CN112851160A - 一种纯铝酸钙水泥的生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种纯铝酸钙水泥的生产方法，所述生产方法包括将研磨后的原料压制成型再进行煅烧的步骤，其中，压制后的成型体为当量直径为3～80mm的实心体。本发明提供了一种纯铝酸钙水泥的生产方法，该方法通过在研磨与煅烧之间增加一道压制成型工序，且控制压制后的成型体为当量直径为3～80mm的实心体，有利于得到矿相稳定、品质较优的纯铝酸钙水泥。
Description
技术领域
本发明涉及水泥熟料制备技术领域，尤其涉及一种纯铝酸钙水泥的生产方法。
背景技术
纯铝酸钙水泥系列产品是以工业氧化铝和高纯氧化钙为原料，经过高温煅烧或电炉熔炼，特殊工艺冷却、磨细而成的水硬性材料。主要用于配制荷重软化温度高、高温强度高、抗渣性好和抗还原性气体能力强的高等级不定型耐火材料。
纯铝酸钙水泥根据其氧化铝含量不同，又分为CA60P、CA65、CA70与CA75；为适应各种施工环境，推出适合冬季施工的早强型纯铝酸钙耐火水泥(CA70Z、CA75Z与CA80Z)和适合夏季施工的外加型纯铝酸钙耐火水泥(CA70W、CA75W与CA80W)。
目前，高温煅烧是最常用的工业生产工艺，具体是将工业氧化铝和高纯氧化钙按比例混合研磨，然后进行煅烧。但在实际生产中发现，所得纯铝酸钙水泥的矿相不均一稳定，品质较差。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供一种纯铝酸钙水泥的生产方法。
本发明采用以下技术方案：
本发明提供一种纯铝酸钙水泥的生产方法，包括将研磨后的原料压制成型再进行煅烧的步骤，其中，压制后的成型体为当量直径为3～80mm的实心体。
本发明所述当量直径为等体积球当量径，即与成型体体积相等的球的直径。
现有工业生产将工业氧化铝和高纯氧化钙按比例混合研磨再进行煅烧，但所得纯铝酸钙水泥的矿相不均一稳定，品质较差。本发明研究发现，在研磨与煅烧之间增加一道压制成型工序，且控制压制后的成型体为当量直径为3～80mm的实心体，有利于得到矿相稳定、品质较优的纯铝酸钙水泥。
优选地，所述成型体为球体，其直径为20～40mm。当成型体为直径为20～40mm的球体时，所得纯铝酸钙水泥品质更优。
优选地，所述压制成型采用干法或半干法。
一般的压制成型采用湿法制浆，但是本发明中采用湿法制浆会致使氧化钙与水反应，从而得不到预期的产品。本发明可采用干法或半干法，其中干法指不加水，混合研磨后的物料直接压制成型；半干法需向原料中加入适量水，本发明中优选向原料中加入4.25～4.75wt％的水。
在本发明的优选实施方式中，采用半干法进行压制成型，压制效果更好，利于形成均匀度较好的成型体。
优选地，所述半干法中加水混合方式为采用喷粉和喷水雾化兑水方式。更优选地，采用爪式混合搅拌器搅拌均匀。
采用半干法进行压制成型，则需将成型体烘干后再进行煅烧。优选地，采用所述半干法得到的成型体经烘干至含水率为1.0～1.5wt％后再进行煅烧。将含水率控制在上述范围内，有利于达到球体最高强度和综合抗粉碎能力。
优选地，采用压球机进行所述压制成型，压球机的压力为10～100MPa，优选为50～70MPa。
优选地，所述研磨后的原料的目数为100～1000目，优选为325目。
本发明采用一次煅烧方式或两次煅烧方式，优选采用两次煅烧方式，即煅烧过程分为预煅烧和终煅烧，煅烧后进行冷却。优选地，采用竖式冷却器进行冷却。
优选地，对于不同牌号产品，所述煅烧和冷却条件如下：
对于CA60P纯铝酸钙水泥，预煅烧温度为780±5℃，终煅烧温度为1400±10℃，冷却速度为40±2℃/min；
对于CA65纯铝酸钙水泥，预煅烧温度为790±5℃，终煅烧温度为1500±10℃，冷却速度为45±2℃/min；
对于CA70纯铝酸钙水泥，预煅烧温度为800±5℃，终煅烧温度为1600±10℃，冷却速度为50±2℃/min；
对于CA75纯铝酸钙水泥，预煅烧温度为810±5℃，终煅烧温度为1650±10℃，冷却速度为55±2℃/min。
本发明还提供上述生产方法得到的纯铝酸钙水泥产品。
采用本发明所述生产方法得到的水泥产品粒径小且分布范围窄；微观结构显示水泥内部晶体发育完全一致，均匀性佳，矿相均一稳定，属于高品质的纯铝酸钙水泥。
本发明还提供上述水泥熟料产品在铝酸盐结合剂或耐火浇注料中的应用。
本发明提供了一种纯铝酸钙水泥的生产方法，该方法通过在研磨与煅烧之间增加一道压制成型工序，且控制压制后的成型体为当量直径为3～80mm的实心体，有利于得到矿相稳定、品质较优的纯铝酸钙水泥。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
作为本发明的具体实施方式之一，所述纯铝酸钙水泥的生产方法，包括如下步骤：
(1)研磨：将工业氧化铝和高纯氧化钙按比例放入球磨机中研磨至100～1000目；
(2)半干法压制成型：向研磨后的原料加入占原料4.25～4.75wt％的水，拌合均匀，采用压球机在10～100MPa压力下得到直径为20～40mm的球体；
(3)烘干：将压制成型所得球体烘干至含水率为1.0～1.5wt％；
(4)煅烧：对于CA60P纯铝酸钙水泥，预煅烧温度为780±5℃，终煅烧温度为1400±10℃，冷却速度为40±2℃/min；
对于CA65纯铝酸钙水泥，预煅烧温度为790±5℃，终煅烧温度为1500±10℃，冷却速度为45±2℃/min；
对于CA70纯铝酸钙水泥，预煅烧温度为800±5℃，终煅烧温度为1600±10℃，冷却速度为50±2℃/min；
对于CA75纯铝酸钙水泥，预煅烧温度为810±5℃，终煅烧温度为1650±10℃，冷却速度为55±2℃/min；
(5)冷却后制得水泥熟料，将熟料磨细，细度控制在0.08mm方孔筛筛余约为2％，制得纯铝酸钙水泥。
实施例1
本实施例提供一种CA65纯铝酸钙水泥的生产方法，步骤如下：
(1)研磨：将工业氧化铝65kg和高纯氧化钙35kg放入球磨机中研磨至325目；
(2)半干法压制成型：采用喷粉和喷水雾化兑水方式，向研磨后的原料加入4.5kg的水，拌合均匀，采用压球机在60MPa压力下得到直径为30mm的球体；
(3)烘干：将压制成型所得球体烘干至含水率为1.0～1.5wt％；
(4)煅烧：将烘干后的球体放入煅烧炉内进行两段式煅烧，预煅烧温度为790±5℃，烧结时间为1.5h，终煅烧温度为1500±10℃，烧结时间为2.5h；
(5)冷却：将煅烧后的球体在竖式冷却器中冷却，冷却速度为45±2℃/min，冷却后制得水泥熟料，将熟料磨细，细度控制在0.08mm方孔筛筛余约为2％，制得CA65纯铝酸钙水泥。
实施例2
本实施例提供一种CA65纯铝酸钙水泥的生产方法，步骤如下：
(1)研磨：将工业氧化铝65kg和高纯氧化钙35kg放入球磨机中研磨至325目；
(2)干法压制成型：将研磨后的粉料采用压球机在60MPa压力下得到直径为30mm的球体；
(3)煅烧：将球体放入煅烧炉内进行两段式煅烧，预煅烧温度为790±5℃，烧结时间为1.5h，终煅烧温度为1500±10℃，烧结时间为2.5h；
(4)冷却：将煅烧后的球体在竖式冷却器中冷却，冷却速度为45±2℃/min，冷却后制得水泥熟料，将熟料磨细，细度控制在0.08mm方孔筛筛余约为2％，制得CA65纯铝酸钙水泥。
实施例3
本实施例提供一种CA65纯铝酸钙水泥的生产方法，步骤如下：
(1)研磨：将工业氧化铝65kg和高纯氧化钙35kg放入球磨机中研磨至325目；
(2)半干法压制成型：采用喷粉和喷水雾化兑水方式，向研磨后的原料加入4.5kg的水，拌合均匀，采用压球机在60MPa压力下得到直径为100mm的球体；
(3)烘干：将压制成型所得球体烘干至含水率为1.0～1.5wt％；
(4)煅烧：将烘干后的球体放入煅烧炉内进行两段式煅烧，预煅烧温度为790±5℃，烧结时间为1.5h，终煅烧温度为1500±10℃，烧结时间为2.5h；
(5)冷却：将煅烧后的球体在竖式冷却器中冷却，冷却速度为45±2℃/min，冷却后制得水泥熟料，将熟料磨细，细度控制在0.08mm方孔筛筛余约为2％，制得CA65纯铝酸钙水泥。
实施例4
本实施例提供一种CA65纯铝酸钙水泥的生产方法，步骤如下：
(1)研磨：将工业氧化铝65kg和高纯氧化钙35kg放入球磨机中研磨至325目；
(2)半干法压制成型：采用喷粉和喷水雾化兑水方式，向研磨后的原料加入7kg的水，拌合均匀，采用压球机在60MPa压力下得到直径为30mm的球体；
(3)烘干：将压制成型所得球体烘干至含水率为1.0～1.5wt％；
(4)煅烧：将烘干后的球体放入煅烧炉内进行两段式煅烧，预煅烧温度为790±5℃，烧结时间为1.5h，终煅烧温度为1500±10℃，烧结时间为2.5h；
(5)冷却：将煅烧后的球体在竖式冷却器中冷却，冷却速度为45±2℃/min，冷却后制得水泥熟料，将熟料磨细，细度控制在0.08mm方孔筛筛余约为2％，制得CA65纯铝酸钙水泥。
效果验证1
以市售的干粉烧制的CA65纯铝酸钙水泥作为对比例1，将实施例及对比例所得纯铝酸钙水泥样品进行测试。
测试标准如下：
GB/T 205-2008铝酸盐水泥化学分析方法。
GB/T17671-1999水泥抗折强度、抗压强度测定方法。
GB/T201-2000附录A水泥凝结时间测定方法。
GB/T12573-1990水泥取样方法。
测试结果如下：
对实施例1-4及对比例1所得纯铝酸钙水泥的显微结构进行观测，发现实施例1-4所得纯铝酸钙水泥熟料内部晶体发育非常一致，均匀性佳，矿相均一稳定，属于高品质产品，而对比例1的矿相不均一稳定，品质差。
表1配成砂浆后的性能(水泥/砂＝450g/1345g，水灰比＝0.39)
由表1可知，本发明制得的纯铝酸钙水泥的抗折、抗压强度更高，初凝和终凝之间的时间间隔更短，即早强性好。
实施例5
本实施例提供一种CA75纯铝酸钙水泥的生产方法，步骤如下：
(1)研磨：将工业氧化铝75kg和高纯氧化钙25kg放入球磨机中研磨至325目；
(2)半干法压制成型：采用喷粉和喷水雾化兑水方式，向研磨后的原料加入4.5kg的水，拌合均匀，采用压球机在60MPa压力下得到直径为30mm的球体；
(3)烘干：将压制成型所得球体烘干至含水率为1.0～1.5wt％；
(4)煅烧：将烘干后的球体放入煅烧炉内进行两段式煅烧，预煅烧温度为810±5℃，烧结时间为1.5h，终煅烧温度为1650±10℃，烧结时间为2.5h；
(5)冷却：将煅烧后的球体在竖式冷却器中冷却，冷却速度为55±2℃/min，冷却后制得水泥熟料，将熟料磨细，细度控制在0.08mm方孔筛筛余约为2％，制得CA75纯铝酸钙水泥。
效果验证2
以市售的干粉烧制的CA75纯铝酸钙水泥作为对比例2，将实施例及对比例所得纯铝酸钙水泥样品进行测试。
测试结果如下：
表2 CA75水泥产品指标测试
由表2可知，采用本发明所述方法制得的CA75纯铝酸钙水泥CA矿物含量高。
同时对实施例5及对比例2所得纯铝酸钙水泥的显微结构进行观测，发现实施例5所得纯铝酸钙水泥熟料内部晶体发育非常一致，均匀性佳，矿相均一稳定，属于高品质产品，而对比例2的矿相不均一稳定，品质差。
表3配成砂浆后的性能(水泥/砂＝450g/1345g，水灰比＝0.39)
由表3可知，本发明制得的纯铝酸钙水泥的抗折、抗压强度更高，初凝和终凝之间的时间间隔更短，即早强性好。
实施例6
本实施例提供一种CA70纯铝酸钙水泥的生产方法，步骤如下：
(1)研磨：将工业氧化铝70kg和高纯氧化钙30kg放入球磨机中研磨至325目；
(2)半干法压制成型：采用喷粉和喷水雾化兑水方式，向研磨后的原料加入4.5kg的水，拌合均匀，采用压球机在60MPa压力下得到直径为30mm的球体；
(3)烘干：将压制成型所得球体烘干至含水率为1.0～1.5wt％；
(4)煅烧：将烘干后的球体放入煅烧炉内进行两段式煅烧，预煅烧温度为800±5℃，烧结时间为1.5h，终煅烧温度为1600±10℃，烧结时间为2.5h；
(5)冷却：将煅烧后的球体在竖式冷却器中冷却，冷却速度为50±2℃/min，冷却后制得水泥熟料，将熟料磨细，细度控制在0.08mm方孔筛筛余约为2％，制得CA70纯铝酸钙水泥。
效果验证3
以市售的干粉烧制的CA70纯铝酸钙水泥作为对比例3，将实施例及对比例所得纯铝酸钙水泥样品进行测试。
测试结果如下：
表4 CA70水泥产品指标测试
由表4可知，采用本发明所述方法制得的CA70纯铝酸钙水泥CA矿物含量高。
同时对实施例6及对比例3所得纯铝酸钙水泥的显微结构进行观测，发现实施例6所得纯铝酸钙水泥熟料内部晶体发育非常一致，均匀性佳，矿相均一稳定，属于高品质产品，而对比例3的矿相不均一稳定，品质差。
表5配成砂浆后的性能(水泥/砂＝450g/1345g，水灰比＝0.39)
由表5可知，本发明制得的纯铝酸钙水泥的抗折、抗压强度更高，初凝和终凝之间的时间间隔更短，即早强性好。
最后应说明的是：
1.本发明中的成型体优选球体，但也包括其他立方体、柱体、椭圆球体等当量直径为3～80mm的各种实心体。
2.以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种纯铝酸钙水泥的生产方法，其特征在于，包括将研磨后的原料压制成型再进行煅烧的步骤，其中，压制后的成型体为当量直径为3～80mm的实心体。
2.根据权利要求1所述的纯铝酸钙水泥的生产方法，其特征在于，所述成型体为球体，直径为20～40mm。
3.根据权利要求1或2所述的纯铝酸钙水泥的生产方法，其特征在于，所述压制成型采用干法或半干法；
优选为半干法，所述半干法包括向原料中加入4.25～4.75wt％的水。
4.根据权利要求3所述的纯铝酸钙水泥的生产方法，其特征在于，所述半干法中加水混合方式为采用喷粉和喷水雾化兑水方式；
优选地，采用爪式混合搅拌器搅拌均匀。
5.根据权利要求3或4所述的纯铝酸钙水泥的生产方法，其特征在于，采用所述半干法得到的成型体经烘干至含水率为1.0～1.5wt％后再进行煅烧。
6.根据权利要求1～5任一项所述的纯铝酸钙水泥的生产方法，其特征在于，采用压球机进行所述压制成型，压球机的压力为10～100MPa，优选为50～70MPa。
7.根据权利要求1～6任一项所述的纯铝酸钙水泥的生产方法，其特征在于，所述研磨后的原料的目数为100～1000目，优选为325目。
8.根据权利要求1～7任一项所述的纯铝酸钙水泥的生产方法，其特征在于，所述煅烧采用一次煅烧方式或两次煅烧方式，
优选采用两次煅烧方式，煅烧过程分为预煅烧和终煅烧。
9.根据权利要求8所述的纯铝酸钙水泥的生产方法，其特征在于，所述煅烧后采用竖式冷却器进行冷却。
10.根据权利要求9所述的纯铝酸钙水泥的生产方法，其特征在于，对于不同牌号产品，所述煅烧和冷却条件如下：
对于CA60P纯铝酸钙水泥，预煅烧温度为780±5℃，终煅烧温度为1400±10℃，冷却速度为40±2℃/min；
对于CA65纯铝酸钙水泥，预煅烧温度为790±5℃，终煅烧温度为1500±10℃，冷却速度为45±2℃/min；
对于CA70纯铝酸钙水泥，预煅烧温度为800±5℃，终煅烧温度为1600±10℃，冷却速度为50±2℃/min；
对于CA75纯铝酸钙水泥，预煅烧温度为810±5℃，终煅烧温度为1650±10℃，冷却速度为55±2℃/min。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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