Способ получения портландцементного клинкера

 

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, непосредственно касается производства портландцементного клинкера. Способ включает подачу с холодного конца вращающейся печи сырьевой смеси с коэффициентом насыщения 0,92-2,10, а в горячую зону температур 550-1200°С с коэффициентом насыщения 0,05-0,50 и температурой плавления 1100-1150°С, при этом в зону температур 150-500°С дополнительно подают третий поток в виде сухой измельченной сырьевой смеси с коэффициентом насыщения 0,52-1,20 и величиной потерь при прокаливании 10-27% в количестве 15-40% от массы потока, подаваемого с холодного конца печи в расчете на сухое вещество. Техническим результатом является повышение пропускной способности подготовительных зон вращающейся печи и улучшение степени подготовки в них обжигаемого материала без дополнительных расходов тепла на испарение влаги и декарбонизацию СаСО₃. 1 табл.

Предлагаемое изобретение относится к промышленности строительных материалов, преимущественно к способам производства портландцементного клинкера.

Известен способ производства портландцементного клинкера, описанный в авт. св. СССР N 1441706, кл.C 04 B 7/36 от 02.04.87. Способ заключается в том, что часть сырьевой смеси с KH = 0,75 - 0,90 подают во вращающуюся печь с холодного (загрузочного) конца, а другую часть - в горячую зону печи.

Недостатком указанного способа является неравномерность подачи части сырьевой смеси и неконтролируемое попадание CaO и CaCO₃ на слой материала в различных температурных зонах печи. Это приводит к снижению качественных показателей клинкера из-за повышения неоднородности химического состава обжигаемого материала по длине печи.

Кроме того, попадание оксида кальция в силикатный расплав изменяет условия его существования, вызывая временную кристаллизацию и обусловливая впоследствии дополнительные затраты тепла на образование нового расплава. В связи с вышеизложенным известный способ обжига клинкера характеризуется повышенным расходом топлива.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является способ получения портландцементного клинкера, характеризующийся подачей с холодного конца печи первого потока, а второго потока сырьевой смеси в горячую зону вращающейся печи (см. патент США N 3998649 от 21.12.76).

В основу изобретения поставлена задача создания такого способа, который бы позволил повысить пропускную способность подготовительных зон вращающейся печи и улучшить степень подготовки в них обжигаемого материала без дополнительных расходов тепла на испарение влаги и декарбонизацию CaCO₃.

Поставленная задача достигается тем, что сырьевую смесь в печной агрегат подают тремя потоками. Поток смеси с коэффициентом насыщения 0,92 - 2,10 подают с холодного конца печи, в зону температур 550 - 1200^oC подают поток легкоплавкой (температура плавления 1100 - 1150^oC) шихты с коэффициентом насыщения 0,05 - 0,50, а третий поток тонкомолотой высушенной сырьевой смеси с коэффициентом насыщения 0,52 - 1,50 и величиной потерь при прокаливания 10 - 30% подают в зону температур 150 - 500^oC в количестве 15 - 40% от массы потока, подаваемого с холодного конца печи в расчете на сухое вещество.

Способ осуществляют следующим образом.

В дополнение к 2 потокам сырьевой смеси по известному решению приготавливают третий поток шихты путем помола в шаровой мельнице предварительно высушенных компонентов, например, известняка и доменного шлака, взятых в соотношениях, обеспечивающих величину коэффициента насыщения 0,52 - 1,20 при уровне потерь при прокаливании 10 - 30%. Выбор пределов значений потерь при прокаливании обусловлен стремлением понизить уровень этого показателя в материале перед зоной кальцинирования до 32 - 33%, что на 5 - 10 отн.% ниже величины ппп в традиционной и известной сырьевых смесях, подаваемых с холодного конца печи. Эти значения определены как оптимальные в процессе проведения теплотехнических расчетов.

Приготовленная и усредненная традиционными способами шихта подается в печной агрегат в зону после цепной завесы, где температура материала составляет 150 - 500^oC. В этой зоне III поток интенсивно перемешивается с обезвоженной сырьевой смесью (I поток в известном решении). Таким образом, напряженность и температурный режим зоны сушки сырьевой смеси практически не изменяются, но средневзвешенная расчетная влажность обоих потоков материала, обусловливающая расход тепла на испарение влаги, снижается с 40% до 30,0 - 35,8% при величине III потока соответственно 40 и 15% от массы материала, подаваемого с холодного конца печи, в пересчете на сухое существо.

Ограничение массы третьего потока 40% вызвано предельно допустимым содержанием в клинкере оксида магния - 5%. Нижний предел 15% выбран исходя из расчетного эффекта снижения влажности обжигаемого сырья не менее чем на 10%.

Объединенный поток материала перед входом его в зону кальцинирования, куда подается легкоплавкая шихта, содержащая техногенные материалы и твердое топливо, отличается пониженным уровнем ппп до 33 - 32% по сравнению с традиционными 34 - 36%, что снижает удельный расход тепла на декарбонизацию смеси. Кроме того, в этом объединенном потоке ниже на 5,5 - 8,0% содержание несвязанного после декарбонизации CaO, что повышает реакционную способность обжигаемого материала.

Определенные в результате проведенных расчетов и промышленных испытаний основные показатели процесса приведены в таблице. Эти данные убедительно свидетельствуют об эффективности предложенного технического решения.

Формула изобретения

Способ получения портландцементного клинкера, включающий подачу одного потока сырьевой смеси с холодного конца вращающейся печи, другого потока - в горячую зону вращающейся печи, отличающийся тем, что с холодного конца вращающейся печи подают поток сырьевой смеси с коэффициентом насыщения 0,92 - 2,10, в горячую зону с температурой 550 - 1200^oC подают поток сырьевой смеси с коэффициентом насыщения 0,15 - 0,5 и температурой плавления 1100 - 1150^oC, при этом в зону печи с температурой 150 - 500^oC дополнительно подают третий поток сухой измельченной сырьевой смеси с коэффициентом насыщения 0,52 - 1,2 и величиной потерь при прокаливании 10 - 27% в количестве 15 - 40% от массы потока, подаваемого с холодного конца печи в расчете на сухое вещество.

РИСУНКИ

Рисунок 1