Die moderne Zementproduktion

Seit 30 Jahren ist Fujairah Cement Industries (FCI) eines der führenden Zementunternehmen in den Vereinigten Arabischen Emiraten. Mit Inbetriebnahme einer neuen Produktionslinie wurde die Kapazität von 4600 t/d auf 12 100 t/d erhöht (Bild 1). ZKG INTERNATIONAL hat das Werk besucht und mit dem Geschäftsführer Nasser Khammas sowie dem Werksleiter V. Sreenivasa Murthy (Bild 2) nach einer Führung durch die Anlage über aktuelle Trends und Zukunftsaussichten gesprochen.

Die Geschichte von FCI

Das Unternehmen FCI ist in Dibba angesiedelt, einer kleinen Stadt im Emirat Fujairah. Es wurde 1982 gegründet und verfügte damals über eine Ofenlinie (UNIT-1), die nach dem Trockenverfahren arbeitete und eine Kapazität von 1600 t/d erreichte. Die UNIT-1 besitzt einen einsträngigen, 6-stufigen ILC-Vorwärmer. In der Folgezeit wurde die Kapazität der alten Linie auf 4600 t/d erhöht. Sie ist mit einem der ersten POLYTRACK^®-Kühler ausgestattet (Tab. 1).

Noch vor einigen Jahren waren die Vereinigten Arabischen Emirate das Zentrum eines wirtschaftlichen Aufschwungs in der Golf-Region. „Da der Markt boomte, wollten wir unsere Kapazitäten erhöhen. Aufgrund unserer langjährigen Kooperation haben wir Polysius gebeten, ein Konzept für eine neue Linie (UNIT-2) zu entwickeln“, sagte Nasser Khammas, der Geschäftsführer (Tab. 2).

Bei der neuen Linie sollte auf einen geringen Strom- und Brennstoffverbrauch sowie eine hocheffiziente Klinkerproduktion geachtet werden. Zudem sollte die Anlage zeitgemäß betrieben werden. Der derzeitige Energiebedarf der neuen Linie beträgt rund 62 kWh/t_Klinker. Mit der Umsetzung des neuen Konzepts wurde die erste Ofenlinie mit zwei Laufringen in den Vereinigten Arabischen Emiraten errichtet. Als jedoch die Anlage betriebsbereit war, änderte sich die Marktlage und die Nachfrage ging zurück. Allerdings ist das Werk nun bereit, die zukünftig zu erwartende Nachfrage zu decken. In der neuen Linie werden unter anderem eine Rollenmühle QUADROPOL^® für die Mahlung von Rohmaterial (Bild 3) mit einer Leistung von 580 t/h, ein 6-stufiger DOPOL^® ’90-Vorwärmer mit DOPOL-MSC-Calcinator (Bild 4), ein POLRO^®-Drehofen sowie ein POLYTRACK^®-Klinkerkühler (Bild 5) und ein POLCID^® NT-Prozessleitsystem eingesetzt.

Im Jahr 2010 wurde der zweisträngige Ofen mit Vorwärmer mit einer Kapazität von 7500 t/d in Betrieb genommen. Aktuell verfügt das Werk über eine Kapazität von 2,2 Millionen Tonnen Klinker pro Jahr. Über die Jahre ist es Fujairah Cement gelungen, einen hochwertigen Zement herzustellen, der einen besseren Kalksättigungsfaktor, einen höheren C₃S-Gehalt sowie einen geringeren Freikalkgehalt aufweist. Es werden zwei Arten von Zement hergestellt, der herkömmliche Portlandzement und ein sulfatbeständiger Zement. Zur hochmodernen Technologie der Anlage zählt ein computerisiertes Steuerungs- und Überwachungssystem, das alle Vorgänge von der Herstellung der Rohmischung bis zum Mahlen, Verpacken und Versenden des Zements kontrolliert. Rund 50 % der Produktion der neuen Linie gehen in den Export, z.B. nach Katar, Kuwait und in den Irak. Das meiste davon wird über den Seehafen ausgeführt. Der lokale Markt wird weiterhin mit Zement aus der älteren Linie beliefert.

Das Anlagenkonzept

FCI baut selbst in zwei Steinbrüchen ab und muss nur rund 5 % des Rohmaterials hinzukaufen. Die Hauptbestandteile Kalkstein und Alluvium werden aus den Steinbrüchen Dibba und Tawiyan gewonnen, die sich 20 km bzw. 5 km vom Werk entfernt befinden. Andere Rohmaterialien, wie Eisenerz und Kaolin, werden aus anderen Quellen beschafft; Eisenerz wird beispielsweise im Oman gefördert. „Unsere Abbaurechte sind noch ca. 25 Jahre gültig“, sagte Murthy, Werksleiter bei FCI. „Wir verfügen also über genügen Ressourcen für die kommenden Jahre.“

Der vorzerkleinerte Kalkstein wird mittels Lkw angeliefert und dem Brecher von ThyssenKrupp Fördertechnik (Bild 6) zugeführt. Das Rohmaterial wird dann nach der Chevron-Methode geschichtet und beim Materialaustrag wird eine äußert gute Durchmischung erzeugt (Bild 7). Der Kalkstein wird dann zum Mahlen dem entsprechenden Einfülltrichter zugeführt. Die Zusatzstoffe, wie Kaolin, Eisenerz usw. werden in den jeweiligen Bunker geleitet, von dem aus sie über Dosierbandwaagen der Rohmischung zugegeben werden, die dann in der Vertikalmühle zu einem homogenen Rohmehl vermahlen werden. Der Gips wird per Lkw angeliefert und im entsprechenden Lager aufbewahrt, bevor er zum Mahlen zur Luftstrom-Kugelmühle befördert wird.  

Als Hauptbrennstoff für den Hauptbrenner und den Vorkalzinator dient Kohle. Die Kohle wird per Lkw geliefert, verschiedene Qualitäten werden gemischt und dann in die jeweiligen Trichter sowie durch einen Brecher geleitet, der für eine gute Durchmischung und Mahlung sorgt (Bild 8). Die Mühle ist eine Zweikammer-Mühle. Ihre Innenoberfläche ist mit Platten aus Mn-Stahl ausgekleidet, um den Mühlenkörper vor Verschleiß zu schützen. Unterschiedlich große Cr-Stahlkugeln zermahlen das Material im Innern der Mühle. Die pulverisierte Kohle wird in Schlauchfiltern gesammelt, in Behältern gelagert und über ein pneumatisches Fördersystem zum Vorwärmer und zum Ofen transportiert. Hauptbrenner und Vorkalzinator werden mit je 50 % beschickt. Das Werk benötigt eine elektrische Leistung von rund 53 MW. 33 MW werden für 9 Monate pro Jahr von der Regierung zur Verfügung gestellt. Der Rest wird aus dem eigenen 40 MW Wärmekraftwerk gewonnen (Bild 9). „FCI ist in den Vereinigten Arabischen Emiraten ein Vorreiter auf dem Gebiet der Abwärmerückgewinnungsanlagen“, teilte Nasser Khammas mit. „Auch der Übergang zur Kohlefeuerung für die Klinkerproduktion war ein Pilotprojekt in den Vereinigten Arabischen Emiraten, das von FCI umgesetzt wurde.“

Die Rohmaterialien, die in der Rohmühle gemäß Mischungsverhältnis gemahlen werden, sind in vier Zwischensilos gelagert und werden über unabhängige Dosierbandwaagen dosiert. Das in der vertikalen Walzenmühle hergestellte Rohmehl wird zu 90 % im Zyklon und der Rest im Gewebefilter gesammelt und dann in die IBAU Mischsilos weitergeleitet. Die Filteranlage nach dem Zyklon gewährleistet, dass nur staubfreie Luft in die Atmosphäre entlassen wird. Die Abluft des Vorwärmers liefert das für den Mahlvorgang erforderliche heiße Gas. Das Rohmehl wird aus dem Silo entnommen und in den Beschickungsschacht des Ofensgeleitet, bevor es dem Ofensystem zugeführt wird.

Die UNIT-2 besitzt einen doppelsträngigen, 6-stufigen ILC-Vorwärmer. Die Anlage wurde mit modernster Technologie und hochentwickelten Geräten ausgestattet. Der Beschickungsschacht des Ofens wird über ein Becherwerk gespeist. Ein Leitblech trennt die Rohmehlzuführung zwischen Ofenstrang und Vorwärmerstrang. Die Klinkerbildung setzt bei Temperaturen von 1350°C und 1400°C ein. Das Material benötigt rund 18-22 Minuten, um den Drehrohrofen zu durchlaufen. Im Anschluss an den Ofen wird der Klinker in einem Polytrack^®-Kühler effizient heruntergekühlt und dann über eine Schüttelrutsche in ein Klinkersilo geleitet (Bild 10). Sollten während des Prozesses Probleme auftreten, kann Klinker, der die Spezifikationen nicht erfüllt, in ein separates Silo abgeleitet werden.

Die Anlage besitzt drei Zement-Kugelmühlen und fünf Zementsilos zum Mahlen des Portlandzements sowie des sulfatbeständigen Zements. Je nach gewünschter Zementart werden bestimmte Zusatzstoffe verwendet. Der fertige Zement wird dann bis zum Versand in Silos gelagert.

Mit LKWs und Losebeladern wird der Zement versandfertig gemacht. 2 Nos. Roto-Packer mit 6 Füllstutzen verpacken die gesamte Produktionsmenge. Viele moderne, effiziente Geräte wurden eingesetzt, um die gesamte Anlage zu verbessern. Auch der Einsatz neuester Umweltschutztechnologien hat dazu beigetragen, die Anlage umweltfreundlicher zu gestalten. Die Emissionswerte von Ofen, Kühler, Rohmühle liegen bei unter 50 mg/nm³.

Danksagung

ZKG INTERNATIONAL bedankt sich bei Nasser Khammas und V. Sreenivasa Murthy für die gute Betreuung in der Anlage sowie bei dem Verfahrenstechniker Mrinal Khatua für das Informationsmaterial. Unser Dank geht auch an Markus Fritz von Polysius für die logistische Unterstützung.