Способ получения вяжущего

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалмстическия

Республик

oii992458 ю (61) Дополнительное к авт. сеид-ву(22) Заявлено 121280 (2t) 3217107/29-33 с присоедимемием заявки Нов (23) ПриоритетОпубликовамо 30.01.83. Бюллетень М 4 (ЗФ}М. Ки.з

С 04 В 7/36

Государственный комитет

СССР ао делам изобретений и открытий

t$3) УДК 666. 92 (088.8 ) Дата опубликования описания 300183 е ф.

П.П. Лерке, В.Ф. Вернер, С.Д. енов--it A,.Ï. õå

/ (72) Авторы изобретения

/;

Казахский химико-технологическиймйстигут (71 ) Заявмтель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВЯЖУЦЕГО

Изобретение относится к промьталенности строительных материалов, преимущественно к способам получения вяжущих материалов.

Известен способ получения вяжущего путем подачи известняка в противоток струе расплавленного шлака со скоростью 30-150 м/с под углом 1090о f1)

Недостатками известного способа являются неполная утилизация тепла расплава, недостаточная -гомогениза- . ция, малая поверхность контакта и, как следствие, недостаточная степень химического взаимодействия расплава с известняком. Кроме того, гранулят иэ расплава и известняка, покрытого расплавом, спекается в слое в сплошной монолит.

Цель изобретения - снижение расхода топлива, повьваение степени взаимодействия известняка с расплавом шлака и ликвидация спекания гранулята иэ расплава шлака и известняка.

Поставленная цель достигается тем, что при способе получения вяжущего путем подачи известняка в противоток струе расплавленного шлака со скоростью 30-150 м/с под углом 1090© подачу известняка осуществляют в две стадиис сначала 0,5-.1,0 вес.ч. известняка фракции 0,5-10 мч подают в противоток 1,0-1,2 вес.ч. струе расплава, а затем 0,2-1,0 вес.ч. известняка фракции <0,5 мм подают на частицы гранулята из расплава шлака и известняка.

В качестве высокотемпературного расплава можно испольэовать рааплавы шпаков, например, доменного, электротермофюсфорного, производства ферросплавов и т.д.

Способ осуществляют следующим образом.

Известняк фракции 0,5-10:мм подают с высокой скоростью навстречу .. струе расплава из шлака в соотношении

0,5-1 : 1-1,2. При этом известняк, 2О разбивая струю расплава на гранулы, обволакивается им. В полете на частицы расплава и известняка, покрыто« го расплавом; -подают известняк фракции менее 0,5 мм в соотношении 0,21,0<1:1,2. Это обеспечивает увеличение поверхности контакта и степени химического взаимодействия расплава с известняком, а кроме того, ликвидирует спекание гранулята в сплошной, 30 монолит.

992458

0,6-1

Известняк фракции с 0,5 мм, подаваеьый на гранулят

О, 6-1

1-1, 2

Расплав шлака

Тонкое измельчение сырьевой смеси по известному способу вызвано тем, что в подготовительных зонах вращающихся и шахтных печей реакции между сырьевыми материалами протекают в твердой среде, поэтому скорость и полнота процессов клинкерообраэования определяются удельной поверхностью сырьевых материалов.

Для получения гранулята иэ расплава шлака и известняка, покрытого расплавом, которые, в свою очередь, покрыты размолотым известняком фракции не более 0,5 мм, полное тонкое измельчение исходных компонентов шихты отпадает (размолотой частью известняка является фракцияс 0,5 мм).

Это связано с тем, что использование только шлаков в качестве глинистого компонента сырьевой,шихты исключает необходимость в твердофазовых реакциях, которые протекают в подготовительных зонах вращающихся печей, поскольку они состоят из первичных клинкерных минералов и поэтому готовы для участия в следующих р акциях клинкерообразования.

Кроме того, в результате быстрого разложения известняка при контакте его с высокотемпературным расплавом образуется высокоактивная известь, которая благодаря высокой скорости алитообразования при наличии расплава не успевает перекристаллизоваться и рекристаллизоваться, т.е. перейти в менее химически активное состоя- ние. Это ускоряет процесс минералообраэования.

Таким образом, в условиях предлагаемого способа скорость: и полнота протекания реакций клинкерообразования имеют менее подчиненное значение от удельной поверхности сырьевых материалов шихты, что обеспечивает воэможность использования части немолотого известняка и расплава для получения клинкера.

Процессы минералообразования продолжают в слое, который образуется в результате падения и подачи гранул в укороченную вращающуюся печь, где они обжигаются до завершения процесса клинкерообразования.

Для расплавления шлаков используют злектропечь мощностью 80 Квт. Обжиг гранулята производят во вращающейся трубчатой печи.

Пример 1. При производстве известково-белитового вяжущего, известняк фракции 0,5-10 мм (полученный дроблением в молотковой дробилке ) подается эжектором в противоток струе расплава со скоростью 100-150 м/с под углом 10-40, а известняк фракции < 0,5 мм (полученный помолом в шаровой мельнице ) подается на летящие гранулы при следующем соотношении, мас.ч.

Известняк фракции

0,5-10 мм, подаваемый в противоток расплаву

Смесь полученного гранулята направляют во вращающуюся печь, где происходит завершение процесса обжига

Фри 900-1100 С в течение 20-40 мин.

15 При этом, как показывает петрографический анализ, обеспечиваются полное разложение известняка и образование из шлаковых минералов и извести белита, алюмината кальция и ферри20 та кальция. В процессе обжига по предлагаемому способу образования сваров не наблюдается. Испытания на прочность в образцах

4х4х16 см из раствора пластичной KQH систенции показали (табл, 1), что известково-белитовые вяжущие, полученные при использовании расплавов фосфорного или доменного шлаков. по предлагаемому способу могут быть использованы в качестве строительного раствора для кладки и штукатурки и для получения вяжущих автоклавного твердения.

Для определения степени химического взаимодействия извести с гранулятом

Еи расплава шлака по известным и предлагаемым способам 1, 3, 5 и 6 смеси гранулята после, падения выдерживают в течение 30 мин в статическом состоянии при 1000 С.

40 Из результатов химического, петро- графического и рентгенофаэового анализов по СаО свободной (табл. 2 ) следует, что предлагаемый способ в сравнении с известным позволяет, сни45 зить содержание СаО свободной, т.е. увеличить долю СаО, которая вступает в химическую реакцию со шлаковыми минералами при образовании клинкер43ых минерало в (C S, Сэ А и С F) . Из

50 рентгенографического анализа видно снижение интенсивности аналитических линий СаО . (к. =3,04 A) и увеличение интенсивности аналитических линий новообразований.

При осмотре остывшего слоя гранулята установлено, что применение пред- .лагаемого способа позволяет избежать спекания смеси в свар. Это связно с тем, что подача молотого известняка на летящие частицы гранулята из расплава шлака позволяет покрыть по.верхность гранул расплава шлака частицами известняка и тем:самым ликвидировать спекание гранул.

992458

Увеличение доли известняка, пода- Образование сваров не наблюдается. ваемого в противоток струе расплава, Реэулг таты химического, петрографиболее 1 вес.ч. и уменьшение доли иэ- MecKoro н Рентгенографйческого айали1 вестняка, подаваемого на гранулят, эа по Са0 свободной свидетельствует менее 0,6 вес.ч. приводит к уменьше- о том, что применение предложенного нию химического взаимодействия изве- 5 способа обеспечивает saaepmeHRe простняка с расплавом н появлению сва- цесса-клинкерообразования. ров. Это объясняется недостаточным Соотношение между компонентами . количеством известняка фракции определяется по заданному коэффици<0,5 мм, подаваемого на гранулят. При енту насыщения клинкера и с учетом этом поверхности контакта между рас- 10 оптимальных условий грануляции и досплавом и известняком уменьшаются, тижения максимальной поверхности так как поверхности гранулята не пол- химического взаимодействия, которые ностьв покрывается известняком фрак- найдены в первом примере. ции с 0,5 мм, цемент, полученный помолом клин

Уменьшение доли известняка, пода- 5 кера с 3% гипса (табл. 3 ), имеет ваемого в противоток расплаву, менее высокую активность в 28 сут.

0,6 вес.ч. и увеличение доли иэвест- Пример 3. При производстве няка, подаваемого иа гранулят, при-. Романцемента, известняк фракции 0,5водит к увеличению количества круп- 3 мм подается черпаковым пескометом ных гранул, образовавшихся иэ pac- . со скоростью 50 м/с под углом 90 плава шлака, что приводит к умень- к стекающему расплаву, а известняк шению поверхности контакта между из- Фракции <0,5 мм подается на летящий вестняком и расплавом и, как след- гранулят при следующем соотношении, ствие, уменьшению степени .химическо- мас.ч.: го вэаимодействиЯ между ними, а так- 25 Известняк фракции же к ухудшению свойств известковоУ белнтового вяжущего. в противоток расплаву 0,5

Пример 2. При получении портландцемснта известняк фракции 0,5мм, подаваемый

3 мм подается черпаковым пескометом 30 со скоростью 50 м/с под углом 90 к стекающему расплаву, а известняк Расплав шлака 1,.0 фракции <0,5 мм подается на летящий Последугсщий обжиг смеси гранулята гранулят Ри следующем соотношении, при 1100 С в течение 60 мин обеспемас.ч.s З5 чивает завершение процесса минералообразования. Прочность полученного

ИзвестнЯк ФРакции Ог5- вяжущего в 28 сут из раствора пластичной консистенции составляет воток расплаву . 0 6 95 кгс/см . Снижение доли известняакции О 5 мм

0 6- О Q р ка подаваемого на гранулят до

О, 2 ес.ч. возможно благодаря более низкой основности Романцемента по сравнению с известково-белитовым

Смесь полученного гранулята по вяжущим и портландцементом. течке направляется во вращающуюся Реализация предпоженного способа печь, где завершается процесс обжига позволит использовать бросовое тепло при 1450-1500 С. шлакового расплава и получить вяжу,щие материалы с наименьшими топлив-..

В табл. 3 приведены полученные но-энергетическими и материальными результаты; затратами.

992458

Соотношение компонентов, вес.ч.

Способ

Расплав фосфошпака

Известняк фракции, мм

0,6

1i0

Предлагаемый

1,0

1i0

О;б

1;0

0,8

1,0

0,7

78.0,8

О,б

1,0

1,0

1,6

Известный

Не имеет

Не имеет

1,6

1,0

Са0 свободная, Ъ

Соотношение компонентов, вес.ч.

Спо об

Расплав доменно шпака

Расплав фосфошлака

Известняк фракции, мм

19,8

1,0

1,0

0,6

Предлагаемый

18,3

1,0

О,б

1,0

14,2

1,0

0,7

0,8

17,5

1,0

0,8

0,6

1,0

34,9

1,6

Известный

40,5

1,0

1,6

О, 5-10 (подаваемый в противоток струе расплава ) О, 5-10 (подаваемый в противоток стру расплава ф0,5 (подаваемый на гранулят ) 0,5 (подаваемый на гранулят )"

Расплав доменного шпака

Таблица 1

Прочность вяжуцего на сжатие через

28 сут, кгс/см

Таблица 2

992458

Таблица 3:

Способ получения

Соотношение между компонентами, весовые части

C а О Прочность свободная, на .сжатие

Ф в 28сут кгс/см*

КН смеси

Известняк фракции

Расплав фосфошлака

0,5 мм (подав аемый на гранулят ) Предлагаемый

0,6

1,0

1,08

0,90

0,6

0,6

448

0,94

1,5

1,0

0,8

1,7

1,0

0,96

0,8

0,7

0,98

360

2,1

1,0

0,6

1,0

Известный

О, 94 351,0

1,6

Форвц ла изобретения

Составитель А. Кулабухова

Техред М. Гергель

Корректор Ю. Макаренко

ФВ Й Ъ Й

Подцйсное .

Редактор Т. Портная

Заказ 359/25 Тираж 620

BHHHllH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

° Й ° @ у @ «@

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

0,5-3 юл (подаваемый.в противоток струе расплава) Способ получения вяжущего путем подачи известняка в противоток: струе расплавленного шлака со скоростью

30-150 м/с под углом 10-90, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью снижения расхода топлива, повнаения степени взаимодействия известняка с расплавом шпака и ликвидации .спекания гранулята из расплава рлака и известняка, подачу иэвестняка осуществляют в две стадии сначала 0,5-1,0 вес.ч. известняка фрак-:

Ю ции 0,5-10 мм подают в противоток

1,0-1,2 вес.ч. струе расплава, а затем 0,2-1,0 вес.ч. известняка фракции «0,5 мм цода вт на частицы грану-( пята из расплава шлака и известняка.

Источники информацни,,принятые во внимание йри экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

В 590278, кл. С 04 В 1/02 1975.