أنتاج اإلسمنت

الطريقة الجافة

االصدار األول

4102سنة

تاليف و اعداد

المهندس : علي عبد الحكيم محمود بالوالي

3132( لسنة 3232رقم االيداع في دار الكتب و الوثائق العراقية )

(Dedicationإهداء )

الى كل اعزائي الذين شاء هللا أن اشاركهم حياتي

زملائي وخاصة في مجال أصدقائي و الشخصية والى كل

صناعة الأسمنت أهدي كتابي هذا عله يضيف لبنة من

الفنية لتطوير هذه الصناعة لبنات المعرفة العلمية و

الرائدة .

التقويم اللغوي مع شكري الخاص لوالدي لأعانته لي في

للكتاب

هذا الكتاب ال يمكن اعادة انتاج كل او جزء منه باسترجاع المعلومات الكترونيا و بأي طريقة )تحذير(

. للقيام بكل ذلك يجب الحصول على غير العربية اخرى , كذلك ال يمكن ترجمته الى اي لغة اخرى

حصراموافقة خطية من المؤلف

!

الرحمن الرحيمبسم هللا

-(:Prefaceالمقدمة )

ال شك أن صناعة اإلسمنت هي عصب الصناعات التي ال يمكن االستغناء عنها في كل مجالت التقدم

الحضاري و العمراني و الصناعي للبشرية فاإلسمنت أصبح المادة األساسية للبناء في القرن العشرين و

االسمنت و بعض ألهمية الموضوع ارتأيت أن اساهم مساهمة متواضعة في كتابي هذا عن كيفية صناعة

المالحظات التشغيلية و المعادالت المهمة التي يحتاجها المهندس للعمليات اإلنتاجية و لتعميم الفائدة

استخدمت اللغة العربية في الكتاب بشكل رئيسي مع استخدام المصطلحات اإلنكليزية و مرادفاتها العربية

الى تاريخ موجز لصناعة السمنت. لتلك المصطلحات . و كمدخل لموضوع الكتاب البد اإلشارة

( ( Indexفهرس

الصفحة

(Cement industryالفصل االول : صناعة السمنت )

33.......................... ( Cement industry: صناعة السمنت )3

33 ( ..... Cement industry Historyتاريخ صناعة السمنت ) 3:3

مقدمة عن انتاج السمنت بالطريقة الجافة 3:3

(Preface About Cement Production with Dry Process .....) 33

(Quarryالفصل الثاني : المقلع )

35............................................... ( Quarry) : المقلع3

المقلع والمعدات المستخدمة فيها 3: 3

( The Quarry And Equipment ............................. ) 35

المسافة بين المقلع والمعمل 3: 3

(The Distance Between The Quarry And Factory .. )35

خزن المواد االولية قبل السحق 2: 3

(Storage Of Raw Materials Before Crushing ...... )36

(Crusher) الفصل الثالث : الكسارة

38( ............................................. crusher: الكسارة )2

38( ................... overviewنظرة عامة على الكسارة ) 3:2

39( ................ Types of Crushersانواع الكسارات ) 3:2

39(........................ reduction ratioنسبة التخفيض ) 2:2

(Solid Material conveyorsنواقل المواد الصلبة )الفصل الرابع :

33 (.....Solid Material conveyors: نواقل المواد الصلبة )2

نقل المواد الصلبة الناعمة بالهواء 3:2

(Pneumatic Conveying for fine solid material ......)33

35......... ( Bucket Elevatorنقل المواد بالمصعد الدلو ) 3:2

36 ( ......................... Belt Conveyorاالحزمة الناقلة ) 2: 2

37( ...................... Screw Conveyorالناقل اللولبي )2:2

37 ( Drag Chain conveyor الناقل ذات السالسل بالسحب ) 5:2

38( Deep Bucket Conveyorالناقل ذات الدلو العميق ) 6:2

38( ......... Pan Conveyorالناقل الحوضي او المقالة ) 7:2

39(...................... Apron Feederالمغذيات المئزرة ) 8:2

21( .................. Weight feedersالمغذيات الوزنية ) 9:2

( Chemistry of cement Productionالفصل الخامس : كيمياء صناعة السمنت )

22( Chemistry of cement Production: كيمياء صناعة السمنت )5

المعلومات الكيمياوية للمواد االولية 3:5

(Chemical Information For Raw Material) .......22

29 (. Clinker Minerals Mainمعادن الكلنكر الرئيسية ) 3:5

21( ..................... Clinker Modulesالكلنكر ) معامالت 2:5

( لحساب معادن الكلنكر الرئيسية Bogue) بووك معادالت 2:5

(Clinker Minerals Main ..................................) 23

( Material To storeالفصل السادس : خزن المواد )

22 ( .................... Material To store: خزن المواد )6

22 ( ............................................ Brief المقدمة ) 3:6

انواع الخزن داخل العملية االنتاجية 3:6

(storages types inside the production process ) 25

(Auxiliary Equipmentالفصل السابع : المعدات المساعدة )

51 ( ........... Auxiliary Equipment: المعدات المساعدة ) 7

51 ( ........................................... Fansالمراوح ) 3:7

52 ( ................................ Dust Collectorمجمع الغبار ) 3:7

59 ( ..... classifier( أو المصنف )separatorالفرازة ) 2:7

67 ( Cooling Or Conditioning Towerبرج التبريد أو التكيف ) 7:2

68( ....................... Rotary lockدوارة غلق ) 5:7

( Mills in Cement Industryالفصل الثامن : الطواحين في صناعة السمنت )

71( Mills in Cement Industry: الطواحين في صناعة السمنت )8

73 ( .............................. Ball Millطاحونة الكرات ) 3:8

77 ( ................. Vertical Millالطاحونة العامودية ) 3:8

83 ( ................... Roller Pressاالسطوانة الضاغطة ) 2:8

82 ( ............................. Horo Millطاحونة هورو ) 2:8

( Raw Meal Preparationالمواد االولية )تحضير وجبة الفصل التاسع :

86 ( Raw Meal Preparation: تحضير وجبة المواد االولية ) 9

( Kilnالفصل العاشر : الفرن )

93 ( ........................................... Kiln: الفرن )31

93 ( ...................... Kiln Types انواع االفران ) 3:31

95 ( ........................ Kiln Feedingتغذية الفرن ) 3:31

98 ( ......... Clinker Reactionsتفاعالت الكلنكر ) 2:31

312( .................. Pre – Heaterالمسخن األولي ) 2:31

318 ( Calciner or Pre-Calcinerالمكلسنة أو المكلسنة االولية ) 5:31

333 ( ....................... Rotary Kilnالفرن الدوار ) 6: 31

333 ( ................... Rotary Kiln Hoodقلنسوة الفرن الدوار ) 7:31

(Rotary Kiln Burnerموقد الفرن الدوار ) 8:31

332 (....................... Main Burnerأو الموقد الرئيسي )

332 ( . Fuel Used in Kilnالوقود المستخدم في الفرن ) 9:31

339 ( .................. Clinker Coolerمبرد الكلنكر ) 31:31

327 ( Rotary Kilnالحسابات المهمة في الفرن الدوار ) 33:31

معلومات عن تشغيل الفرن 32:31

(Information About Kiln Operation ............ ) 323

بد تشغيل الفرن الدوار : االحماء 32:31

(Warm Up :Kiln Start up Rotary ............. ) 325

327 ( ....Fluidized Bed Kilnفرن السرير المميع ) 35:31

(Cementالسمنت )الفصل الحادي عشر :

329................................ (Cementالسمنت ): 33

353 ( .............. Cement Strengthقوة السمنت ) 3:33

353 ( Insoluble residueالمتبقي الغير قابل للذوبان ) 3:33

353 ( .................. Cement Typesأنواع السمنت ) 2:33

352 ( ....................... Grinding Aidمساعدات الطحن ) 2:33

التلوث البيئي في انتاج السمنت وطرق تقليلهاالفصل الثاني عشر :

-: التلوث البيئي في انتاج السمنت وطرق تقليلها: 33

Environmental Pollution in Cement Production and the two reduces: -356

( Packingالتعبئة )الفصل الثالث عشر :

363( ....................................... Packing: التعبئة )32

(refractories Material) الموادالحراريةالفصل الرابع عشر :

366......... (refractories Material) : الموادالحرارية32

.. (Hydration of Portland Cement: إضافة الماء الى السمنت العادي ) الفصل الخامس عشر

.372.. .(Hydration of Portland Cement: إضافة الماء الى السمنت العادي )35

.( Some Outspread InFormationبعض المعلومات المتفرقة ) .الفصل السادس عشر :

377( Some Outspread InFormation) : بعض المعلومات المتفرقة36

كمية الحرارة المستهلكة ألنتاج الكلنكر 3:36

(Heat Quantity To Product the Clinker ....... )377

كمية الطاقة الكهربائية المستهلكة 3:36

(Power Consumption ............................ )377

تكلفة انتاج السمنت 2:36

(The Cost Of Cement Production ...... )378

379( ....................................... Referencesمراجع )

108........................................... ( Terminology) مصطالحات

الفصل الثامن :

الطواحين في صناعة السمنت

Mills in Cement Industry

-( : Mills in Cement Industry: الطواحين في صناعة السمنت )8

Raw Mealهناك الحاجة الى عملية الطحن في مراحل صناعة السمنت سوآء لطحن وجبة المواد االولية )

( Fuel( اذا كانت تستخدم كوقود )Coal( بها او لطحن الفحم )Kiln Feeding( تحضيرا لتغذية الفرن )

( إلنتاج السمنت Clinker with the additives)( او لطحن الكلنكر مع المضافات Kilnفي الفرن )

(Cement حيث ان عملية الطحن تستهلك حوالي )01 % ( من الطاقة الكهربائيةElectiric Power . )

( تستخدم في معامل السمنت منها الطواحين ذات الكرات Cementsهناك العديد من انواع الطواحين )

(Balls Mills و التي تكون بصورة )( افقيةHorizontal و لها تفرعاتها , و الطواحين العامودية )

(Vertical Mill( و لها انواعها . و االسطوانة الضاغطة )Roller Press و التي تستخدم كمساعد )

للطحن في تقليل ابعاد المواد الداخلة الى الطاحونة للمساعدة في الطحن او تستخدم كطاحونة منفصلةوفي

( و التي هي مزيج من Horo Millستخدم نوع من الطواحين تدعى طاحونة هورو )الوقت الحديث ت

( . وكما موضح في القوالب Ball Mill( و الطاحونة ذات الكرات )Roler Pressاالسطوانة الضاغطة )

( Blocks ( رقم )0: )

الطواحين في صناعة السمنت

Mills in Cement industry

Horo Mill

طاحونة هورو

Roller press

االسطوانة الضاغطة

Ball Mill

طاحونة الكرات

Vertical Mill

الطاحونة االفقية

Open

circuit

الدورة

المفتوحة

Closed Circuit

الدورة المغلقة

Vertical

Roller

Mill

الطاحونة

العامودية

ذات

المحدالت

E – Mill

or ring

Ball Mill

الطاحونة

العامودية

ذات الحلقة

او الكرات

Possible to add

ممكن اضافتها

Aerofall Mill

طاحونة أيروفل

(3) رقم( Blocks) القوالب

-(:Ball Millطاحونة الكرات )3:8

( و هي عبارة عن Cementفي مجال صناعة السمنت )( المستخدمة Millsمن اشهر انواع الطواحين )

( Slide ringاسطوانة أفقية تحتوي على حلقتين توضع على جهتي الطاحونة و تسمى الحلقة المنزلقة )

( لتسهيل حركتها اثناء عمل الطاحونة Slide shoes Bearingsوالتي تنزلق على مساند االحذية المنزلقة )

(Millوتقليل االحتكاك , ح ) يث يتم تحريكها بأستخدام محرك كهربائي. تبطن االسطوانة بالبطانات

(Linings( من الداخل لحماية القشرة الخارجية للطاحونة و لتهييج الكرات الفلزية )Metallic Balls )

( مفردة او مزدوجة او ثالثية حسب Chambersللقيام بعملية الطحن . تحتوي األسطوانة على غرف )

( لتنظيم عمل الطاحونة وعدم اختالط diaphragmsصميم و تفصل هذه الغرف االغشية )الحاجة و الت

( في Metallic Balls)االحجام المختلفة للكرات الفلزية حيث تملئ االحجام الكبيرة من الكرات الفلزية

اد الى ( لغرض تكسير القطع الكبير للموMill inletالتي تقع باتجاه مدخل المواد ) (Chamber)الغرفة

( Mill Outletللجهة التي تخرج منها المواد ) (Chamber)اصغر و الكرات الفلزية االصغر في الغرفة

-( ادناه:0و التي تتم بها طحن المواد المصغرة لتكون أنعم و كما موضح في الصورة رقم )

و مساند ( Slide ring) ( أدناه مقطع عرضي للطاحونة توضح فيها الحلقة المنزلقة0في الشكل رقم )

-: (Slide shoes Bearings) االحذية المنزلقة

مدخل الطاحونة

Mill inlet

الكرات الفلزية

Metallic Balls

االغشية الوسطية

والخارجية

Intermediate and

outlet diaphragms

مخرج الطاحونة

Mill outlet

طانات الب

Linings

(3) رقم الصورة

Raw( لطحن المواد في مختلف المراحل سوآءا المواد االولية )Ball Millتستخدم طاحونة الكرات )

Material( او الكلنكر )Clinker تختلف من طاحونة الى ( . ان نسبة طول الطاحونة الى قطرها

(Cementإلنتاج السمنت )Additive) ( مع مضافاتها )Clinkerاخرىوحسب االستخدام و لطحن الكلنكر )

4.3( و من open circuitللدورة المفتوحة ) 2.3الى 5.3تكون نسبة طول الطاحونة على قطرها بين

( استخدمت قديما و open circuitالمفتوحة )( . ان الدورة closed circuitللدورة المغلقة ) 5.3الى

( و ان Mill outletتخرج من مخرج الطاحونة ) ( و Mill inletكان ادخال المواد من مدخل الطاحونة )

كانت تتم بتقليل التغذية و هذه الطواحين قليلة االنتاجية و (Finenessالنعومة ) السيطرة على جودة الناتج

الفرازة أو ( تم اضافة closed circuitو اما في الدورة المغلقة ) اكثر (Chamberتكون عدد الغرف )

و خشن (Fine( لفصل الخارج من الطاحونة الى ناعم )( separator or classifier المصنف

(Coarse) حيث ان الناعم يخرج كناتج و الخشن يتم ارجاعها الى الطاحونة مع المواد الداخلة لطحنها مرة

.اخرة

Double االغشية الثنائية المسيطرة على الجريان )تستخدم حاليا ( Chamber)لغرض فصل الغرف

diaphragm with Flow Control )( لتنظيم سرعة حركة المواد في الغرفة االولىFirst Chamber )

الغشاء ( بالقرب من First Chamberبعدم الهبوط المفاجئ للمواد عند نهاية الغرفة االولى )

(diaphragm) لتحسين نعومة المواد الخارجة من الطاحونة وزيادة باإلنتاج و تنظيم جريان المواد المراد

طحنها داخل الطاحونة .

( حيث بدخول Outlet( الى المخرج ) inletتتحرك المواد المطحونة داخل الطاحونة من المدخل )

( و بسحب بالهواء Powderعلى شكل مسحوق )المواد الى الطاحونة تبدا عملية طحنها الى ان تخرج

Main( ان وجدت او من المروحة الرئيسية للمنظومة ) Ventilation Fanسوآءا بواسطة مروحة التهوية )

System Fan تتحرك المواد داخل الطاحونة . و الستقرار الطاحونة تتم تغذيتها بأستمرار , و اي خلل )

في الطاحونة كما هي الحال عند الزيادة المفرطة Suffocation)اق )في هذه العملية يؤدي الى حدوث اختن

واسباب اخرى .( diaphragmالغشاء )في نسبة الرطوبة في المواد الداخلة او حدوث مشكلة في

Slide ring

الحلقة المنزلقة

Slide Shoe

الحذاء المنزلق

(3) رقم الشكل

-( :Critical Speedالسرعة الحرجة )

-:بالمعادلة التالية( و تقاس Critical Speedسرعة الطاحونة ثابتة و تعتمد على السرعة الحرجة )

n=76.6/√𝐷

: D قطر الطاحونة الداخلي الفعال

من 01الى% 01السرعة الحرجة غير مفيدة لعملية الطحن حيث السرعة الحقيقية تكون حوالي من %

-و تقاس بالمعادلة التالية : (Critical Speed)السرعة الحرجة

n=32 /√𝐷

: D قطر الطاحونة الداخلي الفعال

تكون القوة الطاردة المركزية متعادلة مع قوة الجذب االرضي (Critical Speed)في السرعة الحرجة

لكون السرعة عالية وعندها ال تسقط الكرات الفلزية بصورة صحيحة و ال تتم عملية الطحن. حيث يتم

يام بعملية الطحن . ( الفلزية بعد اصطدامها ببطانة الطاحونة للقBallتدوير الطاحونة لتهييج الكرات )

( Ball)ان اختيار البطانة الصحيحة يلعب دورا مهما وذلك لكون سرعة الطاحونة و احجام الكرات

( الطاحونة ثابتة ولذلك فان التأكل الحاصل في اجزاء الطاحونة Chambersالفلزية المقسمة بين غرف )

مقدار التأكل بشكل دوري و كذلك قياس كمية الداخلية تلعب دورا في تحديد كفاءة الطحن و يجب ان تسجل

( وتوزيعها و حسب المقادير المطلوبة .Ballsالكرات )

للطاحونة اكثرا هيجانا من الغرفة الثانية (First Chamber( الغرفة االولى )Ballتكون حركة الكرات )

(Second Chamber( الن في الغرفة االولى )First Chamberيتم كسر المواد ) الخشنة الى احجام

( اقل هيجانا لتنعيم المواد Ball( تكون حركة الكرات )Second Chamberاصغر ,وفي الغرفة الثانية )

( لتنظيم Classifying Lining. و تستخدم بطانة مصنفة )( First Chamber)القادمة من الغرفة االولى

( الصغيرة باتجاه Balls( بدفع الكرات )Liningsتوزيع الكرات فيها بحيث تقوم هذا النوع من البطانات )

Intermediate( والكرات الكبيرة باتجاه الغشاء الوسطي )Outlet diaphragmالغشاء الخارجي )

diaphragm( حيث بدخول المواد الى الغرفة الثانية )Second Chamber( من الغرفة االولى )First

Chamber المواد من الطاحونة من الغشاء الخارجي )( يتم الطحن بالتدريج وصوال الى مخرجOutlet

diaphragm. )

-:(Grinding Mediaوسائل الطحن )

من الحجم المتاح داخل الطاحونة % 53الى % 43مايقارب (Metallic Ballsتمثل الكرات الفلزية )

و النسبة المعمول بها بشكل عام تتراوح (Grinding Media) الطحن بوسائل المئوية النسبة هذه تسمى و

تقل انتاجية الطاحونة واستهالكها % 42حيث اذا انخفضت من % 54الى % 42بين

تزداد انتاجية الطاحونة على حساب زيادة استهالك % 54للطاقة الى حد ما , و اذا زادت الكمية اكثر من

-للكرات الفلزية داخل الطاحونة بالمعادلة التالية :الطاقة . يمكن حساب النسبة المئوية الحجمية

𝑉𝐿 % = (100

𝜋𝑟2) ∗ [(𝜋𝑟2(𝜃

360⁄ )) − (ℎ√𝑟2 + ℎ2)]

حيث ان

r القطر الداخلي الفعال للطاحونة باألمتار =

Hاالرتفاع الحر داخل الطاحونة باألمتار =

C = 2= عرض السطح بالنسبة لشحنة الكرات√𝑟2 + ℎ2

θ رات مع مركز الطاحونة = = الزاوية المقابلة لشحنة الكcos1/2θ =h/r

بتوفرهما يمكن ايجاد النسبة الحجمية للكرات داخل Dو القطر الداخلي للطاحونة H* االرتفاع الحر

الطاحونة .

approximateتقريبيا ) (Ball Millالكرات )يمكن حساب مقدار الطاقة المستهلكة في الطاحونة ذات

power consumption : من المعادلة التالية )-

Kwt = 7.5 * G * Di ( power consumption ) الطاقة المستهلكة

G( = Grinding Media with ton)باالطنان وسائل الطحن

Di= ( effective mill with meter)القطر الداخلي الفعال باألمتار

H

r

h

θ

C

Ball Mill Typical Block Diagram Cement

التقليدي سمنت ذات الكرات مخطط القوالب

-:( Mill Devlopmentتطوير الطواحين )

لكون الطواحين ذات الكرات هي احدى اكثر المستهلكات للطاقة في معامل السمنت لذا تم تحوير مراحل

(Roller pressاالسطوانة الضاغطة )العمليات للطاحونة لرفع كفاءتها واحدى هذه الطرق هي بإضافة

ونة بتبديل الكبير ( . حيث يتم تغيير ترتيب احجام الكرات داخل الطاحPre-Grindingللطحن األولي )

( حيث يمكن رفع كفاءة Chamber( وتقليل عدد الغرف )( diaphragmsبالصغير و تغيير الغشاء

-( ادناه:0. وكما موضح في المخطط رقم )%0الى % 2الطاحونة من ناحية صرفها للطاقة في حدود

تتم رفع كفاءة الطحن الى ((V- separatorوفي بعض التغيرات االخرى و بإضافة الفرازة من نوع فيي

-( ادناه :4بالمقارنة مع وضعها السابق وكما موضح في المخطط رقم ) % 53

Feedالتغذية

Roller press

االسطوانة الضاغط

Separator

رازةالف

Productالناتج

Ball Millطاحونة الكرات

Ball Millطاحونة الكرات

Productالناتج Separator

رازةالف

Feedالتغذية

Roller press

االسطوانة الضاغط

من نوع رازةالفا

-Vفيي

separator))

Fresh air

or hot

gas

هواء نقي

او هواء

حار

(3المخطط رقم )

(3المخطط رقم )

-:( OverView)نظرة عامة

Raw) ( لتحضير وجبة المواد االوليةBall Millفي المعامل القديمة كانت تستخدم طاحونة الكرات )

mill( لتغذية الفرن )Kiln Feeding و لكن الستهالكها الكثير من الطاقة )(Power) اكثر من الطواحين

( و لكون الرطوبة العالية القادمة مع المواد قبل الطحن تم تبديلها بالطواحين Vertical Mill)العامودية

( مع Clinker( و لكن بقت الطاحونة تستخدم بشكل واسع في طحن الكلنكر )Vertical Millالعمودية )

ذي نعومة ممتازة . واألن تحاول الشركات المصنعة (Cement( إلنتاج السمنت ) (Additiveمضافاتها

Additive( مع مضافاتهاClinker( الدخول في مجال طحن الكلنكر )Vertical Millللطواحين العمودية )

ن الطواحين لتوظيفها لهذا الغرض . توجد نوع م و ذلك بإيجاد حلول عملية (Cement( إلنتاج السمنت ) (

( Autogenous( و تسمى ايضا باألوتو جنزسس )Aerofall Millذات الكرات تسمى بطاحونة ايروفل )

, و 0:3الى 0:5و التي تكون ذات قطر كبير وطول قصير حيث ان نسبة القطر على الطول حوالي من

من % 04الى % 0ما يقارب (Ballو تمثل الكرات )مم , 051الى 011تتراوح حجم الكرات من

من السرعة % 22من السرعة الحرجة وقد تصل الى % 53الحجم المتاح داخل الطاحونة و تعمل بسرعة

( وهي قليلة االستخدام Metallurgicalالحرجة و تستخدم بشكل واسع في مجال صناعة المعادن و تأشيبها )

( و Raw materialاداالولية )( , علما يمكن استخدامها في طحن الموCementفي صناعة السمنت )

.( Vertical Millلكنها قليلة االستخدام لوجود طواحين احسن لهذا الغرض , مثل الطواحين العامودية )

-( :Vertical Millالطاحونة العامودية ) 3:8

بكثرة حاليا في معامل السمنت الحديثة و باألخص في ( Vertical Mill)تستخدم الطواحين العامودية

E – Mill or ring Ball Mill( و تنقسم الى نوعين االولى ) Raw Mealتحضير وجبة المواد االولية )

( في محطات توليد Coalوالتي صنعت عالميا لطحن الفحم ) الطاحونة العامودية ذات الحلقة او الكرات(

( الطاحونة العامودية ذات المدحلة حيث Vertical Roller Millو الثانية ) ( Power Stationالطاقة )

ان النوع الثاني هي التي تهمنا اكثر في صناعة السمنت .

Ballتستهلك طاقة اقل من طاحونة الكرات ) ( Vertical Roller Millان الطاحونة ذات المدحلة )

Millطن في الساعة للطاحونة الواحدة 0411ات كبيرة تصل الى و تتوفر بسع % 31الى %21( بمقدار

Ballو طحن مواد بأحجام اكبر من طاحونة الكرات ) % 2و يمكن طحن المواد ذات الرطوبة العالية حتى

Mill مم اي يمكن 011مم او 53( , حيث ان اكبر قطرللمواد الداخلة الى الطاحونة يمكن ان تصل الى

احجام اكبر و بالتالي فان كسارات الحجارة تكون اقل مما هي مطلوبة منها عندما تغذيتها بحجارة ذات

.( الطاحونة العامودية ذات المدحلة Vertical Roller Mill) تستخدم

Vertical Rollerطاحونة العامودية ذات المدحلة ) ( ادناه توضيح لبعض اجراء ال4في الصورة رقم )

Mill ):-

مدخل

الهواء

الحار

Hot Gas

inlet

مدخل

المواد

Material

inlet

مع المواد الناعمة الناتج

الغازات الخارجة

Fine material product

With Outlet Gases

مخرج المواد

الخشنة

Coarse

Material

outlet

محرك الطاحونة الرئيسي

(Mill Main Drive)

المحدلة

Roller

حلقة الفوهة

Nozzle

Ring

(3)الصورة رقم

-( : Vertical Mill( ادناه مقطع عرضي لطاحونة عمودية )4في الشكل رقم )

( في بعض المصادر .Louver Ringأيضا بحلقة التهوية ) ( Nozzle Ring) تسمى حلقة الفوهة *

( أو ثالث أو اربع أو ست حسب التصميم , Tow Roller) محدلتينتحتوي الطواحين العامودية على

االنواع بعضمتقابلتين في )محدلتين( أو روالتين)مدحلة( في بعض األحيان يمكن االستغناء عن رولة

( Separatorألجراء الصيانة أو في حالة كون التغذية قليلة في بعض أنواع الطواحين . و تكون الفرازة )

مدمجة مع الطاحونة مما يختصر عدد االجزاء و تأخذ حيزا اقل في االنشاء و تقلل من هبوط الضغط

(Pressure Drop) واد الناعمة وتمريرها للفرازة . يستخدم سحب الهواء من داخل الطاحونة لرفع الم

(Separator و يستخدم محرك متغير السرع لتغير سرعة الفرازة )(Separator) للسيطرة على نعومة

( وزيادة حمل تدوير المواد عالي داخل Nozzle Ringالناتج . سرعة الهواء العالية في حلقة الفوهة )

الي ارتفاع استهالك الطاقة و بالت (Pressure Dropالطاحونة يسبب هبوط للضغط )

Hot Gas

هواء حار

External circuit for

coarse Material

الدورة الخارجية للمواد

الخشنة

Feed

التغذية

Product المنتوج

Separator

رازةالف

Roller

المدحلة

Feeding chute

قناة التغذية

Scraper

Gear Box مقشطة

صندوق مسننات

Nozzle Ring

حلقة الفوهة

Table

الطاولة

(3الشكل رقم )

( و للتقليل من هذه السيئة تمت اضافة الدورة الخارجية للمواد الخشنة Mill Fanفي مروحة الطاحونة )

(External Circuit for coarse Material لتقليل هبوط الضغط )(Pressure Drop) .

-:(Vertical Roller Millمبدا عمل الطاحونة العامودية ذات المدحلة )

( Rotary lockوالتي تكون اما دوارة غلق ) (Feeding Chuteتتم تغذية الطاحونة من قناة التغذية )

( في حالة وجود رطوبة عالية و ذلك Triple Gateفي حال كون رطوبة المواد قليلة او ثالثي األبواب )

. تدخل المواد (False Airير مرغوب )لعزل منظومة الطاحونة من التأثيرات الخارجية كالحمل الهوائي الغ

( تتحرك المواد بقوة Table( و نتيجة لدوران الطاولة )Tableداخل الطاحونة وتقع على مركز الطاولة )

( Roller( و تنحصر بين المدحلة )Rollers) محدالت( باتجاه الCentrifugal Forceالطرد المركزي )

( التي تسيطر على المحدالت Hydraulic powerالهيدروليكية )( و نتيجة القوة Tableو الطاولة )

(Rollers. تحدث عملية الطحن )

( لتمريرها الى Raw mill Fanيتم رفع المواد المطحونة بقوة الهواء التي تولدها مروحة الطاحونة )

كبر حجما الى مركز ( حيث يتم فصل المواد الناعمة المطلوبة كناتج وارجاع المواد االSeparatorالفؤازة)

( و التي ال يمكن رفعها بقوة الهواء تنزلق Coarse( إلعادة الطحن . و اما المواد الخشنة )Tableالطاولة )

( الى منظومة الدورة الخارجية للمواد Scraper( و تدفعها المقشطة )Nozzle Ringمن حلقة الفوهة )

لتتم اعادة تغذيتها مع المواد الداخلة الى الطاحونة ( External circuit for coarse Materialالخشنة )

( لترسيبها وتستخدم لهذا Raw mill Fan, يتم سحب المواد الناعمة الناتج من قبل مروحة الطاحونة )

( . Silos( و بعدها تنقل الى الخزن في الصوامع )Filter( و المرشحة )Cycloneالغرض السايكلون )

( ايضا في السيطرة على كمية الغازات داخل الطاحونة و ذلك Raw mill Fanتستخدم مروحة الطاحونة )

بأرجاع جزء من الهواء او الغازات التي تسحبها من الطاحونة الى الطاحونة مرة اخرى و حسب متطلبات

التشغيل .

Vertical Rollerمن الجدير بالذكر ان الحرارة المتولدة في الطاحونة العمودية ذات المحدالت )

Mill( اقل من طاحونة الكرات )Ball Mill الختالف مبدا العمل حيث نحتاج الى مصدر حراري عند )

من (Cement( إلنتاج السمنت )Vertical Roller Millاستخدام الطاحونة العمودية ذات المحدالت )

. (Cement( و ذلك حسب متطلبات جودة السمنت )Additive( مع مضافاتها )Clinkerطحن الكلنكر)

( اعلى Vertical Roller Mill( في الطاحونة العامودية ذات المحدالت )Vibrationيكون االهتزاز )

عندما تكون (Vibration)العمل , و يزداد االهتزاز مبدأ( الختالف Ball Millمن طاحونة الكرات )

( في حالة Vibrationرطوبة المواد قليلة و لذلك يرش الماء على المواد داخل الطاحونة لتقليل االهتزاز )

قلة رطوبة المواد الداخلة الى الطاحونة .

( واحدة صغيرة و الثانية Rollerتوجد تصاميم تستخدم حجمين و بقطرين مختلفين من المحدالت )

( التي تحتوي على Ball Millد بمرحلتين كما هي الحال الى حد ما في طاحونة الكرات )كبيرة لطحن الموا

و التي تم توضيحها في فقرة طاحونة الكرات . و تستخدم حاليا محركات (Tow Chamberغرفتين )

( للسيطرة على سرعة الطاولة Reducer( او المخفض )Gear Boxمتعددة لتدوير صندوق مسننات )

(Tableل ). لطاحونة للتحكم في مدة بقاء المواد عليها

Vertical( في الطاحونة العامودية ذات المحدالت )Raw Mill Feedعند تقليل تغذية الطاحونة بالمواد )

Roller Mill( يقل استهالك الطاقة الى حد ما حيث يقل الحمل على محرك الطاحونة الرئيسي )Mill

Main Drive وهذا االمر ال يمكن )( تطبيقها في طاحونة الكراتBall Mill الختالف مبدا العمل حيث )

( الفلزية داخل الطاحونة أو سرعة الطاحونة مع التغذية , على عكس Ballال يمكن التحكم في الكرات )

( التي يمكن التحكم بقوة الطحن عن طريق Vertical Roller Millالطاحونة العامودية ذات المحدالت )

( و بالتالي تقليل الحمل على محرك الطاحونة Hydraulicallyلمحدالت هيدروليكيا )السيطرة على ا

( والذي يعتبر من مستهلكات الطاقة في الطاحونة . و كذلك يقل الحمل على Mill Main Driveالرئيسي )

( نتيجة التغذية القليلة و التي تعتبر اكبر مستهلك للطاقة. Mill Fanمروحة الطاحونة )

Typical Block Diagram for Vertical Roller Mill (Raw Mill)

التقليدي لطاحونة عامودية ذات المحدالت مخطط القوالب

-( :Roller Pressاالسطوانة الضاغطة ) 2:8

هي عبارة عن اسطوانتين متجاورتين افقيا , احدها دوارة بمحرك و الثانية خاملة و تكون احدى االسطوانات

( المسافة بين االسطوانتين hydraulicallyالمحور واالخرى متحركة و مسيطرة عليها هيدروليكيا )ثابتة

هي التي تحدد جودة الناتج مع االخذ بنظر االهتمام سرعة التآكل لألجزاء الفعالة للطحن لكون احد عيوب

وجد العديد من التصاميم لهاهذه المعدة حاجتها للصيانة المستمرة و المتابعة للحفاظ على كفاءة الطحن ت

( لطواحين Pre Grindingتختلف حسب طريقة السيطرة على االسطوانتين , تستخدم اما كطواحين اولية )

او تستخدم لوحدها (Ball Mill)كما تم توضيحها في قسم طاحونة الكرات ) (Ball Millذات الكرات )

Vertical Rollerكطاحونة و تتميز باستهالكها القليل للطاقة و تشبه الطواحين العامودية ذات المدحلة )

Mill من هذه الناحية , الرطوبة العالية الموجودة مع المواد التي تتم طحنها في االسطوانة الضاغطة )

(Roller Press. تلعب دورا سلبيا في كفاءة الطحن ) ( ادناه نموذج لألسطوانة 5في الصورة رقم )

-( :Roller Pressالضاغطة )

( منفردة في منظومة للطحنRoller Press( االسطوانة الضاغطة )5في الشكل رقم )

Feed

التغذية

Separator

الفرازة

V – Separator

ينوع في الفرازة

Product

الناتج

Roller Press

االسطوانة الضاغطة

(2الصورة رقم )

(2الشكل رقم )

-( :Horo Millطاحونة هورو ) 2:8

( و هي عبارة عن القشرة Horizontal Roller Millوهي مختصر الطاحونة االفقية ذات االسطوانة )

( Roller( ورولة )Ball Mill( كما موجود في طاحونة الكرات ) ( Cylindrical Shellالخارجية اسطوانية

( يتم تدوير القشرة الخارجية Roller Pressواحدة كما موجود في االسطوانة الضاغطة )

خاملة . تم تطويرها حديثا في التسعينيات من (Roller) ( وتكون الرولة ( Cylindrical Shellاالسطوانية

, % 31الى %51( من Ball Millا اقل للطاقة مقارنة مع طاحونة الكرات )القرن المنصرم , استهالكه

. يعتمد مبدا الطحن على اتاحة الفرصة عدة % 41و لها القابلية على تجفيف الرطوبة مع المواد حتى

مرات للضغط والطحن للمواد , و كذلك هي قليل االهتزاز ولكن تشغيلها يتاثر كثيرا لقابلية الطحن

(Grindability) ( للمواد التي سيتم طحنها . تحتاج الى مساحة اقل من طاحونة الكراتBall Mill)

للتنصيب و يمكن تشغيلها بضغط معتدل اقل من االسطوانة الضاغطة و هذا يضمن اطالة مدى عمر

(Lifetime( لألجزاء التي تتعرض للتأكل , في الصورة رقم )توضيح للطاحونة االفقية ذات اال2 ) سطوانة

(Horizontal Roller Mill: ادناه )-

في االسفل مخطط توضيحي لمراحل العمليات لطاحونة هورو

(Horo mill)

Feeding

التغذية

Horo Mill

طاحونة هورو

Separator

رازةالف

System Fan

مروحة النظام

Product

الناتج

System Filter

مرشحة المنظومة

(2الصورة رقم )

يمكن استخدام طاحونتي هورو مع فاصلة واحدة كبيرة لألختصار في عدد المعدات و -(:Noteمالحظة )

تقليل المساحة و استهالك الطاقة و التكلفة .

-( : ( Circulating Load* حمل الجريان

511المنظومة عند استقرار تشغيل الطاحونة و تكون في حدود هي عبارة عن كمية المواد التي تبقى في

Open( الدورة المفتوحة )Ball( ذات الكرات )Cementفي طواحين السمنت ) % 211الى %

Circuit 411الى % 511( و من% ( في الدورة المغلقةClose Circuit التي تحتوي على الفرازة )

(Separator القديم و من )031الى %411 % ( في طواحين السمنتCement Mills ذات الفرازة )

(Separator الحديث . اذا كانت تغذية الطاحونة )تكون % 031طن في الساعة وحمل الجريان 011

( كما موضح في الشكل Aطن في الساعة اي الخارج من الطاحونة مباشرة )النقطة 031حمل الجريان

(. 2رقم )

( =Circulating Loadحمل الجريان )𝑂𝑢𝑡 𝑓𝑟𝑜𝑚 𝑀𝑖𝑙𝑙 الطاحونة من الخارج

𝑃𝑟𝑜𝑑𝑢𝑐𝑡 الناتج *011

Horizontal Rollerالطاحونة االفقية ذات االسطوانة )تكون حمل الجريان في -(:Note) مالحظة

Mill( )Horo Mill) 331حوالي % .

Separator

الفرازة

Mill Feed

تغذية

الطاحونة

Product

الناتج

Mill الطاحونة

OUT from Mill

الخارج من الطاحونة

A

(2الشكل رقم )