Жарым - жартылай балқыта күйдіру зонасы

5) Жарым - жартылай балқыта күйдіру зонасы - 1300-1450 С температурада күйдірілетін аралас бірлі – жарым балқиды. Алдымен үш кальций алюминат /СзА/, төрт кальций алюмоферрит /С4АҒ/, магний оксиді және барлық жеңіл балқитын материалдың қоспалары еріп сүйық фазаға көшеді. Осы сұйық фазада көпшілігінде ерімей қатты түрінде қалатын екі кальцийлі силикат /С₂S/. Бірақ температура жоғарылаған сайын /1450 °С/ ол бірлі - жарым осы сүйық фазада еріп кальций оксидімен қосылады да үш кальций силикат құрады

ЗСаО-SiO₂ С₃5, ал бұл – клинкердің негізгі минералы. Ол С₂S салыстырғанда сүйық қорытындыда онша ерімейді, сондықтан сүйық фазадан кристалданып бөлініп шығады. Осындай процестердің әсерінен қорытпада /ерітіндіде/ СаО және С₂S мөлшері азаяды да, бүлар тағы ери бастайды. Сөйтіп С₂S құрылу процесі қайталана береді. С₂S пайда болу процесі 25 – 30 мин ішінде бітеді. Осы уақыттың ішінде барлық СаО сүйық балқытылған фазада еріп С₂S ерітіндісімен әрекеттесіп үлгереді. Неғүрлым осы процес толық жүрсе, соғүрлым С₂S көптеу болады. Осы зонаның аяқ кезінде температура кілт 1300 °С төмендейді, сол себептен С₂S майда кристалл түсті болып қүрылады. Ал күйдірілген материалдар араласы мөлшері 4 - 25 мм майда түйіршіктер қалпында суыту зонасына келіп түседі.

6) Суыту зонасы. Клинкердің температурасы 1300 С – тан 1000 C төмендейді. Осының нәтижесінде балқыған қорытынды кристалданып, одан С₂S; С₃S; СзА; С₄АҒ және біраз Мg0,СаО бөлініп шығады. Сүйық фазаның бірлі - жарымы шыны түсті болып қатады. Оның мөлшері 15 пен 30 %-дың аралығында болады.

Пештен шыққан бойы қорытындыны – клинкерді тез суытқанда ол шыны түсті болып қатады, ал баяу суытқанда – толық кристалданады. Сондықтан өндірісте, клинкерді онша тезде емес және онша баяу да емес орташа қалыптасқан жылдамдықпен мұздағанша суытады.

Сонда ғана суытылған сүйық фазаның біразы аморфты шыны түрінде, біразы кристалданған түрінде алынады. Жоғарғы температурада пайда болатын сүйық фазаның қүрамына кірмейтін клинкердің едәуір 70 – 65 пайыз бөлігі толығымен кристалдық қалпында болады.

Суытылған клинкер қоймада бір немесе жарты ай шамасында жату керек. Себебі осы уақыттың ішінде бірлі – жарым кальций және магний оксидтері ауа ылғалымен сөніп үлгеру қажет. Кейбір өндірісте клинкер 50-90 С температураға дейін суытылған соң бірден диірменге жіберіледі. Әрине ол үшін клинкер жақсы дайындалған, нормалды режимде күйдірілген шикізаттар араласынан алынуы керек. Сол жағдайда ғана клинкерде жеке СаО және Мg0 болмайды.

Түтікті диірмен – бұл ұзындығы 15 және диаметрі 3,2 м-ге дейін болатын, қуыс шетмойында (цапфа) айналатын, сол арқылы диірмен бір жағынана толтырылып, бір жағынан босатылатын болат цилиндр. Диірмен іш жағынан үш камераға өтетін тесіктері бар бөгеттерге бөлінген: бірінші және екіншіде болат немесе шойын шарлары орналасқан, ал үшіншіде – шағын цилиндрлер. Қуыс шетмойын арқылы шлам түтікті диірменнің бірінші камерасына келіп түседі.

Диірмен айналғанда центрге татқыш күштің және үйкеліс күшінің әсерінен шарлар қабырғаға жабысып, біраз биіктікке дейін көтеріліп, төмен құлайды да, материал дәндерін жарады және үгітеді. Түтікті диірмендер үздіксіз жұмыс жасайтын қондырғылар болып келеді. Қаймақ тәрізді масса түрінде (шлам) ұнтақталған материал насос арқылы цилиндр формасындағы темір бетон немесе болат сұйыққойма болып келетін түзеткіш шлам-бассейндерге жіберіледі. Онда шламның химиялық құрамы біржола түзетіліп, пештің қауіпсіз жұмыс жасауы үшін біраз қор жасалады. Бассейнде шлам тұрып қалмас үшін оны әрбір уақыт сайын сығылған ауа ағынымен немесе маханикалық піскектермен араластырып отырады. Бассейндерден шлам бактарға түседі, содан соң бір қалыпты түрде айналмалы пешке күйдіру үшін жіберіледі.

Айналмалы пеш болаттан жасалған, ішкі жағынан отқа төзімді материалмен қапталған ұзын цилиндр болып келеді. Пеш ұзындығы 185, диаметрі 5 м. Пеш барабаны 3—4° иіліммен орналасқан және өз осінің бойымен 0,5—1,4 айн/мин жылдамдықпен айналады. Шлам пештің жоғарғы жағынан жүктеліп төменгі жағына жылжиды. Газ, мазут немесе тас көмір шаңы түріндегі отын пештің төменгі қарама-қарсы жағында ауамен байланысады да, жанады, солайша пештің ішінде температура шамамен 1500° С болады.Түтінді газдар пештің жоғарғы жағынан шығып отырады.

Барабанның бойымен жүріп шлам қарсы келе жатқан ыстық газдармен жанасып, онда фихика-химиялық процестер басталады. Алдымен механикалық байланысқан су буланып, масса кеуіп, түйірлер пайда болады. Содан соң органикалық заттар жанып, дегидратация басталады — химиялық байланысқан гидратты сулар жойылады. 800—900° С температурада кальций карбонаты келесі реакция бойынша ыдырайды

СаСОз = СаО + СО₂.

Түзілген көмірқышқыл газы жану өнімдерімен бірге жойылады, ал СаО шамамен 1000° С температурада саз тотықтарымен химиялық реакцияға түсіп, екікальцийлы силикат, үшкальцийлы алюминат пен төрткальцийлы алюмоферрит түзеді. 1300° С температурада үшкальцийлы алюминат пен төрткальцийлы алюмоферрит балқып, сұйықтық түзеді, оның ішінде ерітінді қаныққанға дейін біраз СаО мен 2CaO-SiO₂ ериді; еріген күйінде олар өзара әрекеттесіп, үшкальцийлы силикат ЗСаО · SiO₂ — портланцементтің маңызды минералын түзеді.

Пайда болған кызған клинкер тоңазытқышқа түсіп, қарсы келген суық ауаның әсерінен лезде суиды. Айналмалы пештердің тоңазытқыштарынан шыққан шамамен 100° С және одан да жоғары температурадағы клинкер қоймаға түсіп, ақырғы рет суытылып 1520 тәул бойы тынады. Тыну барысында егер клинкерде бос күйінде СаО болса, ол ауа ылғалымен сөнеді. Бұл қатты клинкердің кішіреюіне әкеледі, осының салдарынан оны үгіту кезінде энергия шығыны төмендеп, үгіту уақыты да азаяды. Дұрыс, анықтап ұйымдастырылған технологиялық процестері бар жоғары механикалық зауыттарда клинкер сапасы жоғары болатыны соншалық, оларды тындыру қажет болмайды.