Çimento Üretim Aşamaları

Çimento kullanım alanının genişliği itibari ile hayatımızın içinde olan fakat özellikleri az bilinen yapı malzemelerinden biridir. Kullanımı gün geçtikçe artmakta olup ülkemizde de bu ihtiyacı karşılamak adına yeni çimento fabrikaları devreye alınmaktadır. Dışarıdan bakıldığında basit gibi görünse de çimento üretin prosesi inşaat aşamasından üretim aşamasına kadar oldukça zorlu bir çalışma ortamına sahiptir.

Çimento, esas olarak, doğal kalker taşları ve kil karışımının özel fırınlarda pişirilmesi sonucu elde edilen malzemenin öğütülmesi ile elde edilen ve su ile karıştığında sert ve yüksek dayanımlı bir malezmeye dönüşen hidrolik bir bağlayıcıdır. Çimentonun ana maddesi kalkerdir. Fakat belirli oranlarda katkı malzemeleri (alçı,kül,tras) ile karıştırıldıklarında, katkı malzemesinin tipine göre, dayanımları değişiklik gösterebilir. Fakat genel olarak çimento, mukavemeti yüksek ürünler ortaya koyar.

Çimentolar; demir (III) oksit, silisyumdioksit ve alüminyum oksit gibi hidrolik bileşikler ve kalsiyum oksit, magnezyum oksit gibi alkalin bileşikler barındırmaktadır. Alkalin ve hidrolik bileşiklerin oranları da bağlayıcı maddenin niteliğini belirler. Bu ögeler çimentoya farin üretim aşamasında girer. Kalker ve kil hammadde olarak ocak bölgesinden kamyonlar yüklenir. Ocaktan getirilen hammaddelerin boyutları konkasör ünitesinde 25×25 milimetreye düşürülür. Bu işlem sırasında toz çıkmasını engellemek adına konkasörlerde filtreler bulunmaktadır. Torbalı filtrelere giden tozlar üretimde kullanılmak üzere geri 3 kazanılır. Kırılan hammadde tipine göre stokhollere gönderilir. Sonrasında farin değirmeninde öğütülerek farin haline getirilir.

Farin; çimento hammadellerinin dikkatle orantılanacak karışımlarından biri olup ana bileşenleri kireç ve silistir. Kirecin ortama girme yolu kalker veya marn gibi kalsiyum karbonat içeren kayaçlardır. Silis için ise başlıca kaynak kil olup bunların yanında alüminyum oksit ve demir oksit de ortama girmek içi bir yoldur. Magnezyum oksit ve alkali oksitler gibi diğer maddeler de daha az miktarlarda bulunur. Farin silosunda kantarlarla tartılarak alınan farin, tamamen kapalı bir sistemde, siklonlardan oluşan ön ısıtıcı adındaki üniteye aktarılır. Burada farin 30°C’den 1000°C’ye kadar ısıtılır ve kalsinasyon işlemi meydana gelir.

Kalsinasyon; bir maddenin neminin ve diğer uçucu gazların maddeden ayrılmasını sağlar. Siklonlardaki farin %90 oranında kalsine olmaktadır.Farinin fırında pişmesi sırasında hammadde içerisinde bulunan oksitler önce serbest hale gelirler. Sonrasında ise sıcaklık yükseldikçe serbestleşen oksitler aralarında yeni bileşikler oluştururlar. Ön ısıtıcıdan gelen farin döner fırında 1500°C’de pişirilir ve kalsine edilebilmesi için granüle hale getirilir. Bu işlem bilyalı değirmenlerde gerçekleştirilir ve değirmenden çıkan ürüne ise klinker adı verilir.

Yaklaşık 1000°C – 1300°C’de fırından çıkan klinker soğutma ünitesinde ani olarak soğutularak sıcaklığı 100°C’ye düşürülür. Üretilen klinker, ana klinker silosunda depolanarak çimento değirmenine taşınır. Eğer fırından uygun klinker çıkmaz ise bu da bozuk klinker silosunda depolanarak üretimde tekrar kullanılmak üzere biriktirilir. Üretilen klinker çimento üretiminde önemli bir ara üründür.

Çimento, klinkerin belirli bir oranda kalsiyum sülfat ile değirmenlerde öğütülmesi neticesinde meydana gelir. Klinker ve alçının öğütülmesinde genelde bilyalı değirmenler kullanılır.

Değirmen; yaklaşık 3 m çapındaki çelik silindir şeklindedir. İçerisinde hacminin üçte biri kadar farklı çaplarda çelik bilyalar ile doldurulmuş kamaralar bulunur. Değirmen dönerken bilyalar da hareket ederek klinker tanelerini ezmek suretiyle onları ufalarlar. Değirmenin son kamarasında hedeflenen incelik elde edilmiş olur.