Способ получения цементного клинкера во вращающейся печи Советский патент 1983 года по МПК C04B7/44 

00

;о

со

Изобретение относится к--технологии произвоцства вяжущих материалов и може ивйти применение, частности в лроиэвоцстве сульфоалюминатного клинкера на стации его обж,ига. Сульфоалюминатный клинкер является основным компонентом расширяющихся цементов, в т.ч. тампонажных, необхоцимых цля герметичного крепления газовых, нефтяных и других скважин в различных горно-геологических условиях.

Известен способ обжига сульфоалюминатного клинкера в электрической печи прямого нагрева с переменным напряжением на электродах 20 - 4ОО В и плотностью тока 0,8+8 А/см на основе сырьевых материалов, соаержаших CdO,

,Ае:20з.бОз и .

Недостаток способа заключается в том что обжиг в такой электрической печи

очень дорог и сложен с точки зрения эксплуатации оборудования. Печи ненадежны в плательной работе, наблюдается частое замазывание выгрузных точек, быспрое прогорание электродов. Кроме того, необходимо соответствующее сырье (по фракционному составу ) Наличие большого количества неорганических вторидов (до 20 вес.%) существенно снижает

активность клинкера и увеличивает вредность произвоцства.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту яв|Ляется способ получения цементного клинкер во вращающейся печи при расположении факела вдоль оси и сжигании топлива с коэффициентом избытка воздуха 1,21.4 М ,.

При осевом расположении факела и расположении факела на расстоянии, равном менее 0,03 диаметра печи над слоем материала, в зоне горения топлива отмечаются недостаток кислорода и воостановительная среда, что способствует восстановлению отдельных составляющих сырьевой смеси, в частности разложе м нию одного из главных сырьевых компонентов - сульфосодержащего,Ср504 оО+

-

bOU. Выделяющийся сертый ангид жт выводится из печи вместе с отходящими газами и не участвует в процессах клинкероообр зования, при этом резкосокращается в клинкере содержание главного минерала - сульфоалюмината кальция. Интенсивность процессов клинке р1 бразования и качество сульфоалюминатного клинкера заметно снижаются (см. табл цу). 51 В качестве сырьевых материалов ио- пользуют материалы, обеспечивающие вы сокую прочность гранул обжигаемого матгериала на выходе из цепной зоны, характеризуемую срецневзвешенным диаметром гранул порядка 10-13 мм в отличие от 3-6 мм в известном способе Высокая прочность гранул обжигаемог материала способствует резкому снижени количества пыли, уносимой из печи отходящими технологическими газами, так ка главным очагом ее пылевыделения, наи более близким к холодному концу печи, является.зона структурных превращений именно алюмосиликатного компонента сырьевой смеси, на которой непрочные сырьевые гранулы разрушаются и превращаются в пыль и крошку. При больших объемах отходящих печных газов это обуславливает главный источник пылевых выбросов в цементном производстве. Однако при известном способе получения цементного клинкера в печи нельзя получить качественного сульфоалюминатного клинкера, а также интенсифицировать процессы клинкообразования с учетом необхоа им ого м ине ралогиче ск ого состава сульфоалюминатного клинкера., Кроме того, из-за сваров клинкера обусловленных специфичностью сырьевых смесей снижается также производительность печи. При этом отмечается повышенный пылевынос из печи, обуславливаемый невозможностью образования прочных гранул за цепной завесой. Возможно также местное восстановление 50. Целью изобретения является получени сульфоалюминатного клинкера,, снижение пыления и интенсификации процессов .клинке робразования.. Указанная цель достигается тем, что способ получения цементного клинкера во вращающейся печи осуществляют иря сжигании топлива с коэффициентом избы ка воздуха 1,2-1,4 и факел располагаю вьщ1е оси на О,ОЗ-О,25 диаметра печи. Расположение факела вьшге оси печи на расстоянии, равном 0,03-0,25 ее диаметра, т.е. с учетом химического со ртава и толщины слоя обжигаемого материала, находящегося в зоне печи на участке расположения факела, обусловлен необкоаимостью строгого обеспечения окислительной атмосферы на всем прот{вкении участка горения топлива, что преоусматривается также высоким иэбыт ком возауха. В этом случае обеспечива ется интенсификация процессов клинкер 13 образования с учетом заданного, предус- мотренного расчетами минералогического состава сульфоалюминатного клинкера, что и способствует .повышению его качества (см. таблицу), Сырьевые материалы, рассчитанные на сырьевые смеси для САК, способствуют также образованию стабильного слоя raj ниссажа на футеровке почти на всем nptvтяжении печи и ровного стабильного слоя обмазки в зоне спекания печи, что особенно важно при более высоком расположении факела в печи для предотвращения разрушения футеровки. Сульфоалюминатный клинкер состоит из следующих клинкерных материалов: сульфоалЮМината кальция ЗСАО 3 А 6 «2 Со 5Q|, двухкальциевого силиката в А модификации 2CQO-SiOlH четырехкальциевого алюмоферрита 4CqOАб От-Рб Оз или двухкальциевого феррита 2СаО-Ре20з Главным минералом, обеспечивающим все присушие цементу свойства - безусадочное ть, расширение, коррозионность в агрессивных средах, морозоустойчивость является сульфоалюминат кальция. Наибольшее содержание этого минерала в клинкере обеспечивается именно при применении предлагаемого способа обжига сульфоалюминатного клинкера (см. таблицу). П р и м е р . В качестве обжигаемого сырья используют известную сырьевую смесь, состоящую из полукислой глины 23%, гипса 1О%, известняка 67%. Влагосодер- жание сырьевого шлама составляет 53%.. Тонкость помола при мокром измельчении сырьевой смеси составляет в среднем 1,0% остатка на сите О20. Обжиг сырьевой смеси осуществляют в промышленной вращающейся печи размером §,6x127 м Ново-Троицкого цементногозавода. Результаты обжига сульфоалюминатного клинкера: минералогический состав клинкера, запыленность отходящих газов на выходе из печи, средневзвещенный диаметр сырьевых гранул в зависимости от расположения факела в. печи и влагосодержание шлама представлены в таблице. В качестве топлива применяют природный гоз, коэффициент избытка воздуха составляет 1,32. Температура клинкера в зоне спекания поддерживается в интер- . вале 125О-1350 С. Факел располагают оараллельно и вьш1е оси печи на Cf,030,2 диаметра печи н по оси печи (см. таблицу). Срвоневавешенный диаметр сырьевых гранул за цепной завесой в печи йахоаится в прецепах 1О-13,9 мм.

Копичество отходящих газов из печи находится в пределах 233000-241400 КС/час.

.-1ЙЗапыленность отходящих газе на из печи составляет О,5-8,О г/нм . / Температура отходящих газов равна 180200с, Состав-отходящих газов,%:

СО, lfe.3Од 5,2;

«а: 79.5

Полученный клинкер имеет следующий минералогический состав: сульфоалк «ии нат кальция 17,2%, р - белит 67,1%, алюмоферрит 13,2%, при этом у - модификация белита, нарушающего технологи . ческий процесс обжига клинкера и

увеличивакжаего клинкерное пьшение (на. головке печи), полностью отсутствовала. Сульфоалюминатный клинкер представляет собой гранулы светлосерого ижелтого . цвета...

Специальные цементы, полученные на снове такого сульфоалюминатного клинера обладают ценными свойствами (раощирением, стойкостью в морской воде, грессивных средах, морозостойкостью, повьшенной прочностью и другими) и применяются цля крепления газовых, нефTHHbtx скважин, в различных горно-геологических условиях, а также в строительястве при создании надежной гидроизоляции, возведении гидротехнических сббружещй, дорог, производстве напорныхжелезиб в- тонных труб и т.п.

Годовой технико-экономический э4 фект по предлагаемому способу обжиг а сульфоалюминатного клинкератолько на onном цементном заводе мощностью 1,О млн. т клинкера в год и последующего применения соответствующих специальных цементов на его основа с учетом положнктельного решения вопросов охраны окру жаюшей среды (снижение пылевыбросов в атмосферу на цементных заводах, снижение газовыделений цри эксплуатации скважин) составит около 8,О млн. руб.

CnCXiOB ПОЛУЧЕНИЯ ЦЕМЕНТНОГО КЛИНКЕРА ВО ВРАЩАЮЩЕЙСЯ ПЕЧИ при размешении факела ваопь оси в сжигания топлива с коэффициентом иэ . бытка воздуха 1,, о т л и ч а ю - ш и и с я тем, что, с целью получения сульфоалюминатного клинкера, снижения пыления и интенсификации процессов клинкерообразования, факел располагают выше оси на О,ОЗ-О,25 диаметра печи.