Способ производства цементного клинкера

Способ производства цементного клинкера

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

< п969692 (61) Дополнительное к авт. сеид-ву(22) Заявлено 130680 (21) 2940717/29-33 (51) М. Кл.з с присоединением заявки ¹- (23) ПриоритетС 04 В 7/36

Государственный комитет

СССР по дедам изобретений и открытий

153) УДК 666.94. .015.264 (088.8) Опубликовано 30,10.82. Бюллетень ¹ 40

Дата опубликования описания 3010.82

7 ) Ид ИП7

Хю!Я гя рд g я (72) Автор изобретения

С. M. Баш о f 0 -, Г 4.с:,. ю> l ь (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВЛ ЦЕМЕНТНОГО КЛИНКЕРЛ

Изобретение относится к технолог гии вяжущих материалов, в частности к способам производства цементного клинкера.

Известен способ производства це.— ментного клинкера путем изготовления тонкомолотой сырьевой смеси и смешивания ее с доменным шлаком, имеющим размер зерен не менее 0,2 мм, или путем введения шлака непосредственно в печь (1).

Недостатком указанного способа является замедленное усвоение свободной окиси кальция.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ производства цементного клинкера путем приготовления сырьевой смеси и обжига ее во вращающейся печи с введением шлаковой добавки в подготовительные зоны печи с холодного конца .(2).

К недостаткам известного способа относятся трудности, связанные с

1 регулированием процесса клинкерооб.,разования, так как количество дополнительно вводимого в подготовительные эоны печи материала в значительной мере зависит от состава и подготовки сырьевой смеси, и труднорегулируемое количество образующейся жидкой фазы может либо тормозить реакции клинкерообраэования, либо способствовать образованию колец в печи и существенно затруднять процесс обжига.

Реализацня способа недостаточно интенсифицирует процессы клинкерообраэования: при высоком силикатном модуле сырьевой смеси дополнительная подача материалов сильно ограничена, так как злектротермофосфорный шлак и зола имеют сравнительно высокое содержание кремнезема.

Ускорение твердофаэовых реакций сокращает пребывание материала в белитовой стадии, обеспечивая лучшую подготовку его перед поступлением в зону спекания, и в частности, повышая агломерационную способность материала при использовании тощего сырья, что способствует нормализации его продвижения в печи в процессе обжига. ускорение образования, снижение

25 вязкости и повышение реакционной способности фазы, как и интенсификация всех предшествующих твердофаэовых реакций, приводят к увеличению протяженности зоны спекания во вра30 щающейся печи, а также к снижению

969692

Гранулированный возгоночный шлак от выплавки свинца представляет собой зеленовато-черные плотные, но трещиноватые гранулы размером преимущественно от 5 до 10 мм. В шлаке преобладает шлаковое стекло, составляя не менее 90Ъ. Кристаллические фазы (пироксены, фаялит, метасиликат железа, рудные минералы) занимают подчиненное положение и распределены н шлаковом стекле неравномерно.

Таким образом, кроме своего прямого действия, нозгоночный свинцовый шлак как железосодержащий компонент оказывает сильное флюсующее и минерализующее действие во время обжига цементного клинкера. Повышая реакционную способность спекаемого материала, он способствует улучшению кристаллизации цементного клинкера и повышает его активность.

Одновременно с ускорением реакций клинкерообразования может быть снижена температура обжига или увеличе но питание печи. В обоих случаях достигается снижение энергетических затрат на обжиг цементного клинкера без ухудшения его качественных показателей.

Возгоночный свинцовый шлак, помимо алюмосиликатной части, является железосодержащим компонентом — плавнем, поэтому добавление в сырьевую смесь пиритовых огарков или флюарита в качестве плавня не требуется.

Повышению минерализующего действия шлака способствует присутствие в нем окиси бария (до ЗЪ), а также металлов Zn, Cu, Pb, Ni, Со, Ti, Cd

55 и Bi, н сравнительно малых количествах, которые помимо минерализующего действия при обжиге цементного клинкера, являются легирующими добавками к цементу и способствуют повышению его активности.

Гранулиронанные шлаки от выплавки свинца образуются в результате сульфидной плавки н условиях сильно восстановительной среды, обусловлен- 65 температуры обжига клинкера и, следовательно, сокращению времени пребывания материала в печи.

Цель изобретения - интенсификация процессов клинкерообразования и снижение энергетических затрат.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу производства цементного клинкера путем приготовления сырьевой смеси и обжига ее во вращающейся печи с введением шлаковой добавки в подготовительные зоны печи с холодного конца в- качестве добавки вводят смесь гранулированных электротермофосфорного и возгоночного свинцового шлаков с разме- 15 ром гранул 10 мм в количестве 2040 вес.Ъ при соотношении от 4:1 до 7:1.

Электротермофосфорный шлак получают в электропЕчах при 2100-2300 С, 2О после чего его гранулируют при резком водном охлаждении ° Это основной шлак, состав которого н подавляющем большинстве представлен двумя окислами — кремнеземом (40-45Ъ) и окисью кальция (45-50Ъ), Остальные компоненты представлены AK>Оз(2-4Ъ), Fe"Оз (до 0,5Ъ), NgO (3-4Ъ). В шлаке присутствуют также пятиокись фосфора и фтор.

Материал представлен почти на

100% шлаковым стеклом.

Возгоночный свинцовый шлак получают в процессе фьюмингонания, т.е.. возгонки и доизвлечения содержащихся 35 в первичном шлаке выплавки свинца остатков металлов. Затем этот шлак в огненно-жидком состоянии гранулируют при резком водном охлаждении. химический состав возгоночного 40 свинцового шлака следующий, Ъ:

S i 0> 28,14; AQO 6,45; Fp Og 8,20;

Fe0 28, 64; СаО 19, 17 „M90 4, 54;

7(0 0,23; К20 + ВаО + йа>О 0,27+

+ 2,52 + 0,45; Sg. 0,13. ной присутствием кокса, поэтому железосодержащее соединение представлено закисью железа, имеющей повышенную реакционную способность и ускоряющей подготовку для реакций клинкерообразонания. Реакционная способность шлака благодаря наличию закисного железа (до 40Ъ) проявляется еще при 280 С, когда Fe0 переходит в Fez 0, ., а затем при 470 Св Fe 0>, Причем окисление закиси железа при температуре до 850 С осуществляется не только кислородом, но и углекислым газом, что способствует ускорению твердофазовых реакций, Это как бы растягивает печь, способствует улучшению подготовки материала, а в дальнейшем значительно ускоряет появление жидкой фазы и всю кинетику реакций клинкерообразования.

Необходимость повышения тонины помола сырьевой смеси при обжиге во вращающейся печи обусловлена реакциями между оснонными и кислотными окислами, которые протекают в твердом состоянии, где полнота взаимодействия тесно связана с величиной поверхности соприкосновения

При использовании гранулированных шлаков необходимость в их тонком измельчении отпадает, так как в реакциях, протекающих н подготовитель.ных зонах печи, они фактически не участвуют, а при поступлении их в зону спекания вращающейся печи происходит расплавление стеклонидных шла969692 новых гранул, которое наступает .раньше и происходит быстрее, чем у эакристаллиэованных материалов. При этом реакции клинкерообраэования протекают в основном в жидкой среде расплава, где для скорости и полноты протекания реакций дисперсность материала не имеет столь важного значения. Это дает возможность вводить непосредственно в печь, в ее подготовительные эоны, шлаковые эернагранулы величиной до 10 мм.

Способ производства цементного клинкера осуществляют следующим образом.

При подаче в печь смеси электротермофосфорного и воэгоночного свинцового шлаков количество его рассчитывается исходя иэ химических составов известнякового и шлакового компонентов.

Приготовленный путем измельчения известняковый компонент подают во вращающуюся печь известным технологическим способом.

Одновременно в подготовительные зоны вращающейся печи со стороны ее холодного конца вводят гранулированные электротермофосфорный и возгоночный свинцовый шлаки с величиной гранул меньшей или равной 10 мм в количестве 20-40% от веса всей сырьевой смеси при соотношении от

4:1 до 7:1. Дозировка шлаковых компонентов производится тарельчатым питателем, а подача в печь уже готовой шлаковой смеси осуществляется с помощью форсунки, на которую она подается питателем усреднительного бункера.

Влажность шлаковых компонентов, поступающих в печь, не должна превы- I шать 5Ъ,.Если она оказывается выше, то необходимо осуществлять подсушку, . например, в сушильном барабане. Находящаяся на поверхности стекловидных гранулированных шлаков влага быстро испаряется и затруднений в ра10 боте сушильных устройств при этом не возникает.

Интенсифицирующее действие вводимых в подготовительные зоны печи шлаков проявляется в увеличении про 5 иэводительности печи, снижении удельных затрат на обжиг цементного клинкера и повышении его активности при неизменном помоле эа счет увеличения содержания алита в клинкере.

Смесь гранулированных электротермофосфорного и возгоночного свинцового шлаков подается в подготовительную зону вращающейся печи размером 3g6)150 м в количестве 36% от веса всей сырьевой смеси при соотношении 5:1.и с размером гранул меньшим или равным Ч.О мм.

Сравнительная характеристика известного и предлагаемого способов щ производства цементного клинкера представлена в таблице.

В результате применения предлагаемого способа производства цементного клинкера достигнуто сокращение времени на обжиг, которое эквивалентно.снижению расхода технологического топлива на 6,72%.

969692

3 и »

4A О

9Q ф о о х

-х В ои2

X 441 y V «!

1 х

Re

0g

6 : !

«,й

3 х

41 о д

4« Ф .ч и

K x

4А Ю е

Ч 4»4 о

4»4 в о

° ч

1 ф 44 адх хнх и ! их х о г. m o

»4 X Й ДС»

I

I

1

I !

1 t !

I

I

1 ! — -«ч

4С с

Х 441 х а

oe эх х х х и Ц ох

Ц

441 N

Д ф

9 н хи хо

CO

»Ч

Izv

Р о и о

4» и

СГ4 °

О 4А с с

4»Ъ СЧ

ЮФ о, с

44

С 1 с

4»4

О Сс

CO 444

4»4 «Ф х н иФ х

A O . »4

Ю Ю с с о о

»ч

Ch 4h с о о о

ОЪ с

» Ф

44\ о

4О

4«4 с

CV о ао ч ч с с

СЧ

4»4

4»З

4 4 о

4»3

4»4

Ch тч с ч

I

I

I !

IP

4А о

° Ч, СЧ (1 — !

»4

° » (3

Ílf

0" 0 !

40 ф4И

Ф

3 и о и

5

Q,46

Д Д о5 йх о х о нй ио o m хн .аи

44 4:! но ха ха х

«1

° »4

Д о

f I 4Р

I I I 1 g

I L4lIlll»Q Ol

l a a 5 O 4II е Х

1 РХ>»ЖДЦЙ вЂ” Ф ф с

1Н О.41НХ

444 »ч ч

Сс 4O lP

Ю . IA IA

lA Сс о о

СЧ е»Ч СЧ 4»4

4Ч о

444 Ю Ю

4_#_l Сс

О 4 В

1 с с ° о ч а о о о о

»Ч 4»I 4»4

969692

33с о w5 В

Й и х.

Я «II. о н хцъ м

Щ с «О хф

g I х - Х ро ч

IC 1 ох

< !бах

I A

3 1««е

Ф 1 И

I а

f l I

I CJ

1 о

3 Ф«

М ««Ъ

5F х ро

I

I !

ah с о

««Ъ ««Ъ

1»««3

1 И оо -. хне и. 33

ФФХ ацц

1 д. е 54îo

«сто

««Ъ ЯФ

«Ч N

««Ъ . с

««Ъ

« Ъ

««Ъ с е

«Ч «Ч

««Ъ с

° Р !"

«Ъ «Ч

I

I !

l 3 ,1

1 !

Ф «3 дх и нх

us

c ««e u х ма4 х

«Ч

;«н с

Щ

Р

Ф х х х к х

Са о

1 ! Ф

I Р

3 Э х е н и о и

1

l

l

1 ° (1

С«.

«д с о е о о о

Ю

«Ч

««Ъ и .е,. н с с

«Ч ««Ъ

О с

««Ъ

««Ъ Ch

\ с

«Ч «Ч

1

I

l

I

1

I

l !

1

1

I

3

I

I

1

1 !

1

1

I

Ю

Ch с о

«««

Ф\ с о

««! ««Ъ

C«««h с о о

«Ч Ч

Е««3Ъ с с о о

Ю

««Ъ Ch с с

««Ъ . ««I

«Э с

««Ъ о

« Ъ

«О

Ch с о

««Ъ

Ch с о,о о ««Ъ «Ъ о о

° у . ° «Ч ф оох

О 3 Х фаян.

- 33Ь"A х

II с ф: Ф

»» с о о н

О ЪФ со а

Ф Ф х

33 33 Н

Q о «» ф» u»I

Ф

33 о

«Ф о

° Ф ««Ъ

««Ъ «C«««Ъ о «ч ««Ъ «О ч н н ч а ю .Н ««I

««Ъ «3 ill н

««Ъ «Ч «Р ц . «h Ch.

\ с с с о о

1

I

I

3

I

I ! !

I !

I

1

3

1

1

I

1

I

I

l !

1

I

I

l

3

1

lI1

Щ ф Ц н х и ".3 кх о хх о

Ф х хх хо и о5 ко е

Хо

0Х! v

Ф х х

Ф В йн

t u он

>Ь йо н о 0

«Я хо к

-о а х и

Р«

Ф C и е к

«««о х е

О е

O CC ох ое

4 0l о о

0 й3

4а

0Е

Э

63 х

ИФ

Э ««1 а х

И Ф

И хо хе

«d х но

V «C« м (5 а е ов х:go р 1!

I o!,х Ф « хон еее и ац хЧ! х о х0и

«320, н* ххео

0 с «

Х 4ККД

ФхЕ

r 3«3 «х °

ОФЗ

Оо I3z

1»«ХЭ

Ф«Ох 33

us дО х д) сх а

Ц«ъ «««е

e o Ic

Х4 Кх н-u x о х «««Х

33хХО

О КХ4

z4uo

«ъ о «3 х

0 I 0 I оеа

0 4 «««Е о е

1» Х Ф Ф(еи е Х4 и х и х э 33 и44е до о

Э5йе

НХОХ

Эхо

«3 Э хнде щ к е иаее

ЦН 4 о о оое

Ф ф «0

-a

969692

Формула изобретения

Составитель А. Кулабухова

Техред A.Áàáÿíåö Корректор У. Пономаренко:

Редактор Т. Лопатина

Тираж 641 Подписное

BHHHHH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.

Заказ 8308/26

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Способ производства цементного клинкера путем приготовления сырьевой смеси и обжига ее во вращающейся печи с введением шлаковой добавки в подготовительные зоны печи с холодного конца,. о т л и ч а юшийся тем, что, с целью интенсификации процессов клинкерообраэования и снижения энергетических затрат, в качестве добавки вводят смесь гранулированных электротермофосфорного и возгоночного свинцового шлаков с размером гранул 410 мм в количестве 20-40 вес.Ъ при соотношении от 4:1 до 7:1.

5 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Па. ент Франции Р 2182810, кл. С 04 В 7/36, 1968.

2. Авторское свидетельство СССР

10 Р 658102, кл. С 04 В 7/36, 1977 (прототип).