CN107540250B - 一种预分选钢渣分相熟料水泥生产工艺 - Google Patents

一种预分选钢渣分相熟料水泥生产工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种预分选钢渣分相熟料水泥生产工艺，包含如下步骤：步骤一、取破碎选铁后的钢渣经过风力或震动筛预分选并选铁后，分别选取粒径为0.075mm‑20mm的钢渣粗颗粒和粒径为0.6mm以下的钢渣细颗粒备用；步骤二、占生料4‑6.5wt％的钢渣细颗粒与生料混合磨制成钢渣混合生料，然后将钢渣粗颗粒与钢渣混合生料混合，高温煅烧得到钢渣分相熟料，其中钢渣粗颗粒占熟料5‑35wt％；步骤三、将钢渣细颗粒与钢渣分相熟料混合磨制成所述预分选钢渣分相熟料水泥，其中钢渣细颗粒占水泥总量5wt％。本发明提供一种预分选钢渣分相熟料制备工艺，解决钢渣分相熟料制备过程中钢渣细颗粒与生料混合均匀性的操控度。

Description

一种预分选钢渣分相熟料水泥生产工艺
技术领域
本发明涉及建筑材料与固体废弃物应用领域，具体涉及一种预分选钢渣分相熟料制备生产工艺。
背景技术
我国钢材产量居全球之首(占全球50％左右)，2014年钢渣产生量约为1.25亿吨，目前综合利用率不足15％，其中水泥工业是钢渣综合利用的主要途径。为突破钢渣在推广应用中的两大制约因素(安定性和易磨性)，2013年本发明人发明了专利《一种外抛高钙粒状渣煅烧分相熟料工艺》201310571233.2，其技术经济效益十分可观。根据我国钢渣处置现状，在原有专利的基础上，形成了一套更为稳定完善的钢渣分相熟料生产工艺。
我国大多数钢厂钢渣在排放后会经过破碎选铁工艺，钢渣颗粒普遍较细(大多数在10mm以下)并含有相当数量(10～25％)的粉粒(小于0.075mm)，这些钢渣在以上专利技术实施过程中会有大量粉粒被上升气流带到预分解炉或预热器和生料进行混合，而粒状大颗粒会落入窑尾。尽管钢渣中的细颗粒在以上技术中完全可以有效和生料混合，但推广过程中水泥企业始终存在着混合均匀性的担忧。
为了提高钢渣粉粒和生料之间的操控度，本专利发明一种系统利用钢渣的方法：先将钢渣中的粉体分选，钢渣粉体参与生料配料，粒状钢渣从窑尾烟室或最后一级旋风筒下料端抛撒，进而完成钢渣分相熟料的烧成，解决用户的担忧，提高技术在推广过程中的接受度。本专利提供一种预分选钢渣分相熟料制备工艺，为钢渣的利用提供了系统解决方案。
发明内容
基于以上现有技术的不足，本发明所解决的技术问题在于提供一种预分选钢渣分相熟料制备工艺，解决钢渣分相熟料制备过程中钢渣细颗粒与生料混合均匀性的操控度。
为了解决上述技术问题，本发明提供一种预分选钢渣分相熟料水泥生产工艺，其特征在于，包含如下步骤：
步骤一、取破碎选铁后的钢渣经过风力或震动筛预分选并选铁后，分别选取粒径为0.075mm-20mm的钢渣粗颗粒和粒径为0.6mm以下的钢渣细颗粒备用；
步骤二、占生料4-6.5wt％的钢渣细颗粒与生料混合磨制(所谓粉磨条件：钢渣细颗粒和生料一起加入“生料磨”进行粉磨，时间、转速等皆不变)成钢渣混合生料，然后将钢渣粗颗粒与钢渣混合生料混合，高温煅烧(煅烧条件为水泥生产线一般标准：温度1350～1450℃、时间25～80分钟)得到钢渣分相熟料，其中钢渣粗颗粒占熟料5-35wt％；
步骤三、将钢渣细颗粒与钢渣分相熟料混合磨制成所述预分选钢渣分相熟料水泥，其中钢渣细颗粒占水泥总量5wt％。
作为上述技术方案的优选，本发明提供的预分选钢渣分相熟料水泥生产工艺进一步包括下列技术特征的部分或全部：
作为上述技术方案的改进，所述破碎选铁后的钢渣中粒径为0.6mm以下的细颗粒的含量为5～35wt％。
作为上述技术方案的改进，所述钢渣中0.075mm以下粉粒85％以上选出(解释：国家规范中水泥细度标准以0.075mm粒径为界，所以粒径小于0.075mm的钢渣不必再次经过粉磨)，保证粗颗粒钢渣中0.075mm以下颗粒不大于3wt％。
作为上述技术方案的改进，所述生料为石灰石70～85wt％、砂岩1～10wt％、页岩5～15wt％、粉煤灰0.5～5wt％的混合物。
作为上述技术方案的改进，所述从钢渣中选取的粒径不大于0.6mm的细颗粒也可作铁质校正原料或混合材。
本发明的原理为：本发明是在《一种外抛高钙粒状渣煅烧分相熟料工艺》201310571233.2基础上的发展，本专利结合了我国钢渣的特点，采用预分选工艺直接将钢渣中0.6mm以下细颗粒颗粒选出，这部分钢渣不需要消耗粉磨功，而其中基本不含单质铁，不增加粉磨能耗，可直接加入生料磨或水泥磨作为铁质校正原料或混合材使用，解决了易磨性的问题；这部分钢渣进入生料后可以和生料粉充分混合均匀，此过程可以打消技术使用者的对先前专利技术能否保证细颗粒与生料粉充分混合均匀的疑虑；粗颗粒摆脱了其中细颗粒的交互影响，加入量更为灵活。本专利中细颗粒入生料磨或水泥磨作为铁质校正原料或混合材使用，由于钢渣易磨性较差，出于生料磨水泥磨能耗考虑，选择了符合生料及熟料细度要求的细钢渣粒径大小0.6mm。
本发明与现有技术相比具有以下积极效果：
1)本发明使得细颗粒的混入不仅仅靠气力混合，增加了均匀性控制的主动性和保证率。
2)分选出的细颗粒不仅可用于生料制备也可以用作水泥混合材，增加了钢渣的用量。
3)钢渣中的粗颗粒单独选出后参与熟料烧成的部分仅仅是其表面，所以对生料成分带来的影响比较小，所以可以在原有专利用量的基础上提高其添加量。
4)本发明使得分相熟料以及其水泥中钢渣用量均可提高5-20％，进一步提高钢渣利用效率。
5)本发明制备的分相水泥熟料C4AF含量高，水化热低，抗折强度高，可以作为道路水泥，抗硫酸盐水泥和中低热水泥使用。
本专利对钢渣的利用方式与现有技术相比存在很大差别，本专利所用钢渣无需粉磨，对其预分选后，细颗粒作生料或混合材，粗颗粒经高温热处理改性。具有高利用率低能耗低排放等优势。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下结合优选实施例，详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单地介绍。
图1是本发明优选实施例的预分选钢渣分相熟料水泥生产工艺原理流程示意图。
具体实施方式
下面详细说明本发明的具体实施方式，其作为本说明书的一部分，通过实施例来说明本发明的原理，本发明的其他方面、特征及其优点通过该详细说明将会变得一目了然。
本发明实施所用高钙粒状渣为武钢生产的钢渣，其主要成分及含量如表1所示。
表1钢渣化学组分(wt％)
原材料 Loss SiO2 Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub> Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub> CaO MgO K<sub>2</sub>O Na<sub>2</sub>O SO<sub>3</sub>
武钢钢渣 -5.10 23.97 11.84 19.41 28.15 10.94 0.37 0.18 0.72
实施例1
本实施例提供一种预分选钢渣分相熟料水泥生产工艺，其包括以下步骤：
1)将钢渣经过风力分预分选或震动筛分并选铁后，粗颗粒加入新型干法烧成系统的最后一级旋风筒下料端或分解炉下烟室下端，细颗粒部分入生料磨作为铁质校正原料，所述细颗粒钢渣的加入量为生料的6.2wt％，生料配比的KH值较常规情况提高0.02，硅率可提高0.05，铝率提高0.1。所述粗钢渣的加入量为熟料产量的5wt％；
2)混合后在回转窑中进行煅烧，烧成硅酸盐水泥熟料相和热处理废渣相混的分相熟料，所述煅烧温度为1420℃，煅烧时间为30分钟。
3)筛分的细钢渣部分入水泥磨作为混合材，与分相熟料粉磨制成钢渣分相熟料水泥，所述细颗粒钢渣的加入量为水泥产量的5wt％，
烧成熟料中f-CaO为0.81wt％，本实施例中制成的钢渣分相熟料水泥的强度可以达到56.2MPa。
实施例2
本实施例提供一种预分选钢渣分相熟料水泥生产工艺，其包括以下步骤：
1)将钢渣经过风力分预分选或震动筛分并选铁后，粗颗粒加入新型干法烧成系统的最后一级旋风筒下料端或分解炉下烟室下端，细颗粒部分入生料磨作为铁质校正原料，所述细颗粒钢渣的加入量为生料的6.0wt％，生料配比的KH值较常规情况提高0.03，硅率可提高0.3，铝率提高0.2。所述粗钢渣的加入量为熟料产量的10wt％；
2)混合后在回转窑中进行煅烧，烧成硅酸盐水泥熟料相和热处理废渣相混的分相熟料，所述煅烧温度为1400℃，煅烧时间为60分钟。
3)筛分的细钢渣部分入水泥磨作为混合材，与分相熟料粉磨制成钢渣分相熟料水泥，所述细颗粒钢渣的加入量为水泥产量的5wt％，
烧成熟料中f-CaO为0.79wt％，制成的钢渣分相熟料水泥的强度可以达到54.1MPa。
实施例3
本实施例提供一种预分选钢渣分相熟料水泥生产工艺，其包括以下步骤：
1)将钢渣经过风力分预分选或震动筛分并选铁后，粗颗粒加入新型干法烧成系统的最后一级旋风筒下料端或分解炉下烟室下端，细颗粒部分入生料磨作为铁质校正原料，所述细颗粒钢渣的加入量为生料的4.9wt％，生料配比的KH值较常规情况提高0.04，硅率可提高0.3，铝率提高0.4。所述粗钢渣的加入量为熟料产量的15wt％；
2)混合后在回转窑中进行煅烧，烧成硅酸盐水泥熟料相和热处理废渣相混的分相熟料，所述煅烧温度为1400℃，煅烧时间为60分钟。
3)筛分的细钢渣部分入水泥磨作为混合材，与分相熟料粉磨制成钢渣分相熟料水泥，所述细颗粒钢渣的加入量为水泥产量的12wt％，
烧成熟料中f-CaO为0.73wt％，制成的钢渣分相熟料水泥的强度可以达到45.7MPa。
实施例4
本实施例提供一种预分选钢渣分相熟料水泥生产工艺，其包括以下步骤：
1)将钢渣经过风力分预分选或震动筛分并选铁后，粗颗粒加入新型干法烧成系统的最后一级旋风筒下料端或分解炉下烟室下端，细颗粒部分入生料磨作为铁质校正原料，所述细颗粒钢渣的加入量为生料的4.7wt％，生料配比的KH值较常规情况提高0.06，硅率可提高0.2，铝率提高0.5。所述粗钢渣的加入量为熟料产量的25wt％；
2)混合后在回转窑中进行煅烧，烧成硅酸盐水泥熟料相和热处理废渣相混的分相熟料，所述煅烧温度为1390℃，煅烧时间为60分钟。
3)筛分的细钢渣部分入水泥磨作为混合材，与分相熟料粉磨制成钢渣分相熟料水泥，所述细颗粒钢渣的加入量为水泥产量的10wt％，
烧成熟料中f-CaO为0.77wt％，制成的钢渣分相熟料水泥的强度可以达到45.5MPa。
实施例5
本实施例提供一种预分选钢渣分相熟料水泥生产工艺，其包括以下步骤：
1)将钢渣经过风力分预分选或震动筛分并选铁后，粗颗粒加入新型干法烧成系统的最后一级旋风筒下料端或分解炉下烟室下端，细颗粒部分入生料磨作为铁质校正原料，所述细颗粒钢渣的加入量为生料的5.4wt％，生料配比的KH值较常规情况提高0.08，硅率可提高0.5，铝率提高0.8。所述粗钢渣的加入量为熟料产量的35wt％；
2)混合后在回转窑中进行煅烧，烧成硅酸盐水泥熟料相和热处理废渣相混的分相熟料，所述煅烧温度为1360℃，煅烧时间为60分钟。
3)筛分的细钢渣部分入水泥磨作为混合材，与分相熟料粉磨制成钢渣分相熟料水泥，所述细颗粒钢渣的加入量为水泥产量的3wt％，
烧成熟料中f-CaO为0.69wt％，制成的钢渣分相熟料水泥的强度可以达到47.5MPa。
本发明所述的预分选钢渣分相熟料水泥生产工艺，所述生料配比的KH值较常规情况提高0.02-0.08，硅率可提高0.05-0.5，铝率提高0.1-0.8。常规情况由水泥厂原燃料和设备等具体生产条件而定，范围：KH为0.87～0.90、硅率为2.2～2.6、铝率为1.3～1.8。
本发明所列举的各原料，以及本发明各原料的上下限、区间取值，以及工艺参数(如温度、时间等)的上下限、区间取值都能实现本发明，在此不一一列举实施例。
以上所述是本发明的优选实施方式而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和变动，这些改进和变动也视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种预分选钢渣分相熟料水泥生产工艺，其特征在于，包含如下步骤：
步骤一、取破碎选铁后的钢渣经过风力或震动筛预分选并选铁后，分别选取粒径为0.075mm-20mm的钢渣粗颗粒和粒径为0.6mm以下的钢渣细颗粒备用；
步骤二、占生料4-6.5wt％的钢渣细颗粒与生料混合磨制成钢渣混合生料，然后将钢渣粗颗粒与钢渣混合生料混合，高温煅烧得到钢渣分相熟料，其中钢渣粗颗粒占熟料5-35wt％；
步骤三、将钢渣细颗粒与钢渣分相熟料混合磨制成所述预分选钢渣分相熟料水泥，其中钢渣细颗粒占水泥总量5wt％。
2.如权利要求1所述的预分选钢渣分相熟料水泥生产工艺，其特征在于：所述破碎选铁后的钢渣中粒径为0.6mm以下的细颗粒的含量为5～35wt％。
3.如权利要求1所述的预分选钢渣分相熟料水泥生产工艺，其特征在于：所述钢渣中0.075mm以下粉粒85％以上选出，保证粗颗粒钢渣中0.075mm以下颗粒不大于3wt％。
4.如权利要求1所述的预分选钢渣分相熟料水泥生产工艺，其特征在于：所述从钢渣中选取的粒径不大于0.6mm的细颗粒也可作铁质校正原料或混合材。
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