approved by OOO Mechel-Materials, which harmonizes the requirements of all European and Russian standards that apply to GGBS. The main results of studies of how the ratio of Portland cement and GGBS affect the basic construction and technical properties of the resulting cement are presented. The data of a number of published works show the high efficiency of using GGBS not only in ordinary, but also in highly functional concretes: fast-hardening, high-strength, waterproof, frost-resistant, sulfate-resistant ones. p. 70—72 A.S. Brykov, M.Ye. Voronkov Activity of low-calcium fly ash in phosphate hardening binders Light, strong and heat-resistant structures obtained by the interaction of low-calcium fly ash with phosphoric acid may be of interest for the technology of heat-insulating high-temperature materials. However, the activity of fly ash in the interaction with solutions of orthophosphoric acid and the ability to form artificial stone as a result of this interaction depend on the chemical composition and nature of the glass phase of the ash. From the examples presented in this work, it follows that, along with fly ash, which easily enters this reaction at ordinary temperatures, there exist also ashes that show noticeable activity in mixtures with H 3PO 4 only at higher temperatures or remain inert even under these conditions. The result of the chemical interaction of ash with acid is phosphate rock whose strength reaches 10 MPa or more (at a density of 1.4—1.5 g/cm 3), and after firing at 900° C — about 15 MPa (at a density of 1.2 g/cm 3).
реклама
БОЛЬШЕ, ЧЕМ ПРОСТО ПОМОЛ И СЕПАРАЦИЯ: ЭФФЕКТИВНЫЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ Россия, 119311, Москва, Проспект Вернадского, д. 8А тел./факс: 007 (495) 783-34-48 e-mail: [email protected], www.haverrussia.ru ÖÅÌÅÍÒ È ÅÃÎ ÏÐÈÌÅÍÅÍÈÅ ¹2-2023 2-2023 ISSN 1607-8837