RU2317271C1 - Method of production of the cement clinker and the additive in the raw mixture for production of the cement clinker - Google Patents

Method of production of the cement clinker and the additive in the raw mixture for production of the cement clinker Download PDF

Info

Publication number
RU2317271C1
RU2317271C1 RU2006119899/03A RU2006119899A RU2317271C1 RU 2317271 C1 RU2317271 C1 RU 2317271C1 RU 2006119899/03 A RU2006119899/03 A RU 2006119899/03A RU 2006119899 A RU2006119899 A RU 2006119899A RU 2317271 C1 RU2317271 C1 RU 2317271C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
mixture
production
clinker
cement
slag
Prior art date
Application number
RU2006119899/03A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Виктор Корнеевич Классен
Ирина Александровна Шилова
Елена Васильевна Текучева
Original Assignee
Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова (БГТУ им. В.Г. Шухова)
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 Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова (БГТУ им. В.Г. Шухова) filed Critical Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова (БГТУ им. В.Г. Шухова)
Priority to RU2006119899/03A priority Critical patent/RU2317271C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2317271C1 publication Critical patent/RU2317271C1/en

Links

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
    • 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
    • C04B7/19—Portland cements
    • 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
    • C04B7/42—Active ingredients added before, or during, the burning process
    • C04B7/421—Inorganic materials
    • 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
    • C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/00474—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00
    • C04B2111/0075—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00 for road construction
    • 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)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Carbon Steel Or Casting Steel Manufacturing (AREA)

Abstract

FIELD: construction materials industry; other industries; methods of production of the cement clinker and the additives in the raw mixture for production of the cement clinker.
SUBSTANCE: the invention is pertaining to the field of construction materials industry, in particular, to the cement production, where it may be used at preparation of the cement raw mixture for production of the road and highly active portland-cement clinker. The method of production of the cement clinker provides, that in the cold end of the oven feed the cement raw mixture containing in the capacity of the additives the iron-containing component and steel-smelting slag in the amount of 7.0-14.3 mass % with respect to the raw mixture. At that they introduce the slag of the following composition (in mass%): CaO - 39-43, SiO2 - 20-35, Al2О3 - 2-8, Fe2O3 - 13-20, MgO - 10-20, other components - 0.4-2.6, c.l. - 4-10 in the form of the mixture with the carbonate rock in the ratio(in mass %): steel-smelting slag - 53-54, carbonate rock - 46-47 at following amount of the mixture to the iron-containing component,(in mass %): the iron-containing component - 5-10, the indicated mixture - 90-95, and the carbonate rock, besides, consists of the carbonate component - 30-70 mass % and the lime - 30-70 mass %. The invention also is related to the composition of the above-indicated additive. The technical result of the invention is expansion of the range of the components for production of the road and - portland-cement clinker with preservation and enhancement of the activity of the clinker, reduction of the specific consumption of the fuel.
EFFECT: the invention ensures expansion of the range of the components for production of the road and - portland-cement clinker at preservation and enhancement of the clinker activity, reduction of the specific consumption of the fuel.
2 cl, 6 tbl

Description

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, в частности к цементному производству, где может быть использовано при приготовлении цементной сырьевой смеси для получения дорожного и высокоактивного портландцементного клинкера.The invention relates to the building materials industry, in particular to cement production, where it can be used in the preparation of cement raw materials for the production of road and highly active Portland cement clinker.

Известен способ получения портландцементного клинкера, по которому сырьевой шлам подается в холодный конец печи (аналог) [Бутт Ю.М. Технология цемента и других вяжущих материалов. - М.: Стройиздат, 1976 - 407 с.].A known method of obtaining Portland cement clinker, in which raw sludge is fed into the cold end of the furnace (analog) [Butt Yu.M. Technology of cement and other binders. - M.: Stroyizdat, 1976 - 407 p.].

Известна железосодержащая добавка в цементный сырьевой шлам, включающая колчеданные огарки или колошниковую пыль (аналог) [Бутт Ю.М. Технология цемента и других вяжущих материалов. - М.: Стройиздат, 1976 - 407 с.].Known iron-containing additive in cement raw material sludge, including pyrite cinder or blast furnace dust (analogue) [Butt Yu.M. Technology of cement and other binders. - M.: Stroyizdat, 1976 - 407 p.].

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ получения клинкера, по которому сырьевой шлам, включающий железосодержащий компонент, и сталеплавильный шлак подают в холодный конец печи (прототип) [Классен В.К., Текучева Е.В., Тынников И.М. и др. Зависимость активности клинкера от количества подаваемого металлургического шлака в цементную вращающуюся печь с холодного конца // XXI Всерос. совещание начальников заводских лабораторий цементных заводов. - М.: Информация образования, 2005. - С.188-195].The closest to the invention in terms of technical nature and the achieved result is a method for producing clinker, in which raw sludge, including an iron-containing component, and steelmaking slag are fed to the cold end of the furnace (prototype) [Classen V.K., Tekucheva E.V., Tynnikov I .M. et al. Clinker activity as a function of the amount of metallurgical slag supplied to the cement rotary kiln from the cold end // XXI Vseros. meeting of the chiefs of cement laboratory laboratories. - M .: Education Information, 2005. - S.188-195].

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является железосодержащая добавка, включающая 20-70 вес.% колошниковой пыли или колчеданных огарков, 30-80 вес.% сталеплавильного шлака (прототип) [Авторское свидетельство СССР №787387, кл. С04В 7/26, 1980].Closest to the invention in technical essence and the achieved result is an iron-containing additive, including 20-70 wt.% Blast furnace dust or pyrite cinder, 30-80 wt.% Steelmaking slag (prototype) [USSR Author's Certificate No. 787387, cl. C04B 7/26, 1980].

Несмотря на то, что способ использования сталеплавильного шлака по прототипу дает хорошие результаты, дальнейшая утилизация его проблематична, т.к. увеличение количества подаваемого шлака приводит к снижению активности получаемого клинкера и производству цемента только для дорожных и аэродромных покрытий.Despite the fact that the method of using steelmaking slag according to the prototype gives good results, its further disposal is problematic, because an increase in the amount of slag supplied leads to a decrease in the activity of the resulting clinker and cement production only for road and airfield coatings.

Изобретение направлено на расширение арсенала средств для получения дорожного и портландцементного клинкера с сохранением и повышением активности клинкера и энергосбережением за счет снижения удельного расхода топлива, кроме того, заявляемый способ позволяет увеличить количество подаваемого шлака, обеспечивая при этом необходимую активность получаемого клинкера, с перспективой максимальной переработки шлаковых отвалов.The invention is aimed at expanding the arsenal of means for producing road and Portland cement clinker while maintaining and increasing clinker activity and energy saving by reducing specific fuel consumption, in addition, the inventive method allows to increase the amount of slag supplied, while ensuring the necessary activity of the resulting clinker, with the prospect of maximum processing slag dumps.

Это достигается тем, что в способе получения цементного клинкера, включающем подачу в холодный конец печи сырьевого шлама, содержащего в качестве добавки железосодержащий компонент, причем в качестве добавки в холодный конец печи вводят также сталеплавильный шлак, согласно предлагаемому решению последний вводят в количестве 7,0-14,3 мас.% по отношению к сырьевому шламу, при этом шлак вводят состава, мас.%: СаО 39-43; SiO2 20-35; Al2О3 2-8; Fe2О3 13-20; MgO 10-20; прочие 0,4-2,6; ппп 4-10 в виде смеси с карбонатной породой в соотношении, мас.%: сталеплавильный шлак 53-54, карбонатная порода 46-47 при следующем количестве смеси к железосодержащему компоненту, мас.%: железосодержащий компонент 5-10, указанная смесь 90-95, а карбонатная порода, кроме того, состоит из карбонатного компонента 30-70 мас.% и извести 30-70 мас.%.This is achieved by the fact that in the method for producing cement clinker, comprising supplying to the cold end of the furnace a raw sludge containing an iron-containing component as an additive, and steelmaking slag is also added as an additive to the cold end of the furnace, according to the proposed solution, the latter is introduced in an amount of 7.0 -14.3 wt.% In relation to the raw sludge, while the slag is introduced composition, wt.%: CaO 39-43; SiO 2 20-35; Al 2 O 3 2-8; Fe 2 O 3 13-20; MgO 10-20; other 0.4-2.6; pp 4-10 in the form of a mixture with carbonate rock in the ratio, wt.%: steelmaking slag 53-54, carbonate rock 46-47 in the following amount of the mixture to the iron-containing component, wt.%: iron-containing component 5-10, the specified mixture 90- 95, and the carbonate rock, in addition, consists of a carbonate component of 30-70 wt.% And lime 30-70 wt.%.

Результат достигается при помощи добавки в цементную сырьевую смесь, включающей железосодержащий компонент и сталеплавильный шлак, которая согласно предлагаемому решению дополнительно содержит карбонатную породу в смеси с указанным сталеплавильным шлаком при следующем соотношении компонентов, мас.%:The result is achieved by adding to the cement raw material mixture, comprising an iron-containing component and steelmaking slag, which according to the proposed solution additionally contains carbonate rock in a mixture with the specified steelmaking slag in the following ratio of components, wt.%:

железосодержащий компонент 5-10,iron-containing component 5-10,

указанная смесь 90-95,the specified mixture 90-95,

при этом смесь содержит сталеплавильный шлак состава, мас.%: СаО 39-43; SiO2 20-35; Al2Oз 2-8; Fe2О3 13-20; MgO 10-20; прочие 0,4-2,6; ппп 4-10 и карбонатную породу при следующем соотношении компонентов, мас.%:the mixture contains steelmaking slag composition, wt.%: CaO 39-43; SiO 2 20-35; Al 2 O s 2-8; Fe 2 O 3 13-20; MgO 10-20; other 0.4-2.6; PPP 4-10 and carbonate rock in the following ratio of components, wt.%:

сталеплавильный шлак 53-54,steelmaking slag 53-54,

карбонатная порода 46-47,carbonate rock 46-47,

а карбонатная порода содержит карбонатный компонент и известь при следующем соотношении компонентов, мас.%:and the carbonate rock contains a carbonate component and lime in the following ratio of components, wt.%:

карбонатный компонент 30-70,carbonate component 30-70,

известь 30-70.lime 30-70.

Сопоставительный анализ заявляемого решения с прототипом показывает, что способ отличается тем, что в нем используется добавка, отличающаяся от известной тем, что в дополнение к железосодержащему компоненту в качестве составляющей добавки в холодный конец печи подается смесь, состоящая из сталеплавильного шлака и карбонатной породы, при следующем соотношении компонентов смеси, мас.%: сталеплавильный шлак 53-54, карбонатная порода 46-47, при этом добавка содержит, мас.%: железосодержащий компонент 5-10, указанная смесь 90-95, а шлак используют состава, мас.%: СаО 39-43; SiO2 20-35; Al2O3 2-8; Fe2O3 13-20; MgO 10-20; прочие 0,4-2,6; ппп 4-10. Карбонатная порода при этом содержит, мас.%: карбонатный компонент 30-70 и известь 30-70, а количество шлака, взятого в чистом виде, составляет 7-14,3% по отношению к сырьевому шламу, что соответствует 10-20% шлака от массы клинкера. Это позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого решения критерию «новизна».A comparative analysis of the proposed solution with the prototype shows that the method differs in that it uses an additive different from the known one, in addition to the iron-containing component, a mixture consisting of steelmaking slag and carbonate rock is supplied to the cold end of the furnace, the following ratio of components of the mixture, wt.%: steelmaking slag 53-54, carbonate rock 46-47, while the additive contains, wt.%: iron-containing component 5-10, the mixture is 90-95, and slag is used Ava, wt.%: CaO 39-43; SiO 2 20-35; Al 2 O 3 2-8; Fe 2 O 3 13-20; MgO 10-20; other 0.4-2.6; ppp 4-10. The carbonate rock in this case contains, wt.%: The carbonate component 30-70 and lime 30-70, and the amount of slag taken in its pure form is 7-14.3% with respect to the raw sludge, which corresponds to 10-20% of slag by weight of clinker. This allows us to conclude that the proposed solution meets the criterion of "novelty."

При изучении других известных технических решений в данной области признаки, отличающие заявляемое изобретение от прототипа, не были выявлены и потому они обеспечивают заявляемому техническому решению соответствие критерию «изобретательский уровень».When studying other well-known technical solutions in this field, the features that distinguish the claimed invention from the prototype were not identified and therefore they provide the claimed technical solution with the criterion of "inventive step".

В заявляемом техническом решении сырьевой шлам и сталеплавильный шлак заявляемого химического состава в смеси с карбонатной породой подают с холодного конца печи. При этом за счет тщательного перемешивания смеси сталеплавильного шлака с карбонатной породой, взятых в заявляемом количестве, обеспечивается корректировка модульных характеристик шлака, и отпадает необходимость специально готовить шлам с высоким коэффициентом насыщения, что затруднительно для предприятий, у которых ограничено количество емкостей для хранения сырьевого шлама, и можно использовать рядовой шлам с КН=0,91÷0,93. Кроме того, так как смесь сталеплавильного шлака с карбонатной породой подается с холодного конца печи в сухом виде, это приводит к уменьшению потерь тепла на испарение воды и, следовательно, к снижению удельного расхода топлива на обжиг клинкера.In the claimed technical solution, raw sludge and steelmaking slag of the claimed chemical composition in a mixture with carbonate rock is fed from the cold end of the furnace. At the same time, due to thorough mixing of the mixture of steelmaking slag with carbonate rock taken in the claimed amount, the modular characteristics of the slag are ensured, and there is no need to specially prepare slurry with a high saturation coefficient, which is difficult for enterprises in which the number of containers for storing raw sludge is limited, and you can use ordinary sludge with KN = 0.91 ÷ 0.93. In addition, since the mixture of steelmaking slag with carbonate rock is supplied from the cold end of the furnace in a dry form, this leads to a decrease in heat loss by evaporation of water and, consequently, to a decrease in specific fuel consumption for clinker burning.

Известно, что сталеплавильный шлак в виде добавки с железосодержащим компонентом при следующем соотношении компонентов, мас.%: железосодержащий компонент - 14, сталеплавильный шлак - 86 (7,2 мас.% по отношению к сырьевому шламу, что составляет 11 мас.% от массы клинкера) позволяет получать портландцементный клинкер с активностью А=51,4 МПа [Классен В.К., Текучева Е.В., Тынников И.М. и др. Зависимость активности клинкера от количества подаваемого металлургического шлака в цементную вращающуюся печь с холодного конца // XXI Всерос. совещание начальников заводских лабораторий цементных заводов. - М.: Информация образования, 2005. - С.188-195].It is known that steelmaking slag in the form of an additive with an iron-containing component in the following ratio of components, wt.%: Iron-containing component - 14, steelmaking slag - 86 (7.2 wt.% With respect to raw sludge, which is 11 wt.% By weight clinker) allows you to get Portland cement clinker with activity A = 51.4 MPa [Klassen V.K., Tekucheva E.V., Tynnikov I.M. et al. Clinker activity as a function of the amount of metallurgical slag supplied to the cement rotary kiln from the cold end // XXI Vseros. meeting of the chiefs of cement laboratory laboratories. - M .: Education Information, 2005. - S.188-195].

Авторами впервые установлено, что подача сталеплавильного шлака именно заявляемого состава совместно с карбонатной породой предложенного состава при увеличении количества подаваемого шлака до 20% по отношению к массе клинкера не только не снижает активности получаемого клинкера, но и повышает ее, тогда как из уровня техники [Классен В.К., Текучева Е.В., Тынников И.М. и др. Зависимость активности клинкера от количества подаваемого металлургического шлака в цементную вращающуюся печь с холодного конца // XXI Всерос. совещание начальников заводских лабораторий цементных заводов. - М.: Информация образования, 2005. - С.188-195] следует, что подача шлака в большем количестве при следующем соотношении компонентов, мас.%: железосодержащий компонент - 9, сталеплавильный шлак - 91 (11,1 мас.% по отношению к сырьевому шламу, что составляет 17 мас.% от массы клинкера) приводит к снижению активности клинкера до А=49,2 МПа и производству цемента только для дорожных и аэродромных покрытий.The authors first established that the supply of steelmaking slag of the claimed composition together with the carbonate rock of the proposed composition with an increase in the amount of slag supplied to 20% with respect to the clinker mass not only does not reduce the activity of the clinker obtained, but also increases it, while from the prior art [Classen V.K., Tekucheva E.V., Tynnikov I.M. et al. Clinker activity as a function of the amount of metallurgical slag supplied to the cement rotary kiln from the cold end // XXI Vseros. meeting of the chiefs of cement laboratory laboratories. - M .: Education Information, 2005. - P.188-195] it follows that the supply of slag in a larger amount with the following ratio of components, wt.%: Iron-containing component - 9, steelmaking slag - 91 (11.1 wt.% relative to raw sludge, which is 17 wt.% by weight of clinker) leads to a decrease in clinker activity to A = 49.2 MPa and cement production only for road and airfield coatings.

Таким образом, из уровня техники нельзя было спрогнозировать, что сочетание сталеплавильного шлака заявляемого химического состава с карбонатной породой в заявляемом количестве при увеличении количества подаваемого шлака позволит получить не только клинкер для дорожного строительства, но и высокоактивный портландцементный клинкер. Так как результат получен вопреки установившемуся мнению и поэтому является неочевидным для специалиста, можно сделать вывод о соответствии заявляемого решения критерию «изобретательский уровень».Thus, it was impossible to predict from the prior art that the combination of steelmaking slag of the claimed chemical composition with carbonate rock in the claimed amount with an increase in the amount of slag supplied will make it possible to obtain not only clinker for road construction, but also highly active Portland cement clinker. Since the result was obtained contrary to the established opinion and therefore is not obvious to the specialist, we can conclude that the proposed solution meets the criterion of "inventive step".

Результаты расчета расходных статей теплового баланса печи представлены в табл.1.The results of the calculation of consumables of the heat balance of the furnace are presented in table 1.

Таблица 1Table 1 Расходные статьи теплового баланса печи (на 1 кг клинкера)Consumables of the heat balance of the furnace (per 1 kg of clinker)   Техническое решениеTechnical solution Расход тепла, ккал/кгHeat consumption, kcal / kg аналог на добавкуanalogue to the additive прототип на добавкуadditive prototype заявляемоеclaimed Тепловой эффект клинкерообразованияClinker thermal effect 400400 366366 340340 Потери:Losses:       - на испарение воды- to evaporate water 603603 603603 474474 - с отходящими газами- with exhaust gases 295295 295295 188188 - через корпус- through the case 150150 150150 119119 - с клинкером- with clinker 4343 4343 4545 СуммаAmount 14911491 14571457 11661166 Экономия теплаHeat saving -- 3434 325325

Как видно из таблицы, экономия тепла при использовании заявляемой добавки по сравнению с аналогом составила 325 ккал/кг или 46 кут/т, а по сравнению с прототипом - 291 ккал/кг или 42 кут/т клинкера. Таким образом, расход топлива на обжиг клинкера при использовании заявляемой добавки снизился по сравнению с аналогом на 22%, а по сравнению с прототипом - на 20%.As can be seen from the table, the heat savings when using the inventive additives compared to the analogue amounted to 325 kcal / kg or 46 kut / t, and compared with the prototype - 291 kcal / kg or 42 kut / t clinker. Thus, the fuel consumption for clinker firing when using the inventive additives decreased by 22% compared with the analogue, and by 20% compared with the prototype.

В качестве компонентов сырьевой смеси для приготовления сырьевого шлама использовали: карбонатный, силикатный, алюминатный компоненты, а в качестве добавки - железосодержащий компонент, который может быть представлен в виде колчеданных огарков или колошниковой пыли. В заявляемом решении использовались колчеданные огарки. Добавка содержит также сталеплавильный шлак в смеси с карбонатной породой, при этом последняя состоит из карбонатного компонента и извести. Карбонатный компонент для сырьевого шлама и для карбонатной породы использовали один и тот же. Химические составы компонентов сырьевой смеси и добавки представлены в табл.2.As components of the raw material mixture for the preparation of raw sludge, carbonate, silicate, aluminate components were used, and as an additive, an iron-containing component, which can be presented in the form of pyrite cinder or blast furnace dust. In the claimed solution, pyrite cinders were used. The additive also contains steelmaking slag mixed with carbonate rock, the latter consisting of a carbonate component and lime. The carbonate component for the raw sludge and for the carbonate rock used the same. The chemical compositions of the components of the raw mix and additives are presented in table.2.

Таблица 2table 2 Химический состав компонентов сырьевой смеси и добавки, %The chemical composition of the components of the raw mix and additives,% КомпонентComponent ПППRFP CaOCao SiO2 SiO 2 Al2О3 Al 2 About 3 Fe2О3 Fe 2 About 3 FeOFeO MgOMgO MnOMnO проч.other ∑∑ Сталеплавильный шлак:Steelmaking slag:                                                             - известный (по прототипу на добавку) - known (prototype additive) 0,510.51 47,3147.31 15,5415,54 3,83.8 17,417.4 4,454.45 3,543,54 6,716.71 5,695.69 100,24100.24 - заявляемый- claimed 10,010.0 38,838.8 23,323.3 4,14.1 15,115.1 10,010.0 8,18.1 -- 0,60.6 100one hundred Карбонатный компонентCarbonate component 42,242,2 52,852.8 3,73,7 0,80.8 0,40.4 -- 0,050.05 -- 0,050.05 100one hundred Силикатный компонентSilicate component 7,137.13 2,82,8 68,0268.02 12,212,2 4,794.79 -- 1,361.36 -- 1,01,0 97,397.3 Алюминатный компонентAluminate component 18,318.3 0,360.36 16,7416.74 51,251,2 10,910.9 -- -- -- 2,52,5 100one hundred Колчеданные огаркиPyrite Cinders -- 2,12.1 14,9414.94 3,163.16 71,9271.92 -- 0,50.5 -- 3,383.38 96,0296.02

Карбонатный компонент представлен мелом Стойленского горно-обогатительного комбината, силикатный - глиной Латненского месторождения, алюминатный - бокситами Северо-Онежского бокситового рудника, сталеплавильный шлак - шлаком Оскольского электрометаллургического комбината (ОЭМК), колчеданные огарки добываются в городе Уварове Тамбовской области химическим заводом, Череповецким химическим заводом, а также АО «Новолипецкий металлургический комбинат». Известь использовали строительную кальциевую по ГОСТ 9179-77.The carbonate component is represented by chalk of the Stoilensky mining and processing plant, silicate component by clay of the Latnensky deposit, aluminate component by bauxite of the North Onega bauxite mine, steelmaking slag by slag from the Oskol electrometallurgical plant (OEMK), pyrite cinders are mined in the town of Uvarov, the chemical factory, in the town of Uvarov, in the chemical industry, in the factory , as well as JSC Novolipetsk Metallurgical Plant. Calcium lime was used in accordance with GOST 9179-77.

Способ осуществляли следующим образом. Из указанных в табл.2 компонентов путем совместного помола [Технологический регламент ОАО «Осколцемент»] готовили рядовой сырьевой шлам состава, мас.%: СаО - 43,0; SiO2 - 14,0; Al2О3 - 3,7; Fe2О3 - 2,6; MgO - 0,7; прочие - 1,0; ппп - 35,0; влажностью 40% с коэффициентом насыщения 0,92, при следующем соотношении компонентов, мас.%: мел - 80,2, глина - 15,6, боксит - 2,6, а добавка железосодержащего компонента в виде колчеданных огарков - 1,6. Отдельно путем совместного помола до тонкости помола с остатком на сите 008≤15% [ГОСТ 310.2-76] готовили добавку в виде смеси сталеплавильного шлака заявляемого состава, мас.%: СаО 39-43; SiO2 20-35; Al2O3 2-8; Fe2О3 13-20; MgO 10-20; прочие 0,4-2,6; ппп 4-10 с карбонатной породой при соотношении компонентов, мас.%: сталеплавильный шлак - 54, карбонатная порода - 46. Карбонатная порода при этом содержала, мас.%: мел - 50, известь - 50. Количество шлака, кроме того, рассчитывалось с учетом того, чтобы оно составило 14,3 мас.% по отношению к сырьевому шламу, что составляет 20 мас.% от массы получаемого клинкера. Соотношение между колчеданными огарками и смесью сталеплавильного шлака с карбонатной породой составляло, мас.%: 5:95. Приготовленный шлам в количестве 73,6 мас.% вводили одновременно со смесью сталеплавильного шлака и карбонатной породы в количестве 26,4 мас.% через смеситель в холодный конец вращающейся печи [Технологический регламент ОАО «Осколцемент»]. Количество шлама, подаваемого в печь, контролировалось индукционным расходомером и по времени наполнения контрольного бачка [Технологический регламент ОАО «Осколцемент»]. Обжиг клинкера проводили во вращающейся печи размером 5×185 м методом противотока: в холодный конец печи подавали шлам, а навстречу ему двигались горячие газы, получающиеся при сгорании топлива в горячем конце. Шлам, соприкасаясь с горячими газами, проходил несколько зон обработки: сушки и подогрева, декарбонизации, экзотермических реакций, спекания и охлаждения. Полученный клинкер ссыпался из печи в колосниковый холодильник и имел следующий химический состав, модульные характеристики и коэффициент насыщения: СаО - 64,3; SiO2 - 20,8; Al2О3 - 5,0; Fe2O3 - 6,2; MgO - 2,5; прочие - 1,2; n=1,9; p=0,8; KH=0,92. Цемент получали путем совместного помола до удельной поверхности 300±10 м2/кг [ГОСТ 310.2-76] клинкера и гипса, последний вводили в количестве 5 мас.% от массы клинкера [Бутт Ю.М. Технология цемента и других вяжущих материалов. - М.: Стройиздат, 1976. - 407 с.]. Испытания полученного цемента проводили согласно ГОСТ 310.4-81. Прочность цемента при сжатии в 28-ми суточном возрасте твердения составила 58,7 МПа. Аналогичным образом были проведены опыты с другими количественными значениями заявляемой добавки и количеством шлака по отношению к сырьевому шламу. Результаты приведены в табл.3, 4, 5 и 6.The method was carried out as follows. From the components indicated in Table 2, by joint grinding [Technological regulations of Oskolcement OJSC], ordinary raw sludge of the composition was prepared, wt.%: CaO - 43.0; SiO 2 - 14.0; Al 2 O 3 - 3.7; Fe 2 About 3 - 2.6; MgO - 0.7; others - 1.0; Ppp - 35.0; humidity 40% with a saturation coefficient of 0.92, with the following ratio of components, wt.%: chalk - 80.2, clay - 15.6, bauxite - 2.6, and the addition of the iron-containing component in the form of pyrite cinder - 1.6. Separately, by co-grinding to fineness of grinding with a sieve residue of 008≤15% [GOST 310.2-76], an additive was prepared in the form of a mixture of steelmaking slag of the claimed composition, wt.%: CaO 39-43; SiO 2 20-35; Al 2 O 3 2-8; Fe 2 O 3 13-20; MgO 10-20; other 0.4-2.6; PP 4-10 with carbonate rock with a ratio of components, wt.%: steelmaking slag - 54, carbonate rock - 46. Carbonate rock at the same time contained, wt.%: chalk - 50, lime - 50. The amount of slag was also calculated taking into account that it amounted to 14.3 wt.% in relation to the raw sludge, which is 20 wt.% of the mass of the resulting clinker. The ratio between the pyrite cinder and the mixture of steelmaking slag with carbonate rock was, wt.%: 5:95. Prepared slurry in an amount of 73.6 wt.% Was introduced simultaneously with a mixture of steelmaking slag and carbonate rock in an amount of 26.4 wt.% Through a mixer into the cold end of a rotary kiln [Technological regulations of Oskolcement OJSC]. The amount of sludge fed into the furnace was controlled by an induction flow meter and by the time of filling the control tank [Technological regulations of Oskolcement OJSC]. Clinker was fired in a 5 × 185 m rotary kiln using a countercurrent method: sludge was supplied to the cold end of the furnace, and hot gases moving towards the combustion of fuel in the hot end moved towards it. The slurry, in contact with hot gases, passed through several treatment zones: drying and heating, decarbonization, exothermic reactions, sintering and cooling. The resulting clinker was poured from the furnace into the grate cooler and had the following chemical composition, modular characteristics and saturation coefficient: CaO - 64.3; SiO 2 - 20.8; Al 2 O 3 - 5.0; Fe 2 O 3 - 6.2; MgO - 2.5; others - 1.2; n = 1.9; p is 0.8; KH = 0.92. Cement was obtained by co-grinding to a specific surface of 300 ± 10 m 2 / kg [GOST 310.2-76] of clinker and gypsum, the latter was introduced in an amount of 5 wt.% By weight of clinker [Butt Yu.M. Technology of cement and other binders. - M.: Stroyizdat, 1976. - 407 p.]. Tests of the obtained cement were carried out according to GOST 310.4-81. The compressive strength of cement at 28 days of hardening was 58.7 MPa. Similarly, experiments were conducted with other quantitative values of the inventive additives and the amount of slag in relation to raw sludge. The results are shown in tables 3, 4, 5 and 6.

Таблица 3Table 3 Составы заявляемой добавкиThe compositions of the inventive additives Компоненты составовComposition Components №№ составовNo. of compounds 1one 22 33 4four 55 Состав мас.%:Composition wt.%:           - колчеданные огарки- pyrite cinder 1010 1010 55 55 55 - смесь сталеплавильного шлака и карбонатной породы- a mixture of steelmaking slag and carbonate rock 9090 9090 9595 9595 9595 Компоненты смеси, мас.%:The components of the mixture, wt.%:           - сталеплавильный шлак- steelmaking slag 5353 5353 5454 5454 5454 - карбонатная порода- carbonate rock 4747 4747 4646 4646 4646 Карбонатная порода, мас.%:Carbonate rock, wt.%:           - карбонатный компонент- carbonate component 7070 30thirty 7070 50fifty 30thirty - известь- lime 30thirty 7070 30thirty 50fifty 7070

Таблица 4Table 4 Содержание чистого шлака по прототипу на способ и по заявляемому решению (мас.%)The content of pure slag according to the prototype of the method and the claimed solution (wt.%) прототип на способprototype method заявляемое решениеclaimed decision № состава добавкиAdditive composition number к сырьевому шламуto raw sludge к клинкеруto the clinker № состава добавкиAdditive composition number к сырьевому шламуto raw sludge к клинкеруto the clinker 1one 7,27.2 11eleven 1one 77 1010 22 11,111.1 1717 22 77 1010       33 14,314.3 20twenty       4four 14,314.3 20twenty       55 14,314.3 20twenty

Таблица 5Table 5 Химический состав и модульные характеристики полученных клинкеровThe chemical composition and modular characteristics of the resulting clinkers КлинкерClinker Содержание оксидов, %The content of oxides,% КНKN МодулиModules CaOCao SiO2 SiO 2 Al2О3 Al 2 About 3 Fe2O3 Fe 2 O 3 MgOMgO проч.other nn pp                     Известный (по прототипу на добавку)Known (prototype additive) 64,3264.32 21,821.8 3,53,5 5,45,4 3,173.17 1,21,2 0,930.93 2,42,4 0,70.7 Заявляемый:Declared:                   №1No. 1 65,565.5 21,121.1 5,45,4 4,94.9 2,22.2 0,90.9 0,930.93 2,12.1 1,11,1 №2Number 2 65,565.5 21,121.1 5,45,4 4,94.9 2,22.2 0,90.9 0,930.93 2,12.1 1,11,1 №3Number 3 64,364.3 20,820.8 5,05,0 6,26.2 2,52,5 1,21,2 0,920.92 1,91.9 0,80.8 №4Number 4 64,364.3 20,820.8 5,05,0 6,26.2 2,52,5 1,21,2 0,920.92 1,91.9 0,80.8 №5Number 5 64,364.3 20,820.8 5,05,0 6,26.2 2,52,5 1,21,2 0,920.92 1,91.9 0,80.8

Таблица 6Table 6 Прочность цементов в 28-ми суточном возрасте твердения, МПаStrength of cements at 28 days of hardening, MPa ЦементCement известныйfamous заявляемый, № составаclaimed, composition No. прототип на способ, № составаprototype for the method, composition No. прототип на добавкуadditive prototype №1No. 1 №2Number 2 №3Number 3 №4Number 4 №5Number 5 №1No. 1 №2Number 2 51,451,4 49,249.2 56,056.0 50,150.1 51,251,2 48,348.3 58,758.7 54,854.8

Как видно из табл.6 (по прототипу на добавку), введение в сырьевую смесь добавки позволяет получить цемент с прочностью 56,0 МПа. По заявляемому техническому решению введение добавки составов №№1 и 2, в которых содержание шлака по отношению к клинкеру составляет 10%, позволяет получить цемент прочностью 50,1 и 51,2 МПа соответственно, что свидетельствует о сохранении активности клинкера по сравнению с прототипом на способ. Введение добавки состава №3 позволяет получать портландцемент с прочностью 48,3 МПа для дорожных и аэродромных покрытий. Введение добавки составов №№4 и 5 при увеличении содержания шлака по отношению к клинкеру до 20% по сравнению с прототипом на способ позволяет повысить прочность цемента до 58,7 и 54,8 МПа соответственно и получать высокоактивный клинкер для производства портландского цемента.As can be seen from table 6 (the prototype for the additive), the introduction of additives into the raw material mixture allows you to get cement with a strength of 56.0 MPa. According to the claimed technical solution, the introduction of additives of compositions No. 1 and 2, in which the slag content in relation to clinker is 10%, allows to obtain cement with a strength of 50.1 and 51.2 MPa, respectively, which indicates the preservation of clinker activity compared to the prototype way. The introduction of additives No. 3 allows you to get Portland cement with a strength of 48.3 MPa for road and airfield coatings. The introduction of additives of compositions No. 4 and 5 with an increase in slag content in relation to clinker up to 20% compared with the prototype for the method allows to increase the cement strength to 58.7 and 54.8 MPa, respectively, and to obtain highly active clinker for the production of Portland cement.

Таким образом, использование предлагаемого способа позволяет обеспечить:Thus, the use of the proposed method allows to provide:

1. Расширение арсенала средств для получения высокоактивного портландцементного клинкера с одновременной утилизацией находящегося в отвалах большого количества сталеплавильного шлака.1. Expanding the arsenal of funds to obtain highly active Portland cement clinker with the simultaneous disposal of a large amount of steelmaking slag in the dumps.

2. Энергосбережение за счет снижения удельного расхода топлива по сравнению с аналогом на 22%, по сравнению с прототипом - на 20%.2. Energy saving due to reduction of specific fuel consumption in comparison with the analogue by 22%, in comparison with the prototype - by 20%.

3. Удешевление процесса производства цемента для предприятий Белгородской области за счет снижения денежных средств на транспортировку сталеплавильного шлака.3. Cheaper cost of the cement production process for enterprises of the Belgorod region by reducing cash for transportation of steelmaking slag.

4. Улучшение экологической обстановки региона за счет снижения выделения СО2 на каждую тонну обожженного клинкера, что в настоящее время имеет важнейшее значение с учетом Киотского соглашения.4. Improving the environmental situation in the region by reducing the emission of CO 2 for each ton of burnt clinker, which is currently of the greatest importance taking into account the Kyoto agreement.

5. Расширение арсенала средств при получении клинкера для дорожных и аэродромных покрытий.5. Expanding the arsenal of funds when obtaining clinker for road and airfield coatings.

6. Использование рядового сырьевого шлама с КН=0,91-0,93, т.к. отпадает необходимость специально готовить шлам с высоким коэффициентом насыщения.6. The use of ordinary raw sludge with KN = 0.91-0.93, because there is no need to specially prepare sludge with a high saturation coefficient.

Claims (2)

1. Способ получения цементного клинкера, включающий подачу в холодный конец печи цементной сырьевой смеси, содержащей в качестве добавки железосодержащий компонент и также в качестве добавки - сталеплавильный шлак, отличающийся тем, что шлак вводят в количестве 7,0-14,3 мас.% по отношению к сырьевой смеси, при этом шлак вводят состава, мас.%: СаО 39-43; SiO2 20-35; Al2O3 2-8; Fe2О3 13-20; MgO 10-20; прочие 0,4-2,6; ппп 4-10, в виде смеси с карбонатной породой в соотношении, мас.%: сталеплавильный шлак 53-54, карбонатная порода 46-47, при следующем количестве смеси к железосодержащему компоненту, мас.%: железосодержащий компонент 5-10, указанная смесь - 90-95, а карбонатная порода, кроме того, состоит из карбонатного компонента - 30-70 мас.% и извести - 30-70 мас.%.1. A method of producing a cement clinker, comprising supplying to the cold end of the furnace a cement raw material mixture containing an iron-containing component as an additive and also as an additive - steelmaking slag, characterized in that the slag is introduced in an amount of 7.0-14.3 wt.% in relation to the raw material mixture, while the slag is introduced composition, wt.%: CaO 39-43; SiO 2 20-35; Al 2 O 3 2-8; Fe 2 O 3 13-20; MgO 10-20; other 0.4-2.6; pp 4-10, in the form of a mixture with carbonate rock in the ratio, wt.%: steelmaking slag 53-54, carbonate rock 46-47, with the following amount of the mixture to the iron-containing component, wt.%: iron-containing component 5-10, the specified mixture - 90-95, and the carbonate rock, in addition, consists of a carbonate component - 30-70 wt.% And lime - 30-70 wt.%. 2. Добавка в цементную сырьевую смесь, включающая железосодержащий компонент и сталеплавильный шлак, отличающаяся тем, что дополнительно содержит карбонатную породу в смеси с указанным сталеплавильным шлаком при следующем соотношении компонентов, мас.%:2. The additive in the cement raw material mixture, comprising an iron-containing component and steelmaking slag, characterized in that it further contains carbonate rock in a mixture with the specified steelmaking slag in the following ratio of components, wt.%: железосодержащий компонентiron component 5-105-10 указанная смесьspecified mixture 90-9590-95
при этом смесь содержит сталеплавильный шлак состава, мас.%: СаО 39-43; SiO2 20-35; Al2O3 2-8; Fe2О3 13-20; MgO 10-20; прочие 0,4-2,6; ппп 4-10, и карбонатную породу при следующем соотношении компонентов, мас.%:the mixture contains steelmaking slag composition, wt.%: CaO 39-43; SiO 2 20-35; Al 2 O 3 2-8; Fe 2 O 3 13-20; MgO 10-20; other 0.4-2.6; PPP 4-10, and carbonate rock in the following ratio of components, wt.%: сталеплавильный шлакsteelmaking slag 53-5453-54 карбонатная породаcarbonate rock 46-4746-47
а карбонатная порода содержит карбонатный компонент и известь при следующем соотношении компонентов, мас.%:and the carbonate rock contains a carbonate component and lime in the following ratio of components, wt.%: карбонатный компонентcarbonate component 30-7030-70 известьlime 30-7030-70
RU2006119899/03A 2006-06-06 2006-06-06 Method of production of the cement clinker and the additive in the raw mixture for production of the cement clinker RU2317271C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006119899/03A RU2317271C1 (en) 2006-06-06 2006-06-06 Method of production of the cement clinker and the additive in the raw mixture for production of the cement clinker

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006119899/03A RU2317271C1 (en) 2006-06-06 2006-06-06 Method of production of the cement clinker and the additive in the raw mixture for production of the cement clinker

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2317271C1 true RU2317271C1 (en) 2008-02-20

Family

ID=39267188

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2006119899/03A RU2317271C1 (en) 2006-06-06 2006-06-06 Method of production of the cement clinker and the additive in the raw mixture for production of the cement clinker

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2317271C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021235922A1 (en) * 2020-05-19 2021-11-25 Асель Ермековна ДЖЕКСЕМБАЕВА Cement-based building mixture with steelmaking slag additive

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
КЛАССЕН В.К. и др. Зависимость активности клинкера от количества подаваемого металлургического шлака в цементную вращающуюся печь с холодного конца. XXI Всероссийское совещание начальников заводских лабораторий цементных заводов. - Москва, Информация образования, 2005, с.188-195. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021235922A1 (en) * 2020-05-19 2021-11-25 Асель Ермековна ДЖЕКСЕМБАЕВА Cement-based building mixture with steelmaking slag additive

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102690068B (en) The manufacture method of clinker
US7594964B2 (en) High strength magnesium slag brick and method of producing the same
US4600438A (en) Co-production of cementitious products
Taimasov et al. Development and testing of low-energy-intensive technology of receiving sulphate-resistant and road portlandcement
US4508573A (en) Co-production of cementitious products
CA2990086A1 (en) Mineralizer for calcium sulfoaluminate ternesite cements
US20240002289A1 (en) A low-carbon cement and its method of production
CN105621910A (en) Sulphate aluminum cement clinker and preparation method thereof and sulphate aluminum cement
CA2437224A1 (en) Method for oxidizing treatment of steel plant slag to obtain cement-based materials
US5851282A (en) Portland cement clinker and use thereof
RU2317271C1 (en) Method of production of the cement clinker and the additive in the raw mixture for production of the cement clinker
CN104193199B (en) A kind of high magnesium slag volume cement
JP2020152631A (en) Method for producing cement powder composition
Zhanikulov et al. Influence of industrial waste on the structure of environmentally friendly cement clinker
RU2430043C1 (en) Clinkerless cement
CN116615398A (en) Method for manufacturing calcined clay
RU2353596C1 (en) Method of obtaining alumina cement
Miryuk Environmental aspects of resource-saving cement technology
RU2819890C1 (en) Method of using iron-containing clinker of waelz process as additive in production of cement
RU2138457C1 (en) Method for production of cement and raw meal for manufacturing cement clinker
Antonov et al. Stabilized dolomite refractories
CN101585670A (en) High-strength cement clinker and production method thereof
RU2141535C1 (en) Method of production of lime-magnesian flux
Taimasov et al. ECOLOGICAL ENERGY SAVING" GREEN" TECHNOLOGY OF CEMENT PRODUCTION BY USENING OF SOUTH KAZAKHSTAN TECHNOGENIC RAW MATERIALS
RU2247696C1 (en) Ceramic binder of high-pressure steam curing and method for production of ceramic materials using the same

Legal Events

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

Effective date: 20120607