CN1138560A - 无铁质原料的普通硅酸盐水泥生料及熟料 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种在原料配料中不掺铁质原料的普通硅酸盐水泥的生料及其熟料，生料仅由石灰石、粘土质原料、无烟煤及晶种所组成，生料中含Fe2O3的百分含量为1.4～2.1％，熟料中所含Fe2O3的百分含量为2.0～3.5％，熟料标号可达60MPa以上，本发明集配料工艺简单、台时产量高、烧成热耗低、成本低、水泥质量好的优点于一体，相比于传统的掺加铁质原料煅烧的水泥台时产量提高16％，烧成用煤下降20％，吨水泥成本降低10元～20元，水泥的早后期强度均达到和超过国家标准。
Description
本发明涉及一种水泥的生料及熟料，具体地说涉及一种普通硅酸盐水泥的生料及熟料。
岂今为止，大部分水泥生产厂家均采用添加晶种的方法来煅烧水泥，其原理是通过晶体的诱导作用加速晶体矿物的形成，从而促进熟料的形成，《中国技术成果大全》(1992年8月出版)第203页公开了一种添加晶种水泥窑煅烧技术，它认为煅烧水泥时采用高铁配方较之于采用低铁配方对于添加晶种的体系来说更加适应，因此，绝大多数采用添加晶种来煅烧水泥的厂家均用高铁配方，即在水泥生料中添加铁质原料；中国专利局以公开号CN1064643A公开了一种添加晶种水泥窑煅烧效能的技术，它还是采用高铁配方原料和添加晶种来煅烧普通硅酸盐水泥，经实验和研究证明，在水泥生料中采用高铁配方来煅烧普通硅酸盐水泥存在下述不可避免的缺点：
一、由于添加了铁质原料，使配料工艺复杂化；
二、由于添加的铁质原料水份过重，铁质颗料易磨性差，难磨，加上晶种的掺加，生料产量没有提高，扣除晶种后，生料台产还略有下降；同时，对于水泥磨工序而言，出窑熟料易磨性差不仅影响台时产量，而且影响出磨水泥的细度，从而影响熟料的质量；
三、在立窑煅烧时，由于复合矿化剂的作用，使液相提前出现，且液相量大，这就使立窑的上火速度受到影响，加上立窑先天性的存在截面通风不均匀的弊病，上火慢处还厚气氛严重，Fe2O3还原成FeO，甚至于金属铁，生成还原大块，经常造成窑下部棚料，使卸料不畅，影响立窑台时产量；同时，在液相量多和窑内温度偏高时，窑内结圈现象严重，在采用深暗火煅烧时，容易发生深度结圈，从而导致窑内抽心，立窑烧成带拉长，冷却带缩短，熟料不能急冷，在675℃时β-C2S转化成γ-C2S，C3S进一步分解，从而影响出窑熟料的外观质量和强度，FCaO含量大，严重影响水泥的安定性；
四、由于添加了铁质原料，使熟料的化学不完全燃烧损失高，烧成热耗反而增大。
本发明的目的在于克服上述现有技术的不足而提供一种能简化配料工艺的无铁质原料的普通硅酸盐水泥生料，
本发明的另一目的是提供一种台时产量高、烧成热耗低、成本低和质量好的普通硅酸盐水泥熟料。
本发明的目的是这样实现的：
无铁质原料的普通硅配盐水泥生料含有以下重量百分比的组成成份：
石 灰 石 70～85％
粘土质原料 0～12％
无 烟 煤 9～13％
晶 种 1～7％
该水泥生料含有以下重量百分比的化学成分：
LOSS 35～40％
CaO 38～42％
SiO2 10～13％
Al2O3 3.5～4.5％
Fe2O3 1.4～2.1％
SO3 0.7～1.2％
MgO 1.0～2.3％
在该水泥生料中不含如铁矿石、铁粉、硫铁渣等铁质原料。
将上述水泥生料按比例混合粉磨后入窑，在1400℃±50℃的高温下煅烧，冷却后得本水泥熟料，该水泥熟料含有以下重量百分比的矿物成份：
C3S 42～60％
C2S 12～30％
C3A 8～13％
C4AF 7～12％
C4A3S 0～4％
另外，该水泥熟中含有以下重量百分比的化学成份：
LOSS 0～1.0％
CaO 62～66％
SiO2 18～22％
Al2O3 5～6.5％
Fe2O3 2.0～3.5％
SO3 1.0～2.0％
MgO 2～3％
表1：本水泥熟料与掺铁水泥熟料强度对比表
将上述水泥熟料按一定比例掺入混合材料和石膏磨细即制得普通硅酸盐水泥，水泥的各项性能技术指标与采用添加铁质原料制得的水泥的各项性能技术指标对照见表2。
表2：本水泥与掺加铁质原料的水泥的物理性能对比表
从表1，2可以看出本水泥熟料磨制的普通硅酸盐水泥比采用掺加铁质原料煅烧的水泥在抗压、抗折强度上均优于后者。
同时，采用不掺铁质原料比掺加铁质原料来煅烧水泥的机立窑台产更高、煤耗更低，具体对照如下表3、4。
表3：机立窑台产对比表
表4：煤耗对比表
本发明相比于现有技术还具有下优点：
一、因为在水泥生料配料中减除外掺铁质原料，所以简化了配料计算工艺，同时使入磨物料中耐磨的铁质成分减少，提高了入磨物料易磨性，加速了入磨物料的粉磨速度，提高了出磨生料细度；
二、由于入窑生料中Fe2O3含量降低，生料中P率提高，生料出现高铝状况，在立窑煅烧中可以形成坚实的底火层，烧成范围扩大，有利于稳定底火及物料烧成，保证了立窑大风量、高风压作业；
三、由于入窑生料中Fe2O3含量降低，窑内液相量减少，窑内还原气氛减少，几乎不存在还原大块，从而彻底解决了机立窑长期出现的下部棚料现象；
四、由于生料中Fe2O3含量减少，生料易烧性大为提高，晶种的诱导作用明显提高，窑面上火速度加快，使窑内通风明显改善，烧成带缩短，冷却带拉长，有利于熟料急冷，使熟料迅速越过其分解温度范围，防止了C3S分解，防止了β-C2S转化成γ-C2S，减少了熟料粉化，从而保证了出窑熟料质量；
五、由于熟料得到急冷使熟料内应力增加和熟料中铁质晶体减少，出窑熟料死烧大块减少，增加了出窑熟料的易磨性，为水泥磨提高台时产量提供了先决条件，使水泥磨产量大为提高，实现了快进快出；
六、由于生料易烧性得到提高，使熟料烧成耗热降低和所需高温带停留时间缩短，从而减少了烧成用煤，提高了立窑台时产量。
实施例：
例1：按重量百分比石灰石80％，煤矸石4.7％，晶种4.6％，无烟煤10.7％进行配料，混合粉磨至0.080mm方孔筛筛余不超过10％的生料粉，生料粉经充分搅拌均匀后入成球盘中，加入10～15％的水成球，料球粒度严格控制3-15mm范围内，料球强度大于500g/个，然后入窑煅烧，窑烧温度控制在1400±50℃，在高滞所需停留时间为20分钟，冷却即得水泥熟料，其矿物成份为C3S、C2S、C3A、C4AF和少量C3A3
S，然后按照一定比例掺入混合材料和石膏磨细至细度为0.08mm方孔筛＜10％，制得普通硅酸盐水泥。其中水泥生料的化学成份见表5，水泥熟料的化学成份见表6，水泥的物理性能见表7。
例2，按重量百分比石灰石72％，页岩11.2％，晶种6.6％，无烟煤10.2％进行配料，按上述实施例1中的方法煅烧水泥，制得普通硅酸盐水泥。其中水泥生料的化学成分见表5，水泥熟料的化学成份见表6，水泥的物理性能见表7。
例3，按重量百分比石灰石85％，煤矸石3.6％，晶种2.1％，无烟煤9.3％进行配料，按上述实施例1中的方法煅烧水泥，制得普通硅酸盐水泥。其中水泥生料的化学成份见表5，水泥熟料的化学成份见表6，水泥的物理性能见表7。
表5 水泥生料的化学成分
表6 水泥熟料的化学成分
表7 水泥的物理性能
| 凝结时间 | 强度 | 安定性 | ||||
| 初凝 | 终凝 | 抗折 | 抗压 | 沸煮合格 | ||
| 3天 | 28天 | 3天 | 28天 | |||
| 2：55 | 3：30 | 4.7 | 7.7 | 26.4 | 55.7 | |
本水泥熟料中含有以下重量百分比的矿物成分：
C3S 55％、C4AF 11％、C2S 25％、C8A 6％、C3A3
S 3％。
利用本发明制得的普通硅酸盐水泥与传统的掺加铁质原料煅烧的水泥相比，立窑台时产量可提高16％，烧成用煤下降20％以上，吨水泥成本可降低10～20元。
Claims (6)
1、一种无铁质原料的普通硅酸盐水泥生料，其特征在于包括以下重量百分比的组成成份：
石 灰 石 70～85％
粘土质原料 0～12％
无 烟 煤 9～13％
晶 种 1～7％。
2、根据权利要求1所述的无铁质原料的普通硅酸盐水泥生料，其特征在于粘土质原料是页岩或煤矸石。
3、根据权利要求1所述的无铁质原料的普通硅酸盐水泥生料，其特征在于含有以下重量百分比的化学成分：
LOSS 35～40％
CaO 38～42％
SiO2 10～13％
Al2O3 3.5～4.5％
Fe2O3 1.4～2.1％
SO3 0.7～1.2％
MgO 1.0～2.3％
4、根据权利要求3所述的无铁质原料的普通硅酸盐水泥生料，其特征在于含Fe2O3的重量百分比为1.46％。
5、一种无铁质原料的普通硅酸盐水泥熟料，其特征在于含有以下重量百分比的矿物成分：
C3S 42～60％
C4AF 7～12％
C2S 12～30％
C4A3S 0～4％
C3A 8～13％。
6、根据权利要求5所述的无铁质原料的普通硅酸盐水泥熟料，其特征在于含有以下重量百分比的化学成分：
LOSS 0～1.0％
CaO 62～66％
SiO2 18～22％
Al2O3 5～6.5％
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| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |