Цементный клинкер технология производства

Что такое цементный клинкер и где применяется

Цементный клинкер представляет собой продукт, который производят в процессе обжига до состояния плавления или спекания сырьевой смеси определенного состава. Клинкер является промежуточным продуктом в процессе производства цемента.

В специальных печах, при очень высокой температуре (выше 1000 градусов) нагревают смесь известняков и разных глин, в итоге получая спекшийся гранулированный материал. Химически это смесь алюмината и алюмоферрита кальция с силикатами. Для приготовления цемента клинкер измельчают, добавляют в него гипс и другие вещества.

Стоимость клинкера находится в достаточно широких пределах и напрямую зависит от сорта. Применяется в самых разных ремонтно-строительных работах.

Изготовление клинкерной плитки

Себестоимость изготовления квадратного метра изделия – примерно 300 рублей. Реализуя продукцию оптом, предприниматель получает 800–1000 р. за метр. Прибыль составит 500–700 р. с каждого проданного метра.

Получается, что при производстве 1 тыс. квадратных метров в месяц, можно получать доход в 500–700 тысяч рублей. Цифры примерные, но иллюстрируют перспективность бизнеса.

Процесс изготовления плитки разных видов принципиально не отличается. Незначительная разница может быть в ингредиентах и условиях, на каком-то этапе.

Плитка клинкерная имеет характерную фактуру и отделку. Представлена в нескольких вариантах:

• Гладкая – используется для отделки внутри зданий и оформления фасадов строений. Этот вид неприхотлив в уходе: за счет ровной поверхности ее легко очищать, не забивается грязь, пыль. Покрытие тонкое, смотрится гармонично.
• «Старинная» — на ней делают искусственные сколы, трещины и другие «повреждения», получая визуальный эффект старения. Изделие применяется для реставрации исторических архитектурных конструкций, зданий, а также современных строений и помещений под древность.
• Рельефная – эта разновидность клинкера похожа на кирпич внешне и по текстуре.
• Глазурованная – ровная поверхность с легким глянцем. Используется для декоративной отделки.
• Не обработанная – этот клинкер хорош для отделки дорожек, производственных помещений.
• Шероховатая – таким материалом оформляют фасады и внутренние помещения. Похожа на кирпич, благодаря грубоватой фактуре.

Магазины предлагают купить изделия как поштучно, так и квадратным метром. Стоимость: от 30 р. – шт., от 1300 р. – кв. м.

Клинкерная плитка представлена также в виде панелей:

• Термопанели – это скрепленные вместе элементы плитки, которые заранее монтируются в пенополистирольную плиту с керамической обшивкой. Часто применяются для оформления фасадов. Имеют привлекательный внешний вид. Кроме эстетических функций, еще и утепляют дом. Бывают двух-, трех- и четырехслойные.
• Неутепленные панели. Представляют собой прочный, стойкий к сгибаниям листовой материал, в который вмонтирован клинкер в виде кирпичной кладки. Отличается хорошей тепло- и звукоизоляцией, легким весом. Считается универсальным вариантом.

Обе разновидности намного упрощают и ускоряют процесс укладки. Стоимость панелей в интернет-магазинах – от 500 рублей за штуку.

Исходное сырье

Смесь для клинкерной плитки включает в себя следующие компоненты:

• Тугоплавкая, сланцевая глина. Это основная составляющая. Ее состав может быть абсолютно разным. Желательно, чтобы в ней содержалось много щелочных оксидов, но без превышения нужного уровня.
• Кварцевый песок. Добавляется в пределах 20%, помол тонкий. Необходим, чтобы не допустить на выходе излишней пластичности продукта (снижает жирность).
• Шамот – применяется для изготовления напольной плитки в тонкоизмельченном виде. Увеличивает плотность изделия.
• Перлиты, полевые шпаты, мел, доломит. Добавляются для уменьшения температуры спекания – не больше 8%. Перед внесением максимально измельчают.

Кроме перечисленного, иногда добавляют поверхностно-активные вещества, ингредиенты для регуляции механических свойств полученной массы. Состав определяется в зависимости от назначения и места установки – фасад, пол, стены внутри помещений.

Технология

Производство плитки проходит в несколько этапов:

1. Дозирование – клинкерные изделия имеют отличия от иных видов плитки по компонентам. Важно соблюсти баланс качества и количества исходного сырья.
2. Дробление – проходит в несколько стадий. Хорошая смесь получится при максимальной однородности готовой массы.
3. Высушивание – здесь удаляется лишняя влага из будущего продукта. Процесс происходит в распылительных сушилках. На выходе влажность порошка составляет 1–6%, величина зерна 0,24 – 0,34 мм.
4. Формование – осуществляется в специальных прессах (автоматизированных). Как правило, оборудование – гидравлика. Рабочее давление определяется влажностью порошка и плотностью готового изделия. Варьируется от 15 до 50 МП.
5. Предварительная сушка – применяется для удаления влаги, оставшейся после предыдущего этапа. Используются разные способы: инфракрасные волны, СВЧ, импульсы. Здесь достигается показатель влажности не больше 0,1 – 0,3%. Время операции зависит от назначения и толщины продукта.
6. Обжиг – на этом этапе получается готовое изделие. Температура в печи достигает 1450 градусов, что обеспечивает переход компонентов в прочное физическое состояние.
7. Декорирование – используется ограниченно, на разных стадиях изготовления.

В производстве клинкера применяется два метода – полусухое прессование и экструзионная технология. Отличаются они способом формовки.

Промышленное производство

Для широкого производства используется две самые популярные технологии: полусухое прессование и экструзионное производство.

Для изготовления плитки в домашних условиях, эти методы также подойдут, но нужно внести ряд изменений в технологию.

Основные различия между методами заключаются в принципе формовки. Первый способ подразумевает прессование материала, после чего изделие, которое приобрело форму, помещают в печь и обжигают, исключая из процесса сушку.

Изделие получается с малой плотностью, малым весом, но, как следствие, недостаточной прочности. Плюс этой технологии в том, что готовый материал для облицовки практически не проводит тепло, что в некоторых сферах ценится куда больше, чем устойчивость к повреждениям.

Второй способ осуществляется при помощи экструдера.

Если говорить простым языком, то это большая мясорубка, через которую пускают глину. Материал измельчается и формируется в вакуумном прессе. Заготовка сушится и уже после этого отправляется в печь для обжига.

Этот путь производства фасадной плитки используется намного чаще, ведь полученный продукт обладает большой прочностью, имеет иммунитет к истиранию, да и повредить его каким-либо способом крайне тяжело.

Оборудование для производства клинкерной плитки: технологическая линия

Чтобы изготовить качественный клинкер, потребуется наличие:

• экструдера (если экструзия входит в технологический процесс);
• камер для предварительной сушки (в зависимости от производственных потребностей могут иметь различный объем загрузки и мощность);
• пресс-форм и ротационных, рычажных, ленточных либо вакуумных (применяются наиболее часто) прессовочных станков;
• ключевой составляющей цепочки – печи для обжига сланцевой глины (обычно используются тоннельные).

Производство цемента

Полученные после нагревания исходных материалов гранулы применяются для получения цемента. Для этого их смешивают с некоторым количеством гипса (примерно 5%), а затем полученную массу перемалывают в порошок. Точное соотношение компонентов зависти от процентного содержания SO3 в гранулах.

Добавление гипса позволяет управлять скоростью схватывания смеси. Иногда этот материал заменяют другими видами кальциевого сульфата.

При перемалывании исходных компонентов в порошок добавляют другие вещества. Их выбирают в зависимости от требуемых технических характеристик конечного продукта. Что такое клинкер цементный, можно понять, если рассмотреть его типичный состав.

В гранулы входят следующие химические соединения:

• оксид кальция — 66-67%;
• диоксид кремния — 21-22%;
• оксид алюминия — 4-5%;
• трехвалентный оксид железа — до 3%.

Количество других присадок колеблется в пределах 3-6%.

Оборудование для производства клинкера

Изготовление качественной клинкерной плитки невозможно без применения специального оборудования. Для обеспечениякачества технологическая линия должна включать в себя:

• Экструдер (при соответствующей технологии).
• Оборудование для формовки и прессования. Применяют различные конструкции прессовочного оборудования, чаще всего это вакуумные, ленточные, рычажные и ротационные модели.
• Камеры предварительной сушки сейчас в основном электрические, различаются по мощности и объему загружаемого материала.
• Основное оборудование для производства клинкерной плитки это, несомненно, печь для обжига. Серьезные предприятия применяют так называемые тоннельные печи, время, когда клинкер изготовлялся в небольших печах с применением угля уже прошло. Хотя и такие устройства можно встретить на небольших частных заводах по производству клинкерных изделий, но это в основном исключение.

Тоннельная печь представляет собой конструкцию длиной 150 и более метров. Она оснащена источником нагрева, в качестве которого выступает открытый огонь. Заготовки клинкерных элементов помещаются в специальные вагонетки, которые с небольшой скоростью перемещаются по печи. Благодаря этому происходит постепенное нагревание, обжиг и остывание глины. Печи такого типа работают в непрерывном режиме с поддержанием постоянной температуры, необходимой для качественного обжига изделий.

Производство клинкерной плитки требует значительных расходов на энергоносители, кроме того, доставка материала для производства тоже обходится дорого в связи с географией месторождений качественной глины. Все это оказывает существенное влияние на ценообразование конечного продукта. Но повышенная цена клинкера с лихвой компенсируется его эксплуатационными качествами, что делает его применение достаточно популярным в различных направлениях строительной индустрии.

Нюансы технологии

В зависимости от особенностей используемого сырья, изготавливают цементный состав по проверенным технологиям, которые предусматривают различные способы подготовки исходных компонентов.

Применяемый шлам может быть получен следующим образом:

• Сухим способом, значительно снижающим затраты на изготовление цемента. Особенностью сухого метода является сокращенный цикл производства, объединяющий ряд технологических стадий. Процесс измельчения и сушки ингредиентов осуществляется одновременно в специальной мельнице, куда подаются нагретые до высокой температуры газы. Полученная шихтовая фракция представляет порошкообразный состав необходимой влажности.
• По мокрой технологии, согласно которой мел применяется вместо извести. Мел смешивается с предусмотренными рецептурой компонентами, измельчается во влажной среде. Результат – получение шихты, влажность которой составляет до 50%. Шихтовая масса подвергается обжигу с последующим измельчением полученного клинкера.
• По комбинированной технологии, объединяющей элементы сухого и мокрого метода. Процесс предусматривает как увлажнение сухого состава, последующее гранулирование, отжиг, так и высушивание полусухого шихтового состава, произведенного мокрым способом.

Производственные предприятия осуществляют изготовление цемента с учетом особенностей имеющегося оборудования, близости к месту добычи сырья. При этом учитываются потребности на конкретные марки продукции.