Способ получения цементного клинкера

Союз Советских Социалистических РеспубликОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ пп 885176 К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 240380 (21) 2898888/29-33 с присоединением заявки Мо С 04,В 7/36 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(72) Авторы изобретения В.В.Тимашев, А,Ф.Алексеев, А.П.Осокин, В.К.Абраглов и О.Н.21 акаров Московский ордена Ленина и ордена Трудового КрасногоЗнамени химико-технологический институтим. Д.И.21 енделеева(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЦЕИЕНТОГО КЛИНКЕРА Изобретение относится к способам производства цеглентного клинкера и может быть использовано в промьпаленности строительных материалов.Известен способ получения цементного клинкера путем введения с горячего конца печи технологической пыли 1).Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является способ получения цементного клинкера путем подогрева и термообработки сырьевой смеси во вращающейся печи 2.Недостатками известных способов является низкая скорость протекания процессов клинкерообраэования и повышенный расход топлива. Цель изобретения - ускорение процессов клинкерообразования и снижение расхода топлива.Указанная цель дбстигается тем, что в способе получения цементного клинкера путем подогрева и термообработки сырьевой смеси во вращающейся печи, термообработку сырьевой смеси в интервале температур 700-950 фС проводят со скоростью 30- 50 град/мин, 950-1100 С - со скоростью 10-20 град/мин, 1100-1400"Ссо скоростью 60-80 град/мин.Необходимую скорость нагреванияможно обеспечить регулированием толщины слоя материала и условий теплообмена.Ускорение нагрева материала всильно эндотермическом участке зонЫ 10декарбонизации (интервал 700-950 С)способствует интенсиоикации процесса кальцинирования и более ранней,по сравнению с известным способом,термохимической подготовке материала. Интенсивный подвод тепла резко 15ускоряет протекание твердофазовыхреакций, происходящих в этом случаепри более низких тсмпературах материала, что значительно уменьшаетотрицательное влияние сжатия кристал лов кальцита на прочность гранул.Быстрое повышение температуры материала и ускорение процессов связывания свободной окиси кальция предотвращает рекриСталлизацию кристалловСаО в интервале 700-950 С. При пред"лвгаемом способе в этом интервалеобразуется большее количество СаО,которое успевает полностью связываться из-за повышенных скоростей 30 протекания твердоФаэовых реакций,чтозначительно снижает эффект рекристаллизации СаО в интервале 950-1100 фСпо сравнению с известным способом.Медленный нагрев материала до1100 С дает возможность полностьюозавершиться процессу декарбонизациискорость которого в этом интервалеопределяется условиями диффузии СОи способствует сохранению гранулматериала перед зоной спекания, Медленный нагрев можно осуществить увеличением толщины слоя материала.При температуре около 1000 С кристаллы ряда минералов размягчаются, поэтому они и лежащая близ них массаиспытывают под действием вышележащих слоев пластическую деФормацию, 15вязкое течение материала увеличивается с увеличением толщины слоя иположительно влияет на уплотнениезерен. При медленном нагреве в этоминтервале успевают протекать твердоФазовые реакции, приводящие к уплотнению гранул материала. В зоне спекания плотные гранулы спекаются скорее пористых, так как движущая силазарастания мелких пор в теле больше,.чем крупных. Кроме того, движущаясила процесса спекания возрастаетс увеличением размеров исходных гранул и увеличивается количество .жидкой Фазы с температурой, что позволяет производить обжиг при болеенизких температурах и, тем самым,сильно снизить интенсивность клинкерного пыления, устранить химический недожог потлива, а обжигаемыйматериал хорошо группируется в клинкерные гранулы узкого гранулометрического состава, И этатемпературазначительно ниже температуры газового потока при известном способе.При температуре материала выше 401100 С наряду с протеканием твердофазовых реакций развивается первичнаярекристаллизация из определенныхцентров в пластически деформированных гранулах материала.,После первичной рекристаллизации происходит вторичная (собирательная) рекристаллизация. Предварительная деформациятел, влияя на скорость роста кристаллов и зарождения центров рекристаллизации, ускоряет процессы рекристаллизации. Поэтому в интервале 11001400 С необходима уменьшить толщинуслоя материала, что выполняется приосуществлении резкого обжига в этоминтервале. Это обеспечивает получениеактивных кристаллов СаО и С и ,снижение значения оптимальной температуры, при которой .наблюдается максимальная скорость усвоения .свободной СаО образующимися клинкерными 60интервалами,Таким образом при использованиипредлагаемого способа достигаетсяоптимальный режим термообработкиматериала в печном пространстве, 65 обеспечивающий наилучшие условия формирования клинкерных гранул и максимальную скорость усвоения свободной СаО образующимися клинкерными минералами.П р и м е р 1. Для определения оптимальных значений скорости нагрева материала в различных температурных интервалах подвергают обжигу в опытно-промышленной вращающейся печи цементную сырьевую смесь состава, вес.Ъ: 810 д 13,16; А 820 3,46; РЕРО 9 2,91 СаО 41,51; МаО 2,56; БО 9 Ъ,74; п.п.п. 35,66При этом исследуютфракционный состав материала, отобранного из люка после зоны декарбонизации. Одновременно определяют зерновой состав клинкера и содержание свободной СаО, а также исследуют сос- тав газа за обрезом печи. Регулированием подачи топлива добиваются предотвращения его химического недожога. Во всех случаях, когда получают некондиционный клинкер (количество свободной СаО более 1,0), увеличивается длительность термообработки материала в зоне спекания. Результаты испытаний режимов обжига приведены в таблице.Результаты испытаний показывают, что при нагреве материала в интервалах 700-950 ОС; 950-110(Р С и 1100- 1400 ОС со скоростями соответственно 30-50; 10-20 и 60-80 град/мин наблюдается значительное увеличение производительности печи и экономия топлива. При скорости нагрева меньшей 130 град/мин в интервале 700-950 С,о где интенсивность теплообмена определяет скорость диссоциации карбонатов и протекание твердофазовых реак",ий, производительность печи снижается в связи с уменьшением производительностей зон декарбонизации и спекания. Если скорость нагрева в данном интервале превышает 50 град/глин, образуется много пыли, что снижает скорость процессов клинкерообразования во всех зонах.При скорости нагревания материала в интервале 950-1100 С меньшей 10 град/мин неэкономично используется печное пространство, а при скорости большей 20 град/мин происходит интенсивное измельчение материала перед зоной спекания.Нагревание материала со скоростью меньшей 60 град/глин в интервале 1100- 1400 С не обеспечивает достижения максимально возможной скорости спеха. ния. Если же материал нагревают со скоростью большей 80, град/мин, интенсивное клинкерное пыление и ухудшение условий горения топлива снижают производительность печи. Как видно иэ приведенных в таблице данных, применение предлагаемого способа вместо известного позволяет885176 го клинкера во вращающейся печисущественно повысит эффективность цементного производства. увеличить производительность печи на 18,5 при экономии топлива на 5,4.Использование предлагаемого способа производства при обжиге цементноеСпособ Характеристика зернового состава клин- кера Режим обжига Характеристика зернового состава материала после зоныдекарбонации 30 700-950950-1100 Предлагаемый1 9,8 10,4 1,7 20 72,0 60 40 1100-1400700-950 950-1100 9,9 11,4 1,8 64,2 15 1100-1400700-950 6050 950-1100 1,4 11,8 9,8 76,35Увели- чение Предл гаемы 30. 263,1 38,1,7,42 18,5 25 32 1,32 56;0 5,33,2 7,60,4 5 О известный 269 1,88 Содержание свободнойСаО в клинкере при пребывании материала в зоне спекания в теч ние 35 мин,% Необходи мое время. пре" бывания материала в зо не спека ния производительносфти печи посравнению сизвестным способом,% Удельный расход топлива на обжиг клинкера, кг/т клинке- ра885176 10 Формула изобретения ФСоставитель А. КулабуховаРедактор М.Лысогорова Техред М.ЕейвесКорректор И.Швыдкая Заказ 10439/29 Тираж 663 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и .откбытий 113035, Москва, Е, Раушская наб., д, 4/5Филиал ППП фПатентф, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Способ получения цементного клинкера путем подогрева и термообработки сырьевой смеси во вращающейся печи, от л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью ускорения процессов клинкерообразования и снижения расхода топлива,термообработку сырьевой смеси в интервале температур 700-950 С.проводят со.скоростью 30-50 град/мин,950-1100 С - со скоросотью 1020 град/мин, 1100-1400 С - со ско.ростью 60-80 град/мин.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР9 557071, кл. С 04 В 7/36, 1978.2. Авторское свидетельство СССР9 382590, кл. С 04 В 7/36, 1973.