RU2148559C1 - Способ производства цементного клинкера - Google Patents
Способ производства цементного клинкера Download PDFInfo
- Publication number
- RU2148559C1 RU2148559C1 RU96116846A RU96116846A RU2148559C1 RU 2148559 C1 RU2148559 C1 RU 2148559C1 RU 96116846 A RU96116846 A RU 96116846A RU 96116846 A RU96116846 A RU 96116846A RU 2148559 C1 RU2148559 C1 RU 2148559C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- steel slag
- kiln
- slag
- rotary kiln
- charge
- Prior art date
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
- C04B7/36—Manufacture of hydraulic cements in general
-
- 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
-
- 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
- Y02P40/121—Energy efficiency measures, e.g. improving or optimising the production methods
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
- Muffle Furnaces And Rotary Kilns (AREA)
- Furnace Details (AREA)
- Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)
Abstract
Изобретение относится к производству цементного клинкера в длинных вращающихся обжиговых печах путем подачи в загрузочную сторону обжиговой печи сырьевой шихты, содержащей известь, кроме того, в загрузочную сторону обжиговой печи подают стальной шлак с максимальным диаметром частиц в 2 дюйма. Причем шлак может быть подан в загрузочную сторону печи отдельно от шихты или после предварительного смешения с ней. Способ может быть реализован как в печах, работающих по мокрому способу, так и по мокрому способу, так и по сухому. Технический результат - возможность использования грубомолотого стального шлака при изготовлении цемента, что позволяет решить проблему шлакоудаления, при этом имеют место экономия энергии и улучшение условий окружающей среды. 5 з.п.ф-лы, 4 ил., 5 табл.
Description
Изобретение относится к производству цементного клинкера в длинных обжиговых вращающихся печах. В частности, изобретение относится к способу производства цементного клинкера в обычных длинных вращающихся печах, работающих по сухому или мокрому способу.
Известен способ производства цементного клинкера в вытянутой вращающейся обжиговой печи, имеющей загрузочную сторону и нагревательную сторону, причем нагревательная сторона наклонена вниз относительно загрузочной стороны, включающий стадии направления тепла от источника тепла в указанную нагревательную сторону обжиговой печи так, что шихта движется в направлении указанного источника тепла на нагревательной стороне печи. Обжиговая печь содержит четыре рабочие зоны, включающая зону предварительного обжига, клинкерную зону и зону охлаждения. Топливо с нагретым воздухом впрыскивается в печь с нагревательной стороны печи. Обычно в производстве цемента используют такие виды топлива, как природный газ, нефть или измельченный уголь (см. кн. Ю. М. Бутта. Технология вяжущих веществ, М., Высшая школа, 1965, с. 296-298, 204, 271-272).
Когда тонкоизмельченные цементные сырьевые материалы переходят во вращающуюся обжиговую печь на ее загрузочной стороне, эти материалы нагреваются в зоне предварительного обжига. В этой зоне тепло газообразных продуктов горения используется для нагрева сырьевых материалов. Дополнительно внутри печи могут устанавливаться системы цепей или нечто подобное для улучшения эффективности теплообмена между газами и сырьем.
Температура сырья повышается от около 1000oF до приблизительно 2000oF по мере его прохождения через зону обжига и в этой зоне CaCO3 распадается с выделением CO2.
Обожженный материал при температуре около 2000oF затем проходит в клинкерную зону или зону прокаливания, где температура повышается приблизительно до 1500oC (2732oF). В этой зоне исходное сырье преобразуется в типичные цементные соединения такие, как трехкальциевый силикат, двухкальциевый силикат, трехкальциевый алюминат и четырехкальциевый алюминоферрит. Цементные клинкеры затем покидают клинкерную зону, охлаждаются и затем подвергаются дальнейшей обработке, например, путем дробления.
Далее использование измельченного доменного шлака в качестве цементирующего материала восходит к 1774 году. При производстве чугуна доменная печь непрерывно загружается сверху источником окиси железа, флюсом и топливом. Из печи получают два продукта: расплавленный чугун, который собирается на дне печи, и жидкий шлак доменной плавки, плавающий в ванне из чугуна. Оба продукта периодически выпускают из печи при температуре около 1500oC (2732oF). Шлак состоит главным образом из кремнезема и глинозема, соединенных с окислами кальция и магния из флюса. Цементирующая активность этого шлака для использования в растворе для кирпичной кладки или бетоне определяется его составом и скоростью, при которой охлаждается жидкий материал при выходе из печи.
Далее в производстве стали происходят похожие процессы, при которых жидкий стальной шлак плавает в бассейне стали, и здесь стальной шлак состоит главным образом из кремнезема и глинозема, соединенных с окислами кальция и магния. Размещение как стального шлака, так и шлака доменной плавки ставит для производителя главную проблему шлакоудаления.
Как стальной шлак, так и шлак доменной плавки состоят из частиц, которые являются очень твердыми. Частицы стального шлака достаточно тверды для того, чтобы резать стекло. Шлак доменной плавки, когда он использовался, всегда был в тонкоизмельченной форме, а это означает, что должно использоваться огромное количество энергии для измельчения и распыления шлака в тонкоизмельченную форму. Такой процесс раскрыт в патенте США N 2600515, в котором шлак доменной плавки в тонко измельченной смеси с известняком подается во вращающиеся цементные обжиговые печи и вводится прямо в пламя печи. Порошок шлака вдувается в то же время и теми же каналами, что и топливо, а именно измельченный уголь, вязкий мазут или газ. Этот процесс имеет несколько недостатков. Один из наиболее значительных недостатков заключается в том, что огромные количества энергии требуются для распыления и осушки материала до такого состояния, чтобы его можно было вдувать в печь.
Многие из химических соединений в стальном шлаке и шлаке доменной плавки являются общими с химическими соединениями цемента и тепло для их образования уже достигнуто в соответствующих процессах. Рентгеновский дифракционный анализ стального шлака показывает, что соединение сильно офлюсовано бета (β) двухкальциевым силикатом 2CaO • SiO2(C2S). Это соединение с добавлением CaO может быть преобразовано в 3CaO • SiO2(C3S) в зоне прокаливания вращающейся обжиговой печи.
Опыт показал, что стальной шлак не оказывает вредного влияния на работу вращающейся печи обжига цемента. Улучшается выделение летучих материалов из вращающейся обжиговой печи вследствие того, что шлак предварительно был подвергнут нагреву и большинство летучих материалов, таких как двуокись углерода, углерод, летучие органические вещества и тому подобное, были удалены. Однако, как установлено, тонкое измельчение или превращение в порошок или распыление шлака являются обязательными, добавляя таким образом дорогостоящий шаг в процесс изготовления цемента.
Раскрытие сущности изобретения
Так как давно установлено, что многие из химических соединений в стальном шлаке являются общими с химическими соединениями цемента и вследствие того, что стальной шлак является доступным в больших количествах и представляет главную проблему шлакоудаления, было бы выгодно иметь возможность использовать стальной шлак в процессе изготовления цемента, если бы он мог быть использован в более грубом, вместо требуемого сейчас измельченного, состоянии и если бы он мог быть добавлен в подаваемую шихту, загружаемую в обжиговую печь на ее загрузочной стороне вместо нагревательной стороны.
Так как давно установлено, что многие из химических соединений в стальном шлаке являются общими с химическими соединениями цемента и вследствие того, что стальной шлак является доступным в больших количествах и представляет главную проблему шлакоудаления, было бы выгодно иметь возможность использовать стальной шлак в процессе изготовления цемента, если бы он мог быть использован в более грубом, вместо требуемого сейчас измельченного, состоянии и если бы он мог быть добавлен в подаваемую шихту, загружаемую в обжиговую печь на ее загрузочной стороне вместо нагревательной стороны.
Настоящее изобретение обеспечивает такое использование стального шлака и обеспечивает способ и устройство для использования различных шлаков процесса получения стали, которые были раздроблены и просеяны до достижения грубого состояния с диаметрами компонентов до 2 дюймов, с крупным шлаком, загружаемым на входную сторону обжиговой печи вместе с подаваемой шихтой, приобретая этим все выгоды требования обеспечить тонкое дробление, распыление или превращение шлака в порошок.
Как установлено ранее, опыт показал, что стальной шлак не оказывает вредного влияния на работу печи обжига цемента. Улучшается выделение летучих материалов из вращающейся обжиговой печи вследствие того, что стальной шлак предварительно был подвергнут нагреву и большинство летучих материалов, таких как двуокись углерода, углерод, летучие органические вещества и тому подобное, были удалены. Вследствие предыстории стального шлака его требуемый химический состав уже был достигнут в течение процесса изготовления стали, сохраняя таким образом энергию в процессе изготовления цемента. Таким образом, существует большое число преимуществ от использования этого шлака. Первое, как установлено ранее, не требуется тонкого измельчения, распыления или превращения в порошок. Большие количества крупного шлака (определенного здесь как стальной шлак с компонентами до 2 дюймов в диаметре) могут быть включены в состав цементного клинкера только с минимальными химическими изменениями по отношению к обычному материалу, загружаемому во вращающуюся обжиговую печь. Дробление и просеивание требуются только для частиц шлака более 2 дюймов в диаметре.
Второе, не требуется осушки шлака. Присущая ему влажность в норме лежит от 1% до 6%. В системе вращающейся обжиговой печи с влажным процессом получаются существенное снижение влажности и экономия затрат. В системе вращающейся обжиговой печи с сухим процессом не требуется, чтобы стальной шлак подвергался осушке.
Третье, не наблюдалось закупорки обжиговой печи вследствие кольца шлама или наслоения клинкера. Во вращающихся обжиговых печах как с влажным, так и с сухим процессами грубый стальной шлак обладает чистящим действием на наслоение материала по мере продвижения через печь.
Четвертое, грубый стальной шлак может быть использован как часть исходной подаваемой шихты и вводится в обжиговую печь с ее загрузочной стороны. Стальной шлак и влажная шихта могут быть введены в загрузочную сторону вращающейся обжиговой печи как отдельные материалы, а могут быть введены вместе в загрузочную сторону обжиговой печи без предварительного смешивания.
Пятое, только небольшие химические изменения в составе подаваемой шихты требуются для обычной шихты с тем, чтобы приспособить стальной шлак. Это обычно означает, что подаваемая шихта должна быть более богатой по содержанию извести.
Шестое, структура химического состава грубого стального шлака преобразуется в структуру желаемого цементного клинкера в течение тепловой обработки во вращающейся обжиговой печи за счет диффузии.
Седьмое, при использовании стального шлака получается существенная экономия энергии благодаря низкой температуре, при которой плавится стальной шлак и благодаря тому, что не требуется измельчение или распыление стального шлака.
Восьмое, рост выхода продукции почти пропорционален количеству используемого стального шлака.
Девятое, условия окружающей среды при осуществлении процесса во вращающейся обжиговой печи улучшаются благодаря низкому содержанию летучих веществ в стальном шлаке.
Десятое, рециркуляция стального шлака улучшает окружающую среду, так как она обеспечивает важное использование для больших количеств доступного стального шлака, а удаление стального шлака в настоящее время представляет собой экологическую проблему.
Одиннадцатое, стоимость цементного производства существенно снижается вследствие экономии энергии и обильного источника стального шлака низкой стоимости. Таким образом, целью настоящего изобретения является дать улучшенные способ и устройство для эксплуатации вращающейся обжиговой печи для производства цементного клинкера с использованием грубого стального шлака, побочного продукта процессов изготовления стали.
Другой целью настоящего изобретения является введение грубого стального шлака во вращающуюся обжиговую печь для производства цемента с ее загрузочной стороны.
Еще одной целью настоящего изобретения является использование грубого стального шлака, имеющего различные размеры частиц в основном от максимума в 2 дюйма в диаметре и ниже.
Таким образом, настоящее изобретение относится к способу производства цементного клинкера с использованием вытянутой вращающейся печи для обжига цемента, имеющей загрузочную сторону и нагревательную сторону, наклоненной вниз под углом относительно загрузочной стороны, способ, включающий шаги по направлению тепла от источника тепла в нагревательную сторону обжиговой печи, введению потока подаваемой шихты, содержащей известь, в загрузочную сторону обжиговой печи таким образом, что поток подаваемой шихты движется по направлению тепла в нагревательной стороне обжиговой печи, добавлению определенного количества дробленного и просеянного стального шлака в поток подаваемой шихты на загрузочной стороне обжиговой печи так, что когда поток подаваемой шихты и стального шлака движутся в направлении нагревательной стороны обжиговой печи, стальной шлак расплавляется теплом и диффундирует в подаваемую шихту с образованием цементных клинкеров.
Изобретение также относится к устройству для образования цементных клинкеров, включающему вращающуюся печь для обжига цемента, имеющую загрузочную сторону и нагревательную сторону, причем нагревательная сторона наклонена вниз под углом относительно загрузочной стороны, источник нагрева на нагревательной стороне для нагрева внутреннего пространства вращающейся обжиговой печи и средства транспортировки для введения потока подаваемой шихты, содержащей известь и стальной шлак, в загрузочную сторону вращающейся обжиговой печи так, что когда поток подаваемой шихты и стальной шлак движутся в направлении нагревательной стороны обжиговой печи, стальной шлак благодаря нагреву диффундирует в подаваемую шихту с образованием цементного клинкера.
Эти и другие подробные цели настоящего изобретения более полно будут раскрыты в последующем подробном описании рисунков, в котором:
Фиг. 1 является основным схематичным изображением системы вращающейся обжиговой печи по настоящему изобретению для образования цементных клинкеров, в которой шихта и стальной шлак подаются вместе во входную сторону вращающихся обжиговых печей;
Фиг. 2 является схематичным изображением шихты и стального шлака, подаваемых отдельно во впускную часть вращающейся обжиговой печи;
Фиг. 3 является схемой потоков процесса, в котором шихта и стальной шлак подаются во входную сторону обжиговой печи в объединенной смеси; и
Фиг. 4 является схемой потоков альтернативного процесса, в котором шихта и стальной шлак подаются отдельно на вход или в загрузочную сторону вращающейся обжиговой печи.
Фиг. 1 является основным схематичным изображением системы вращающейся обжиговой печи по настоящему изобретению для образования цементных клинкеров, в которой шихта и стальной шлак подаются вместе во входную сторону вращающихся обжиговых печей;
Фиг. 2 является схематичным изображением шихты и стального шлака, подаваемых отдельно во впускную часть вращающейся обжиговой печи;
Фиг. 3 является схемой потоков процесса, в котором шихта и стальной шлак подаются во входную сторону обжиговой печи в объединенной смеси; и
Фиг. 4 является схемой потоков альтернативного процесса, в котором шихта и стальной шлак подаются отдельно на вход или в загрузочную сторону вращающейся обжиговой печи.
Лучший режим для осуществления изобретения
Настоящее изобретение позволяет добавлять стальной шлак в исходные материалы обжиговой печи как отдельный компонент на загрузочной стороне вращающейся печи для обжига цемента при различных размерах частиц до максимума в 2 дюйма диаметром. Большая часть стального шлака имеет частицы диаметром ниже 2 дюймов и таким образом процесс дробления и просеивания требуется для достижения только желаемого максимального размера частиц. Настоящим изобретением не требуется тонкого измельчения, превращения в порошок или распыления шлака. Изобретение обеспечивает способ использования различных стальных шлаков в гораздо более грубом состоянии, чем было ранее установлено для процессов во вращающихся печах обжига цемента, которые позволяют элементам в химических соединениях стального шлака, а именно C2S и подобным, становиться существенной частью цементного клинкера. Тем, кто разбирается в технике, понятно, что химия шлака должна быть понята и должна управляться как часть полных ингредиентов цемента, и таким образом количество стального шлака, добавляемое в подаваемую шихту, должно быть сбалансировано с материалами шихты и их химическим составом.
Настоящее изобретение позволяет добавлять стальной шлак в исходные материалы обжиговой печи как отдельный компонент на загрузочной стороне вращающейся печи для обжига цемента при различных размерах частиц до максимума в 2 дюйма диаметром. Большая часть стального шлака имеет частицы диаметром ниже 2 дюймов и таким образом процесс дробления и просеивания требуется для достижения только желаемого максимального размера частиц. Настоящим изобретением не требуется тонкого измельчения, превращения в порошок или распыления шлака. Изобретение обеспечивает способ использования различных стальных шлаков в гораздо более грубом состоянии, чем было ранее установлено для процессов во вращающихся печах обжига цемента, которые позволяют элементам в химических соединениях стального шлака, а именно C2S и подобным, становиться существенной частью цементного клинкера. Тем, кто разбирается в технике, понятно, что химия шлака должна быть понята и должна управляться как часть полных ингредиентов цемента, и таким образом количество стального шлака, добавляемое в подаваемую шихту, должно быть сбалансировано с материалами шихты и их химическим составом.
В испытании обжигом в лабораторной печи 100% шлака была установлена точка плавления стального шлака и существует ключ к его использованию в печи для обжига цемента. Как можно увидеть в табл.I, была установлена точка плавления 2372oF/1300oC, которая позволяет добавлять шлак в загрузочную сторону обжиговой печи при довольно больших размерах частиц до 2 дюймов в диаметре.
Опыты, приведенные в табл.I, продолжались 15 мин при каждой температуре с частицами шлака размером приблизительно 3/8 дюйма. В результате опытов было установлено, что шлак не будет сгущать шлам в цепной секции вращающейся обжиговой печи, вызывать образование колец шлама или повышать вынос пыли из-за размера частиц. Кроме того, он будет снижать содержание влаги на 2,2%. Стальной шлак начинает плавиться и соединяться с другими сырьевыми материалами где-то между зоной обжига и зоной прокаливания во вращающейся обжиговой печи. Вследствие низкой точки плавления нет необходимости измельчать, распылять или превращать этот материал в порошок так, как в прототипе, который требует, чтобы 80% материала прошли через сито с 200 ячейками на дюйм для химического сочетания с другими ингредиентами. Образование C2S было уже достигнуто в стальном шлаке, а образование C3S имеет место во вращающейся обжиговой печи в той же температурной зоне, где он плавится. Рентгеновский дифракционный анализ стального шлака показывает, что соединение является сильно офлюсованным бета (β) двухкальциевым силикатом 2CaO • SiO2(C2S). Это соединение с добавлением CaO может быть преобразовано в 3CaO • SiO2(C3S) в зоне прокаливания вращающейся обжиговой печи. C2S является главным соединением основы прочности в цементе.
Устройство по настоящему изобретению показано на фиг. 1. Устройство 10 включает вращающуюся обжиговую печь 12, поддерживаемую хорошо известным способом фланцами 14, которые вращаются вместе с обжиговой печью. Обжиговая печь имеет загрузочную сторону 16 и или зону прокаливания 18. Нагревательная сторона 18 наклонена вниз относительно загрузочной стороны 16, как это хорошо известно в технике. Источник топлива 20 создает пламя 22 на нагревательной стороне 18 вращающейся обжиговой печи 12 для обеспечения температуры приблизительно в 1500oC (2732oF). Цементное сырье или подаваемая шихта, например известняк, глина, песок и т.п., переносится во вращающуюся обжиговую печь 12 конвейерной лентой переменной скорости 24. Если используется влажный шлам, то конвейерная лента переменной скорости 24 будет транспортировать шихту на мельницу 26, а с мельницы 26 - на загрузочную сторону 16 вращающейся обжиговой печи 12. Подаваемая шихта движется в потоке 28 через вращающуюся обжиговую печь 12 по направлению к пламени 22. Во вращающейся обжиговой печи 12 имеют место хорошо известные химические процессы, а цементный клинкер 30 выходит из нагревательной стороны 18 вращающейся обжиговой печи 12 для дальнейшей обработки. Приборы контроля загрязнения 32 и 34, хорошо известные в технике, находятся соответственно на нагревательной стороне и загрузочной стороне вращающейся обжиговой печи 12. На нагревательной стороне 18 из прибора контроля загрязнения 32 отходящие газы 38 выбрасываются в атмосферу, а использованные отходы 40 регенерируются.
На загрузочной стороне 16 оборудование для контроля загрязнения 34 удаляет отходящие газы 36, которые выбрасываются, и утилизирует отходы в 42.
В настоящем изобретении стальной шлак 44 переносится транспортирующим устройством 46, например конвейерной лентой переменной скорости, к шихте 48, которая подается через пылевой бункер 56 (фиг.2) на загрузочной стороне 16 вращающейся обжиговой печи 12. Контроллер 25 управляет скоростью конвейерных лент 24 и 46 так, что обеспечивается правильное соотношение стального шлака 44 относительно подаваемой шихты в зависимости от ее химического состава. Такое управление хорошо известно в технике и не будет обсуждаться подробно.
Фиг. 2 является схематичным изображением устройства для обеспечения раздельной загрузки во входную сторону вращающейся обжиговой печи 12 стального шлака и шихты.
На фиг. 2 можно видеть, что стальной шлак 50 сбрасывается в бункер 52 и переносится транспортирующей системой 54 вверх, где он складывается на ленту 55 с тем, чтобы пройти через пылевой бункер к входной стороне 16 вращающейся обжиговой печи 12. Загрузка материала во входную сторону обжиговой печи может быть выполнена любым хорошо известным способом. Подобным же образом подаваемая шихта 58 сбрасывается в бункер 60, из которого она переносится транспортирующими средствами 62 вверх и по ленте 64 сбрасывается в бункер 56 для загрузки во входную сторону 16 вращающейся обжиговой печи 12. Устройство как на фиг. 1, так и на фиг. 2 дает желаемые результаты.
Табл. II представляет результаты химического анализа 6 образцов стального шлака, взятых наугад из отвала сырья. Конечно, химический анализ стального шлака может отличаться от значений в табл. II в зависимости от самого шлака.
Можно увидеть, что состав стального шлака очень однороден и удобен для производства цемента. Можно также увидеть, что в среднем свободная известь составляет 0,50%, а средние ПП (потери при прокаливании) составляют 1,40. Свободная влага составляет 1%, и связанная влага - 1%.
Рентгеновский дифракционный анализ стального шлака показывает, что соединение сильно офлюсовано бета (β) двухкальциевым силикатом 2CaO • SiO2(C2S). Это соединение может быть преобразовано в трехкальциевый силикат 3CaO • 2SiO2(C3S) в зоне прокаливания с использованием дополнительного CaO. Реакция проходит так: 2CaO • SiO2 + CaO + тепло ---> 3CaO • SiO2 • C3S является главным соединением, обеспечивающим прочность в цементе.
Табл. III демонстрирует типичные расчеты смесей для подаваемой шихты, имеющей 0% стального шлака, 89,67% известняка, 4,42% сланца, 4,92% песка и 0,99% руды.
Табл. IV иллюстрирует расчеты смесей для подаваемой шихты, состоящей из 90,79% известняка, 3,64% сланца, 5,36% песка и 0,21% руды с добавлением 5% шлака, а табл. V иллюстрирует расчеты смесей для подаваемой шихты, состоящей из 91,43% известняка, 2,75% сланца, 5,82% песка и 0% руды с добавлением 10% шлака.
Очевидно из табл. III, IV и V можно видеть, что добавление шлака в качестве сырья удобно для производства цементного клинкера.
Фиг. 3 иллюстрирует процесс по настоящему изобретению, в котором подаваемая шихта и стальной шлак соединяются, как показано на фиг. 1, до поступления в обжиговую печь в ее загрузочной стороне. На стадии 76 шихта заготавливается, а на стадии 78 она соединяется со стальным шлаком, который на стадии 80 подвергся дроблению и просеиванию для получения максимального диаметра в 2 дюйма. Объединенный материал затем на стадии 82 поступает на загрузочную сторону вращающейся обжиговой печи.
На фиг. 4 технологический процесс загружает стальной шлак и шихту на загрузочную сторону вращающейся обжиговой печи раздельно, как показано на фиг. 2. В таком случае подаваемая шихта заготавливается на стадии 66 и на стадии 68 переносится транспортирующими средствами во входную или загрузочную часть вращающейся обжиговой печи. Стальной шлак на стадии 72 дробится и просеивается для получения максимального диаметра в 2 дюйма, а получающийся в результате продукт на стадии 74 передается во входную или загрузочную часть вращающейся обжиговой печи. На стадии 70 шихта и стальной шлак нагреваются во вращающейся обжиговой печи до тех пор, пока не образуется цементный клинкер.
Таким образом, раскрыт способ и устройство для создания цементного клинкера с добавлением грубого стального шлака, который загружается вместе с шихтой в загрузочную сторону вращающейся обжиговой печи. Грубый стальной шлак здесь определен как стальной шлак, который был раздроблен и просеян до максимального диаметра в 2 дюйма. Настоящим изобретением достигаются многие преимущества.
Не требуется ни тонкого измельчения, ни распыления или превращения шлака в порошок. Большие количества грубого шлака с размерами частиц до 2 дюймов могут быть введены в состав цементного клинкера лишь с незначительными требуемыми химическими изменениями в обычном материале, загружаемом во вращающуюся обжиговую печь.
Не требуется осушки шлака. Присущая ему влажность в норме лежит от 1 до 6 процентов. В системе вращающейся обжиговой печи с влажным процессом обеспечиваются существенные снижение влажности и экономия. В системе вращающейся обжиговой печи с сухим процессом стальной шлак может быть осушен, но это не является необходимым.
Благодаря настоящему изобретению грубый стальной шлак может быть использован как часть исходной шихты в производстве цементного клинкера посредством вращающейся обжиговой печи. Стальной шлак и влажная (или сухая) подаваемая шихта вводятся в загрузочную сторону вращающейся обжиговой печи как раздельные материалы. Они также могут быть введены вместе в загрузочный вход обжиговой печи с предварительным смешиванием. Не наблюдалось закупорки обжиговой печи вследствие кольца шлама или наслоения клинкера. Во вращающихся обжиговых печах как с влажным, так и с сухим процессами грубый стальной шлак обладает чистящим действием на наслоение материала по мере продвижение через печь.
Лишь небольшие химические изменения требуются для обычной шихты с тем, чтобы приспособить стальной шлак. Это обычно означает, что подаваемая шихта должна быть более богатой по содержанию извести. Структура химического состава грубого стального шлака преобразуется в структуру желаемого цементного клинкера в течение тепловой обработки во вращающейся обжиговой печи за счет диффузии. Благодаря тому, что не требуется измельчения, распыления или превращения стального шлака в порошок, получается существенная экономия энергии при использовании настоящего изобретения в производстве цементного клинкера. Рост выхода продукции почти пропорционален количеству используемого стального шлака. Кроме того, условия окружающей среды при осуществлении процесса во вращающейся обжиговой печи улучшаются благодаря низкому содержанию летучих веществ в стальном шлаке. Далее, рециркуляция стального шлака улучшает окружающую среду и обеспечивает полезное использование стального шлака нежели стальной шлак, занимающий огромные площади земли для хранения. Таким образом, рециркуляция стального шлака улучшает окружающую среду и существенно снижает стоимость производства цемента.
Несмотря на то, что изобретение описано в связи с предпочтительным воплощением, нет намерения ограничить масштаб изобретения рамками частной представленной формы, а, наоборот, предполагается охватить такие альтернативы, модификации и эквиваленты, которые могут быть включены в соответствии с духом и масштабом изобретения, как определено прилагаемой формулой.
Claims (6)
1. Способ производства цементного клинкера в вытянутой вращающейся обжиговой печи, имеющей загрузочную сторону и нагревательную сторону, причем нагревательная сторона наклонена вниз относительно загрузочной стороны, включающий стадии направления тепла от источника тепла в указанную нагревательную сторону обжиговой печи и введения потока шихты, содержащей известь, в указанную загрузочную сторону обжиговой печи так, что шихта движется в направлении указанного источника тепла на нагревательной стороне обжиговой печи, отличающийся тем, что способ дополнительно включает стадии дробления и просеивания стального шлака с получением частиц с максимальным диаметром в 2 дюйма и добавления некоторого количества указанного раздробленного и просеянного стального шлака у указанному потоку подаваемой шихты в загрузочной стороне обжиговой печи так, что, когда поток подаваемой шихты и стального шлака движется в направлении нагревательной стороны, стальной шлак плавится от указанного тепла и диффундирует в подаваемую шихту с образованием цементных клинкеров.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что стальной шлак добавляют в загрузочную сторону обжиговой печи как материал, отдельный от подаваемой шихты.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что до введения в загрузочную сторону обжиговой печи стальной шлак и подаваемую шихту предварительно смешивают.
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что для получения потока подаваемой шихты и стального шлака способ дополнительно включает стадию использования вращающейся обжиговой печи с влажным процессом.
5. Способ по п.1, отличающийся тем, что для получения потока подаваемой шихты и стального шлака способ дополнительно включает стадию использования вращающейся обжиговой печи с сухим процессом.
6. Способ по п.1, отличающийся тем, что указанный стальной шлак содержит химическое соединение 2CaO•SiO2(C2S).
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US08182617 US5421880C1 (en) | 1994-01-14 | 1994-01-14 | Method and apparatus for using steel slag in cement clinker production |
US08/182,617 | 1994-01-14 | ||
PCT/US1995/000522 WO1995019324A1 (en) | 1994-01-14 | 1995-01-13 | Method and apparatus for using steel slag in cement clinker production |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU96116846A RU96116846A (ru) | 1998-11-20 |
RU2148559C1 true RU2148559C1 (ru) | 2000-05-10 |
Family
ID=22669261
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU96116846A RU2148559C1 (ru) | 1994-01-14 | 1995-01-13 | Способ производства цементного клинкера |
Country Status (17)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5421880C1 (ru) |
EP (1) | EP0739318B1 (ru) |
JP (1) | JP3034307B2 (ru) |
KR (1) | KR100240322B1 (ru) |
CN (1) | CN1067662C (ru) |
AT (1) | ATE192424T1 (ru) |
AU (1) | AU681756B2 (ru) |
BR (1) | BR9506490A (ru) |
CA (1) | CA2139793C (ru) |
DE (1) | DE69516667T2 (ru) |
DK (1) | DK0739318T3 (ru) |
ES (1) | ES2147604T3 (ru) |
GR (1) | GR3034056T3 (ru) |
PT (1) | PT739318E (ru) |
RU (1) | RU2148559C1 (ru) |
TW (1) | TW492951B (ru) |
WO (1) | WO1995019324A1 (ru) |
Families Citing this family (32)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5626665A (en) * | 1994-11-04 | 1997-05-06 | Ash Grove Cement Company | Cementitious systems and novel methods of making the same |
US5494515C1 (en) * | 1995-03-15 | 2002-01-22 | Texas Industries Inc | Method and apparatus for using blast-furnace slag in cement clinker production |
JPH10152354A (ja) * | 1996-11-22 | 1998-06-09 | Tosoh Corp | マンガン鉱滓の処理方法 |
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 |
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 |
FR2795808B1 (fr) * | 1999-07-02 | 2001-09-14 | Air Liquide | Procede de combustion, applicable a la fabrication de ciment |
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 |
RU2002124862A (ru) | 2000-02-18 | 2004-03-27 | Вилли В. СТРОУП (US) | Цементная смесь с ваграночным шлаком и способы ее приготовления |
FR2809390B1 (fr) * | 2000-05-24 | 2003-03-07 | Lafarge Sa | Procede de traitement oxydant des laitiers d'acierie et scories ld obtenues |
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 |
HU224493B1 (hu) | 2001-11-29 | 2005-09-28 | Duna Dráva Cement Kft. | Keverékadalék cementklinkergyártáshoz és ennek alkalmazási eljárása |
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 |
US20040157181A1 (en) * | 2003-02-11 | 2004-08-12 | Arnold John R. | Method for manufacturing cement clinker |
US7253680B2 (en) * | 2003-05-21 | 2007-08-07 | World Energy Labs (2), Inc. | Amplifier system with current-mode servo feedback |
US7227882B2 (en) * | 2003-10-21 | 2007-06-05 | Edw. C. Levy Co. | System and method of processing electric arc furnace dust |
US20060272553A1 (en) * | 2005-06-01 | 2006-12-07 | Cifuentes Victor H | Cement making method |
DE102005052753A1 (de) * | 2005-11-04 | 2007-05-10 | Polysius Ag | Anlage und Verfahren zur Herstellung von Zementklinker |
US7537655B2 (en) * | 2006-07-21 | 2009-05-26 | Excell Technologies, Llc | Slag concrete manufactured aggregate |
US8038791B2 (en) * | 2006-08-31 | 2011-10-18 | Edw. C. Levy Co. | Clinker, system and method for manufacturing the same |
WO2009089906A1 (en) * | 2008-01-15 | 2009-07-23 | Recoval Belgium | Process for producing mortar or concrete |
JP6020785B2 (ja) * | 2011-12-26 | 2016-11-02 | 三菱マテリアル株式会社 | セメントクリンカ製造システム |
CN102826772A (zh) * | 2012-09-06 | 2012-12-19 | 鞍山市英台建筑材料有限公司 | 一种多用回转干法均化炉 |
CN103113029B (zh) * | 2012-10-15 | 2014-12-03 | 新疆天山水泥股份有限公司 | 生产g级高抗油井水泥熟料的方法及该方法所生产的水泥熟料 |
CN103486849B (zh) * | 2013-09-06 | 2015-11-18 | 内蒙古工业大学 | 一种可变气氛水泥熟料煅烧回转窑试验设备 |
CN114507076B (zh) * | 2020-11-15 | 2022-11-15 | 南京宝地梅山产城发展有限公司 | 一种竖窑面板浇注料及使用方法 |
CN114409281A (zh) * | 2021-11-17 | 2022-04-29 | 四川通达再生资源综合利用有限公司 | 一种利用钢渣生产水泥熟料的方法 |
WO2023198871A1 (en) | 2022-04-15 | 2023-10-19 | Orbix Productions | Method for manufacturing cement clinker using stainless steel slag |
FI20225556A1 (en) | 2022-06-20 | 2023-12-21 | Magsort Oy | Method for processing by-products of industrial kilns [into cement clinkers] |
KR102528110B1 (ko) | 2022-11-28 | 2023-05-02 | 한국세라믹기술원 | 비탄산염 원료를 포함한 클링커 조성물 |
Family Cites Families (13)
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. |
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 |
DE1646685B1 (de) * | 1965-11-25 | 1971-12-23 | Mannesmann Ag | Verfahren zur Herstellung eines gegen Sulfatloesung bestaendigen Zementes aus Stahlwerksschlacke |
JPS53221A (en) * | 1976-06-23 | 1978-01-05 | Nippon Kokan Kk | Cement obtained by reforming slag from steel manufacture and method of manufacturing thereof |
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 |
DE3036957A1 (de) * | 1980-09-30 | 1982-04-08 | Gosudarstvennyj Vsesojuznyj institut po proektirovaniju i naučno-issledovatel'skim rabotam Južgiprocement, Char'kov | Verfahren zur herstellung von zementklinker und vorrichtung zu dessen durchfuehrung |
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 |
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 |
US5494515C1 (en) * | 1995-03-15 | 2002-01-22 | Texas Industries Inc | Method and apparatus for using blast-furnace slag in cement clinker production |
-
1994
- 1994-01-14 US US08182617 patent/US5421880C1/en not_active Expired - Lifetime
-
1995
- 1995-01-09 CA CA002139793A patent/CA2139793C/en not_active Expired - Lifetime
- 1995-01-13 PT PT95907439T patent/PT739318E/pt unknown
- 1995-01-13 CN CN95191233A patent/CN1067662C/zh not_active Expired - Lifetime
- 1995-01-13 DE DE69516667T patent/DE69516667T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1995-01-13 AU AU15672/95A patent/AU681756B2/en not_active Expired
- 1995-01-13 RU RU96116846A patent/RU2148559C1/ru not_active IP Right Cessation
- 1995-01-13 AT AT95907439T patent/ATE192424T1/de active
- 1995-01-13 DK DK95907439T patent/DK0739318T3/da active
- 1995-01-13 EP EP95907439A patent/EP0739318B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1995-01-13 WO PCT/US1995/000522 patent/WO1995019324A1/en active IP Right Grant
- 1995-01-13 BR BR9506490A patent/BR9506490A/pt not_active IP Right Cessation
- 1995-01-13 ES ES95907439T patent/ES2147604T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1995-01-13 JP JP7519153A patent/JP3034307B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1995-01-13 KR KR1019960703762A patent/KR100240322B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1995-03-04 TW TW084100316A patent/TW492951B/zh not_active IP Right Cessation
-
2000
- 2000-07-28 GR GR20000401748T patent/GR3034056T3/el unknown
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
БУТТ Ю.М. и др. Технология вяжущих веществ. - М.: Высшая школа, с. 296 - 298, 204, 271, 272. * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
TW492951B (en) | 2002-07-01 |
CA2139793C (en) | 2000-12-12 |
DK0739318T3 (da) | 2000-09-11 |
GR3034056T3 (en) | 2000-11-30 |
JPH09507667A (ja) | 1997-08-05 |
DE69516667T2 (de) | 2000-12-28 |
AU1567295A (en) | 1995-08-01 |
KR100240322B1 (ko) | 2000-01-15 |
CN1138848A (zh) | 1996-12-25 |
ES2147604T3 (es) | 2000-09-16 |
WO1995019324A1 (en) | 1995-07-20 |
EP0739318A1 (en) | 1996-10-30 |
CN1067662C (zh) | 2001-06-27 |
EP0739318B1 (en) | 2000-05-03 |
EP0739318A4 (en) | 1997-12-10 |
US5421880C1 (en) | 2001-06-05 |
PT739318E (pt) | 2000-09-29 |
JP3034307B2 (ja) | 2000-04-17 |
CA2139793A1 (en) | 1995-07-15 |
AU681756B2 (en) | 1997-09-04 |
DE69516667D1 (de) | 2000-06-08 |
BR9506490A (pt) | 1997-10-07 |
US5421880A (en) | 1995-06-06 |
ATE192424T1 (de) | 2000-05-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2148559C1 (ru) | Способ производства цементного клинкера | |
US5494515A (en) | Method and apparatus for using blast-furnace slag in cement clinker production | |
US6264738B1 (en) | Method of producing cement clinker and associated device | |
US4026717A (en) | Economical, finely controlled cement production | |
US4508573A (en) | Co-production of cementitious products | |
US4236932A (en) | Method and apparatus for producing a hydraulic binder | |
US4477283A (en) | Process and apparatus for producing hydraulic cements | |
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 | |
CZ288654B6 (cs) | Způsob výroby cementových slínků a zařízení pro provádění tohoto způsobu | |
SK282196B6 (sk) | Spôsob výroby cementových slinkov a zariadenie na jeho vykonávanie | |
RU2520739C2 (ru) | Способ изготовления высокопрочного и быстротвердеющего алитового портландцемента и технологическая линия для его реализации | |
RO117447B1 (ro) | Procedeu si instalatie de obtinere a clincherului de ciment | |
PL191257B1 (pl) | Sposób wytwarzania klinkieru cementowego |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20120114 |