خط تولید کارخانه سیمان شامل 5 واحد اصلی سنگ شکن، آسیاب مواد خام، سیستم پخت، آسیاب سیمان، بارگیرخانه و بسته بندی می باشد که بخشهای سنگ شکن، آسیاب مواد خام و آسیاب سیمان مصرف کننده های عمده انرژی الکتریکی می باشند و عمده مصرف انرژی فسیلی مربوط به واحد پخت کارخانه می باشد.

واحد سنگ شکن و معدن

   مواد اولیه از معدن به این واحد منتقل گشته و خرد شدن در آن انجام می گیرد. مواد اولیه  پس از خرد شدن در این واحد به سالن مواد خام انتقال داده می شود.  انواع سنگ شکن هایی که در صنعت سیمان کاربرد دارند، شامل چکشی (ضربه ای)، غلطکی، ژیراتوری و فکی می باشند.

آسیاب مواد خام (تهیه مواد خام)

   آسیاب های مواد خام مختلفی در صنعت سیمان کاربرد دارند که امروزه انواع متداول آن ها عبارتند از:

1. آسیاب گلوله ای
2. آسیاب گلوله ای به همراه رولرپرس
3. آسیاب غلطکی

   مواد خام توسط آسیاب پودر شده و به سیلوهای مواد اولیه به عنوان خوراک واحد پخت فرستاده می شوند.

 واحد پخت (تولید کلینکر)

   دپارتمان پخت کارخانه سیمان معمولاً از سه قسمت پیشگرمکن، کوره و خنک کن تشکیل می گردد. این واحد شامل پنج عدد سیکلون پیشگرمکن، کلساینر، کوره و گریت کولر می باشد. بخشهای دیگر کارخانه شامل کمپرسورخانه، ساختمانهای اداری، کارگاهها و واحدهای جنبی می شود.

• پیش گرمکن

   وظیفه پیش گرمکن گرفتن رطوبت سطحی باقیمانده در مواد خام، تجزیه مقدماتی سیلیکات ها و همچنین کلسینه کردن (آهکی کردن) 95 درصد از کربنات های موجود در مواد خام می باشد. مواد خام از بالاترین طبقه وارد می گردد و گازهای گرم خروجی از کوره وارد پائین ترین سیکلون می شود. طرح سیکلون ها و نحوه جریان گاز و مواد پودر شده، به گونه ایست که محیط گردبادی و شناوری ایجاد می گردد که در آن به شدت تبادل حرارت بین گاز و مواد صورت می گیرد. پایین سیکلون ها قیفی شکل است که باعث جدا شدن ذرات جامد داغ از فاز گازی می شود.

   در پایین ترین قسمت پیش گرمکن، محفظه ای به نام کلساینر، قرار دارد. این محفظه که معمولاً به شکل سیکلون است مجهز به چند مشعل می باشد و باعث آزاد شدن درصد بیشتری CO₂ از کربنات های کوره می شود. در نتیجه این عمل مواد با دمای بالاتری وارد کوره شده که کاهش بار حرارتی مورد نیاز و افزایش بار کوره را به دنبال دارد. مواد خام در پیش گرمکن به مرور خشک ، گرم و مقداری نیز کلسینه می شوند. در کارخانه سیمان عمران انارک سیستم پیش گرمکن شامل پنج مرحلة سیکلونی و یک محفظه بنام کلساینر در انتها می باشد.

• کوره

   کوره پخت، بصورت استوانه عظیم که به صورت شیبدار قرار گرفته تا مواد اولیه ترکیب شده با نیروی ثقل خود، طول کوره را در جهت مخالف انتشار شعله مشعل بپیماید. علاوه بر این کوره حول محور خود می چرخد تا مواد ترکیبی در حین پخت به خوبی مخلوط شوند.

   جریان گاز و مواد در داخل کوره در خلاف جهت یکدیگرند. محصول خروجی از کوره کلینکر نام دارد، که به صورت دانه های خاکستری یا قهوه ای رنگ می باشد. مقدار کلینکر خروجی از کوره حدوداً 60 درصد مواد خام ورودی به پیشگرمکن است. 40 درصد مابقی عبارتست از رطوبت و گازهایی نظیر CO₂ که در فرآیند تکلیس  کربنات ها ایجاد می شوند و به همراه گازهای کوره از سیستم خارج می گردند.

• خنک کن

   کلینکر خروجی از کوره دارای دمایی حدود 1300 درجه سانتیگراد است. مشکل جابجایی کلینکر داغ و همچنین بازیابی حرارت موجود در آن ضرورت استفاده از خنک کن را ایجاب می نماید. دلیل اساسی دیگر جهت سرد کردن کلینکر، تکمیل تشکیل کریستال های کلینکر و بالا بردن کیفیت آن می باشد.

   در خنک کن هوای سرد محیط به داخل خنک کن دمیده شده و در اثر تماس با کلینکر داغ، باعث سرد شدن کلینکر می گردد. هوای ورودی به خنک کن (کولر) پس از گرم شدن، به سه قسمت تقسیم می شود قسمتی از آن وارد کوره می شود و بدینوسیله هوای گرم لازم برای سوختن تأمین می گردد. قسمتی از آن نیز وارد کلساینر و سپس وارد سیکلون ها جهت پیش گرمایش مواد اولیه می گردد و بخشی از آن نیز به سمت الکترو فیلتر هدایت شده و نهایتا" از دودکش خارج می گردد. برج خنک کن گازهای خروجی از پیش گرمکن را قبل از ورود به الکتروفیلتر خنک می کند.

   امروزه در فرآیند تولید سیمان به روش خشک عموماً سیستم های پخت زیر مورد استفاده قرار می گیرد:

• سیستم کوره خشک با پیشگرم کن معلق و خنک کن سیاره ای
• سیستم کوره خشک با پیشگرم کن معلق و خنک کن مشبک
• سیستم کوره خشک با پیشگرم کن پری کلساینر و خنک کن مشبک

• آسیاب های سیمان

در قسمت های قبل در مورد پودر کردن مواد خام اشاره شد. برای پودر کردن کلینکر حاصل از پخت مواد نیز از آسیاب های گلوله ای استفاده می شود. در این قسمت از خط تولید، گچ به همراه کلینکر ورودی به آسیاب سیمان اضافه می شود، پودر حاصله همان سیمان است.

آسیاب های گلوله ای سیمان، دارای طرح های گوناگونی می باشند. جزء اساسی برخی آسیاب های گلوله ای، دستگاه سپراتور (جداکننده) می باشد که سیمان خروجی از آسیاب قبل از ورود به سیلوهای ذخیره سیمان، وارد این دستگاه می شود. سپراتور ذرات درشت سیمان را از ذرات نرم جدا نموده ذرات درشت را جهت پودر شدن کامل مجدداً به داخل آسیاب هدایت می کند (آسیاب مدار بسته). برخی آسیاب های گلوله ای فاقد دستگاه سپراتور هستند. این آسیاب ها مرسوم به آسیاب های مدار باز می باشند.

• ذخیره و بارگیری

   برای ذخیره سازی سیمانهای تولیدی، از سیلوهای بتنی استفاده می شود. هر کدام از این سیلوها دارای 6 دریچه خروجی قابل تنظیم می باشد که بطور اتوماتیک و به تناوب از آنها سیمان برداشت می شود .این سیلوها مجهز به سیستم بارگیری سیمان بصورت فله ای می باشند. بارگیری سیمان به دو صورت کیسه ای و فله ای انجام می گیرد.