CN1397511A

CN1397511A - 一种铝酸盐水泥制备方法及其预热装置

Info

Publication number: CN1397511A
Application number: CN02129504A
Authority: CN
Inventors: 张宇震; 王建军; 邢志刚; 康志军
Original assignee: CEMENT MILL CHINESE CHANGCHENG ALUMINIUM CO
Current assignee: CEMENT MILL CHINESE CHANGCHENG ALUMINIUM CO
Priority date: 2002-08-28
Filing date: 2002-08-28
Publication date: 2003-02-19

Abstract

本发明公开了一种铝酸盐水泥制备方法及其预热装置，涉及耐火及建筑材料领域。本发明的目的是提供一种在传统的水泥回转窑生产工艺中，加入料球烘干、筛分及预热烧结系统，优化成球工艺；降低水泥细度，改善颗粒分布的新工艺。本发明的技术方案为：一种铝酸盐水泥的制备方法包括配料、生料粉制备、预湿成球、回转窑煅烧、冷却、入库等步骤，其特征在于：在所述预湿成球与回转窑煅烧步骤之间加入烘干、筛分、预热步骤，所述预热步骤采用预热装置，所述预热器进气口与水泥窑窑尾连通，窑尾尾气温度为700－800℃。本发明具有提高熟料强度、改善凝结时间，提高热效率和实现废气达标排放的特性。

Description

一种铝酸盐水泥制备方法及其预热装置

技术领域

本发明涉及一种水泥制备方法及其预热装置，特别涉及一种铝酸盐水泥熟料预成球窑外加热制备方法及其预热装置。

背景技术

铝酸盐水泥以其优良的品质和早强、快硬、耐高温和抗硫铝酸盐侵蚀的特性，在国内外冶金、化工、电力、建材等行业得到了广泛应用，主要作为高性能不定型耐火浇注料的优质结合剂。进入八十年代末期，随着技术的发展，发达国家的不定型耐火浇注料的用量已达到耐火材料总量的三分之一，用作结合剂的铝酸盐水泥用量也随之逐年增加，但质量要求很高，因此提高强度、改善性能已成为铝酸盐水泥的发展方向。

铝酸盐水泥主要有熔融法和烧结法两种生产方法。国外主要采用熔融法，国内则主要采用烧结法。与烧结法相比，熔融法制得的铝酸盐水泥熟料，其主要矿物组成CaO·Al₂O₃(CA)形成完全且含量高，生产出的铝酸盐水泥显示了较好的使用性。

与先进国家相比，我国的铝酸盐水泥生产存在着几个问题：一是国内生产铝酸盐水泥多采用窑尾带成球装置的中空回转窑，工艺落后，装备简陋，热效率低；二是熟料煅烧不够充分，熟料活性矿物CA和CA₂形成的不完全且含量低，导致熟料强度低；三是水泥细度粗，颗粒分布不合理。

发明内容

本发明的目的是提供一种优化成球工艺、降低水泥细度、颗粒分布合理、提高熟料强度、改善凝结时间的新的窑外加热制备方法。

为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种铝酸盐水泥的制备方法，它包括下述步骤：配料、生料粉制备、预湿成球、回转窑煅烧、冷却、入库，其特点为：在所述预湿成球与回转窑煅烧步骤之间加入烘干、筛分、预热步骤，所述预热步骤采用预热装置，所述预热装置进气口与水泥窑窑尾连通，窑尾尾气温度为700-800℃。

上述的制备方法，其特点为：所述配料由铝矾土、石灰石、熟料组成，其特征在于：所述原料配比(重量百分比)为：铝矾土40-60％，石灰石35-45％，熟料5-25％。

上述的制备方法，其特点为：所述生料粉在搅拌机内预加水成球，再在成球盘内加水制成湿料球；

本发明的另一个目的是提供一种实现上述制备方法的预热装置，其特点为：

所述预热装置包括进料缓冲仓、布料器、预热腔、破拱装置和卸料装置，所述进料缓冲仓为斗状，所述布料器为环状锥体，其进料口与进料缓冲仓出料口相接，所述布料器环状出料口处设有若干均布的布料管，布料管至少设置5根，最佳为12根；所述布料管插入所述预热腔，所述预热腔上部呈圆筒形，其周向设有一出气口；所述预热腔中部设置有一环形风道，所述环形风道与所述预热腔之间设有若干个进气孔，所述环形风道与预热腔外壁之间设有与所述进气孔相通的带有锥形塞的捅料孔，进气孔与捅料孔至少设有30个，最佳设置为60个；均匀分布在环形风道内。所述环形风道一侧设有进气口；所述预热腔下部呈倒锥形，其内设有破拱装置，所述破拱装置为圆锥体，其下部通过连接件固定在预热腔的筒壁上；为了控制布料器和预热器料球的下落速度，同时控制回转窑的给料量，在预热腔出料口处还设置有卸料装置，所述卸料装置为一转子计量给料机。

上述预热器具有性能及特点如下：

1.破拱装置的科学设计，保证了物料的均匀下落，没有“空洞”，不会产生卡堵现象，料球受热均匀，换热效率高；

2.预热器漏风点少。烟气经过料球层过滤除尘后，能有效地降低含尘浓度，减小风机磨损。

3.卸料装置可调节回转窑的给料量，从而达到调控预热器出口温度和入窑料球的温度，保证回转窑煅烧热工制度稳定，生产出高质量的熟料。

4.由于良好的窑外预热，带预热器的窑长度可大大缩短。

5.预热器工艺参数测量仪表安装布置科学合理，便于在不停机状态下进行检修或更换。

上述预热器的工作原理为：将筛分合格的料球，送入进料缓冲仓，缓冲仓的出料口与布料器的环形锥体通道相接，环形锥体通道内设置有12根布料管，均匀分布在布料器的环形锥道内，料球通过布料器对预热腔内等高度布料；窑尾烟气通过环形风道上的进气口进入环形风道，经过60个均布的进气孔进入预热腔内；排风机的抽力在预热器顶部空腔形成的负压引导热交换后的废气由出气口排出；破拱装置使料球形不成打拱平衡力系，保证了料球下卸畅通，避免造成堵塞；卸料装置为一转子计量给料机，安装在预热器下部出口处，控制着布料器和预热器料球的下落速度，也控制着回转窑的给料量；预热器根据工艺及操作的要求，可安装有温度、压力等测量仪表，对过程物理参数及设备运行状态采用集中检测与控制。

本发明对于产品质量的提高和性能改善主要体现在以下几方面：

1.采用本发明的技术方案，使生料成球率高，机械冲击破碎和高温爆破率较低，为料球的充分预热和窑内煅烧提供了良好的条件；

2.采用熟料掺加的作用，促进了熟料矿物晶体的成核和晶形发育；

3.采用传统方法由于生料预烧不良，物料受热不均，窑内煅烧反应不充分，不但熟料中C12A7等过渡矿物含量偏高，而且造成熟料矿物晶体发育不好，大小悬殊且晶形极不规则，使水泥强度偏低且凝结时间偏短；加入预热步骤后，使生料球预烧充分、受热均匀，在窑内煅烧反应较为完全，促使熟料矿物晶体发育良好，晶形规则、大小均齐且分布较为均匀，从而使水泥的强度较高，凝结时间偏短的问题得到根本性的改善。

采用本发明的制备方法，通过优化成球工艺，在熟料成份相近的情况下，水泥抗压强度可较以前提高35％以上，凝结时间可延长3-4小时，所生产出的高品质铝酸盐水泥，各项质量及性能指标均达到了烧结法生产工艺的国际水平，其施工性能也得到根本性的改善，可达到提高热效率，节能降耗，实现废气达标排放，改善环境的目的。

附图说明

图1为本发明的设备系统布置图

图2为本发明的工艺流程图

图3为本发明预热器结构示意图

具体实施方式

实施例一：

如图3所示，本发明的预热装置选用移动床预热器，包括进料缓冲仓31、布料器32、预热腔33、破拱装置34和卸料装置35。进料缓冲仓31为斗状，布料器32为环状锥体，其进料口与进料缓冲仓31出料口相接，为了达到等高度的投料，布料器32环状出料口处设有均布的布料管321，布料管321设有12根，沿环状锥体一周均匀插入预热腔33内；预热腔33上部呈圆筒形，其周向设有一出气口331；出气口331与预热腔33中部设置有一环形风道332，在环形风道332一侧设有进气口336，环形风道332与预热腔33之间设有60个相通的进气孔334，环形风道332通向预热腔33外部设有与所述进气孔334相对应的捅料孔333，捅料孔333位于预热器体外一端口设有锥形塞335；预热腔33下部呈倒锥形，其内设有破拱装置34。破拱装置34为圆锥体，其下部通过连接件固定在预热腔33的筒壁上；为了控制布料器和预热器料球的下落速度和回转窑的给料量，在预热腔33出料口处设置有卸料装置35，卸料装置35为一转子计量给料机。

实施例二：

如图1、图2所示，铝酸盐水泥制备方法，包括主要步骤有：配料，生料粉制备，预湿成球，烘干，贮存，筛分，预热，回转窑煅烧，冷却，入库。其中预热步骤包括预热装置及回转窑系统，具体步骤是合格料球进入预热装置，经过预热装置预热的料球通过冷烟室将料球温度降低，进入回转窑、单筒冷却机然后进入联合储库，另外，回转窑的尾气通过冷烟室再返回预热装置进气口。预热装置的出气口处安有排风机，通过排风机的抽力，将预热装置内的废气收进电收尘器，电收尘器中的废气通过烟囱冒出，

实现上述制备方法采用如下制备系统：回转窑1、高温卸料器2、移动床预热装置3、窑尾排风机4、电收尘器5、FU链式输送机6、烟囱7、多通道燃烧器8、单筒冷却机9、振动筛10、提升机11、皮带机12、振动烘干机13、成球盘14、预湿搅拌机15、喂料螺旋机16、水箱17；提升机1 8、FU链式输送机19。

将铝矾土50％、石灰石40％、熟料10％混合成生料粉，由生料磨进入喂料螺旋机16，水箱17供一定比例的水，进入预湿搅拌机15内搅拌均匀，再通过皮带秤落入成球盘14制成湿料球，湿料球进入振动烘干机13烘干，送入料球库储存一段时间后，经皮带机12送入提升机11将料球送入振动筛10筛分，合格料球进入移动床预热装置3，不合格料球经FU链式输送机19送入提升机18，将其返回至生料磨。移动床预热装置3内的料球与窑尾高温烟气进行热交换，充分预热后，通过高温卸料器2进入回转窑1煅烧，熟料经单筒冷却机9冷却后进入联合储库；预热装置3出来的废气经过出气口被吸入窑尾排风机4，再送入电收尘器5净化后从烟囱7排入大气，电收尘的窑灰送入窑灰库。

回转窑1窑头采用新型多通道燃烧器8使入窑煤粉充分燃烧。

本发明使用的回转窑1，其窑的长度比传统用回转窑长度缩短近30％。

实施例三：

传统烧结工艺水泥质量指标与本发明烧结工艺制备的水泥质量指标对比见表1

表1 采用传统烧结工艺与采用本发明烧结工艺制备水泥质量指标对比

注：检测结果为GB177-85方法检验结果。

由表1数据对比可明显看出，实施本发明的制备方法，2001年在水泥中SiO₂较1999年和2000年分别增加0.98％和0.45％的情况下，水泥1d、3d抗压强度仍然提高了10MPa左右，提高幅度近15％，凝结时间则延长2小时左右；而在2002年2月至3月生产出口产品时SiO₂含量与1999年相当的情况下，水泥1d、3d抗压强度则分别提高了24MPa和30MPa左右，提高幅度分别达到35％和38％，凝结时间则延长了3-4小时。

同时由表1数据对比表明，利用本发明制备的水泥，其各项质量及性能指标均达到了同为烧结法生产工艺的美国中纯及高纯产品原质量水平；而与熔融法生产工艺的国外同类产品相比，其抗压强度已达到甚至超过了法国LAFARGE的SECAR50、SECAR51产品质量水平，而抗折强度则稍有差距。至于凝结时间的差异，则依据GB201-1999的要求，不宜超过6小时，而从新工艺的质量控制能力而言，则完全可达到国外熔融法生产工艺的产品质量水平。

Claims

1.一种铝酸盐水泥的制备方法，它包括下述步骤：配料、生料粉制备、预湿成球、回转窑煅烧、冷却、入库，其特征在于：在所述预湿成球与回转窑煅烧步骤之间加入烘干、筛分、预热步骤，所述预热步骤采用预热装置，所述预热装置进气口与水泥窑窑尾连通，窑尾尾气温度为700-800℃。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述配料由铝矾土、石灰石、熟料组成，其特征在于：所述原料配比(重量百分比)为：铝矾土40-60％，石灰石35-45％，熟料5-25％。

3.一种制备铝酸盐水泥的预热装置，其特征在于：它包括一斗状的进料缓冲仓；一具有环状锥体的布料器，其上口与所述进料缓冲仓的出料口相接，其下口均布有若干布料管；一预热腔，其中部设置有一环形通道，所述环形通道通往所述预热腔外侧设有一与热源相接的进气口，通往所述预热腔内设有进气孔；其上部沿周向设有一出气口，所述布料管下部插至所述预热腔上部；其下部设有一破拱装置；所述预热器底部出料口处设置有一卸料装置。

4.根据权利要求3所述的预热装置，其特征在于：所述预热腔上部为圆柱形，下部为倒锥形，所述破拱装置为正圆锥体，其下部固定安装在所述预热腔内壁上。

5.根据权利要求3所述的预热装置，其特征在于：所述卸料装置为一转子计量给料机。

6.根据权利要求3所述的预热装置，其特征在于：所述布料管至少设置5根。

7.根据权利要求3所述的预热装置，其特征在于：所述布料管设置为12根。

8.根据权利要求3所述的预热装置，其特征在于：所述环形通道内设有通向所述预热器外的捅料孔，其与所述进气孔相对设置且均匀分布在所述环形通道内，所述捅料孔的孔口处设有锥形塞。

9.根据权利要求8所述的预热装置，其特征在于：所述进气孔与捅料孔至少设有30个。

10.根据权利要求8所述的预热装置，其特征在于：所述进气孔与捅料孔设置为60个。