Brændsler til cementproduktion

Det kræver rigtig meget energi at brænde cementklinker, og dette indlæg handler om brændslerne.

Mellemlager for kul og petcoke

Aalborg Portlands mellemlager for kul og petcoke. Kilde: Aalborg Portlands arkiv.

Oliekrisen i 1973 ramte cementproduktionen hårdt i det meste af verden. Olie var et nemt brændsel at bruge, men pludselig var det en mangelvare, og siden var det for dyrt.

Man begyndte at formale kul til fint pulver og brugte det i stedet for olie. En sky af formalet kul blæses ind i roterovnen, hvor det antænder næsten øjeblikkelig.

Kul skal være fintformalet, for det går ud over kvaliteten, hvis der er større partikler, som falder ud af flammen og brænder nede i materialefyldningen.

Tommelfingerreglen er, at kul skal formales så fint, at sigteresten (altså det der er tilbage) på en 90 µ sigte er 50 % af gasindholdet. Gasindholdet i stenkul er typisk 20 – 36 %.

Brænderrør

Brænder med flere kanaler, som fyrer brændsler ind i ovnens brændezone. Billedet er fra en fabrik nær Berlin.

Petcoke

I den stadige jagt på billigere brændsel begyndte man også at bruge petroleumskoks, petcoke, der er et affaldsprodukt fra olieraffinaderierne.

Det gav problemer for mange. Petcoke er ofte hårde at formale, har lavt gasindhold (10-11 %) og kan indeholde temmelig meget svovl.

Mange oplevede et fald i cementens styrkeudvikling, fordi svovl blev indbygget i mineralet C2S og stabiliserede dette, så det fik svært ved at reagere videre til C3S.

Problemet kan modvirkes ved at sørge for balance mellem svovl og alkali, så der dannes alkalisulfat. Man kan også tilsætte fluorid, som hjælper dannelsen af C3S.

Det ændrer dog ikke ved, at svovl påvirker ”lavaens” viskositet og overfladespænding, så der dannes færre noduler, og ovnen bliver mere støvet – man skal finde et balancepunkt.

Et scoop

Stigningen i olieprisen var et stort problem for producenter af hvid cement som Aalborg Portland (AP), fordi stenkul ikke kunne erstatte olie. Kullenes askerest ødelægger nemlig den hvide farve.

Læs resten

Tørre og semi-tørre cementovne

De fleste steder bruger man tørre råmaterialer til cementproduktion, og gennem årene er der udviklet en del tørre og semi-tørre ovnsystemer.

Ovn 87

Ovn 87 – AP’s største ovn som producerer klinker til grå cement. Kilde: Aalborg Portlands arkiv

Har man som de fleste steder i verden tørre råmaterialer, giver det ingen mening at slemme dem op med vand, som senere skal fordampes. Der er derfor udviklet en del ”tørre” ovntyper gennem årene, og lange vådovne er ved at være et særsyn.

Cyklonforvarmere

Den første tørovn var egentlig bare en lang roterovn som vådovnen, men da der ikke var vand af betydning at fordampe, var gassen ud af ovnen meget varm – spild af energi.

CyklonMan fandt derfor på at lave et forvarmertårn, hvor man kunne forvarme det pulverformige materiale (“råmel”) i modstrøm med gassen fra ovnen.

Fidusen var selvfølgelig, at man så kunne spare brændsel.

Man leder råmelet ned i en opadgående, varm gasstrøm og trækker blandingen ind en cyklon, der separerer gas og materialer som vist til højre.

I dag har næsten alle ovne en række cyklontrin (fx 4 – 6) over hinanden, og på den måde kan råmelet forvarmes til omkring 800°, før det når roterovnen, og kan være omkring 20 % kalcineret.

Vil du se flere billeder/illustrationer på nettet, så søg på suspension preheater cement.

Læs resten

Lange vådovne til cementproduktion

Roterovnen blev opfundet i 1873 af briten Frederick Ransome, og den revolutionerede cementindustrien, som indtil da havde brugt ineffektive skaktovne.

Grå ovne 1972

Vådovne til grå produktion, Aalborg Portland 1972. Monsteret til højre (ovn 86) er væk nu. Ovn 85 i midten er afstillet indtil videre, og ovnen til venstre blev konverteret til hvid klinkerproduktion i 2003-2004. Den store bygning øverst i billedet er lageret for grå klinker. Det rummer +200.000 tons. Kilde: Aalborg Portlands arkiv

De to første roterovne i Europa blev igangsat på Aalborg Portland (AP) i 1899. De var fremstillet af et amerikansk firma og var kun 18 meter lange. Ikke længe efter begyndte F.L. Smidth, der ejede AP, at fremstille roterovne.

AP’s længste roterovn i dag er 180 m lang og har en diameter på 5,25 til 6 m. Det er den midterste af de tre på billedet ovenfor.

Materialerne transporteres gennem en roterovn, ved at den roterer om sin akse og har et fald på 3-4°.

Der indblæses brændsel (fx kulstøv) gennem et brænderrør i ovnens udløbsende, og mens materialerne bevæger sig nedad, trækkes de varme gasser den modsatte vej, så materialerne varmes op gradvis.

Udhugning af foring ovn 87

Udløbet på ovn 87 som ikke er en vådovn. Udhugning af gammel foring er i gang. Februar 2016.

Alle roterovne er udmuret med ildfaste, isolerende sten for at holde på varmen og for at beskytte stålet. Hvis en eller flere sten falder ud, bliver stålet rødglødende, og hvis man ikke stopper ovnen, er det et spørgsmål om tid, før der brændes hul ud til det fri.

Af samme grund er det udbredt med scannere, der måler ovnskallens overfladetemperatur og viser den grafisk i kontrolrummet. Om natten er man ikke i tvivl, hvis en ovn har røde hunde!

Stenene er kileformede efter mål (efter ovnens diameter) og sættes ind i ringe, der bærer sig selv uden nogen form for mørtel. Når ovnen køles ned, trækker stenene sig sammen, og så må ovnen kun tørne langsomt, da foringen ellers kan falde eller “skrue”.

Vådovnen

Læs resten