Способ получения портландцементногоклинкера

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Ф,/б . =: г г

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву— (22) Заявлено 121278 (23) 2702571/29-33 (5 )М. Кл. с присоединением заявки Н9 (23) Приоритет

С 04 В 7/44

Государствеииый конитет

СССР ио делан изобретеиий и открытий

Опубликовано 23.0381, Бюллетень Но 11

Дата опубликования описания 25.03.81 (53} УДК 666. 91.

° 94-542(088.8) В.Д. Барбанягрэ, A.Х. Дрожжин, В.М. Шамшур и A.Ï. Панченко (72) Авторы изобретения

Белгородский технологический институт строительных..; материалов (71) Заявитель

I (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОРТЛАНДЦЕМЕНТНОГО

КЛИНКЕРА

Изобретение относится к способам производства цементного клинкера.

Известен способ производства портландцементного клинкера, заключающийся в предварительной раздельной тепловой обработке глинистого и карбонатного компонентов с последующим обжигом P1) .

Наиболее близким к предлагаемому является способ получения портландцементного клинкера путем обжига термообработанной сырьевой смеси следующего состава, %: СаО 63-66;

5 i 02 20-22, 5; A8 g 0> 5-7; Fe< О> 6-8.

Темйература спеканйя клинкера равна

1450 С E2) .

Недостатком известного способа получения портландцементного клинкера является высокая температура спекания. 20

Цель изобретения — интенсификация процесса обжига, т.е. снижение температуры.

Поставленная цель достигается .тем,. что согласно способу получения портландцементного клинкера путем обжига термообработанной сырьевой смеси следующего состава, масс.%: СаО 63-66;

S i О 20-22,5; АЬ 0% 5-7; FegGg 6-8, термообработке при 1000-1250оС под- 30 вергают часть смеси состава: СаО

58t7О 60i30 SiО 16с40 17г68i A8g О

2,84-4,14; FeOO> 1,73-2,35 в количестве 80-85%, а при 1000-1100 0 оставшуюся смесь состава: Са0 4,305,70; Si0 3ê60 4г82; ASgOg 2к16

2,86; Fe O 4,27-5,65 в количестве

15-20% с последующим их смешением и обжигом при 1300-1350 С.

Приготовление и нагревание легкоплавкой активизирующей составляющей отдельно от остальной части смеси необходимы для того, чтобы сохранить заданный легкоплавкий состав до начала ее плавления. В составе смеси достичь этого невозможно, так как в результате твердофазовых реакций уже до.1100 С образуются соединения, обладающие значительно более высокой температурой плавления, чем легкоплавкая составляющая.

Преимущества предлагаемого способа получения портландцементного клинкера состоит в том, что он позволяет значительно снизить температуру образования легкоподвижного расплава и этим активизировать процессы спекания. Кроме того, интенсификация ми.нералообразования не требует какихлибо особых добавок и реализуется

814925

Таблица 2

Предлагаемый

8,02

20,3

1,5 г,,10 Известный

31,6 12,9 2,5

Как видно из табл. 1 и 2, предлагаемый способ обработки позволяет снизить температуру спекания клинкера. на 50-70 С и повысить его .гидрав-, о лическую активность на 10-12%, н результате чего производительность вращающейся печи при сухом способе производства повышается на 7-8%,. а расход топлива уменьшается на 8-10%.

Пример 2. Клинкер синтези рован из сырьевых материалов Липецко го цементного завода, химический состав которых приведен в табл. 3.

25 Согласно предлагаемому способу смесь готовят в виде двух отдельных частей — основы и высокожелеэистой активизирующей составляющей, вещест венный состав которых приведен в

Прочность на сжатие, кгс/см в возрасте

Способы обжига клинкера

Предлагаемый 672

1163

850

Известный

956

1018

708

Для сравнения готовят смесь аналогичного состава по известному способу, т.е. одновременным смешением составляющих окислов. Обжигают смеси 45 в печи при заданной температуре в течение 30 мин с последующим охлаждением на воздухе, Содержание свободной СаО в продуктах обжига приведено в табл. 2. $9

Mg0 и К О являются примесными добавками, их содержание не превышает допустимых пределов и является одинаковым для сравниваемых способов обжига. 55 в смеси из обычных сырьевых материалов, обычными технологическими прие-; мами раздельной шихтовки и подогрева ее составных частей.

П р и м "е р 1. Производят синтез портландцементного клинкера следующего химического состава, масс.Ъ: SiO

20,6;5,0;

MgQ 3,5; К О 1,75. Характеристикй клинкера следующие: КН 0,93; и 2,04, P 1,02. Клинкер синтезируют из химических реактивов классификации"ч.д.а. в виде следующих соединений: СаО, Ав<0>, Fe<0>, SiО (безводная кремниекислота.), MgO, К С03 .

Готовят два состава смеси в виде двух отдельных частей: основы и активизирующей составляющей. Основа имеет следующий химический сост%в, масс. Ъ: С а 0 61, 10; S i 0,19, 70, А8 0

3,03; активизирующая составляющая:

СаО 2,95; SiO< 0,90; А6<0> 2,07, Fe<0> 5,00; MgO 3,50; К О 1,75. Ак-, тивизирующая составляющая -16 масс.Ъ, основа — 84 масс.Ъ. Обе части смеси предварительно нагревают до 1100 и, после охлаждения и измельчения, смешивают в укаэанных соотношениях.

Прочностные характеристики цементов представлены в табл. 1.

Таблица 1

3 сут 7 сут 28 сут табл. 4. Химический состав смеси, ее составных частей и клинкера приведен в табл. 5 и 6. Обе части смеси согласно предлагаемому способу нагревают отдельно до 1100-1150 С и после измельчения смешивают в заданном соотношении, масс.Ъ| активизирующая составляющая 15, основа 85.

Температуре плавления активизирую-. щей составляющей равна 1180оС. Для сравнения готовят смесь известным способом. Содержание свободной СаО в продуктах обжига и изменение проч-. ности цемента приведены в табл. 7.

Из табл. 7 следует, что по предлага.емому за счет содержания активизирующей. составляющей на основе повышен- ного количества окиси железа усвоение окиси кльция происходит значительно интенсивнее, чем при существующем способе и практически завершается при 1300 С, что на 100 С ниже.

Таким образом, использование предлагаемого способа получения портландцементного клинкера позволяет снизить температуру обжига клинкера до

1350ос.

814925

Т а б л и ц а 3

Содержание компонентов, масс.Ъ

Сырьевые материалы п.п.п. Si02 АВ<0 Fe<0> Са0 Mg0 SO Прочие

53,41 1,22 0,10 0,24

41,86 2,10 0,69

6,92 71,60 11,29

Известняк

0,38

4,75 2,87 1,42 0,10 1,05

Глина заводская

22,32 42,31 30,22 1,33 1,54 0,86 0,09 0,09

16,52 6,06 68,36 0,93 1,83 4,53 4,53

Огарки

Таблица 4

Предлагаемый Активизирую- 5,05 — 3,85 щая состав-. ляющая 39,50 30,00

12,80

3,90

30,50 .100,00

73,20 14,00

83,87 16,13

Основа

4 90 100 00

78,25 14,00 3,85 Известный

П р и м е ч а н и е . Данные в первой строке приводятся в процентах от всей массы, во второй — в процентах от собственной массы.

Таблица 5

Составные части смеси

Содержание компонентов,Ъ от всей смеси

Fe>0З Са0 890 S0 Gpo- умма чие п.п.п. S i Og ABaO

Предлагаемый

Активизирующая составляющая

2,97 2,38 1.,44 2,74 2 18 0,17 0,18 0,13 12,80

31,60 11,60 2,10 0,95 40 ° 00 1,08 0,8 0,51 87,20

Основа

34,57 13,98 3,54 3,69 42, 18 1,25 0,26 0,63 100,00

Известный

34,57 13,98 3,54 3 ° 69 42,18 1,25 0,26 0,63 100,00

Глина алюминатная

Способы обжига клинкера

Общий состав смеси

Общий состав смеси

87,20

100,00

814925

Таблица б

Содержание компонентов,% от прокаленной смеси

Способы обжига клинкера

Составные части смеси

MS i О> А8 0 Fe<0 Сао t190 SO Про- Сумма чие

Предлагаемый

Активизирующая составляющая

3,61 2,16 4 24 4,27 0,25 0,28

17,50 3,20 1,44 60,50 1,60 О, 13

0,19

0,63

15,00

85,00

Основа

Общий состав смеси (клинкера) 21,11 5,76 5,68 64,77 1,85 0,41 0,82

100,00

Известный

Общий состав смеси (клинкера) 21,11 5,36 5,68 64,77 1,85 0,41 0,82 100,00

Примесные компоненты в расчете состава сырьевой смеси и клинкера не учитываются.

Таблица 7

Содержание свободной СаО,Ъ, при температуре обжига,0С

Способы обжига клинкера

Прочность цемента на сжатие, кгс/см в возрасте

1250 1300 1350 1400

3 сут 7 сут 28 сут

1140

675

817

17,70 6,90 1,55 0,17

416

793

1110

Известный

Составитель Г. Ракчеева

Редактор И. Николайчук Техред М.Федорнак КорректорО, Билак

Тираж 660 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 949/35

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

Предлагаемый 11,65 0,43 0,20 0

Формула изобретения

Способ получения портландцементного клинкера путем обжига термообработанной сырьевой смеси состава, масс.Ъ: Сао 63-66; SION 20-22,5;

АЕ О> 57; Fe

16, 40.-17, 68; АО О 2, 84-4, 14; Fe O $Q

1,73-2,35 в количестве 80-85%, а при 1000-11000С оставшуюся смесь состава: Сао 4,30-5,70; SIO< 3,60—

4,82; АОдО 2, 16-2,86; Ге О 4,27

5,65 в количестве 15-20% с последующим их смешением и обжигом при 13001350ос.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

М 415244, кл. С 04 В 7/44, 1972.

2. Бутт IO.М. и др. Технология вяжущих материалов. М., 1965, с. 164167, 341""344.