RU2146660C1 - Способ производства цементного клинкера и устройство для его осуществления - Google Patents

Способ производства цементного клинкера и устройство для его осуществления Download PDF

Info

Publication number
RU2146660C1
RU2146660C1 RU97117080A RU97117080A RU2146660C1 RU 2146660 C1 RU2146660 C1 RU 2146660C1 RU 97117080 A RU97117080 A RU 97117080A RU 97117080 A RU97117080 A RU 97117080A RU 2146660 C1 RU2146660 C1 RU 2146660C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
furnace slag
blast furnace
slag
kiln
loading end
Prior art date
Application number
RU97117080A
Other languages
English (en)
Other versions
RU97117080A (ru
Inventor
Д.Янг Ром
Original Assignee
Тексэс Индастриз, Инк.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Тексэс Индастриз, Инк. filed Critical Тексэс Индастриз, Инк.
Publication of RU97117080A publication Critical patent/RU97117080A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2146660C1 publication Critical patent/RU2146660C1/ru

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B7/00—Hydraulic cements
    • C04B7/14—Cements containing slag
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B7/00—Hydraulic cements
    • C04B7/14—Cements containing slag
    • C04B7/147—Metallurgical slag
    • C04B7/153—Mixtures thereof with other inorganic cementitious materials or other activators
    • C04B7/17—Mixtures thereof with other inorganic cementitious materials or other activators with calcium oxide containing activators
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B7/00—Hydraulic cements
    • C04B7/36—Manufacture of hydraulic cements in general
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B7/00—Hydraulic cements
    • C04B7/36—Manufacture of hydraulic cements in general
    • C04B7/38—Preparing or treating the raw materials individually or as batches, e.g. mixing with fuel
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P40/00—Technologies relating to the processing of minerals
    • Y02P40/10—Production of cement, e.g. improving or optimising the production methods; Cement grinding

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)
  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
  • Agricultural Chemicals And Associated Chemicals (AREA)
  • Muffle Furnaces And Rotary Kilns (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
  • Vertical, Hearth, Or Arc Furnaces (AREA)

Abstract

Изобретение относится к производству цементного клинкера в длинных вращающихся печах. Предложены способ и устройство, с помощью которых подвергнутый дроблению и грохочению доменный шлак может быть добавлен к шихтовым материалам, загружаемым в загрузочный конец вращающейся цементной печи с целью получения цементного клинкера. Доменный шлак подвергают дроблению и грохочению с целью получения частиц доменного шлака минимальным диаметром около 51 мм или менее. Устройство (10) содержит вращающуюся печь (12), опирающуюся на фланцы (14), которые вращаются вместе с печью. Печь имеет загрузочный конец (16) и зону горения (18). Источник топлива (20) образует факел (22) в нагнетательном конце вращающейся печи. Конвейерная лента (24) с варьируемой скоростью доставляет шихтовой материал к печи, и доменный шлак (44) доставляется конвейерным устройством (46) к шихтовому материалу (48), который загружается через бункер в загрузочном конце печи. Технический результат - снижение энергозатрат за счет использования шлака без предварительной сушки и распыления в составе шихты для производства цементного клинкера. 2 с. и 7 з.п. ф-лы, 7 табл., 4 ил.

Description

Изобретение относится к производству цементного клинкера в длинных вращающихся печах, а также к устройству для его осуществления. В особенности изобретение относится к способу и устройству для производства цементного клинкера в обычных вращающихся печах с мокрым или сухим способом производства, при которых доменный шлак добавляют на загрузочном конце вращающейся печи к потоку шихтового материала, содержащего известь, так что по мере продвижения потока шихты и доменного шлака в направлении нагревания в нагревательном конце печи происходит плавление доменного шлака и его спекание с шихтовым материалом с образованием цементного клинкера.
Известны многочисленные способы, в частности патент США N 5156676, с помощью которых может осуществляться обжиг и спекание ингредиентов цемента. Также хорошо известно использование вращающейся печи при получении цементного клинкера как мокрым, так и сухим способом. Сырье для производства цемента, такое как известняк, глина и песок и т.п., подвергают тонкому измельчению и тщательно смешивают с тем, чтобы получить по существу однородную смесь, поступающую на вход или загрузочный конец вращающейся печи. Печь наклонена вниз под таким углом, что нагревательный конец печи располагается ниже загрузочного конца. Обычно вращающаяся печь состоит из четырех рабочих зон, включая зону предварительного обжига, зону обжига, зону спекания и зону охлаждения. Подходящее топливо смешивают с предварительно нагретым воздухом и вдувают в печь с нагревательного конца. Обычно в процессах производства цемента применяют такие виды топлива, как природный газ, мазут или пылеугольное топливо.
По мере того как тонкоизмельченные шихтовые материалы поступают во вращающуюся печь с ее вращающегося конца, они нагреваются в зоне предварительного обжига от почти комнатной температуры до приблизительно 538oC (1000oF). В этой зоне тепло газообразных продуктов сгорания из зоны обжига используется для повышения температуры шихтовых материалов. Кроме того, внутри печи могут быть установлены цепные системы или им подобные, которые применяются для повышения эффективности теплообмена между газами и шихтовыми материалами.
При прохождении шихтовых материалов через зону обжига их температура повышается от приблизительно 538oC до приблизительно 1093oC (от 1000oF до приблизительно 2000oF). В этой зоне происходит разложение CaCO3 с выделением CO2.
Обожженный материал с температурой около 1093oC (2000oF) поступает затем в зону спекания, где температура повышается приблизительно до 1500oC (2732oF). Именно в этой зоне исходные шихтовые материалы превращаются в обычные составляющие цемента, такие как трикальцийсиликат, дикальцийсиликат, трикальцийалюминат и тетракальцийалюминоферрит, после этого цементные клинкеры покидают зону спекания, охлаждаются и затем подвергаются дальнейшей обработке, такой как измельчение.
Кроме того, использование измельченного доменного шлака в качестве скрепляющего материала восходит к 1774 г. При производстве чугуна в доменную печь непрерывно загружают сверху источники оксидов железа, флюсы и топливо. В печи получаются два вида продукции: жидкий чугун, который скапливается в лещади доменной печи, и жидкий доменный шлак, который находится поверх чугуна. И то, и другое периодически выпускают из печи при температуре около 1500oC (2732oF). Шлак состоит в основном из кремнезема и глинозема в сочетании с оксидами кальция и магния, полученными из флюсов. Скрепляющее действие этого шлака для применения в цементном растворе или бетоне определяется его химическим составом и скоростью, с которой происходит охлаждение расплавленного материала при его выходе из печи.
Кроме того, аналогичный процесс имеет место при производстве стали, когда жидкий сталеплавильный шлак находится поверх жидкой стали. И в этом случае сталеплавильный шлак состоит в основном из кремнезема и глинозема в сочетании с оксидами кальция и магния. Удаление сталеплавильного шлака и доменного шлака является серьезной проблемой для производителя в первую очередь из-за больших объемов, создающих проблему материалов.
И сталеплавильный, и доменный шлак состоит из очень твердых частиц. Доменный шлак в процессе его применения всегда имеет тонкоизмельченную или гранулированную форму, что означает, что для измельчения и распыления шлака в тонкоизмельченную форму требуются большие затраты энергии. Такой процесс описан в патенте США N 2600515, в котором доменный шлак в тонкоизмельченной смеси с известняком загружают во вращающиеся цементные печи и подают непосредственно в пламя печи. Одновременно и по одним каналам с топливом, в качестве которого могут служить пылеугольное топливо, мазут и газ, вдувают шлак в форме порошка, этот процесс имеет несколько недостатков. Одним из наиболее значительных недостатков является огромное количество энергии, которое требуется затратить на распыление и просушивание материала, так чтобы его можно было вдувать в печь.
Многие из химических соединений, входящих в состав сталеплавильного и доменного шлаков, входят также в состав цемента и теплота их образования уже была достигнута во время соответствующих процессов. Американский институт бетона дает следующее определение доменного шлака:
доменный шлак - неметаллический продукт, состоящий в основном из силикатов и алюмосиликатов кальция и других оснований, который образуется в расплавленном состоянии одновременно с чугуном в доменной печи.
1. Воздухоохлаждаемый доменный шлак является материалом, образующимся в результате затвердевания расплавленного доменного шлака в атмосферных условиях; последующее охлаждение может быть ускорено путем воздействия на затвердевшую поверхность водой.
2. Вспученный доменный шлак является легковесным, ячеистым материалом, полученным путем контролируемой обработки жидкого доменного шлака водой, или водой и другими агентами, такими как пар или сжатый воздух, или и тем, и другим вместе.
3. Гранулированный доменный шлак является стекловидным, гранулированным материалом, образующимся при быстром охлаждении жидкого доменного шлака, например путем погружения в воду.
Термин "доменный шлак" будет использоваться далее только для обозначения "воздухоохлаждаемого доменного шлака", но не вспученного или гранулированного доменного шлака, если только иное не будет оговорено специально.
Эти продукты с добавлением CaO2 могут быть превращены в зоне горения вращающейся печи в 3CaO•SiO2(C3S), 2CaO•SiO2(C2S), 2CaO•Fe2O3(C2F),
4CaO•Al2O3•Fe2O3(C4AF), 3CaO•Al2O3(C3A).
Опыт показывает, что доменный шлак не оказывает вредного воздействия на работу цементной вращающейся печи. Выбросы летучих материалов из вращающейся печи уменьшаются, поскольку доменный шлак предварительно подвергается термообработке с удалением большей части летучих материалов, т.е. двуокиси углерода, углерода, летучих органических соединений и т.п. Однако, как указано выше, требуется тонкое измельчение, размалывание или распыление шлака, что добавляет к процессу производства цемента весьма дорогостоящую операцию. Кроме того, формирование гранулированного шлака является очень дорогостоящим.
Поскольку уже давно установлено, что многие химикаты и химические соединения, образующие доменный шлак, входят также в состав материалов для производства цемента, и поскольку доменный шлак имеется в больших количествах, было бы удобно иметь возможность использовать доменный шлак в процессе производства цемента, если бы его можно было использовать в форме гораздо более крупных кусков форме по сравнению с требующимся сейчас распыленной или гранулированной формой, загружая во вращающуюся печь с ее загрузочного конца вместо нагревательного конца.
Настоящее изобретение предлагает такое использование доменного шлака и предлагает способ и устройство для использования различных шлаков доменного процесса, подвергнутых дроблению и грохочению для получения кускового материала с частицами диаметром главным образом 2 дюйма (51 мм) и менее, причем кусковой доменный шлак загружается с загрузочного конца вращающейся печи вместе с шихтовыми материалами, обеспечивая таким образом использование всех преимуществ существующей практики применения доменного шлака без неудобства, связанного с потребностью гранулирования или тонкого измельчения шлака, распыления или превращения шлака в порошок и с подачей тонкоизмельченного доменного шлака с нагревательного конца печи.
Как было указано выше, опыт заявителя показывает, что доменный шлак не оказывает вредного воздействия на работу цементной вращающейся печи. Выбросы летучих материалов из вращающейся печи уменьшаются, поскольку доменный шлак предварительно подвергается термообработке с удалением большей части летучих материалов, т.е. двуокиси углерода, углерода, летучих органических соединений и т.п. Согласно процессу образования доменного шлака требующийся химический состав доменного шлака достигается уже в ходе процесса выплавки чугуна, обеспечивая таким образом сохранение энергии в процессе производства цемента. Применение такого шлака обеспечивает таким образом получение ряда преимуществ. Во-первых, как было указано выше, не требуется тонкого помола, распыления или превращения шлака в порошок. Большое количество кускового шлака (описанного здесь как доменный шлак с размерами частиц, достигающими в диаметре преимущественно 2 дюймов (51 мм) может быть включено в состав цементного клинкера при незначительных изменениях химического состава шихтового материала, загружаемого во вращающуюся печь. Дробление и грохочение требуются только для частиц шлака диаметром более 51 мм.
Во-вторых, не требуется сушки шлака. Его влажность обычно составляет от 1% до 6%. При использовании во вращающейся печи мокрого способа достигается значительное уменьшение влажности и связанная с этим экономия. При использовании во вращающейся печи сухого способа сушка доменного шлака не требуется.
В-третьих, не происходит закупоривания печи, связанного с загрязнением кольца или накоплением клинкера. И при мокром, и при сухом способе производства клинкера в печи кусковой доменный шлак оказывает очищающее воздействие на материал, накапливающийся в процессе его движения через печь.
В-четвертых, кусковой доменный шлак можно использовать в составе исходной шихты и подавать в печь с ее загрузочного конца. Доменный шлак и мокрую или сухую шихту можно подавать во вращающуюся печь раздельно или же вместе с загрузочного конца печи без предварительного усреднения.
В-пятых, в химическом составе шихты требуются лишь незначительные изменения для того, чтобы нормальная шихта могла принять доменный шлак. Это обычно означает, что в шихте требуется более высокое содержание извести.
В-шестых, состав химических соединений, образующих кусковой доменный шлак, преобразуется в нужный состав цементного клинкера в процессе термообработки во вращающейся печи путем диффузии.
В-седьмых, при использовании доменного шлака достигается заметная экономия энергии благодаря низкой температуре плавления доменного шлака и благодаря тому, что не требуется измельчения или распыления доменного шлака.
В-восьмых, производство цементного клинкера возрастает почти пропорционально количеству использованного доменного шлака.
В-девятых, улучшается состояние окружающей среды вокруг вращающейся печи, что связано с низким содержанием летучих в доменном шлаке.
В-десятых, утилизация доменного шлака способствует улучшению состояния окружающей среды, поскольку обеспечивает важную сферу применения большого количества имеющегося доменного шлака и позволяет избежать любых так называемых проблем удаления доменного шлака.
В-одиннадцатых, за счет экономии энергии и изобилия дешевого доменного шлака значительно снижаются издержки производства цемента. Таким образом, целью настоящего изобретения является предложение усовершенствованного способа и устройства для применения вращающейся печи для производства цементного клинкера с использованием кускового доменного шлака, побочного продукта процесса производства чугуна.
Другой целью настоящего изобретения является подача кускового доменного шлака в цементную вращающуюся печь с загрузочного конца печи.
И еще одной целью настоящего изобретения является использование кускового доменного шлака, диаметр частиц которого равен преимущественно 51 мм и менее.
Таким образом, настоящее изобретение относится к способу производства цементного клинкера с использованием протяженной цементной печи, имеющей загрузочный конец и нагревательный конец, причем нагревательный конец наклонен вниз относительно загрузочного конца, а способ содержит операции подачи тепла от источника тепла к нагревательному концу печи, подачи потока шихтового материала, содержащего известь, в загрузочный конец печи, так что поток шихтового материала движется по направлению к теплу в нагревательном конце печи, и добавления определенного количества дробленого и грохоченого доменного шлака к потоку шихтового материала в загрузочном конце печи таким образом, что по мере движения шихтового материала и доменного шлака по направлению к нагревательному концу печи доменный шлак плавится под воздействием тепла и диффундирует в шихтовой материал, образуя цементный клинкер.
Изобретение относится также к устройству формирования цементных клинкеров, которое содержит вращающуюся цементную печь с загрузочным концом и нагревательным концом, причем нагревательный конец наклонен вниз относительно загрузочного конца, источник тепла на нагревательном конце для нагревания полости вращающейся печи, и транспортировочных средств для подачи потока шихтового материала, содержащего известь, и доменного шлака в загрузочный конец вращающейся печи таким образом, что по мере движения шихтового материала и доменного шлака по направлению к нагревательному концу печи доменный шлак под воздействием тепла диффундирует в шихтовой материал, образуя цементный клинкер.
Эти и другие более детальные цели настоящего изобретения будут более полно раскрыты в следующем детальном описании с помощью чертежей, на которых:
на фиг.1 схематично представлена являющаяся предметом настоящего изобретения система вращающейся печи для производства цементных клинкеров, в которой шихтовой материал и доменный загружаются совместно с загрузочного конца вращающейся печи,
на фиг. 2 схематически показана раздельная загрузка шихтового материала и доменного шлака с загрузочного конца вращающейся печи,
на фиг. 3 показана блок-схема процесса, в котором шихтовой материал и доменный шлак загружаются с загрузочного конца печи в форме единой смеси, и
на фиг. 4 показана блок-схема альтернативного процесса, в котором шихтовой материал и доменный шлак загружаются с загрузочного конца печи раздельно.
Настоящее изобретение позволяет добавлять дробленый и грохоченый сырой доменный шлак в качестве отдельного компонента к шихте печи с загрузочного конца вращающейся печи при различных размерах частиц, причем доминирующим является диаметр частиц до 51 мм. Применяемый здесь термин "сырой" доменный шлак означает доменный шлак, не подвергавшийся обработке каким-либо способом, кроме дробления и грохочения доменного шлака в твердом состоянии. Большая часть доменного шлака состоит из частиц диаметром менее 51 мм. Однако некоторые из них имеют диаметр более 51 мм, в связи с чем требуется процесс дробления и грохочения с целью добиться нужных преимущественных размеров частиц, равных в диаметре главным образом 51 мм или менее. Настоящее изобретение не требует тонкого помола, распыления или измельчения. Изобретение предлагает способ использования доменных шлаков в форме гораздо более крупных кусков, чем допускалось ранее в процессах производства цемента во вращающихся печах, что позволяет элементам химических соединений, образующих доменный шлак, т.е. силикатам и алюмосиликатам кальция и т.п., стать интегральной частью цементного клинкера. Как должно быть очевидно специалистам в данной области, химический состав шлака следует рассматривать и контролировать в качестве части всех ингредиентов цемента, и таким образом количество доменного шлака, добавленного к шихте, должно быть сбалансировано шихтовыми материалами и их химическими соединениями.
При проведенном в лабораторной печи опыте по обжигу 100% доменного шлака определили температуру плавления доменного шлака, что послужило ключом к его использованию в цементной печи. Как показано в таблице 1, температура плавления доменного шлака оказалась равной 2552oF/1400oC, что позволяет добавлять доменный шлак с загрузочного конца печи довольно большими кусками, преимущественно диаметром до 51 мм.
В таблице 1 показано воздействие на доменный шлак его нагрева до различных температур. Опыты, указанные в таблице 1, проводились в течение 15 минут при размерах частиц шлака, близких к 3/8 дюйма (9,5 мм). В результате опытов удалось выяснить, что шлак не образует густую пульпу в цепной секции вращающейся печи, ведущую к возникновению грязевых колец или к увеличению выноса пыли в связи с размерами частиц. Кроме того, он приведет к снижению содержания влаги на 2,2% или более в зависимости от количества доменного шлака. Доменный шлак начинает плавиться и соединяться с другими шихтовыми материалами где-то между зоной обжига и зоной горения во вращающейся печи. Благодаря низкой температуре плавления отпадает необходимость в размоле, распылении или тонком измельчении этого материала, характерная для существующего уровня техники, когда требуется, чтобы 80% материала проходило сквозь сито номер 200 с тем, чтобы обеспечить образование химического соединения с другими ингредиентами. Образование силикатов и алюмосиликатов кальция и других оснований, сходных, если не одинаковых с соединениями, образующими цементный клинкер, уже достигнуто в доменном шлаке во время процесса выплавки стали. Эти продукты с добавлением CaO2 могут быть превращены в 3CaO•SiO2(C3S), 2CaO•SiO2(C2S), 2CaO•Fe2O3(C2F), 4CaO•Al2O3•Fe2O3(C4AF),
3CaO•Al2O3(C3A) при очень небольшом добавлении тепла. Они являются основными химическими соединениями цементного клинкера.
Устройство, являющееся предметом настоящего изобретения, показано на фиг. 1. Устройство 10 содержит вращающуюся печь 12, опирающуюся хорошо известным образом на фланцы 14, вращающиеся вместе с печью. Печь имеет загрузочный конец 16 и нагревательный конец или зону горения 18. Нагревательный конец 18, как хорошо известно в этой области техники, наклонен вниз относительно загрузочного конца 16. Источник топлива 20 образует в нагревательном конце 18 вращающейся печи 12 факел 22 с целью создания температуры, приблизительно равной 1500oC (2732oF). Сырье для производства цемента или шихтовые материалы, такие как известняк, глина, песок и т.п., доставляются ко вращающейся печи 12 конвейерной лентой 24 с варьируемой скоростью. В случае использования мокрого шлама конвейерная лента 24 с варьируемой скоростью будет доставлять шихту к мельнице 26, а от мельницы 26 к загрузочному концу 16 вращающейся печи 12. Шихта движется в потоке 28 через вращающуюся печь 12 по направлению к факелу 22. Внутри печи 12 происходят хорошо известные химические процессы, а из нагревательного конца 18 печи 12 выходит цементный клинкер 30, предназначенный для дальнейшей переработки. Очистные системы 32 и 34, хорошо известные в технике, располагаются соответственно на нагревательном и загрузочном концах печи 12. На нагревательном конце 18 отходящие газы 38 выбрасываются через очистную систему 32 в атмосферу, а уловленные отходы 40 подвергаются утилизации.
На загрузочном конце 16 очистная система 34 удаляет отходящие газы и обеспечивает утилизацию отходов 42.
Согласно настоящему изобретению доставка доменного шлака 44 осуществляется конвейерным устройством 46, таким как конвейерная лента с варьируемой скоростью, к шихтовому материалу 48, который загружается через пылесборный бункер 56 (фиг.2) на загрузочном конце 16 вращающейся печи 12. Регулятор 25 регулирует скорость конвейерных лент 24 и 46 таким образом, чтобы получить нужное в зависимости от химического состава содержание доменного шлака 44 в составе шихты. Такое регулирование хорошо известно в технике и не рассматривается подробно.
На фиг. 2 схематически представлено устройство для раздельной загрузки доменного шлака и шихты с загрузочного конца вращающейся печи 12. На фиг. 2 показано, что доменный шлак 50 падает в бункер 52 и выносится вверх конвейерной системой 54, которой доставляется в точку 55 так, чтобы пройти через пылесборный бункер 56 в загрузочный конец 16 вращающейся печи 12. Подача материала на загрузочный конец печи может быть выполнена любым хорошо известным способом. Аналогичным образом шихтовой материал 58 падает в бункер 60, из которого он выносится вверх конвейерным средством 62 и падает в точке 64 в бункер 56 для подачи в загрузочный конец 16 вращающейся печи 12. И устройство с фиг. 1, и устройство с фиг. 2 дают желаемые результаты.
В таблице 2 показаны результаты химического анализа образца доменного шлака, произвольно отобранного из отвалов доменного шлака. Конечно, химический состав доменного шлака в зависимости от шлака может отклоняться от значений, указанных в таблице 2.
Можно видеть, что состав доменного шлака допускает его использование при производстве цемента.
В таблице 3 показан типичный расчет смеси для шихты, содержащий 0% доменного шлака, 89,67% известняка, - 4,42% сланца, 4,92% песка и 0,99% прокатной окалины.
В таблице 4 показан расчет пробной шихты, содержащей 5% доменного шлака, 86,11% известняка, 4,14% сланца, 3,76% песка и 0,97% прокатной окалины.
В таблице 5 показан расчет пробной шихты, содержащей 10% доменного шлака, 82,66% известняка, 2,94% сланца, 3,32% песка и 1,08% прокатной окалины.
В таблице 6 показан расчет пробной шихты, содержащей 15% доменного шлака, 74,22% известняка, 1,68% сланца, 2,99% песка и 1,16% прокатной окалины.
В таблице 7 показан расчет пробной шихты, содержащей 30% доменного шлака, 1,81% прокатной окалины, 0,33% песка и 67,86% известняка.
Очевидно, что таблицы 3, 4, 5, 6, 7 подтверждают, что добавление доменного (воздухоохлажденного) шлака позволяет использовать его в качестве сырья для производства цементного клинкера.
На фиг. 3 показан процесс, являющийся предметом настоящего изобретения, согласно которому шихтовой материал и доменный шлак объединяются так, как показано на фиг. 1, перед поступлением в печь с загрузочного конца. На этапе 76 подается шихтовой материал, который на этапе 78 объединяется с доменным шлаком, подвергнутым на этапе 80 дроблению и грохочению с целью получения частиц, которые имеют преимущественно максимальный диаметр около 51 мм или менее. Объединенный материал затем подают на этапе 82 в загрузочный конец вращающейся печи.
На фиг. 4 показан процесс раздельной подачи доменного шлака и шихты в загрузочный конец вращающейся печи, как показано на фиг. 2. В таком случае на этапе 66 подается шихтовой материал, который на этапе 68 передается конвейерным средством на вход или загрузочный конец вращающейся печи. Доменный шлак подвергают на этапе 72 дроблению и грохочению с целью получения частиц, которые имеют преимущественно максимальный диаметр около 51 мм или менее, и полученный материал передают на этапе 74 на вход или загрузочный конец вращающейся печи. На этапе 70 шихта и доменный шлак нагреваются во вращающейся печи вплоть до формирования цементного клинкера.
Таким образом приведено описание способа и устройства для формирования цементного клинкера с добавлением кускового доменного шлака, который загружается вместе с шихтовым материалом в загрузочный конец вращающейся печи. Под кусковым доменным шлаком здесь подразумевается доменный шлак, подвергнутый дроблению и грохочению с целью получения частиц, которые имеют преимущественно максимальный диаметр около 51 мм или менее. Настоящее изобретение обеспечивает получение многочисленных преимуществ. Не требуется тонкого помола, распыления или измельчения шлака. Возможно включение в состав цементного клинкера больших количеств кускового шлака с размерами частиц до 51 мм при необходимости лишь незначительных изменениях химического состава обычного материала, загружаемого во вращающуюся печь.
Не требуется просушивание шлака. Обычно его влажность составляет от одного до шести процентов. При мокром способе производства во вращающейся печи достигается значительное уменьшение влажности и экономия затрат. При сухом способе производства доменный шлак можно просушивать, но в этом нет необходимости.
Согласно настоящему изобретению кусковой доменный шлак может быть использован при производстве цементного клинкера во вращающейся печи в качестве составляющей исходной шихты. Доменный шлак и мокрую (или сухую) шихту вдувают в загрузочный конец вращающейся печи раздельно. Они могут также вдуваться в загрузочный конец печи вместе при предварительном смешивании. Не происходит закупоривания печи, связанного с грязевым кольцом, или образования настылей из клинкера. Как при сухом, так и при мокром способе производства клинкера во вращающейся печи доменный шлак оказывает очищающее воздействие на образование настылей при своем движении через печь.
Для включения в шихту доменного шлака требуются лишь незначительные изменения химического состава обычной шихты. Это означает обычно, что в шихте должно быть выше содержание извести. Состав химических соединений, образующих кусковой доменный шлак, преобразуется в нужный состав цементного клинкера в процессе предобработки во вращающейся печи путем диффузии. Благодаря тому что не требуется измельчение, распыление или размалывание доменного шлака, при использовании настоящего изобретения для производства цементного клинкера достигается заметная экономия энергии. Производство возрастает почти пропорционально количеству использованного доменного шлака. Кроме того, улучшается состояние окружающей среды вокруг вращающейся печи, что связано с низким содержанием летучих в доменном шлаке. Наряду с этим утилизация доменного шлака способствует улучшению состояния окружающей среды, поскольку обеспечивает важную сферу применения большого количества имеющегося доменного шлака вместо того, чтобы занимать большие территории под отвалы доменного шлака. Таким образом утилизация доменного шлака способствует улучшению состояния окружающей среды и значительному снижению издержек производства цементного клинкера.
Хотя изобретение было описано в связи с предпочтительным вариантом реализации, не предполагается ограничить рамки изобретения конкретной изложенной формой, но, напротив, предполагается охватить такие альтернативы, модификации и эквиваленты, которые могут быть включены исходя из объема и существа изобретения согласно его описанию в прилагаемой формуле изобретения.

Claims (9)

1. Способ производства цементного клинкера с использованием протяженной цементной печи, имеющей загрузочный и нагревательный концы, причем нагревательный конец наклонен вниз относительно загрузочного конца, а способ содержит следующие операции: подачу тепла от источника тепла к указанному нагревательному концу печи; подачу потока шихтового материала, содержащего известняк, в указанный загрузочный конец печи так, что поток шихтового материала движется по направлению к указанному теплу в нагревательном конце печи, дробление и грохочение воздухоохлаждающего доменного шлака с целью получения частиц преимущественно диаметром до 51 мм, и добавление определенного количества указанного дробленого и грохоченого доменного шлака к указанному потоку шихтового материала в указанном загрузочном конце печи так, что по мере движения шихтового материала и доменного шлака по направлению к указанному нагревательному концу печи доменный шлак плавится под воздействием указанного тепла и диффундирует в шихтовой материал, образуя цементный клинкер.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что доменный шлак добавляют в загрузочный конец печи раздельно с шихтовым материалом.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что доменный шлак и шихтовой материал смешивают перед тем, как подать в загрузочный конец печи.
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что в нем используют мокрый способ производства клинкера во вращающейся печи для приема шихтового материала и доменного шлака.
5. Способ по п.1, отличающийся тем, что в нем используют сухой способ производства клинкера во вращающейся печи для приема шихтового материала и доменного шлака.
6. Способ по п.1, отличающийся тем, что в состав доменного шлака входят силикаты и алюмосиликаты кальция.
7. Устройство формирования цементных клинкеров, содержащее вращающуюся цементную печь с загрузочным и нагревательным концами, причем нагревательный конец наклонен вниз относительно загрузочного конца, источник тепла на нагревательном конце для нагревания полости вращающейся печи и конвейерные средства для подачи потока шихтового материала, содержащего известняк, и дробленого и грохоченого доменного шлака с частицами преимущественно диаметром не более 51 мм в загрузочный конец указанной вращающейся печи так, что по мере движения указанного потока шихтового материала и доменного шлака по направлению к указанному нагревательному концу печи указанный доменный шлак под воздействием указанного тепла диффундирует в щитовой материал, образуя цементный клинкер.
8. Устройство по п.7, отличающееся тем, что конвейерные средства содержат первое конвейерное средство для подачи в загрузочный конец указанной вращающейся печи потока шихтового материала и второе конвейерное средство для подачи в загрузочный конец вращающейся печи доменного шлака отдельно от шихтового материала.
9. Устройство по п. 7, отличающееся тем, что оно содержит регулятор, соединенный с первым и вторым конвейерными средствами и предназначенный для регулирования доли доменного шлака относительно шихтового материала, поступающего во вращающуюся печь с целью получения цементного клинкера, имеющего заданный химический состав.
RU97117080A 1995-03-15 1996-01-16 Способ производства цементного клинкера и устройство для его осуществления RU2146660C1 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US08/404,902 1995-03-15
US08404902 US5494515C1 (en) 1995-03-15 1995-03-15 Method and apparatus for using blast-furnace slag in cement clinker production
PCT/US1996/000279 WO1996028397A1 (en) 1995-03-15 1996-01-16 Method and apparatus for using blast-furnace slag in cement clinker production

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU97117080A RU97117080A (ru) 1999-07-10
RU2146660C1 true RU2146660C1 (ru) 2000-03-20

Family

ID=23601511

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU97117080A RU2146660C1 (ru) 1995-03-15 1996-01-16 Способ производства цементного клинкера и устройство для его осуществления

Country Status (25)

Country Link
US (1) US5494515C1 (ru)
EP (1) EP0827491B1 (ru)
JP (1) JP2977910B2 (ru)
KR (1) KR100252722B1 (ru)
CN (1) CN1080706C (ru)
AR (1) AR000768A1 (ru)
AT (1) ATE236100T1 (ru)
AU (1) AU704470B2 (ru)
BR (1) BR9607205A (ru)
CA (1) CA2215406C (ru)
CZ (1) CZ288842B6 (ru)
DE (1) DE69627145T2 (ru)
DK (1) DK0827491T3 (ru)
ES (1) ES2196141T3 (ru)
PL (1) PL190049B1 (ru)
PT (1) PT827491E (ru)
RO (1) RO117446B1 (ru)
RU (1) RU2146660C1 (ru)
SK (1) SK283257B6 (ru)
TR (1) TR199700958T1 (ru)
TW (1) TW328942B (ru)
UA (1) UA46015C2 (ru)
WO (1) WO1996028397A1 (ru)
YU (1) YU49040B (ru)
ZA (1) ZA9510174B (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2492151C1 (ru) * 2012-03-26 2013-09-10 Общество С Ограниченной Ответственностью Промышленная Компания "Технология Металлов" Способ переработки сталеплавильных шлаков с получением цементного клинкера и чугуна

Families Citing this family (36)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5421880C1 (en) * 1994-01-14 2001-06-05 Texas Industries Inc Method and apparatus for using steel slag in cement clinker production
US5626665A (en) * 1994-11-04 1997-05-06 Ash Grove Cement Company Cementitious systems and novel methods of making the same
US5853474A (en) * 1997-06-02 1998-12-29 Conversion Systems, Inc. Use of stabilized EAFD as a raw material in the production of a portland cement clinker
US20020047230A1 (en) * 1997-07-07 2002-04-25 Jgc Corporation Method of operating multi-industry integrated complex for basic industrial plants
US6491751B1 (en) 1998-09-18 2002-12-10 Texas Industries, Inc. Method for manufacturing cement using a raw material mix including finely ground steel slag
US5976243A (en) * 1998-09-24 1999-11-02 Lafarge Canada Inc. Process for producing cement clinker containing blast furnace slag
US6109913A (en) * 1999-10-20 2000-08-29 Texas Industries, Inc. Method and apparatus for disposing of waste dust generated in the manufacture of cement clinker
CA2403111A1 (en) 2000-02-18 2001-08-23 Randy D. Stroup Cupola slag cement mixture and methods of making and using the same
FR2809390B1 (fr) * 2000-05-24 2003-03-07 Lafarge Sa Procede de traitement oxydant des laitiers d'acierie et scories ld obtenues
US6416574B1 (en) 2000-07-12 2002-07-09 Southern Ionica Incorporated Method and apparatus for recycling cement kiln dust
DE10119977A1 (de) * 2001-04-24 2002-10-31 Kloeckner Humboldt Wedag Verfahren und Anlage zur Herstellung von Zementklinker
US6709509B2 (en) 2001-06-05 2004-03-23 Ernest John Taylor-Smith Portland cement manufacture from slag from the production of magnesium metal
US6740157B2 (en) * 2001-11-02 2004-05-25 Lone Star Industries, Inc. Method for cement clinker production using vitrified slag
AU2003219605A1 (en) * 2002-04-16 2003-11-03 G.Plus Co., Ltd. Clay porous concrete composites of non-cement types and its a manufacturing method
US6709510B1 (en) * 2002-11-19 2004-03-23 Texas Industries, Inc. Process for using mill scale in cement clinker production
US6764544B2 (en) 2002-12-23 2004-07-20 Lafarge Canada Inc. Process for incorporating coal ash into cement clinker
DE10344040A1 (de) * 2003-09-23 2005-04-14 Polysius Ag Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines hydraulischen Bindemittels
US7037368B2 (en) * 2004-04-29 2006-05-02 Buzzi Unicem Usa, Inc. Mid-kiln injection of waste-derived materials
US7491268B2 (en) * 2005-04-18 2009-02-17 Slagcem Llc Slag cement
US20060272553A1 (en) * 2005-06-01 2006-12-07 Cifuentes Victor H Cement making method
EP1741682A1 (de) * 2005-07-08 2007-01-10 Alexander Kehrmann Zementklinker, Zement und Verfahren zur Herstellung von Zement
EP1741683A3 (de) * 2005-07-08 2010-09-01 Alexander Kehrmann Rohstoffgemisch zur Herstellung eines Zementklinkers, Zementklinker und Zement
DE102005052753A1 (de) * 2005-11-04 2007-05-10 Polysius Ag Anlage und Verfahren zur Herstellung von Zementklinker
CN100391882C (zh) * 2005-12-30 2008-06-04 刘继清 用高炉液态渣生产硅酸盐水泥熟料的方法及其装置
US8038791B2 (en) * 2006-08-31 2011-10-18 Edw. C. Levy Co. Clinker, system and method for manufacturing the same
SK286943B6 (sk) 2006-09-18 2009-08-06 Východoslovenské Stavebné Hmoty, A. S. Spôsob výroby portlandského slinku s využitím kryštalickej vysokopecnej trosky
CN101781096B (zh) * 2010-01-22 2012-01-04 中材天山(云浮)水泥有限公司 利用高硅低钙石灰石生产水泥的方法
CN101941807A (zh) * 2010-07-07 2011-01-12 杨振立 高温熔融态矿渣生产的水泥熟料、生产工艺流程及装备
CN102464458B (zh) * 2011-11-28 2013-04-03 泸州兰良水泥有限公司 窑头外投料煅烧高活性混合材的方法和设备
CN102538493B (zh) * 2012-02-15 2014-04-09 个旧市富祥工贸有限责任公司 一种熔池熔炼炉高温烟气余热直接利用装置
KR101243975B1 (ko) * 2012-07-25 2013-03-15 공주대학교 산학협력단 급냉 제강환원슬래그 분말을 이용한 수경성 결합재 조성물 및 그 제조방법
CN103968671B (zh) * 2014-05-30 2015-09-16 北京建筑材料科学研究总院有限公司 一种水泥窑利用液态氧和液态氮冷却熟料的装置及方法
US20160326040A1 (en) * 2015-05-04 2016-11-10 Peter Beemsterboer Glass-making-quality granulated slag process
CN106082727A (zh) * 2016-06-21 2016-11-09 湖州南方水泥有限公司 一种水泥生产工艺及其设备
CN106500504A (zh) * 2016-11-04 2017-03-15 江苏鹏飞集团股份有限公司 一种干法水泥回转窑
KR102528110B1 (ko) 2022-11-28 2023-05-02 한국세라믹기술원 비탄산염 원료를 포함한 클링커 조성물

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US530247A (en) * 1894-12-04 Gustav wilhelm albrecht steust
US982945A (en) * 1901-12-19 1911-01-31 Atlas Portland Cement Company Process of manufacturing cement.
US747919A (en) * 1902-09-08 1903-12-22 Henry Edmunds Cement and process of making same.
US998358A (en) * 1908-08-14 1911-07-18 Wilhelm Lessing Manufacture of cement from furnace-slag.
US2600515A (en) * 1945-10-24 1952-06-17 Mooser Heinrich Wilhelm Process for the utilization of blast furnace slag in rotary cement furnaces
US4054464A (en) * 1976-07-20 1977-10-18 General Portland, Inc. Method for making cement using aragonite
GB1585801A (en) * 1977-01-04 1981-03-11 Kroyer K K K Methods and apparatus for production of cements
US4174974A (en) * 1978-04-14 1979-11-20 Standard Oil Company (Indiana) Process for converting coal ash slag into portland cement
SU1167164A1 (ru) * 1983-06-20 1985-07-15 Московский ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени химико-технологический институт им.Д.И.Менделеева Способ производства портландцементного клинкера
DE3502957A1 (de) * 1985-01-30 1986-07-31 Readymix Zementwerke GmbH & Co KG, 4720 Beckum Verfahren und vorrichtung zum herstellen von zementklinker
WO1990003342A1 (en) * 1988-09-23 1990-04-05 Kazakhsky Khimiko-Tekhnologichesky Institut Method of producing portland cement klinker
US5156676A (en) * 1990-04-13 1992-10-20 Hoke M. Garrett Manufacture of cement clinker in long rotary kilns by the addition of volatile fuel elements directly into the calcining zone of the rotary kiln
US5374309A (en) * 1993-02-26 1994-12-20 Blue Circle America, Inc. Process and system for producing cementitious materials from ferrous blast furnace slags
US5421880C1 (en) * 1994-01-14 2001-06-05 Texas Industries Inc Method and apparatus for using steel slag in cement clinker production

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
БУТТ Ю.М. и др. Технология вяжущих веществ. - М.: Высшая школа, 1965, с.296, 318 - 323 и 271. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2492151C1 (ru) * 2012-03-26 2013-09-10 Общество С Ограниченной Ответственностью Промышленная Компания "Технология Металлов" Способ переработки сталеплавильных шлаков с получением цементного клинкера и чугуна

Also Published As

Publication number Publication date
CA2215406A1 (en) 1996-09-19
PL322272A1 (en) 1998-01-19
YU80695A (sh) 1998-05-15
CZ287497A3 (cs) 1998-03-18
DE69627145D1 (de) 2003-05-08
UA46015C2 (uk) 2002-05-15
MX9505142A (es) 1998-07-31
JP2977910B2 (ja) 1999-11-15
PT827491E (pt) 2003-08-29
SK283257B6 (sk) 2003-04-01
WO1996028397A1 (en) 1996-09-19
KR19980702994A (ko) 1998-09-05
AU4750196A (en) 1996-10-02
US5494515A (en) 1996-02-27
AR000768A1 (es) 1997-08-06
KR100252722B1 (ko) 2000-04-15
CN1184457A (zh) 1998-06-10
TW328942B (en) 1998-04-01
DE69627145T2 (de) 2004-02-19
DK0827491T3 (da) 2003-07-21
YU49040B (sh) 2003-07-07
ES2196141T3 (es) 2003-12-16
BR9607205A (pt) 1997-11-11
US5494515C1 (en) 2002-01-22
SK124497A3 (en) 1998-02-04
CN1080706C (zh) 2002-03-13
EP0827491A1 (en) 1998-03-11
ZA9510174B (en) 1996-06-11
PL190049B1 (pl) 2005-10-31
TR199700958T1 (xx) 1998-02-21
EP0827491B1 (en) 2003-04-02
CA2215406C (en) 2001-11-13
ATE236100T1 (de) 2003-04-15
RO117446B1 (ro) 2002-03-29
AU704470B2 (en) 1999-04-22
EP0827491A4 (en) 1999-02-03
JPH10507437A (ja) 1998-07-21
CZ288842B6 (cs) 2001-09-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2146660C1 (ru) Способ производства цементного клинкера и устройство для его осуществления
RU2148559C1 (ru) Способ производства цементного клинкера
US6491751B1 (en) Method for manufacturing cement using a raw material mix including finely ground steel slag
RU2467965C1 (ru) Вращающаяся обжиговая печь на альтернативных топливах
CA2453124C (en) Process for incorporating coal ash into cement clinker
US4477283A (en) Process and apparatus for producing hydraulic cements
US4342598A (en) Method and apparatus for manufacturing cement clinker
US20040157181A1 (en) Method for manufacturing cement clinker
RU2074842C1 (ru) Способ производства строительных материалов с использованием топливосодержащих отходов и устройство для его осуществления
MXPA95005142A (en) Method and apparatus for using scrub of foundation ovens in the production of esceme of ceme
CZ115995A3 (en) Method of using steelwork slag when producing cement clinkers and apparatus for making the same
PL191257B1 (pl) Sposób wytwarzania klinkieru cementowego
SK282196B6 (sk) Spôsob výroby cementových slinkov a zariadenie na jeho vykonávanie
PL213023B1 (pl) Sposób wytwarzania zuzla o wlasciwosciach spoiwa hydraulicznego
RO117447B1 (ro) Procedeu si instalatie de obtinere a clincherului de ciment

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20120117