Klinker nasıl üretilir? ve üretim sürecinde hangi teknik ekipmanlar kullanılır? Bu yazıda çimento üretiminin temel bileşeni olan klinkerin üretim aşamaları, kullanılan makineler ve kimyasal süreçler hakkında bilgi edinebilirsiniz.
Klinker Nasıl Üretilir?
Klinker, çimento üretiminin temel hammaddesidir ve yüksek sıcaklıklarda pişirilen kireçtaşı, kil ve diğer katkı maddelerinin sinterleşmesiyle elde edilir. Klinker, portland çimentosunun yaklaşık %95’ini oluşturan, taneli ve koyu renkli bir yarı ürün olarak tanımlanabilir. Üretimi enerji yoğun ve teknolojik kontrol gerektiren bir süreçtir.
Klinker Üretim Süreci
Klinker üretimi dört ana aşamada gerçekleştirilir:
1. Hammaddenin Hazırlanması ve Homojenizasyon
- Hammaddeler: Kireçtaşı (CaCO₃), kil, silis kumu, demir cevheri veya boksit
- İşlem: Bu hammaddeler konveyör sistemleriyle darbeli veya çekiçli kırıcılarda boyut küçültme işlemine tabi tutulur.
- Homojenleştirme: Kırılmış hammaddeler, preblending adı verilen stok sahalarında 360 derece hareketli bantlarla yığın haline getirilir.
2. Ön Isıtma (Preheater Sistemi)
- Ekipman: Çok kademeli kule tipi ön ısıtıcı siklonlar (cyclone preheater)
- İşlem: 70–100 mm çapındaki hammadde tozu, yaklaşık 800–900°C sıcaklığa kadar ısıtılır.
- Amaç: Karbonatların parçalanması (dekarbonasyon) ve malzemenin fırına girmeden önce kalsinasyonunu sağlayarak, enerji tasarrufu sağlamak.
3. Döner Fırın (Kalsinasyon ve Sinterleşme)
- Ana ekipman: Döner fırın (rotary kiln) – uzunluğu 40–100 metre, çapı 3–6 metredir.
- İşlem: Malzeme, fırında 1450°C sıcaklığa ulaşarak pişirilir.
- Kimyasal dönüşüm:CaCO₃ → CaO + CO₂
CaO + SiO₂ → C2S (Belit)
C2S + CaO → C3S (Alit) (çimentoya dayanım kazandıran faz)
4. Soğutma
- Soğutma sistemi: Klinker ızgara soğutucu (grate cooler)
- İşlem: Klinker 1450°C’den 100–200°C’ye kadar ani soğutularak mineral yapısı korunur.
- Yan ürün: Soğutma havası fırın hattına geri yönlendirilerek ısı geri kazanımı sağlanır.
Klinker Üretiminde Kullanılan Ana Ekipmanlar
- Kırıcılar: Çekiçli kırıcı, çeneli kırıcı, darbeli kırıcı
- Değirmenler: Dikey valsli değirmen, bilyalı değirmen (ön öğütme için)
- Ön Isıtıcılar: Siklon tipi kule ısıtıcılar (cyclone preheater)
- Döner Fırın: Dönerek pişirme sağlayan çelik kaplı refrakter malzemeli sistem
- Soğutucular: Grate cooler (ızgara tipi), planetary cooler (gezegen tipi)
- Elektrofiltre/torba filtre: Toz emisyonunu önler ve filtrelenen toz geri kazanılır.
Klinker Üretiminde Enerji ve Yakıtlar
- Yakıtlar: Kömür, petroko kömürü, doğal gaz, alternatif yakıtlar (atık plastik, RDF, biyokütle)
- Isı tüketimi: Ortalama 750–900 kcal/kg klinker
- Elektrik tüketimi: Ortalama 90–120 kWh/ton klinker
Çevresel Kontrol
- Toz, SO₂, NOx ve CO emisyonları çevresel izleme sistemleri ile kontrol altında tutulur.
- Enerji geri kazanımı, atık ısıdan elektrik üretim tesisleri (WHR) ile sağlanabilir.
Klinker üretimi, yüksek teknoloji ve hassas kontrol gerektiren yoğun bir süreçtir. Bu süreçte kullanılan ekipmanların verimi ve otomasyon sistemi, üretim kalitesini ve çevresel performansı doğrudan etkilemektedir. Türkiye’de birçok modern çimento fabrikası bu süreci uluslararası standartlara uygun şekilde yürütmektedir. Enerji anlamında da yoğun bir proses olan klinker üretiminde açığa çıkan ısının kaybolmaması için atık ısı ekipmanlarda ve WHR sistemlerinde değerlendirilmektedir.
