Výroba vápna a cementu

Pálení vápna v polních pecích

Jedná se o nejstarší metodu výroby vápna. Než se přistoupilo k samotnému pálení, bylo nutno kámen připravit. Říkalo se tomu, že se "tluče pec". Nalámaný vápenec se palicemi rozbíjel na větší a menší ploché kusy. Po přípravě "foroty" se začala pec "rovnat". K této práci bylo zapotřebí nejméně dvou lidí, lépe se však dělalo ve třech. Jeden stál u hromady kamení na okraji pece a nabíral vhodné kusy do košů nebo ošatek a podával je dalším dvěma, kteří stáli v peci. Ti si je přitlačovali břichem ke stěně tak, aby měli obě ruce volné. Vybírali kameny a zarovnávali je kolem dokola na pelísku. Začínali těmi drobnějšími a jak stěna uhýbala, brali větší. Přesazovali je také dovnitř, takže se prostor pece směrem nahoru zúžoval. Vršek pece zavřeli velkými plochými kameny a zarovnali žulovými balvany, tzv. hroudím.

V peci se topilo 12 - 16 hodin v závislosti na jakosti dřeva a také podle ročního období. Popel z pece se opatrně vyhrabával popelištěm "aby se vápno nezapopelilo". Žárem se vápenec rozžhavil do běla, otvory mezi ním však zůstávaly dlouho temně červené. Pokud se topilo dostatečně dlouhou dobu, zrůžověly a nakonec zbělely. To bylo znamení, že je vápno vypáleno. Po vypálení se musela pec nechat vychladnout. Poté se hroudí odstranilo a vápno se začalo odshora rozebírat.

Pálení vápna v kruhových pecích

Vynálezcem kruhovky je berlínský stavitel Bedřich Hoffmann, který si přihlásil její patent roku 1858. První kruhová pec na našem území byla postavena roku 1868 v Přerově. Princip kruhové pece je jednoduchý. Teplo z vypáleného vápna se využívá k předehřátí spalovacího vzduchu a tepla zplodin hoření se využije k předehřátí vápence. Peciště tvoří souvislý kanál, který umožňuje stálý a nepřetržitý postup ohně. Zdivo pece má v určitých místech navážecí a vyvážecí otvory, které pec rozdělují na určitý počet komor. Každá komora má otvor pro odvádění spalin z pece. Palivo se přikládá otvory v klenbě tzv. sypáky, které se uzavírají litinovými poklopy. Pod sypáky se z vápence skládají topné šachtice, ve kterých se přikládané palivo spaluje. Jako palivo se používal uhelný mour.

Poslední kruhové vápenky ukončily provoz v 60. letech 20. století.

Hoffmannova kruhová pec Kohoutova kruhová pec
práce u kruhové pece

Šachtové pece

Šachtové pece se stavěly se dvěma druhy topení - vnější, tzv, hicovky, a vnitřní, kde palivo hoří přímo v šachtě.

Šachtové pece s vnějším topením - pec je asi v 1/3 výšky opatřena topeništěm s rošty na spalování dřeva či uhlí. Nejčastěji jsou zřízena ohniště tři (i více) a jsou rozdělena pravidelně po obvodu pece. Potřebný spalovací vzduch se pecí nasává a prochází popelníkem topenišť k palivu na roštech. Horké spaliny a plameny z tohoto topeniště procházejí do pece a prostupují navezeným vápencem vzhůru. Odspodu je pec opatřena vyhrabovacími otvory, ve vrchní části je prodloužena v komín a opatřena zavážecím otvorem.

Šachtové pece s vnitřním topením - V těchto pecích se palivo potřebné k výpalu vápna se spaluje přímo v peci, a je tam tedy společně s vápencem. Palivem je zpravidla koks. Stejně jako pec s vnějším topením má nahoře zavážecí a dole vyhrabovací otvor.

Šachtové pece s plynovým topením - jedná se o moderní vysoce automatizované pece, pracující s umělým tahem a rovnoměrným prohoříváním. Hořáky plynové pece mohou být konstruovány tak, že přivádějí do pece jen plyn. Veškerý spalovací vzduch prochází chladícím pásmem pece a je tedy vysoko předehřátý. Plyn vedený dovnitř pece zvlášť začne hořet teprve po styku s horkým vzduchem. Jiné konstrukce jsou provedeny tak, že část spalovacího vzduchu se přivádí hořáky současně s plynem.

Podobně jsou konstruovány šachtové pece s hořáky na mazut.

Vicatovy šachtové pece - nejstarší typ
Dietzschova šachtová pec šachtová pec s otáčivým roštem moderní šachtová pec VŠPK
řez moderní šachtovou pecí
Pacoldova vápenná pec moderní šachtové pece

Výroba portlandského cementu v šachtových pecích

Na začátku 20. století se portlandský cement vyráběl v periodických šachtových pecích. Pec se složila, vypálila, chladla a posléze vyvezla.

Vysušené surovinové cihly se dovezly ze sušárny a vysypaly u pece. Tam se tyto cihly, případně palivový koks, nakládaly do košů a vytáhly k plnícím dveřím pece. Na rošt pece se nejprve připravily hoblovačky a dříví k podpalu. Na ně se střídavě kladly vrstvy koksu a surovinových cihel. Tak se postupovalo až k plnícím dveřím.

Když byla pec naplněna, rozdělal se na poslední vrstvě surovinových cihel oheň, aby se vyhřál komín a pec dostala tah. Jakmile oheň dohoříval, zavřely se a utěsnily plnící dveře. Následně se v peci zapálily odspodu připravené hoblovačky a dřevo, od kterého začal hořet koks. Po vypálení a vychladnutí pece se palicí oklepaly roštnice a vyhrnuly se nedopalky. Následně se rošt vyjmul a spečený slinek se pomocí bidel vyhrnoval ven, kusy byly přebrány, nedopalky připraveny k peci jako příměs do dalšího pálení a kvalitně vypálený slinek byl odvezen ke mlýnům.

Rotační pece

První jednoduché rotační pece se začaly používat na začátku 20. století k výrobě cementu. Umožňovaly plynulou výrobu s kontinuálním průchodem suroviny. Odpadla namáhavá ruční práce jako byla u šachtových pecí na portlandský cement. Hlavní rozmach využívání rotačních pecí nastal po objevu výměníku pro předehřev suroviny, který byl patentován v Československé republice 1. 6. 1932 inženýrem M. Wogel-Jörgensenem z Dánska. Pece prošly řadou úprav, postupně byly jejich délky i průměry zvětšovány, měnila se technologie vytápění od mletého uhlí přes mazut po zemní plyn. Částečně byly využívány i pro výrobu vápna.

původní návrh předehřívače
"...Předmětem původního vynálezu je nový způsob plnění pecí s otočným bubnem jemně rozdělenou hmotou, u něhož se proti známým druhům výměny tepla mezi hmotou a odpadními plyny pecí docílí zlepšení přenášení tepla. Tohoto úspěchu se dosáhne u nového způsobu plnění tím, že se hmota, jež má být zpracována v peci, přivádí proudem odpadního plynu, v němž se vznáší, do oddělovače prachu, takže na cestě k oddělovači prachu má čas přijímati teplo z proudu odpadního plynu, a že se tímto způsobem předběžně zahřátá hmota zavádí do pecí po vyloučení z plynného proudu. Pro docílení pokud možno dalekosáhlého přenášení tepelného obsahu odpadních plynů pecí na plněnou hmotu doporučuje se přiváděti hmotu několika za sebou zapojenými úseky proudu odpadního plynu postupně do několika oddělovačů prachu, z nichž každý zavádí v něm oddělenou hmotu do úseku veducího odpadní plyn, vyjma posledního oddělovače prachu soustavy, jehož výpusť pro hmotu je spojena s pecí..."
předehřívač typu Humboldt předehřívač typu Dopol předehřívač typu Přerovských strojíren
 
vápenka s rotační pecí
cementárna s rotační pecí
cementárenský provoz

Použité podklady: