Способ производства цементного клинкера
Изобретение относится к технологии получения вяжущих материалов, преимущественно к способам производства цементного клинкера. Целью изобретения является снижение пылевыноса из печи. В заявленном способе производства цементного клинкера в качестве добавки вводят крупнозернистый мергель с размером зерен 10-30 мм при температуре 300-600°С в количестве 30-60% от всего сырьевого шлама. Снижение пылеуноса составляет 31,0-65,6%. 6 табл.
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИН щ)5 С 04 В 7/36
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Н А ВТОРСКОМ,К СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР (21) 4246273/23-33 (22) 18.05.87 (46) 07.08.90. Бюл. № 29 (71) Белгородский технологический институт строительных материалов им. И.А. Гришманова (72) В.К. Классен, А.В.Брыжик, А.Н. Классен, Е.В.Текучева и В,Б. Хлусов (53) 666.94(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
¹ 567697, кл. С 04 В 7/36, 1975.
Изобретение относится к технологии получения вяжущих материалов, преиму. щественно к способам производства цементного клинкера.
Целью изобретения является снижение пылеуноса из печи, Сущность способа заключается в том, что при введении дроблеиого мергеля размером зерен 10-30 мм в подготовительные зоны печи не с.ее холодного конца, а непосредственно в зону подогрева в ту часть, где температура шлама составляет 300-600 С, обеспечивао ется резкий тепловой нагрев мергеля, приводящий к одновременной потере физической и гидратной воды, распаду глинистой молекулы на SiO< и А .10 и разрыхлению структуры зерен мергеля в результате резкого удаления паров воды из всей толщи зерна мергеля, что приводит к повышению реакционной способности оксидов мергеля. Кроме
„„SU;„, 1 379 А1
2 (54) СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ЦЕМЕНТНОГО
КЛИНКЕРА (57) Изобретение относится к технологии получения вяжущих материалов,преимущественно к способам производства цементного клинкера. Целью изобретения является снижение пылевыноса из печи. В заявленном способе производства цементного клинкера в качестве добавки вводят крупнозернистый мергель с размером зерен 10-30 мм при температуре 300-600 С в количестве
30-60% от всего сырьевого шлама. Снижение пылеуноса составляет 31 0-65,6%.
6 табл. то го, в веде ние 30-60% дробле н ого мергеля непосредственно в зону подогрева с температурой 300-600 С снижает пылевынос из печи в результате снижения на 30-60 ; количества тонкодисперсного шлама и дополнительно на 6,5-11% в результате смешения и налипания тонкодисперсного нагретого шлама на мергеле с естественной влажностью. @
Для осуществления способа используют мергели цементного завода с тит- 1 ф ром 81,5 и 74,8% и влажностью соответственно 2 и 14% и сырьевой шлам с коэффициентом насыщения 0,9.
Во вращающуюся. печь шлам поступает о с холодного конца при 15-25 С и постепенно нагревается при движении до печи навстречу горячим газам. бергель подается непосредственно в зону подогрева на участок с температурой 300600 С.
1583379
Способ осуществляют следующим образом.
В лабораторную силитоную печь при о, 20 (; вносят часть образцов мергеля (по известному способу) и нагревают вместе с печью. Затем в предварительно нагретую до 200, 300, 500 и 600 и
700 (. печь вносят вторую часть образцов мергеля (по предлагаемому способу), При достижении температуры 1350 и 1400 С вынимают образцы„ обожженные по изнестному и предлагаемому способам, по неусовенной СаО определяют интенсивность процесса клиннерообразования. Сохранность образцов определяют при максимальной температуре обжига 1450 С.
Влияние способа тепловой обработки мергеля на содержание СаО показано в табл. 1.
Как видно из табл. 1, наибольшая интенсификация процесса клинкерообраэования происходит н интервале температур 300-600 С, содержание СаО в мергеле наименьшее. Снижение температуры зоны подогрева (менее 300 С) и повышение (более 600 С) приводят к повышению содержания СаО и соответственно снижению скорости клинкерообраэонания, о
При 1450 С в обожженном мергеле по предлагаемому способу процессы клинкерообразонания находятся н стадии завершения, тогда как н мергеле, обожженном по известному способу, при
1400 С содержится СаО 8,5%. Форма образцов сохраняется, даже при резком о нагреве до 1450 С по предлагаемому способу.
Интенсификация процесса клинкерообразонания по предлагаемому способу показана н табл. 2.
Как видно из табл. 2, при введении мергеля по предлагаемому способу н зо-,45 ну подогрева на участок с температурой 300-600 С ускорение усвоения СаО при 1350 С 16,8-45,7%. Введение мергеля при 200 и 700 С нерационально, так как значительно снижается интен° сивность усвоения СаО
Таким образом, в результате резкой тепловой обрабтки мергеля по предлагаемому способу, когда происходит одновременная потерия физической и гидратной воды, распад глинистой молекулы Hà Si0< и А1 О > и разрыхление структуры зерен мергеля при резком удалении воды из всей толщи зерна мергеля, повышается реакционная способность оксидов мергеля. Зерна мергеля как К-И, так и СОЦЗ не разрушаются в результате резкой тепловой обработки по предлагаемому способу, а сохраняют форму до конца опыта (1450 С). Таким образом, получение цементного клинкера по предлагаемому способу не приводит к рассыпанию зерен мергеля и не приводит к повышению пылевыноса из печи.
Известно, что очаги пылеобразования в печи находятся в основном в зоне подогрева. Сырьевой шлам в зоне подогрева при 300-600 С представляет собой высушенный тонкодисперсный материал, гранулы составляют обычно не более 20%. Поэтому введение 30-60% мергеля с естественной влажностью с размером зерен 10-30 мм в подготовительные зоны печи не с ее холодного конца, а непосредственно в зону подогрева, где температура материала 300600 С, приводит к снижению пылевыноса из печи в результате снижения на
30-60% доли высушенного тонкодисперсного шлама, способного к пылевыносу.
Так, если иэ вращающихся печей 5 х х 185 м пылевынос в среднем равен 300 т/ч, то при снижении на 30-60Х доли тонкодисперсного шлама пылевынос снижается на 9-18 т/ч или 30-60%.
Результаты исследований даны в табл. 3.
Таким образом, оптимальное количество вводимого мергеля 30-60Х. Вводить менее 30% мергеля нерационально иэ-за минимального положительного эффекта по снижению пылевыноса. Вводить более 60% мергеля также нерационально, так как при этом значительно снижается пылеулавливающая способность цепной завесы из-за недостатка влажного шлама для покрытия пленкой 6—
8 мм поверхности цепной завесы и внутренней поверхности печи, что приводит к резкому увеличению пылевыноса из печи.
Одновременно введение мергеля непосредственно в зону подогрева при
300-600 С позволяет снизить пылевынос и в результате смешения и налипания нагретого до температуры 300-600 С тонкодисперсного шлама на поверхности зерен мергеля с естественной влажностью.
Результаты исследований даны в табл. 4.
5 15833
Установлено, что повьш ение темпе-ратуры предварительного нагрева спо-. собствует увеличению налипания тонкодисперсного шлама на мергель. Так, при температуре нагрева 300-600 С налипает в среднем 14, ЗХ (от 13,2 до
15,5/) тонкодисперсного шлама на мергель с естественной влажностью.
Суммарное снижение пылевыноса из печи складывается иэ снижения количества тонкодисперсного шлама за счет введения 30-60/ мергеля (табл. 3) и налипания 14,3Х тонкодисперсного шлама на зерна мергеля. t5
Результаты даны в табл. 5, Таким образом, введение 30-60 мергеля в зону подогрева на участок с температурой 300-600 С значительно снижает пылевынос из печи. 20
Вводить дробленый мергель размером менее 10 мм нерационально, так как пылевидный мергель увеличивает пылеунос из печи. Вводить дробленый мергель более 30 ыч также нерационально, 25 так как при высоких температурах .затруднего образование клинкерных гранул.
Введение непосредственно в зону .подогрева на участок с температурой 300600 С 30-60/ мергеля с размером зер- 30 на 10-30 мм с естественной влажностью снижает среднюю влажность до 10Х поступающего в печь сырья за счет снижения количества влажного шлама, при этом снижается расход топлива на испа- З рение влаги с 510 до 335 ккал/кг клин-, кера.
Введение мергеля также способствует и повышению гидратационной активности клинкера, обожженного в лабораторной печи при 1450 С с выдержкой 40 мин (табл. 6).
Так, если по известному способу дополнительное введение 20 Х электротермофосфорного шлака, снижающего КН шла-45 ма с 1,10 до 0,91, позволяет получить
79 б клинкер с гидратационной активностью
58, 1 МПа, то при введении мергеля в количестве 20, 40, 60/ позволяет значительно ускорить усвоение оксида кальция, например при 1400 С с 9,2 до 1,2Х, а также повысить гидратационную активность клинкера до 58
66,7 МПа.
Таким образом, применение предлагаемого способа производства цементного клинкера путем введения 30-60Х мергеля с размером зерен 10-30 мм в подготовительные зоны печи не с ее холодного конца, а непосредственно в зону подогрева на участок с температурой от 300 до 600 С, позволяет ускорить усвоение оксида кальция на
2,5-8,5Х, интенсифицировать процесс клинкерообразования на 16,8-85,9Х; снизить на 31-65, 6/, пыпевынос из печи за счет снижения на 30-60Х. тонкодисперсного шлама и за счет смещения и о налипания нагретого до 300-600 С шлама на зерна мергеля; стабилизировать режим работы печи и повысить коэффициент ее использования за счет снижения количества возвращаемой пыли в печь; повысить гидратационную активность клинкера на 3,5-11,5Х снизить среднюю влажность сырья на 0,2-10/ и потери тепла на испарение воды на
4-165 ккал/кг.
Формула изобретения
Способ производства цементного клинкера, включающий приготовление сырьевого шлама, обжиг его во вращающейся печи, введение добавки в под- готовительные зоны печи, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью снижения пылевыноса из печи, в качестве добавки вводят крупнозернистый мергель с размером зерен 10-30 мм при
300-600 С в количестве 30-60Х от всего сырьевого шлама.
1583379
Таблица 1
Способ
Содержание СаО а при 1350 С, %, при температуре нагрева, "С
Температура нагрева 500 С
Содержание
СаОсв при
1400 С, %
300 500
200
600
700
Мергель с титром 81,5%
Известный 18,6
11редлагаемый 18,8
Сохраняется
13,8 10, 1 10,6
Мергель с титром 74,8%
15,6
Известный 14,9
Предлагаемый 15,0
8,5
12,4 9,2
9,8 13 5
1,2
Таблица 2
Интансивность усвоения Саосв
%, при введении мергеля и температуре, С
Температура предваритель ного
Мергель К-И
Мергель СОЦЗ нагрева мергеля, С
1350 1400
1350
16,8
38,2
34,2
5,4
85,9
Таблица 3
Снижение количества
КоличестКоличество
Состав сырьевой шихты во пыли, выносимой тонкодисперсного шлама, т/ч пыли выно симой из из печи, т/ч печи J
30 О
115
103,5
80,5
21
12
69
700
100% шлама
90% шлама +
10%.мергеля
80% шлама +
20% мергеля
70% шлама +
30% мергеля
60% шлама + 40% мергеля
25,8
45,7
43
16, 1
27 3 10
Сохранность формы образца при
1450 С
1О
1583379
Продолжение табл.3
Состав сырьевой шихты
КоличестСнижение количества
Количество тонкодисперсного шлама, т/ч во пыли, выносимой пыли выно симой из иэ печи, т/ч печи
40% шлама +
60% мергеля
30% шлама +
70% мергеля
60
18
34, 5»
21
Количество шлама недостаточно для покрытия пленкой 6-8 мм поверхности цепной завесы и внутренней печи и пылевынос начинает возрастать.
Таблица 4
Налипание, %, при температуре, С ь Ч
Размерность
Показатели
200 300 500 600 700
22, 62 22, 64 22, 87
23,1
23, 14
2,62 2,64 2,87
13,1 13,2 14,3
3,1
15,5
3, 14
15,7
Таблица 5
Количество на- Суммарное липшего тонко- снижение пыКоличестСостав сырьевой смеси во вводи» мого мергеля, т/ч дисперсного шлама на мергель левыноса т/ч Х т/ч Х
0 О
0 0
16 53 3+16 153
46
Вес мергеля, г
Вес мергеля с налипшим шламом, г
Вес шлама на мергеле, г!%
100Х шлама
90% шлама +
10Х мергеля
80% шлама +
20% мергеля
60Х шлама +
40Х мергеля
40Х шлама +
60Х мергеля
3,3 11
6,6 22
9,9 33
6+3) 3 31
12+6,6 62
18+9,9 93
1583379
Таблица 6
Активность клинкера
Снижение КН
Содержание
С,аО при
1400 С, %
Состав сырьевой шихты шлама шлама
МПа %
100
58,1
1,18 2,1
54,6
93;;
2,5
0,9
100
8,8
0,9 2,5
60,4
103, 5
0,9
11,5
66,7
0,9 - 2,3
0,9 2,3
1,2
116,2
67,4
Редактор Н. Гулько
Подписное
Тираж 568
Заказ 2228
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб, д. 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина, 101
Известный (дополнительное введение 20% фосфорного шла-. ка в печь) прототип
Шлам СОЦЗ 90% +
10% мергеля
Шлам СОЦЗ 80% +
20% мергеля
Шлам СОЦЗ 54% +
46% мергеля
Шлам СОЦЗ 40% +
60% мергеля
Шлам СОЦЗ 30% + 70% мергеля
Составитель А. Кулабухова
Техред A,Êðàâ÷óê Корректор Н. Король
