Изобретение относится к способам получения цемента в агрегатах скоростного обжига, и может быть использовано в промышленности строительных материалов.
Известен способ получения цемента путем скоростного нагрева сырьевой смеси до температуры 850-860oС во взвешенном состоянии с последующим медленным нагревом (10 град в 1 мин) материала до спекания при полном усвоении извести (СаОсвоб. в клинкере менее 1%). Полученный клинкер охлаждают и мелят (Дуда В. Цемент. М. Стройиздат. 1981. с. 381-408).
Недостатком данного способа является пережог клинкера, обуславливающий снижение качества цемента и повышение расхода электроэнергии при помоле.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ получения цемента путем обжига сырьевой смеси с твердым топливом в перекрестном токе с газами со скоростью нагрева 1,2-7,5 град. в 1 с в интервале температур 250-1400oС c последующим спеканием, охлаждением и помолом.
Недостатком способа является низкое качество цемента (активность не более 400 кгс/см2) и высокие энергозатраты на помол (14,9 кВт • ч/т).
Целью изобретения является снижение энергозатрат при помоле и повышение качества цемента.
Поставленная цель достигается тем, что в способе получения цемента путем обжига сырьевой смеси с твердым топливом в перекрестном токе с газами при скорости нагрева 1,2-7,5 град. в 1 с в интервале температур 250-1400oС, спекания и охлаждения клинкера с последующим его помолом с минеральными добавками, спекание клинкера осуществляют до остаточного содержания СаО 3-12% а перед помолом проводят термовлажностную обработку клинкера при 65-100oC.
Ведение процесса обжига до неполного спекания клинкера (при остаточном содержании свободной извести 3-12%) необходимо для предотвращения собирательной рекристаллизации алита и белита, которая способствует активности цемента. При неполном спекании размер кристаллов алита и белита не превышает 20 микрон, при среднем их размере 5-7 микрон, что наиболее благоприятно для роста качества цемента из такого клинкера.
Кроме того, мягкий обжиг (недожог) клинкера снижает теплозатраты на термообработку и энергозатраты на помол клинкера.
Принятый интервал остаточного содержания неусвоенной СаО (3-12%) обусловлен необходимостью разрушения продукта (клинкера) в процессе термовлажностной обработки его перед помолом.
Нижний граничный предел содержания СаОсвоб., равный 3% обусловлен мягким обжигом, который при снижении СаОсвоб. в клинкере менее 3% переходит в жесткий обжиг с увеличением температуры более 1400oС, при этом размер кристаллов алита и белита увеличивается, что приводит к снижению активности цемента.
Увеличение содержания неусвоенной извести в клинкере более 12% также нерационально, поскольку снижается содержание алита в цементе до нуля, что снижает качество портландцемента.
Проведение термовлажностной обработки клинкера перед помолом способствует разрушению гранул клинкера. т.к. при термовлажностной обработке СаОсвоб. переходит в гидроксид кальция, а этот процесс сопровождается увеличением объема продукта гидратации, что и приводит к снижению прочности гранул и их разрушению.
Термовлажностную обработку клинкера ведут при 65-100o, причем для нижнего граничного значения содержания СаОсвоб. в клинкере (3%) температура термовлажностной обработки минимальна (65oС) и, наоборот, при высоком содержании СаОсвоб., равном верхнему граничному значению (12%). температура пропарки максимальна (100oС). Уменьшение температуры пропаривания 65oС нерационально из-за недостаточного разрушения гранул клинкера, а увеличение температуры пропарки клинкера выше верхнего граничного значения (100oС) нерационально из-за увеличения теплозатрат.
Способ осуществляется следующим образом.
Сырьевую цементную шихту в смеси с твердым топливом в виде гранул подают в печь с перекрестным током материала и газов. Материал проходит все стадии термообработки, включая сушку, подогрев, обжиг и охлаждение. При слоевом сжигании твердого топлива в интервале температур 250-1400oС материал нагревается со скоростью 1,2-7,5 град. в 1 с. Обожженный клинкер после охлаждения подвергают термовлажностной обработке, которую ведут при 65-100oС. Разрушившийся при этом клинкер подают на помол с минеральными добавками. Необходимую степень обжига клинкера выдерживают за счет регулирования дозировки угля и при ее увеличении уменьшают подачу горючего в материал, а при уменьшении степени обжига (увеличении СаОсвоб. в клинкере) увеличивают дозировку горючего в материал.
Примеры выполнения. Обжиги цементной сырьевой смеси, химический состав которой приведен в табл. 1, производились за 8-10 мин в лабораторной печи со слоевым сжиганием твердого топлива, оборудованной системой подачи горячего воздуха с температурой 550-600oС. в слой материала. Выбор температуры воздуха 550-600oС обусловлен минимальной температурой поджога твердого топлива в слое. В качестве твердого топлива был использован Кузнецкий каменный уголь марки "Т" характеристика угля приведена в табл.2. Теплотворная способность угля 25240 кДж/кг.
Степень обжига (содержание СаОсвоб. в клинкере) регулировалась дозировкой твердого топлива в сырьевой смеси, которая составляла 10-15%
Термовлажностная обработка клинкера производилась в лабораторной пропарочной камере при 60-100oС. После чего производился помол клинкера. Из полученного клинкера изготавливались образцы и определялись их физико-механические свойства.
Результаты испытаний приведены в табл. 3.
Как видно из табл. 3. оптимальное содержание СаОсвоб. в клинкере составляет 3-12% а температура, при которой он подвергается термовлажностной обработке, 65-100oС. ТТТ1
Изобретение относится к промышленности строительных материалов, преимущественно к производству цемента в агрегатах скоростного обжига. Целью изобретения является снижение энергозатрат при помоле и повышение качества. Способ получения цемента заключается в том, что сырьевую цементную шихту в смеси с твердым топливом в виде гранул подают в печь с перекрестным током материала и газов. Сырьевая смесь проходит сушку, подогрев, обжиг и охлаждение. При слоевом сжигании твердого топлива в интервале температур 250-1400oС материал нагревается со скоростью 1,2-7,5 град. в 1 с. Спекание клинкера осуществляют до остаточного содержания СаОсв 3-12%, а перед помолом проводят термовлажностную обработку клинкера при 65-100oС. Расход электроэнергии составляет 7,6-8,0 кВт•ч/т. 3 табл.
Способ получения цемента путем обжига сырьевой смеси с твердым топливом в перекрестном токе с газами при скорости нагрева 1,2 7,5 град/с в интервале температур 250 1400oС, спекания и охлаждения клинкера с последующим его помолом с минеральными добавками, отличающийся тем, что, с целью снижения энергозатрат при помоле и повышения качества, спекание клинкера осуществляют до остаточного содержания CаОсв. 3 12% а перед помолом проводят термовлажностную обработку клинкера при 65-100oС.
Авторское свидетельство СССР N 1700911, кл | |||
Очаг для массовой варки пищи, выпечки хлеба и кипячения воды | 1921 |
|
SU4A1 |
Авторы
Даты
1996-06-20—Публикация
1990-04-02—Подача