DİK DEĞİRMENLERİN ÇİMENTO KİMYASALLARIYLA ARTAN PROSES VE KALİTE PERFORMANSI

Emre Işık

Kimya Mühendisi / Lyksor Kimya A.Ş Çimento Katkıları Satış Müdürü

Giriş

Çimento kimyasalları; yarım asrı aşkın zamandan beri öğütme prosesinin verimliliğini artırmak amacıyla kullanılmaktadır. Bununla beraber günümüz şartlarında, çimento kalitesinin önem arz ettiği ve özellikle de deprem kuşağında bir ülke olmamızın getirmiş olduğu sorumlulukla vazgeçilmez bir yapı malzemesi haline gelmiştir.  Çimento kimyasalları, çimento standartlarında üretim esnasında ilave edilen ‘’kimyasal katkılar’’ olarak da literatüre girmiş bir malzemedir.
Çimento üretim prosesindeki en önemli aşama olan öğütme, en fazla enerji tüketen operasyondur. Buna bağlı olarak dik değirmen, enerjinin çok maliyetli hale geldiği bu dönemlerde, düşük enerji maliyet avantajıyla sektörde yaygın kullanılan bilyalı değirmenlere alternatif olarak öğütme operasyonunun önemli bir oyuncusu haline gelmiştir.

Dik değirmenlerdeki en kritik konu, stabil bir çalışma ve kararlı bir rejim yakalama zorluğudur. Klinkerin zor veya kolay öğünmesi, sıcaklık, beslenen malzeme boyutu gibi etkiler değirmenin performansını belirleyici etkilere sahiptir.
Dik değirmen operasyonunda yatak oluşumunu sağlayan, vibrasyonu azaltan, sıcaklığı kontrol etmemize yardımcı olan en önemli girdi, değirmene pulvarize olarak verilen ve çok masum görünen, yaşam kaynağımız olan sudur. Su çimento üretimi aşamasında kolaylık sağlıyor gibi kabul edilse de aynı zamanda çimentonun kalitesi açısından hiç de istenmeyen sonuçlar ortaya çıkarabilir. Bu nedenle su, çimento üretiminde kullanılırken çok tehlikeli bir malzeme olabilir.
Prehidratasyon

Öğütme sırasında değirmene su verme işlemi ile ve çimentonun neme maruz kalması sebebiyle ön hidratasyon süreci yaşanması kuvvetle muhtemeldir. Bu durumu dik değirmenlerin, bilyalı değirmenlere kıyasla dezavantajlı olduğu nokta olarak değerlendirebiliriz.
Fakat gelişen çimento kimyasalları teknolojisiyle beraber ön hidratasyonu kontrol altına almak mümkün hale gelmiştir.
Çimento kimyasalları, dik değirmenlerde operasyonel kolaylık sağlaması (yatak oluşumu, vibrasyonu önlemesi, daha düşük seviyelerde pulvarize su verilmesi gibi) ve bunun sonucunda da çimento kalitesini pozitif yönde etkilemesiyle (akışkanlık, işlenebilirlik, çimento ve beton mukavemeti, priz düzenlenmesi gibi) sektör için vazgeçilmez bir girdi haline gelmiştir.
Dik değirmenlere verilen pulvarize su, vibrasyonu kontrol edebilmek, değirmendeki öğütme tablası üzerinde sağlıklı bir öğütme yatağı oluşturabilmek ve değirmen çıkış sıcaklığını kontrol edebilmek için kaçınılması zor fakat en etkili yöntemlerden biridir. Dik değirmenlerde kimyasallarla pulvarize su kullanım miktarını % 0 seviyelerine kadar çekmek ulaşılması güç bir hedef olsa da dünyada çok nadir ve kısa süreli bazı örneklerini görmek mümkündür.
Endüstriyel Çalışma Örneği-1

Aşağıdaki tabloda da görüldüğü üzere, dik değirmenin toplam enerji tüketimi, bilyalı değirmenin toplam enerji tüketimiyle karşılaştırıldığında yaratmış oldugu avantaj yadsınamaz.

Endüstriyel Çalışma Örneği-2

Aşağıdaki tabloya bakıldığında, çimento kimyasalının dik değirmen operasyonu ve çimento kalitesi üzerindeki etkisi belirgin şekilde gözükmektedir.

Sonuç

Çimento kimyasallarının dik değirmen üzerindeki pozitif etkilerini sıralayacak olursak;
1. Değirmene verilen pulvarize su miktarını % 40-50 oranında azaltmaya yardımcı olur. Bu da değirmenin sıcak gaz ihtiyacının azalmasına ve enerji tüketiminin düşmesine yardımcı olur.

2. Değirmende operasyonel olarak daha kararlı ve stabil bir çalışma imkanı oluşur. Özellikle değirmenin, stabil operasyonunda daha yüksek tonajlara ulaşabilmesini mümkün hale getirir. Ayrıca daha düşük vibrasyon değerlerinde çalışma imkanı sağlar. Bunun sonucunda da değirmenin bakım maliyeti azalır.

3. Daha düşük suyla çalışma imkanı sunmasının avantajını, çimentonun pre-hidratasyon derecesinin düşmesi olarak yorumlayabiliriz. Bu da bize basınç dayanımı olarak dönecektir.

4. Dik değirmende çimento kimyasallarıyla üretilen çimentonun, beton performansındaki en önemli faydaları; düşük su ihtiyacı, çimento akışkanlığı ve işlenebilirliktir.