Способ получения плавленого высокоглиноземистого цементного клинкера

 

Изобретение относится к получению плавленого высокоглиноземистого цементного клинкера диалюминатного состава в печах с периодической загрузкой компонентов. Целью кзобретения является сокращение длительности плавки, снижение удельного расхода электроэнергии и содержание инертньтх примесей в клинкере. Способ включает наведение легкоплавкого расплава из известково-глинояемистой шихты, последующую догрузку компонентов, их расплавление и охлаждение расплава, Для наведения легкоплавкого расплава 70-80 мае.% общего количества шихты с массовьм соотношением : СаО, равном 1,9-2,5, укладывают послойно так, что массовое соотношение Al OjtCaO в верхнем и нижнем слоях составляет 0,8-1,2, а промежуточные слои выполняют отдельно из каждого компонента и после расплав- Ленин вводят оставшуюся часть шихты до получения в целевом продукте массового соотношения , равного 2,8-3,1. 2 табл. О iS

л- + --. -, .,/,, :, .ъ ъ.:„" 3. (. @,и

СОВХОЗ СОВЕТСКИХ

СОаЧЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (51) 5 04 В 7 44

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (46) 07. 01. 93. Бил. P (21) 3987109/33 (22) 11.12.85 (71) Восточный научно-исследовательский и проектный институт огнеупорной промъшленности . (72) Т.M. Головина, И.H. Сорокин, Т.Э. Хаиров, A.Ä. Попов, В.А. Перепелицын, В.М. Бежаев и Н.В. Латыпова (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПЛАВЛЕНОГО ВЫСОКОГЛИНОЗЕМИСТОГО ЦЕИЕНТНОГО КЛИНКЕРА (57) Изобретение относится к получению плавленого высокоглиноземистого цементного клинкера диалюминатного состава в печах с периодической за-.. грузкой компонентов. Целью изобретеВ ния является сокращение длительности плавки, снижение удельного расхода электроэнергии и содержание инертных примесей в клинкере. Способ включает наведение легкоплавкого расплава из известково-глиноземистой шихты, последующую догруэку компонентов, их расплавление и охлаждение расплава.

Для наведения легкоплавкого расплава 70-80 мас.7 общего количества шихты с массовым соотношением Al О э.

СаО, равном 1,9-2,5, укладывают послойно так, что массовое соотношение А1 О .СаО в верхнем и нижнем слоях, составляет 0,8-1,2, а промежуточные слои выполняют отдельно из каждого компонента и после расплавления вводят оставшуюся часть шихты . до получения в целевом продукте массового соотношения А1 0, СаО, pasкого 2,8-3,1. 2 табл.

1365633 2

И .)обретение относится к о) пеупорной промышленности, преимущественно к произв>дству огнеуцорного высокоглипоэемистого цемента диалюминатного состава, применяемого в качестве вяжущего в огнеупорных бетонах.

Цель изобретения — сокращение длительности плевки, снижение удельного расхода электроэнергии и содержания инертных примесей s клинкере.

Сущность предлагаемого изобретения заключается в интенсификации процессов плавления, тепло- и массопереноса путем создания замкнутой электрической цепи между легкоплавкими верхним и нижним; слоями первичной загрузки. Замыкание электрической цепи осуществляется эвтектическим расплавом при соотношении Аl, О :СаО

0,8-1,2, стекающим с верхнего слоя первичной загрузки к нижнему под действием гравитационных сил. При этом промежуточные слои, выполнен.ные отдельно иэ глинозема и извести, бь стро поглощаются расплавом без образования корок и непроплавов.

Для получения целевого продукта дияиюминатного состава (массовое. со-. отношение А1 0 :Са0=2,8-3; 1) в оставшейся части шихты {вторичной загрузке) присутствует известь, которая ускоряет процесс расплавления глипоэема в первичном расплаве. Сокращение длительности плавления исо ключает загрязнение расплава составляющими футеровки, что в дальнейшем снижает содержание инертных примесей в клинкере, Выбор пределов первично загружаемого материала обусловлен тем, что при загрузке менее 70 мас.7 образу ется слой расплава недостаточной толщины, что принодит к аварийному состоянню печи — пробою дна футеровки. Первнчная загрУзка более 80 мас.X нецелесообразна иэ-за возрастания длительности плавления.и увеличения энергоемкости процесса.

Соотношение А1 0 . Са0=1,9:2,5 в первичной загрузке выбрано, исходя из условий существования расплава в системе СаО-Л1 0 при относительно низкой температуре (- 1600 С) и приближении химического состава расплава к целевому продукту. При изменении соотношения Al 0 . СаО c1,9 во вторичной загрузке возрастает количество глнно-.ñìà, что приводит к об5

1t.

45 раэованию корочек Л1 <) и уплнч) н))к)

) 1 процесса ппаиления.

Изменения соотношения A1,0: СаО" з

=0,8-1 н верхнем и нижнем слоях перничной загрузки как в сторону уменьшения (<0,8), так и в сторону увеличения (>1,2) приводит к понь)шенню температуры образования первнчного расплава, а следовательно, к повышению энергозатрат и увеличению длительности процесса.

Соотношение Аl<0 >. Са0-2,8-3, 1 в клинкере выбрано, исходя иэ условий получения диалюминатного cocTBBR целевого продукта. Прн увеличении,содержания А1)0 в клинкере (соотношение A1 0> . СаО более 3, 1) иэ-эа по" явления гексаалюмината кальция увеличиваются сроки схватывания цемента. При соотноше нин Al О . СаО (2, 8 целевой продукт. содержит моноалюминат кальция, что приводит к снижению прочности цемента.

Способ осуществляют следующим образом.

В .злектродуговую печь ДСП-25 с периодической загрузкой засыпают шихту послойно: нижний (первый) и верхний слои выполняют из смеси глинозема и извести при соотношении А1 0 .СаО

) равном 0,8-1,2, второй и четвертый слои выполняют из извести, а третий и пятый — иэ глинозема. При этом загрузка имеет форму усеченного конуса. Затем шихту нагревают до наведения легкоплавкого расплава в верхнем и нижнем слоях и последующего поглощения расплавом промежуточных слоев. При полном расплавлении первичНой загрузки засыпают оставшуюся часть шихты в виде смеси глинозема и извести, после чего вновь производят нагревание лечи до расплавления вторичной загрузки.

Расплав разливают в стальные чаши и охлаждают в течение 25 ч на воздухе до получения твердого клинкера, который затем подвергают измельчению.

Параметры конкретных примеров выполнения предлагаемого способа и способа-прототипа приведены в табл.1, а свойства полученных цементов — в табл.2.

Для изучения свойств цемента, клинкер измельчают до удельной поверхности 5000 см /r и определяют сроки схватывания по ГОСТ 310.3-76, предел прочности при сжатии по ГОСТ 310,4-76. з Ф:3F 36

Содержание инертной примеси алгано†магнезнальной нпинели определяют петрограФическои методом, Расход электроэнергии на плавку определяют по показаниям счетчика до и после плавки, после чего производят расчет удельного расхода электроэнергии с учетом количества выплавленного клинкера. 10

Как видно из таблицы длительность процесса плавки в печи с периодической загрузкой в соответствии с предлагаемым изобретением сократилась в ч-5 раз, за счет чего энергозатраты снизились на 30Х, а содержание инертных примесей сократилось в три раза. уменьшение количества инертных примесей обеспечит повышение качества цемента при изготов- 2О ленни клинкера в печах с нериодичес" кой загрузкой.

При изменении предлагаемых параметров в запредельную область значений увеличивается длительность - ..: 25 плавления, соответственно возрастает расход электроэнергии и ухудша,ется качество цемента (примеры 6-12).

Предлагаемый способ поэвОлит про- .3р изводить плавленый высокоглиноэемистый цементный клинкер в электропечах

> 3

Г< « -лс 33 емкс ети, «те зия«итал ио увеличит с Съем люпусKA тас к глияоэетчс" того цемента, при этом снизится егo себестоимость.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н н я

Способ получения плавленого высоко" глиноэемистого цементного клинкера путем укладки известково-глиноземнстой шихты, образования легкоплавкого расплава, последующей догрузки компонентов, их расплавления и ох.лаждения расплава, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью сокращения длительности плавки, снижения удельного расхода электроэнергии и содержания инертных примесей в клннкере, при проведении процесса в агрегатах периодического действия 7080 мас.Х шихты с массовым соотношением A1 0> .СаО, равным 1,9-2,5, укладывают послойно, при этом в верхний и нижний слой укладывают смесь А1 0 и СаР с соотношением 0,8-1,2, а во внутренние слои укладывают отдельно каждый из компонентов, чередуя их, и после расплавления вводят оставшуюся часть шихты до получений в целевом продукте массового соотношения А1 О .СаО, равного 2,8-3, 1.

1 3656 33! о

Х aj ae д r o

О Х =Ch и

4М

Кеей4 о

Р <0 с! а ей К еО с еО

С«Ъ 1О СеЪ

П Ol Ee т ссЪ л сч

0О с 4 О еО сеЪ

° и

44Ъ л сч О с Ъ с Ъ еО

A и и

О -- 44Ъ с4 Л СЧ

Ф 00 .О 4Р и а

О с1 сч л 4Р

СеЪ еО и а

Ъ с14 са! еО

С14 о о ф«

Q о

Ф о

Р! Ю

F. и о а! о о е4 Cd и о с«о) е-4 Cd и м а

Cd

Я 8

Ц Р, о м о о е о g О еО СеЪ

Ц\ о о "о а.4 <б и 1

ы nia

4сЪ

С«Ъ C) и а см

ОЪ сЧ

СЪ С4 СО

ОЪ, СО!

«ч О г-4 6! е-4

«4 л сеЪ

00 и а сч

Я\ а а

ЧР

ОЪ о о е4 Cd

< o

1 о

° о е4 и

Е

O о

° -( и и

avj oe o

X С«. О

О

Сее) о : !мхаxo о 04 o ai e e j".

И П «е. с0 Ж jCP Й 1О о и

0! и е ° о а>

Х е-4 и ссЪ „Ю

414 СЧ сЪ 0О О щ л

A Ее Ее

МЪ Ое мЭ с Ъ О

О ССЪ 44Ъ О

СеЪ Л С14 Л

Ее П Ее Е\

О 00 - Ое

СеЪ сО с Ъ еО

О сЪ с 3. о сеЪ л

ОЪ с 4 л

a e сЪ еО С.е î и

40 х о

"о

14 td и о о в

К Э

Н 4 ое о

zох

C)

00! ! Ж О

lй3 о ! с u

m е

Р с«! cj

Cd Е сЪ

Ц ! е! с

0!

pl e

O j0

P О ! v ! v о е — x о о о о

"о "о -о о

Cd е-4 С4 е-4 Cd е-4 Cd

4 о «4 с ) и сС и о а о о о о с Ъ с 4 с 4 сЧ (М сч со о о и A и е О е е ееЪ еее ее» ееЪ еее ееЪ о о о о о о с«О «О е«О 4 О «О с«Q е-3 Cd ° 4 Cd е4 С6 е"4 Cd 4 46 14 44!

u e u e o e o < o e u! 4М сеЪ « СЪ О

l! о а а

СЧ сЛ Л л сч

СС1

О О фа ф4 о е

О

"Я

v о

О сс О

О. 1 О ь

О

t» O

О1

О О с О сс и! !

D л

Ф

О с0 сЧ 00 а а сч л с cv

В В Ф 1 сЧ Л С СЧ

СЧ 10 С 1

О

«О

О

° «1 ф и

О

О

rl CI3

<,и

:3 u а i к l a о и (1м

СЬ О СЧ С 1

I! д е

Ct Е

О " и

ХОСЕ Х М ож åмйдйо о g u eев ц л с В О О

Ф Ф УФ Ф

СЧ Сч СЧ fh с 1 0 О сч со О О г е с о

a a a в л s е е о с\ с! л с ю сс!

Л СЧ С» СЧ I» СЧ Л СЧ

Э Е О О О

° I A и A . и @

СЧ Л, сО СсЪ С»

Ch Ch Ch

Сс1 ФЪ lA

О О О сч О сс О 1 О

u < u 4 о

О ° О О О CI О О

СЧ СЧ СЧ . СЧ СЧ CV

Ф"3 л

Ф Ю !

О О О с ъ л Yl

Ь Ф а

С Ф О сс1 Vl сс1 Ф

С ф С1 Щ сС

О О О сс О 4 О с О

° «4 ф ф ° 4 ф

u x v < u

О О О О О

СО С0 СО 00 CO

Я л и и 1

k (10 3656З3

Таблииа2

Удельный расход электроэнергии, кВтч/Т

Соде ржание инертной примеси (N8A110 4) мас.7

Длительность

Свойства высокоглиноземнстого

Прнм 1р цемента плавки, ч-мин

Сроки схватывания, ч-мнн начало конец о

47 . 1300

45 1290

43 1310

55 13?О

53 1430

30 1850

3,1 оо

19 1800

21 1760

131

6,8

35 1400

3,5 оа

23, 1700

20 1670 3

15 2000 9

23

40 1560 2 2,8

Составитель A. Кулабухова

Тех ред Д. Олийнык Корректор И. Иакснми инец

Редактор П. Курасова

Заказ 1083 Тираж

ВНИИИИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4