JP3969445B2 - Cement clinker manufacturing method - Google Patents
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Description
この発明はセメントクリンカの製造方法、詳しくは焼成工程における焼成熱量の低減を可能としたセメントクリンカの製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing a cement clinker, and more particularly, to a method for producing a cement clinker that can reduce the calorific value in the firing step.
近年、セメント製造技術の目ざましい進歩は、セメントクリンカ（以下、クリンカ）の焼成熱量を低減させる技術の開発であると言われている。すなわち、それまでの調合原料に水を加えて均一化した後に焼成することで大きな焼成熱量を必要としていた湿式焼成法から、セメント原料を熱風により乾燥後に粉砕してから焼成して焼成熱量を減らす乾式焼成法へと移行し、さらには予め調合原料をプレヒータにより仮焼し、得られた仮焼原料をロータリーキルン（以下、キルン）に投入することで、焼成熱量をさらに低減させるようにしたニューサスペンション方式の焼成法の開発といった一連の焼成技術の変遷がある。 In recent years, remarkable progress in cement manufacturing technology is said to be the development of technology that reduces the calorific value of cement clinker (hereinafter referred to as clinker). In other words, from the wet firing method that required a large calorific value by adding water to the original blended raw material and then calcining it, the cement raw material is crushed after drying with hot air and then calcined to reduce the calorific value. New suspension that has shifted to the dry firing method, and calcined the pre-heated raw material in advance with a pre-heater, and putting the obtained calcined raw material into a rotary kiln (hereinafter referred to as a kiln) to further reduce the calorific value. There is a series of changes in firing technology, such as the development of a method of firing.
その後、さらなる焼成熱量の低減化を図る技術として、(1) 調合原料の主要化学組成を変更する方法（非特許文献１）と、(2) フラックスを使用する方法（同じく非特許文献１）とがそれぞれ開発された。
(1)の方法は、アルミナ、鉄、硫黄などの含有量を変更し、焼成時の液相量を増やし、比較的低温でもクリンカが生成し易くなるようにした方法である。
(2)の方法は、焼成反応を促進させる螢石（フッ化カルシウム）などのフラックスをセメント原料に添加する方法である。
The method (1) is a method in which the content of alumina, iron, sulfur, etc. is changed to increase the amount of liquid phase during firing so that clinker is easily generated even at a relatively low temperature.
The method (2) is a method in which a flux such as meteorite (calcium fluoride) that accelerates the firing reaction is added to the cement raw material.
しかしながら、これらの(1)調合原料の主要化学組成を大きく変更する方法、(2)フラックスを使用する方法には、それぞれ以下の課題があった。
すなわち、(1)調合原料の主要化学組成を大きく変更する方法では、汎用のポルトランドセメントとは異なる鉱物組成のクリンカが生成される。そのため、製造されたセメントを使用し、コンクリートまたはモルタルを作製したとき、これらのものは特異な流動性状および強度発現性を示すことになる。その結果、セメントの用途が限定され、これを広範囲に実用に供することはできなかった。
また、(2)フラックスを利用する方法では、フラックスの成分元素（例えばフッ素）がキルン内で揮発し、これがキルンやプレヒータの内壁に付着してコーチングトラブルを発生させたり、フラックス成分の影響で特異な物性のセメントが製造されることがあった。これらは、フラックスの添加量が増加するほど顕著になった。
However, these (1) methods of greatly changing the main chemical composition of the blended raw materials and (2) methods of using flux have the following problems.
That is, (1) In the method of greatly changing the main chemical composition of the blended raw material, a clinker having a mineral composition different from that of general-purpose Portland cement is generated. Therefore, when the manufactured cement is used to produce concrete or mortar, these will exhibit unique fluidity and strength development. As a result, the use of cement was limited, and this could not be used in a wide range.
In addition, (2) in the method using flux, the component element of the flux (for example, fluorine) volatilizes in the kiln, which adheres to the inner wall of the kiln or preheater and causes a coating trouble, or is unique due to the influence of the flux component. Cement with various physical properties was sometimes produced. These became more noticeable as the amount of flux added increased.
そこで、発明者は、鋭意研究の結果、クリンカの主要構成鉱物の一種であるエーライトに着目した。すなわち、不均一核生成で成長するエーライトの成長機構を利用し、エーライトの生成を従来に比べて低い温度から促進させれば、焼成熱量のさらなる低減が可能であることを発見し、この発明を完成させた。
この発明は、セメントの主要化学組成および鉱物組成を大きく変更することなく、しかも品質を低下させず、プレヒータのコーチング量の減少や耐火レンガの寿命の延長に有効でありながら、焼成熱量の低減化を図ることができるセメントクリンカの製造方法を提供することを目的としている。
Thus, as a result of intensive research, the inventor has focused on alite, which is a kind of clinker's main constituent mineral. In other words, it was discovered that if the growth mechanism of alite that grows by heterogeneous nucleation is used and the generation of alite is promoted from a lower temperature than before, the calorific value can be further reduced. Completed the invention.
This invention does not significantly change the main chemical composition and mineral composition of cement, and does not deteriorate the quality, and is effective in reducing the preheater coating amount and extending the life of the refractory brick, while reducing the calorific value. It aims at providing the manufacturing method of the cement clinker which can aim at.
請求項１に記載の発明は、原料工程で混合した複数のセメント原料からなる調合原料を焼成工程で焼成し、エーライトを含むセメントクリンカを製造するセメントクリンカの製造方法において、前記セメントクリンカの液相の温度より高い融点を有し、かつ、前記エーライト生成の核となるセメントクリンカ、セメントまたは耐火レンガを、前記原料工程にて前記セメント原料および調合原料のうちの少なくとも１つに混入するセメントクリンカの製造方法である。この調合原料には、焼成工程内のセメントクリンカを含む。 The invention according to claim 1 is a method for producing a cement clinker in which a blended raw material composed of a plurality of cement raw materials mixed in a raw material step is fired in a firing step to produce a cement clinker containing alite. Cement having a melting point higher than the temperature of the phase, and cement clinker, cement or refractory brick which is the core of alite formation mixed in at least one of the cement raw material and the blended raw material in the raw material process It is a manufacturing method of a clinker. This blended raw material includes cement clinker in the firing process.
請求項１に記載の発明によれば、セメントクリンカの主要構成鉱物であるエーライトは、通常のセメントクリンカの生成条件では、自発的にエーライトの核を生成することが難しく、他の物質を核（不均一核）とし、結晶成長を開始する性質がある。
そこで、成長する環境相の外部からその物質を添加し、液相のセメントクリンカ中に共存させる。こうすれば、添加された物質を核として、エーライトの生成が従来に比べて低い温度から促進される。これにより、エーライトの生成完了までの時間が短縮され、最高加熱温度も低くなる。その結果、セメントの主要鉱物組成の変更またはフラックスを使用することなく、焼成熱量の低減化を図ることができる。
結晶の成長は、何もない環境相から結晶の芽が生じる核生成と、核生成後の定常的な結晶成長との２つの素過程よりなる。また、核生成は、成長する物質自身が核になる自然核生成と、異物質が核になる不均一核生成との２つに分類される。成長する結晶と同じ結晶であっても、この発明の場合のように、成長する環境相の外部から添加し、それを核として成長する際には、不均一核生成の範疇に含まれるものである。
According to the invention described in claim 1, it is difficult for alite, which is a main constituent mineral of cement clinker, to spontaneously generate alite nuclei under normal cement clinker production conditions. It has the property of forming a nucleus (heterogeneous nucleus) and starting crystal growth.
Therefore, the substance is added from outside the growing environmental phase and coexists in the liquid phase cement clinker. By doing so, the generation of alite is promoted from a lower temperature than in the prior art using the added substance as a nucleus. As a result, the time until generation of alite is completed is shortened, and the maximum heating temperature is also lowered. As a result, the calorific value can be reduced without changing the main mineral composition of the cement or using a flux.
Crystal growth consists of two elementary processes: nucleation in which crystal buds are produced from an empty environmental phase and steady crystal growth after nucleation. Nucleation is classified into two types: natural nucleation in which the growing substance itself nucleates and heterogeneous nucleation in which a different substance nucleates. Even if it is the same crystal as the growing crystal, it is included in the category of heterogeneous nucleation when it is added from outside the growing environmental phase and grown as a nucleus as in the case of the present invention. is there.
原料工程とはセメント製造プロセスの初期工程であって、石灰石、粘土、珪石、鉄原料などのセメント原料を原料ミルに投入し、これらの原料を混合しながら所定の粒度まで粉砕する。また、粉砕前の粘土類は、必要により粘土ドライヤなどで乾燥させる。
焼成工程では、調合原料がクリンカ焼成設備の主要機器であるキルンに投入され、その後、キルン内を徐々に下流に移動しながら、焼成帯で１４５０℃程度まで加熱される。その途中、調合原料は乾燥、脱水、分解などの過程を経ながら、焼成帯の近傍で調合原料中のライム（酸化カルシウム）、シリカ、アルミナなどが互いに再結合し、クリンカ組成化合物が生成される。その過程で液相が生成する。液相の生成温度（以下、液相温度）は１２００〜１３００℃付近である。
The raw material process is an initial step of the cement manufacturing process, and cement raw materials such as limestone, clay, silica stone, and iron raw materials are charged into a raw material mill and pulverized to a predetermined particle size while mixing these raw materials. Moreover, the clays before pulverization are dried with a clay dryer, if necessary.
In the firing step, the blended raw material is put into a kiln which is a main device of the clinker firing equipment, and then heated to about 1450 ° C. in the firing zone while gradually moving downstream in the kiln. In the middle of the process, the raw materials are dried, dehydrated, and decomposed, and lime (calcium oxide), silica, alumina, etc. in the raw materials are recombined with each other in the vicinity of the calcining zone to produce a clinker composition compound. . In the process, a liquid phase is generated. The generation temperature of the liquid phase (hereinafter, liquid phase temperature) is around 1200 to 1300 ° C.
セメントクリンカの主要構成鉱物は、エーライトと、ビーライトと、これらの中間を埋める間隙相とからなる。エーライトは、クリンカ組成物の約半分量を占める鉱物で、その平均粒径は２０μｍ程度である。このエーライトは、不均一核を生成する物質である。 The main constituent mineral of cement clinker consists of alite, belite, and interstitial phase filling between them. Alite is a mineral occupying about half of the clinker composition, and its average particle size is about 20 μm. This alite is a substance that generates heterogeneous nuclei.
エーライトの生成の核となる物質（以下、生成の核となる物質）は、液相と接触しても分解したり、融解しないものでなければならない。それには、セメントクリンカの液相生成温度（１２００〜１３００℃付近）より、物質の融点が高い必要がある。この場合の生成の核となる物質としては、耐火レンガ、酸化マグネシウム、白金、ロジウムなども採用することができる。ただし、ロータリーキルンから焼き出されたセメントクリンカの中でも、固相として安定的に存在する物質が好ましい。例えば、セメント工場内で入手が容易なセメントクリンカ、これより製造されたセメントである。なお、運転中の高温のロータリーキルン内に石灰石微粉を窯前から投入すると、調合原料やセメントクリンカと接触する前に、石灰石微粉が高熱下で脱炭酸して生石灰微粉に変化する。これにより、生石灰微粉を投入した場合とほぼ同じ効果が得られる。このように融点が１３００℃を超える物質を核として外部から添加すれば、エーライトの生成が促進され、セメントクリンカの焼成熱量が低減する。
生成の核となる物質は、セメントクリンカでも、セメントでも、耐火レンガでもよい。さらには、セメントクリンカとセメントとの両方を混合したものでもよい。その際の混合割合は、例えば５：９５〜５０：５０である。
セメントの種類は限定されない。例えば、普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメント、中庸熱ポルトランドセメントなどの各種のポルトランドセメントが挙げられる。セメントクリンカとしては、これら各種のポルトランドセメントの原料となるセメントクリンカを採用することができる。特に、エーライト量が多い早強ポルトランドセメントまたはそれ用のセメントクリンカが好ましい。
生成の核となる物質であるセメント、セメントクリンカ、耐火レンガの粒径は、小さい方が好ましい。例えば５μｍ以下である。
The substance that forms the core of alite (hereinafter referred to as the substance that forms the core) must not decompose or melt even when it comes into contact with the liquid phase. For that purpose, the melting point of the substance needs to be higher than the liquid phase formation temperature of cement clinker (around 1200 to 1300 ° C.). In this case, refractory bricks, magnesium oxide, platinum, rhodium, and the like can also be used as the substance that forms the nucleus. However, among the cement clinker baked out from the rotary kiln, a substance that stably exists as a solid phase is preferable. For example, a cement clinker that can be easily obtained in a cement factory, and a cement manufactured therefrom. In addition, when limestone fine powder is thrown into the high-temperature rotary kiln during operation from before the kiln, the limestone fine powder is decarboxylated under high heat and changed to quick lime fine powder before coming into contact with the blended raw material or cement clinker. Thereby, the substantially same effect as the case where quick lime fine powder is thrown in is acquired. Thus, if a substance having a melting point exceeding 1300 ° C. is added from the outside as a core, the generation of alite is promoted, and the calorific value of cement clinker is reduced.
The material that forms the nucleus may be cement clinker, cement, or refractory brick. Further, a mixture of both cement clinker and cement may be used. The mixing ratio in that case is 5: 95-50: 50, for example.
The type of cement is not limited. Examples thereof include various Portland cements such as ordinary Portland cement, early-strength Portland cement, and moderately hot Portland cement. As the cement clinker, a cement clinker used as a raw material for these various Portland cements can be employed. In particular, early-strength Portland cement with a large amount of alite or a cement clinker therefor is preferable.
The smaller the particle size of cement, cement clinker, and refractory bricks, which are the substances that form the core, is preferable. For example, it is 5 μm or less.
この生成の核となる物質であるセメントクリンカ、セメントまたは耐火レンガの投入は、原料工程で実施する。または、焼成工程と原料工程との両方にわけて、この生成の核となる物質または核含有物質の投入を実施してもよい。 The cement clinker, cement, or refractory brick, which is a substance that forms the core of this generation, is introduced in the raw material process. Alternatively, the material serving as the nucleus of the generation or the material containing the nucleus may be input into both the firing process and the raw material process.
生成の核となる物質であるセメントクリンカ、セメントまたは耐火レンガは、原料工程で予めセメント原料および調合原料のうち、少なくとも１つの中に混入してもよい。具体的には、この物質をセメント原料とともに原料ミルに投入したり、粘土ドライヤに投入してもよい。
生成の核となる物質の混入量は限定されない。例えば、調合原料１００重量部に対して５重量部以下である。また、核含有物の混入量は限定されない。例えば、生成の核となる物質換算で、調合原料１００重量部に対して５重量部以下である。
生成の核となる物質としては、セメントクリンカ 、セメント、耐火レンガの微粉末などを採用することができる。
The cement clinker, cement, or refractory brick, which is a substance that forms the core of the generation, may be mixed in at least one of the cement raw material and the blended raw material in advance in the raw material process. Specifically, this substance may be charged together with the cement raw material into a raw material mill or into a clay dryer.
There is no limitation on the amount of substances that become the core of the production. For example, it is 5 parts by weight or less with respect to 100 parts by weight of the prepared raw material. Moreover, the mixing amount of the core-containing material is not limited. For example, it is 5 parts by weight or less with respect to 100 parts by weight of the prepared raw material in terms of a substance that is a nucleus of generation.
Cement clinker, cement, refractory brick fine powder, or the like can be used as the material that forms the nucleus.
請求項２に記載の発明は、前記セメントクリンカ、セメントまたは耐火レンガは、前記調合原料１００重量部に対して５重量部以下の割合で混入する請求項１に記載のセメントクリンカの製造方法である。
生成の核となる物質の混入量は、調合原料１００重量部に対して５重量部以下である。５重量部を超えると、物質の種類によっては、セメントクリンカの品質が低下する。生成の核となる物質の好ましい混入量は、０．０５〜１．０重量部である。この範囲であれば、セメントクリンカの焼成熱量のさらなる減少とフリーライムの減少などによる品質向上という、より好適な効果が得られる。
Invention of Claim 2 is the manufacturing method of the cement clinker of Claim 1 with which the said cement clinker, cement, or a refractory brick mixes in the ratio of 5 weight part or less with respect to 100 weight part of the said mixing raw materials. .
The mixing amount of the substance serving as the nucleus of generation is 5 parts by weight or less with respect to 100 parts by weight of the prepared raw material. If the amount exceeds 5 parts by weight, the quality of the cement clinker is lowered depending on the type of the substance. A preferable mixing amount of a substance serving as a nucleus of generation is 0.05 to 1.0 part by weight. If it is this range, the more suitable effect of the quality improvement by the further reduction of the calorie | heat amount of baking of a cement clinker, the reduction | decrease of a free lime, etc. will be acquired.
請求項３に記載の発明は、前記セメントクリンカ、セメントまたは耐火レンガの粒径は、５ｍｍ以下である請求項１または請求項２に記載のセメントクリンカの製造方法である。
生成の核となる物質であるセメントクリンカ、セメントまたは耐火レンガの粒径が５ｍｍを超えると、物質の種類によっては、セメントクリンカの品質が低下する。物質の好ましい粒径は、０．０１ｍｍ以下である。この範囲であれば、セメントクリンカの焼成熱量のさらなる減少と品質向上という、より好適な効果が得られる。
Invention of Claim 3 is a manufacturing method of the cement clinker of Claim 1 or Claim 2 whose particle size of the said cement clinker, cement, or a refractory brick is 5 mm or less.
When the particle size of the cement clinker, cement, or refractory brick, which is a material that forms the core, exceeds 5 mm, the quality of the cement clinker decreases depending on the type of the material. The preferred particle size of the substance is 0.01 mm or less. If it is this range, the more suitable effect of the further reduction of the calorie | heat amount of a cement clinker and the quality improvement will be acquired.
この発明に係るセメントクリンカの製造方法によれば、エーライトの生成の核となる物質であるセメント、セメントクリンカまたは耐火レンガを、原料工程にてセメント原料および調合原料のうち、少なくとも１つの中に混入する。このため、エーライトの生成を従来に比べて低い温度から促進させることができる。これにより、高品質のセメントクリンカを従来より小さい焼成熱量原単位で焼成することができる。 According to the method for producing a cement clinker according to the present invention, cement, cement clinker, or refractory brick, which is a core of generation of alite, is contained in at least one of the cement raw material and the blended raw material in the raw material process. Mixed. For this reason, the production | generation of alite can be promoted from low temperature compared with the past. Thereby, a high quality cement clinker can be baked with a calorific value basic unit smaller than before.
以下、この発明の実施例を具体的に説明する。 Examples of the present invention will be specifically described below.
まず、試験例、参考例および比較例で使用する材料と、試験項目および試験方法とを、以下に示す。
１．使用材料
１）耐火レンガ；スピネルレンガ
２）セメント調合原料；石灰石、粘土、珪石、鉄原料（重量比で、７８：１５：５：２）
３）普通および早強ポルトランドセメントクリンカ の微粉；三菱マテリアル株式会社製
４）普通および早強ポルトランドセメント；三菱マテリアル株式会社製
First, materials used in test examples , reference examples, and comparative examples, test items, and test methods are shown below.
1. Materials used 1) Refractory bricks; Spinel bricks 2) Cement mixed raw materials; Limestone, clay, silica stone, iron raw materials (weight ratio, 78: 15: 5: 2)
3) Fine powder of normal and early strength Portland cement clinker; made by Mitsubishi Materials Corporation 4) Normal and early strength Portland cement; made by Mitsubishi Materials Corporation
２．試験項目および試験方法
(1)フリーライム
セメント協会標準試験方法「遊離カルシウムの定量方法」による。すなわち、試料をグリセリンとアルコールとの混合溶媒とともに煮沸してカルシウムを溶出させ、酢酸アンモニウムのアルコール溶液により滴定する。
(2)クリンカー焼成熱量原単位
セメントクリンカの焼成に必要な１時間当たりの燃料の発熱量（単位ｋｃａｌ／ｈ）を、１時間当たりのクリンカ製造量（単位ｔ／ｈ）で除した値である。燃料の発熱量は、１時間当たりの燃料使用量にその低発熱量を乗じて求める。
2. Test items and test methods
(1) Free Lime Cement Association standard test method “Quantitative method of free calcium”. That is, the sample is boiled with a mixed solvent of glycerin and alcohol to elute calcium, and titrated with an alcohol solution of ammonium acetate.
(2) Clinker calorific value basic unit This is the value obtained by dividing the calorific value of fuel per hour (unit kcal / h) required for calcining cement clinker by the amount of clinker produced per hour (unit t / h). . The calorific value of the fuel is obtained by multiplying the amount of fuel used per hour by the low calorific value.
（試験例１、比較例１）
融点が１８００℃程度の耐火レンガの微粉（粒径１４９μｍ以下）を、原料工程で、普通ポルトランドセメントの調合原料（粒径２１０μｍ以下）に、このセメント調合原料を１００重量部としたとき、０．２重量部混入した。これを、ロータリーキルンに投入し、１４５０℃程度で焼成した。焼成時の最高加熱温度は、１５００℃（耐火レンガの微粉の未添加時の最高加熱温度１５００℃）である。耐火レンガの組成は、ＳｉＯ２：０．３％、Ａｌ２Ｏ３：１７．１％、Ｆｅ２Ｏ３：３．０％、ＣａＯ：０．５％、ＭｇＯ：７９．１％である。得られたセメントクリンカ の鉱物組成を表１に示す。ここでは、耐火レンガの微粉を投入したものを試験例１とし、未投入のものを比較例１とした。
(Test Example 1, Comparative Example 1)
When refractory brick fine powder having a melting point of about 1800 ° C. (particle size of 149 μm or less) is used as a normal Portland cement mixed material (particle size of 210 μm or less) in the raw material process, 2 parts by weight were mixed. This was put into a rotary kiln and baked at about 1450 ° C. The maximum heating temperature during firing is 1500 ° C. (maximum heating temperature 1500 ° C. when refractory brick fine powder is not added). The composition of the refractory bricks is SiO 2 : 0.3%, Al 2 O 3 : 17.1%, Fe 2 O 3 : 3.0%, CaO: 0.5%, MgO: 79.1%. Table 1 shows the mineral composition of the obtained cement clinker. Here, a sample in which fine powder of refractory bricks was added was designated as Test Example 1, and a sample that was not yet introduced was designated as Comparative Example 1.
得られた普通ポルトランドセメントクリンカは、その主要化学組成が耐火レンガの微粉を投入しない場合と略同じである。しかしながら、ロータリーキルンを一週間運転したときの普通ポルトランドセメントクリンカ中のフリーライムの平均含有率は、耐火レンガの微粉を投入しなかったときの０．９％から０．６％まで低下した。また、セメントクリンカの焼成熱量原単位は、耐火レンガの微粉を未投入のときの６５０ｋｃａｌ／ｔから６４４ｋｃａｌ／ｔへと約１％低下した。 The obtained ordinary Portland cement clinker has substantially the same main chemical composition as when no refractory brick fine powder is added. However, the average content of free lime in ordinary Portland cement clinker when the rotary kiln was operated for one week decreased from 0.9% when the refractory brick fine powder was not added to 0.6%. Moreover, the calcining calorific value of cement clinker decreased by about 1% from 650 kcal / t when refractory brick fine powder was not added to 644 kcal / t.
（参考例１、比較例２）
セメントクリンカクーラの電気集塵機により、普通ポルトランドセメントクリンカの粒子（粒径は５ｍｍ以下）を集塵し、これを窯前から専用の吹き込み設備によりロータリーキルン内に、キルン軸方向に向かって、セメントクリンカ１ｔ当たり８ｋｇ投入した。ロータリーキルン内では、普通ポルトランドセメントクリンカを１４５０℃程度で焼成中とする。焼成時の最高加熱温度は、約１５００℃（普通ポルトランドセメントクリンカの粒子の未投入時の最高加熱温度は約１５５０℃）である。普通ポルトランドセメントの微粉末の融点は１７００℃程度である。得られたセメントクリンカの鉱物組成を同じく表１に示す。ここでは、普通ポルトランドセメントクリンカの粒子を投入したものを参考例１とし、未投入のものを比較例２とした。
( Reference Example 1 and Comparative Example 2)
Cement clinker cooler's electric dust collector collects ordinary Portland cement clinker particles (particle size of 5mm or less), and in front of the kiln, it is put into a rotary kiln with a dedicated blowing facility, and the cement clinker 1t 8 kg was charged per unit. In a rotary kiln, normal Portland cement clinker is being fired at about 1450 ° C. The maximum heating temperature during firing is about 1500 ° C. (the maximum heating temperature when normal Portland cement clinker particles are not charged is about 1550 ° C.). The melting point of ordinary Portland cement fine powder is about 1700 ° C. The mineral composition of the obtained cement clinker is also shown in Table 1. Here, a sample in which normal Portland cement clinker particles were added was referred to as Reference Example 1, and a sample in which particles were not input was referred to as Comparative Example 2.
その結果、得られた普通ポルトランドセメントクリンカは、主要鉱物組成がこのセメントクリンカ粒子の未投入時と略同じである。しかしながら、ロータリーキルンを一週間運転したときの普通ポルトランドセメントクリンカ中のフリーライムの平均含有率は、０．４％と、普通ポルトランドセメントクリンカの粒子を未投入の場合と略同じか若干減少した。しかも、セメントクリンカの焼成熱量原単位は、普通ポルトランドセメントクリンカの粒子を未投入のときの６５２ｋｃａｌ／ｔから６４０ｋｃａｌ／ｔへと約２％低下した。 As a result, the obtained ordinary Portland cement clinker has substantially the same main mineral composition as when the cement clinker particles were not charged. However, when the rotary kiln was operated for one week, the average content of free lime in ordinary Portland cement clinker was 0.4%, which was substantially the same as or slightly decreased when the ordinary Portland cement clinker particles were not charged. Moreover, the calcining calorific value of cement clinker was reduced by about 2% from 652 kcal / t when normal Portland cement clinker particles were not charged to 640 kcal / t.
（参考例２、比較例３）
ロータリーキルン内に、窯尻から専用のバーナによりキルン軸方向に向かって、早強ポルトランドセメントクリンカの微粉（ブレーン値３５００ｃｍ２／ｇ）を、セメントクリンカ１ｔ当たり１０ｋｇ投入した。ロータリーキルン内では、普通ポルトランドセメントクリンカを１４５０℃程度で焼成中である。早強ポルトランドセメントクリンカの微粉末の融点は１７００℃程度である。焼成時の最高加熱温度は、約１５００℃（早強ポルトランドセメントクリンカの微粉の未投入時の最高加熱温度は約１５５０℃）である。得られたセメントクリンカの鉱物組成を同じく表１に示す。ここでは、早強ポルトランドセメントクリンカの微粉を投入したものを参考例２とし、未投入のものを比較例３とした。
その結果、得られた普通ポルトランドセメントクリンカの主要鉱物組成がこのセメントクリンカの微粉の未投入時と略同じとなる。しかしながら、ロータリーキルンを一週間運転したときの普通ポルトランドセメントクリンカ中のフリーライムの平均含有率は、０．４％と０．２％減少した。しかも、セメントクリンカ焼成熱量原単位は、早強ポルトランドセメントクリンカの微粉を未投入のときの６５８ｋｃａｌ／ｔから６４１ｋｃａｌ／ｔへと約３％低下した。
( Reference Example 2 and Comparative Example 3)
In the rotary kiln, 10 kg of early strong Portland cement clinker fine powder (brane value 3500 cm 2 / g) was charged per 1 ton of cement clinker in the direction of the kiln axis from the bottom of the kiln with a dedicated burner. In a rotary kiln, normal Portland cement clinker is being fired at about 1450 ° C. The melting point of the fine powder of early strong Portland cement clinker is about 1700 ° C. The maximum heating temperature at the time of firing is about 1500 ° C. (the maximum heating temperature when the fine powder of early strong Portland cement clinker is not charged is about 1550 ° C.). The mineral composition of the obtained cement clinker is also shown in Table 1. Here, a sample in which fine powder of early-strength Portland cement clinker was added was referred to as Reference Example 2, and a sample that had not been input was referred to as Comparative Example 3.
As a result, the main mineral composition of the obtained ordinary Portland cement clinker is substantially the same as that when the cement clinker fine powder is not charged. However, the average content of free lime in ordinary Portland cement clinker when the rotary kiln was operated for a week decreased by 0.2% to 0.4%. Moreover, the cement clinker calorific value per unit of production was reduced by about 3% from 658 kcal / t when the early strong Portland cement clinker fine powder was not added to 641 kcal / t.
（参考例３、比較例４）
ロータリーキルン内に、窯前から微粉炭バーナにより、早強ポルトランドセメント（ブレーン値４３００ｃｍ２／ｇ）を微粉炭に混ぜて、セメントクリンカ１ｔ当たり２０ｋｇをキルン軸方向に向かって投入した。ロータリーキルン内では、早強ポルトランドセメントクリカを１５００℃程度で焼成中である。早強ポルトランドセメントの微粉末の融点は１７００℃程度である。焼成時の最高加熱温度は、約１５５０℃（早強ポルトランドセメントの微粉の未投入時の最高加熱温度は約１６００℃）である。得られたセメントクリンカの鉱物組成を同じく表１に示す。ここでは、早強ポルトランドセメントクリンカの微粉末を投入したものを参考例３とし、未投入のものを比較例４とした。
その結果、得られた早強ポルトランドセメントクリンカの主要鉱物組成は、この早強ポルトランドセメントを未投入の場合と略同じとなる。しかしながら、ロータリーキルンを一週間運転した際の早強ポルトランドセメントクリンカ中のフリーライムの平均含有率は、０．５％とほとんど変わらないか若干減少した。しかも、セメントクリンカ焼成熱量原単位は、早強ポルトランドセメントの微粉を未投入のときの６５５ｋｃａｌ／ｔから６３１ｋｃａｌ／ｔへと約４％低下した。
( Reference Example 3 , Comparative Example 4)
In the rotary kiln, early strong Portland cement (Brain value 4300 cm 2 / g) was mixed with pulverized coal with a pulverized coal burner from the front of the kiln, and 20 kg per 1 ton of cement clinker was charged in the direction of the kiln axis. In the rotary kiln, early-strength Portland cement clicker is being fired at about 1500 ° C. The melting point of early strong Portland cement fine powder is about 1700 ° C. The maximum heating temperature at the time of firing is about 1550 ° C. (the maximum heating temperature when the fine powder of early strong Portland cement is not charged is about 1600 ° C.). The mineral composition of the obtained cement clinker is also shown in Table 1. Here, a sample in which a fine powder of early-strength Portland cement clinker was added was referred to as Reference Example 3, and a sample in which the powder was not added was referred to as Comparative Example 4.
As a result, the main mineral composition of the obtained early-strength Portland cement clinker is substantially the same as when the early-strength Portland cement was not input. However, the average content of free lime in the early-strength Portland cement clinker when the rotary kiln was operated for one week was almost the same as 0.5% or slightly decreased. In addition, the cement clinker calorific value per unit of production decreased by about 4% from 655 kcal / t when the early strong Portland cement fine powder was not added to 631 kcal / t.
（参考例４、比較例５）
普通ポルトランドセメントクリンカを焼成中のロータリーキルンの仮焼炉に、吹き込み用パイプを用いて、融点が１７００℃程度の早強ポルトランドセメントクリンカの微粉（ブレーン値４１００ｃｍ２／ｇ）を、セメントクリンカ１ｔ当たり５ｋｇ投入した。焼成時の最高加熱温度は、約１５００℃（早強ポルトランドセメントの微粉の未投入時の最高加熱温度は約１５５０℃）である。得られたセメントクリンカの鉱物組成を同じく表１に示す。ここでは、早強ポルトランドセメントクリンカの微粉を投入したものを参考例４とし、未投入のものを比較例５とした。
( Reference Example 4 and Comparative Example 5)
In a rotary kiln calcining furnace in which ordinary Portland cement clinker is being fired, fine powder (brane value 4100 cm 2 / g) of early strong Portland cement clinker having a melting point of about 1700 ° C. is used using a blowing pipe at 5 kg per ton of cement clinker. I put it in. The maximum heating temperature at the time of firing is about 1500 ° C. (the maximum heating temperature when the fine powder of early strong Portland cement is not charged is about 1550 ° C.). The mineral composition of the obtained cement clinker is also shown in Table 1. Here, a sample in which fine powder of early-strength Portland cement clinker was added was referred to as Reference Example 4, and a sample that had not been input was referred to as Comparative Example 5.
その結果、普通ポルトランドセメントクリンカの主要鉱物組成がこのクリンカの微粉を未投入の場合と略同じとなる。しかしながら、ロータリーキルンを一週間運転したときの普通ポルトランドセメントクリンカ中のフリーライムの平均含有率は、０．５％と０．２％減少した。しかも、セメントクリンカ焼成熱量原単位は、早強ポルトランドセメントクリンカの微粉を未投入のときの６４７ｋｃａｌ／ｔから６３４ｋｃａｌ／ｔへと約２％低下した。 As a result, the main mineral composition of ordinary Portland cement clinker is substantially the same as when the clinker fine powder has not been added. However, the average content of free lime in ordinary Portland cement clinker when the rotary kiln was operated for one week decreased by 0.2% to 0.5%. Moreover, the cement clinker calorific value per unit of production decreased by about 2% from 647 kcal / t when pulverized early strong Portland cement clinker was not charged to 634 kcal / t.
（参考例５、比較例６）
ロータリーキルン内に、窯前から微粉炭バーナにより石灰石微粉（ブレーン値６１００ｃｍ２／ｇ）を微粉炭に混ぜて、セメントクリンカ１ｔ当たり１０ｋｇをキルン軸方向へ向かって投入した。このとき、ロータリーキルン内では普通ポルトランドセメントクリンカを１４５０℃程度で焼成中とする。焼成時の最高加熱温度は、約１５００℃（石灰石微粉の未投入時の最高加熱温度は約１５５０℃）である。得られたセメントクリンカの鉱物組成を同じく表１に示す。ここでは、石灰石微粉を投入したものを参考例５とし、未投入のものを比較例６とした。
( Reference Example 5 , Comparative Example 6)
In the rotary kiln, limestone fine powder (brane value 6100 cm 2 / g) was mixed with pulverized coal with a pulverized coal burner from the front of the kiln, and 10 kg per 1 ton of cement clinker was charged in the direction of the kiln axis. At this time, normal Portland cement clinker is being fired at about 1450 ° C. in the rotary kiln. The maximum heating temperature at the time of firing is about 1500 ° C. (the maximum heating temperature when the limestone fine powder is not charged is about 1550 ° C.). The mineral composition of the obtained cement clinker is also shown in Table 1. Here, a sample in which limestone fine powder was added was referred to as Reference Example 5, and a sample in which limestone fine powder was not added was referred to as Comparative Example 6.
その結果、得られた普通ポルトランドセメントクリンカの主要鉱物組成は、この石灰石微粉が未投入の場合に比べてＣ３Ｓ量は若干増加したが、その他の鉱物量は略同じであった。しかしなら、ロータリーキルンを一週間運転したときの普通ポルトランドセメントクリンカ中のフリーライムの平均含有率は、０．６％と０．１％減少した。しかも、セメントクリンカ焼成熱量原単位は、石灰石微粉が未投入の場合の６５８ｋｃａｌ／ｔから６４８ｋｃａｌ／ｔへと約２％低下した。なお、投入した石灰石微粉は、ロータリーキルン内のセメント原料やセメントクリンカと接触した際には、高熱下で脱炭酸して生石灰微粉に変化することから、この生石灰微粉がセメントクリンカ中の一部のエーライトの生成核になったと考えられる。 As a result, in the main mineral composition of the obtained ordinary Portland cement clinker, the amount of C 3 S was slightly increased as compared with the case where this limestone fine powder was not input, but the amount of other minerals was substantially the same. However, the average content of free lime in ordinary Portland cement clinker when the rotary kiln was operated for a week decreased by 0.1% to 0.6%. Moreover, the cement clinker calorific value per unit of production was reduced by about 2% from 658 kcal / t when limestone fine powder was not added to 648 kcal / t. When the limestone fine powder that has been introduced comes into contact with cement raw material or cement clinker in the rotary kiln, it is decarboxylated under high heat to change into quick lime fine powder. It seems that it became the generation nucleus of light.
Claims (3)
前記セメントクリンカの液相の温度より高い融点を有し、かつ、前記エーライト生成の核となるセメントクリンカ、セメントまたは耐火レンガを、前記原料工程にて前記セメント原料および調合原料のうちの少なくとも１つに混入するセメントクリンカの製造方法。 In the method for producing a cement clinker, a compound clinker comprising a plurality of cement raw materials mixed in the raw material step is fired in the firing step to produce a cement clinker containing alite.
The cement clinker, cement, or refractory brick that has a melting point higher than the temperature of the liquid phase of the cement clinker and is the core of the alite generation is at least one of the cement raw material and the blended raw material in the raw material process. Method of cement clinker mixed in one.
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