CS242622B1

CS242622B1 - Způsob úpravy složení surovinové směsi pri výrobě portlandského cementu

Info

Publication number: CS242622B1
Application number: CS835009A
Authority: CS
Inventors: Stanislav Chromy
Original assignee: Stanislav Chromy
Priority date: 1983-07-04
Filing date: 1983-07-04
Publication date: 1986-05-15
Also published as: CS500983A1

Abstract

Řešení se týká výroby portlandského cementu. Účelem řešení je dosáhnout optimální surovinové skladby pro vyráběnou značku cementu a snížit tak energetickou náročnost výroby cementu. Tohoto účelu je podle .vynálezu dosaženo tím, že při stálém režimu výpalu a stupni mletí cementu a dávkování přísad se pomocí souběžně prováděných fázových rozborů slínku a zkoušek pevnosti cementu stanoví rozsah kolísání obsahu alitu ve slínku a závislost pevností cementu na obsahu alitu a z této závislosti se pro požadovanou pevnost cementu určí odpovídající obsah alitu ve slínků a podle této hodnoty se upraví skladba surovinová směsi. Mikroskopická kontrola fázového složení se s výhodou provede metodou bodové integrace nebo mikroskopickým odhadem.

Description

(54) Způsob úpravy složení surovinové směsi pri výrobě portlandského cementu

242 622

Vynález se týká způsobu úpravy složení surovinové směsi při výrobě portlandského cementu·

Chemické složení surovinové moučky nebo surovinového kalu má významný vliv na reaktivitu^a tím na měrnou tepelnou spotřebu a výkon rotační pece při výrobě portlandského slínku· Protože možnosti zvyšování obsahu kapalné fáze ve slínku při jeho výpalu jsou omezené, je rozhodujícím faktorem reaktivity surovinové moučky z hlediska chemické skladby obsah alitu C^S, který současně rozhoduje o pevnostech, tj< kvalitě cementu· Proto jeho optimální obsah vzhledem k vyráběné značce cementu má významný vliv na ekonomii výroby· V současné době neexistuje způsob, jakým tento optimální obsah alitu stanovit a chemická surovinová skladba v cementárnách vychází pouze z nepřesných obecně platných zásad a praktických zkušeností· Protože možnosti experimentování s výrobním zařízením a objektivního hodnocení takových pokusů jsou velmi omezené, nelze tento současný způsob považovat za vyhovující.

Uvedené nedostatky odstraňuje způsob úpravy složení surovinové směsi, jehož podstata spočívá v tom, že při stálém režimu výpalu a stálém stupni mletí cementu a dávkování přísad se alespoň pěti souběžně provedenými fázovými rozbory vzorků slínku a zkouškami pevností odpovídajících cementů stanoví rozsah kolísání obsahu alitu ve slínku a závislost pevností cementu na obsahu alitu a ze získané závislosti se určí optimální obsah alitu ve slínku podle vztahu kde A^ je obsah alitu ve slínku při požadované značkové pevnosti cementu a Δ A je rozsah kolísání obsahu alitu ve slínku, a z takto opraveného reálného fázového složení slínku se stanoví odpovídající chemické složení surovinové směsi, podle něhož se upraví surovinová skladba, přičemž dodržování takto

242 622 stanoveného zadaného chemického složení se sleduje a řídí podle fázového složení slínku.

Tímto způsobem je zaručena optimální surovinová skladba pro výrobu oementu požadované značky a dosáhne se snížení spotřeby paliva i elektrické energie na mletí oementu*

Dané řečení vychází ze skutečnosti, že při správném a stálém výpalu, dosaženém a udržovaném na základě kontrol reálného fázového složení vyráběného slínku prováděných mikroskopickou metodouý je vztah mezi obsahem alitu ve slínku a pevností cementu charakteristický pro každou výrobní lokalitu, a že v rámci této výrobní lokality je poměrně stálý. To znamená, že v každé cementárně je obsah alitu pro tuté$ značku cementu rozdílný a jeho nejmenší přípustný obsah musí být zaručen v rozsahu provozního kolísání surovinové skladby, jejíž úroveň závisí na typu surovinového ložiska a na teohniokém vybavení závodu. Z chemických faktorů má, kromě obsahu alitu, vliv na reaktivitu surovinové moučky i obsah kapalné fáze ve slínku při výpalu, 'tj. obsah, trikalcium aluminátu C^A a kalcium aluminát ferritu C^AF. Hodnoty obsahů těchto fází se pro danou výrobní lokalitu a druh cementu stanoví jinými postupy.

Praktická realizace způsobu podle vynálezu je založena na paralelním provádění fázových rozborů vyráběného slínku a jeho chemických rozborů a stanovení odpovídajících pevností cementu při normálním provozu výrobního zařízení. Zkušenost ukazuje, že současné metody neumožňují pohotovou a spolehlivou kontrolu výpalu, který je většinou zbytečně intenzivní. Proto odběru slínku musí obvykle předcházet úprava a stabilizace výpalu na obsah 1 % volného CaO ve slínku pomocí mikroskopické metody. Obsah volného CaO i ostatních slínkových fází se stanoví metodou mikroskopické bodové integrace nebo odhadem v nábrusu ze slínkové granálie, obarvené parami CH^COOH. Počet stanovení musí být individuelně volen tak, aby postihl rozsah kolísání obsahu alitu ve slínku výrobní lokality. Odebrané slínky se semelou s přísadou sádrovce na shodný měrný povrch. Z výsledků stanovení se pořídí závislost pevností oementu na obsahu alitu ve slínku a proti značkové vaznosti se odečte odpovídající obsah alitu C^S. Aby byla v provozních podmínkáoh vždy zaručena značková pevnost cementu, připočte

242 622 se k tomuto obsahu alitu polovina zjištěného rozsahu jeho provozního kolísání a získaná hodnota se stane zadáním pro surovinovou skladbu závodu· Kolísání obsahu alitu závisí na možnostech závodu udržovat zadané chemické složení surovinové moučky. Protože obsah alitu je při stálém silikátovém a aluminátovém modulu přibližně lineární funkci obsahu kysličníku vápenatého ve slínku, nezávisí interval jeho provozního kolísání na zadané hodnotě obsahu axitu. Pro stanovení optimálního obsahu alitu ve slínku ^Aopt platí vztah

A , = A + 0,5 . Δ A opt z (1) kde A_z je obsah alitu ve slínku při značkové vaznosti cementu a Λ A je rozsah provozního kolísání obsahu alitu ve slínku. Protože obsah C^A a C^AFjsou pro výrobní lokalitu již dané a ve vypáleném slínku zůstává požadovaný obsah volného CaQ, platí pro mineralogické složeni slínku s optimálním obsahem alitu C^S a obsahem belitu CgS:

C^A + C^AF + C^S + volný CaO + CgS = 100 /hmot»$/ (2)

Z takto určeného fázového složení slínku se opačným postupem podle Bogue vypočte sycení vápnem S^_p, silikátový Mg a aluminátový modul M_A* Tyto hodnoty budou nadále zadáním pro surovinovou skladbu závodu. Popsaný způsob bude názorně ukázán, na příkladu.

V cementárně s mokrým způsobem výroby a parametry surovinové skladby ^sLp- 96; M_g 3 2,3; M_A = 1,8 se vaznosti cementu po 28 dnech pohybovaly mezi 40 až 45 MPa při mikroskopicky zjištěném obsahu volného CaO okolo 0,2 %. Skutečný obsah alitu ve slínku se pohyboval okolo 70 Protože šlo o přepalování, byl stupeň výpalu upraven postupným snižováním tepelného příkonu rotační pece na 1 /o volného CaO ve slínku, což bylo spojeno se vzrůstem vazností cementu přibližně o 4 MPa. Po dobu 30 ti dnů bylo odebíráno po jednom vzorku slínku, odpovídajícím každému homogenizačnímu bazénu. Z každého vzorku byl z jedné granálie střední velikosti zhotoven nábrus a na základě mikroskopického hodnocení těchto nábrusů bylo vybráno 20 slínku s rozdílným obsahem alitu a přibližně shodným obsahem volného CaO 1 ze kterých byly připraveny cementy s přísadou 4 $ sádrovce a měrným povrchem 301 2 -1

303 m . kg a stanoveny jejich pevnosti po 28 dnech. Ze slínků

242 622 byly pořízeny kvantitativní fázové rozbory metodou mikroskopické bodové integrace· Zjištěné- kolísání alitu bylo v intervalu 12 % a lineární závislost vaznosti na obsahu alitu ve slínku byla charakterizována směrnicí K = 0,696 a úsekem na svislé ose q = 3 MPa. Značkové pevnosti 40 MPa odpovídal obsah alitu 53 %· Optimální obsah alitu byl stanoven pomocí rovnioe (l) a s použitím středních obsahů C^A a C^AF bylo z rovnice (2) stanoveno opravené reálné fázové složení slínku:

C₃S= 59 C₂S= 20,$#; C₃A= 9,6 C^AFx 9,9 $, volný CaO$& 1

Pomocí opačného postupu podle Bogue byly z tohoto fázového složení vypočteny parametry chemického složení S^_p s 9^,6$ M_g= 2,5; M_a = 1,75 a tyto hodnoty byly pomoci konstant úměrnosti lokality (l,02; 1,09; 0,97) přepočteny na S^p - 92_t7} M_g s 2,U; M_A = 1,8. Konstanty úměrnosti lokality mezi syoením vápnem a moduly, stanovenýipi^zfázového a chemického složení slínku, byly pro tuto výrobní lokalitu stanoveny s použitím fázových a chemických rozborů odebranýoh slínků* Uvedené parametry chemického složení slínku se staly zadáním pro surovinovou skladbu závodu a jejich

M dodržování bylo nadále spolu se správným stupněm výpalu zajištováno pomoci reálného fázového složení vyráběného slínku, mikroskopicky odhadovaného zapracovaným technikem* Výsledkem byl rovnoměrný výpal se sníženou spotřebou paliva i elektrická energie na mletí cementu*

Claims

PŘEDMĚT VYNÁLEZU

242 622

1. Způsob úpravy složení surovinové směsi při výrobě portlandského cementu, vyznačující se tím, že při stálém režimu výpalu a stálém stupni mleti cementu a dávkování přísad se alespoň pěti souběžně provedenými fázovými rozbory vzorků slínku a zkouškami pevností odpovídajících cementů stanoví rozsah kolísání obsahu alitu ve slínku a závislost pevností cementu na obsahu alitu a ze získané závislosti se určí optimální obsah alitu ve slínku podle vztahu

A , s A + 0,5 · Λ A opt z ’ ** kde A^ je obsah alitu ve slínku při požadované značkové pevnosti cementu a Δ A je rozsah kolísání obsahu alitu ve slínku, a z takto opraveného reálného fázového složení slínku se stanoví odpovídající chemické složení surovinové směsi, podle něhož se upraví surovinová skladba, přičemž dodržování takto stanoveného se zadaného chemického složení sleduje a řídí podle fázového složení slínku*
2. Způsob optimalizaoe podle bodu 1, vyznačující se tím, že zjištování a kontrola fázového složeni slínku se provádí mikroskopicky, v nábrusech obarvených parami kyseliny octové metodou bodové integraoe nebo mikroskopickým odhadem·