Способ производства цементного клинкера
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).
