RU2633620C1 - Method for intensification of burning process of portland cement clinker by mineralizers (versions) - Google Patents

Method for intensification of burning process of portland cement clinker by mineralizers (versions) Download PDF

Info

Publication number
RU2633620C1
RU2633620C1 RU2016127078A RU2016127078A RU2633620C1 RU 2633620 C1 RU2633620 C1 RU 2633620C1 RU 2016127078 A RU2016127078 A RU 2016127078A RU 2016127078 A RU2016127078 A RU 2016127078A RU 2633620 C1 RU2633620 C1 RU 2633620C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
mineralizers
portland cement
dust
sieve
rotary kiln
Prior art date
Application number
RU2016127078A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Дмитрий Анатольевич Мишин
Сергей Викторович Ковалев
Виталий Геннадьевич Чекулаев
Original Assignee
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Белгородский государственный технологический университет 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 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова" filed Critical федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова"
Priority to RU2016127078A priority Critical patent/RU2633620C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2633620C1 publication Critical patent/RU2633620C1/en

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
    • C04B7/02—Portland cement
    • C04B7/06—Portland cement using alkaline raw 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
    • 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
    • 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
    • C04B7/425—Acids or salts thereof

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)

Abstract

FIELD: technological processes.
SUBSTANCE: according to the first version, in the method for intensifying the burning process of Portland cement clinker with mineralizers, which includes simultaneous feeding to the rotary furnace of wet process for the production of Portland cement raw meal and mineralizers, burning them, dust, trapped by electrostatic precipitators, is additionally fed into the rotary furnace, and minerals, pre-ground to the remainder on the sieve №02 no more than 5% and the remainder on the sieve №008 no more than 15%, are fed continuously with the speed of the dust jet 30-150 m/s through the dust nozzle to material temperature region 845-1228ºC. According to the second version, in the method for intensifying the burning process of Portland cement clinker with mineralizers, which includes simultaneously feeding Portland cement raw meal and mineralizers to the rotary furnace, burning them in a combined-mode furnace, which is further supplied with dust trapped by electrostatic precipitators, and minerals pre-ground to a remainder on a sieve No. 02 no more than 5% and the remainder on the sieve №008 no more than 15%, are fed continuously with the speed of the dust jet 30-150 m/s through the dust nozzle to material temperature region 845-1228°C.
EFFECT: increased productivity of rotary furnaces for wet and combined production of Portland cement clinker and reduced specific fuel consumption for burning Portland cement clinker by lowering the temperature of clinker melt appearance.
2 cl, 2 tbl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, в частности к методам интенсификации обжига портландцементного клинкера путем введения активных ингредиентов - минерализаторов, и может быть использовано при получении портландцементного клинкера мокрым либо комбинированным способами. The invention relates to the building materials industry, in particular to methods for intensifying the firing of Portland cement clinker by introducing active ingredients - mineralizers, and can be used to produce Portland cement clinker using wet or combined methods.

В настоящее время на большинстве цементных заводов при производстве портландцементного клинкера для очистки газовых потоков из вращающейся печи от пыли используются электрофильтры. Для снижения потерь сырья с пылеуносом всю уловленную электрофильтрами пыль возвращают обратно во вращающуюся печь. Вследствие возврата уловленной электрофильтрами пыли во вращающейся печи происходит циркуляция и накопление солей щелочных металлов, что приводит к снижению эффективности действия минерализаторов и уменьшению производительности вращающихся печей.Currently, most cement plants in the production of Portland cement clinker use electrostatic precipitators to clean gas streams from a rotary kiln from dust. To reduce losses of raw materials with dust collector, all dust captured by electrostatic precipitators is returned back to the rotary kiln. Due to the return of dust captured by the electrostatic precipitators in a rotary kiln, alkali metal salts circulate and accumulate, which leads to a decrease in the effectiveness of mineralizers and a decrease in the productivity of rotary kilns.

Известен способ производства цементного клинкера путем тонкого измельчения и смешения сырьевых материалов, обжига сырьевой шихты и введения минерализатора, который смешивают с эндотермическим компонентом и подают в зону жидкофазных реакций [Авторское свидетельство СССР на изобретение SU №1043125]. В данном способе минерализатор, смешанный с эндотермическим компонентом подается в зону спекания вращающейся печи, т.е. в область появления клинкерного расплава.A known method for the production of cement clinker by fine grinding and mixing raw materials, firing the raw material charge and introducing a mineralizer, which is mixed with the endothermic component and fed into the liquid-phase reaction zone [USSR inventor's certificate SU No. 1043125]. In this method, the mineralizer mixed with the endothermic component is fed into the sintering zone of a rotary kiln, i.e. in the area of clinker melt.

Недостатком способа является низкая производительность вращающейся печи и высокий удельный расход топлива, идущего на обжиг портландцементного клинкера, т.к. появление клинкерного расплава начинается при температуре 1280-1338°С, т.е. подача минерализаторов в зону спекания является неэффективной. Кроме того, реализация данного способа возможна только на вращающихся печах мокрого способа производства портландцементного клинкера.The disadvantage of this method is the low productivity of the rotary kiln and the high specific fuel consumption for firing Portland cement clinker, because the appearance of clinker melt begins at a temperature of 1280-1338 ° C, i.e. the supply of mineralizers to the sintering zone is ineffective. In addition, the implementation of this method is possible only on rotary kilns of the wet method for the production of Portland cement clinker.

Наиболее близким решением по технической сущности, принятым за прототип, является способ регулирования процесса обжига при получении портландцементного клинкера во вращающейся печи [Авторское свидетельство СССР на изобретение SU №282121]. В данном способе минерализаторы вдувают с горячего обреза вращающейся печи в виде аэросмеси в зону спекания, т.е. в область появления клинкерного расплава, через отдельную форсунку для восстановления теплового режима вращающейся печи.The closest solution to the technical nature adopted for the prototype is a method of regulating the firing process when receiving Portland cement clinker in a rotary kiln [USSR Copyright Certificate for the invention SU No. 282121]. In this method, the mineralizers are blown from the hot edge of the rotary kiln in the form of an air mixture into the sintering zone, i.e. to the area where clinker melt appears, through a separate nozzle to restore the thermal regime of the rotary kiln.

Недостатком данного способа является низкая производительность вращающейся печи и высокий удельный расход топлива вследствие подачи минерализаторов в зону спекания, т.е. в область уже появившегося расплава. Также способ не предполагает постоянную подачу минерализаторов, а только при необходимости восстановления теплового режима работы вращающейся печи. После восстановления теплового режима подачу минерализаторов прекращают. Следовательно, действие минерализаторов направлено только на стабилизацию производительности вращающейся печи и расхода топлива. Кроме того, реализация данного способа возможна только на вращающихся печах мокрого способа производства портландцементного клинкера.The disadvantage of this method is the low productivity of the rotary kiln and the high specific fuel consumption due to the supply of mineralizers to the sintering zone, i.e. into the region of the already appeared melt. Also, the method does not imply a constant supply of mineralizers, but only if it is necessary to restore the thermal operation of the rotary kiln. After restoration of the thermal regime, the supply of mineralizers is stopped. Therefore, the action of mineralizers is aimed only at stabilizing the performance of a rotary kiln and fuel consumption. In addition, the implementation of this method is possible only on rotary kilns of the wet method for the production of Portland cement clinker.

Изобретение направлено на увеличение производительности вращающихся печей мокрого и комбинированного способов производства портландцементного клинкера и снижение удельного расхода топлива на обжиг портландцементного клинкера за счет снижения температуры появления клинкерного расплава.The invention is aimed at increasing the productivity of rotary kilns of wet and combined methods for the production of Portland cement clinker and reducing the specific fuel consumption for burning Portland cement clinker by reducing the temperature of the appearance of clinker melt.

Это достигается двумя вариантами решения задачи.This is achieved by two options for solving the problem.

Согласно первому варианту способ интенсификации процесса обжига портландцементного клинкера минерализаторами включает одновременную подачу во вращающуюся печь мокрого способа производства портландцементной сырьевой смеси и минерализаторов, их обжиг и дополнительную подачу во вращающуюся печь уловленной электрофильтрами пыли с одновременной подачей минерализаторов, предварительно измельченных до остатка на сите №02 не более 5% и остатка на сите №008 не более 15%, которые подаются постоянно со скоростью вылета пылевой струи 30-150 м/с через пылевую форсунку область температур материала 845 1228°С.According to the first embodiment, the method of intensifying the firing process of Portland cement clinker with mineralizers includes the simultaneous feeding of a wet method for the production of Portland cement raw material mixture and mineralizers into a rotary kiln, their firing and additional feeding of dust captured by electrostatic precipitators into a rotary kiln with the simultaneous supply of mineralizers previously crushed to a residue on sieve No. 02 not more than 5% and residue on sieve No. 008 no more than 15%, which are fed continuously with a dust jet departure speed of 30-150 m / s injector region of the dust material temperature 845 1228 ° C.

Согласно второму варианту способ интенсификации процесса обжига портландцементного клинкера минерализаторами включает одновременную подачу во вращающуюся печь портландцементной сырьевой смеси и минерализаторов, их обжиг, осуществляется в печи комбинированного способа производства, в которую дополнительно подается уловленная электрофильтрами пыль, а минерализаторы, предварительно измельченные до остатка на сите №02 не более 5% и остатка на сите №008 не более 15%, подаются постоянно со скоростью вылета пылевой струи 30 150 м/с через пылевую форсунку в область температур материала 845-1228°С.According to the second variant, the method of intensifying the firing process of Portland cement clinker with mineralizers includes the simultaneous feeding of a Portland cement raw material mixture and mineralizers into a rotary kiln, their firing is carried out in a furnace of a combined production method, into which dust collected by electrostatic precipitators is additionally fed, and mineralizers previously crushed to a residue on sieve No. 02 no more than 5% and residue on sieve No. 008 no more than 15%, fed continuously with a dust jet 30 30 m / s through a dust injector temperature material to 845-1228 ° C.

В качестве минерализаторов могут быть использованы фтористый кальций CaF2 (плавиковый шпат), фтористый натрий NaF, CaSO4 (гипс), комплексный минерализатор CaSO4+CaF2, оксид магния MgO (магнезит, брусит, форстерит), оксид титана TiO2. В качестве исходной портландцементной сырьевой смеси использовалась смесь ЗАО «Белгородский цементный завод», состоящая из мела, глины, бокситов и огарков. Концентрации минерализаторов взяты в массовых процентах по клинкеру. Характеристика сырьевой смеси представлена в табл. 1, где: ППП - потери при прокаливании сырьевой смеси; КH - коэффициент насыщения, n - силикатный модуль; p - глиноземный модуль.As mineralizers, calcium fluoride CaF 2 (fluorspar), sodium fluoride NaF, CaSO 4 (gypsum), complex mineralizer CaSO 4 + CaF 2 , magnesium oxide MgO (magnesite, brucite, forsterite), and titanium oxide TiO 2 can be used . As the initial Portland cement raw mix, a mixture of ZAO Belgorod Cement Plant, consisting of chalk, clay, bauxite and cinder, was used. Concentrations of mineralizers are taken in mass percent by clinker. The characteristics of the raw mix are presented in table. 1, where: SPP - losses during calcination of the raw mix; KH — saturation coefficient, n — silicate module; p is the alumina module.

Figure 00000001
Figure 00000001

Изобретение поясняется чертежом, где на фиг. 1 изображена схема вращающейся печи мокрого способа производства согласно первому варианту; на фиг. 2 - схема вращающейся печи комбинированного способа производства согласно второму варианту; на фиг. 3 - фрагмент кривой дифференциально-сканирующей калориметрии (ДСК) сырьевой смеси ЗАО «Белгородский цементный завод» с содержанием в ней 2,2% R2O (Na2O+K2O); на фиг. 4 - фазовый состав клинкера при температуре обжига 1300°С, полученного вводом 0,73% CaF2 заявленным способом в сырьевую смесь ЗАО «Белгородский цементный завод» с содержанием в ней 2,2% R2O; на фиг. 5 - фрагмент кривой дифференциально-сканирующей калориметрии сырьевой смеси ЗАО «Белгородский цементный завод» с содержанием в ней 2,2% R2O при вводе 0,73% CaF2 заявленным способом; на фиг. 6 - положение зоны спекания во вращающейся печи мокрого способа производства при вводе минерализаторов заявленным способом.The invention is illustrated in the drawing, where in FIG. 1 is a diagram of a rotary kiln of a wet production method according to a first embodiment; in FIG. 2 is a diagram of a rotary kiln of a combined production method according to a second embodiment; in FIG. 3 is a fragment of a differential scanning calorimetry (DSC) curve of a raw mix of Belgorodsky Cement Plant CJSC with a content of 2.2% R 2 O (Na 2 O + K 2 O) in it; in FIG. 4 - phase composition of clinker at a firing temperature of 1300 ° C, obtained by introducing 0.73% CaF 2 of the claimed method into the feed mixture of Belgorod cement plant with a content of 2.2% R 2 O in it; in FIG. 5 is a fragment of a differential scanning calorimetry curve of a raw mix of Belgorod Cement Plant CJSC with a content of 2.2% R 2 O in it when 0.73% CaF 2 is introduced by the claimed method; in FIG. 6 - position of the sintering zone in a rotary kiln of the wet production method when introducing mineralizers of the claimed method.

Согласно первому варианту (фиг. 1) корпус 1 печи представляет собой вращающийся стальной барабан с углом наклона к горизонту 4%. Подача портландцементной сырьевой смеси происходит с холодного обреза I вращающейся печи через загрузочную течку 2. Подача уловленной электрофильтрами, например, электрофильтрами пыли во вращающуюся печь происходит по пылепроводу 3 за цепную завесу 4. Сырьевая смесь перемещается от холодного обреза I вращающейся печи к горячему обрезу II. Со стороны горячего обреза II вращающейся печи установлена топливная форсунка 5 и отдельная пылевая форсунка 6, служащая для подачи минерализаторов во вращающуюся печь.According to the first embodiment (Fig. 1), the furnace body 1 is a rotating steel drum with an angle of inclination to the horizon of 4%. The supply of the Portland cement raw material mixture occurs from the cold edge I of the rotary kiln through the feed chute 2. The dust captured by the electrostatic precipitators, for example, by the electrostatic precipitators, enters the rotary kiln through the dust pipe 3 behind the chain curtain 4. The raw material mixture moves from the cold edge I of the rotary kiln to the hot edge II. On the hot side II of the rotary kiln, a fuel nozzle 5 and a separate dust nozzle 6 are installed, which serves to supply mineralizers to the rotary kiln.

Согласно второму варианту (фиг. 2) корпус 1 печи представляет собой вращающийся стальной барабан с углом наклона к горизонту 4%. Подача портландцементной сырьевой смеси и уловленной электрофильтрами, например, элетрофильтрами пыли во вращающуюся печь происходит через систему циклонных теплообменников 2 с холодного обреза I вращающейся печи. Сырьевая смесь перемещается от холодного обреза I вращающейся печи к горячему обрезу II. Со стороны горячего обреза II вращающейся печи установлена топливная форсунка 3 и отдельная пылевая форсунка 4, служащая для подачи минерализаторов во вращающуюся печь.According to the second embodiment (Fig. 2), the furnace body 1 is a rotating steel drum with an angle of inclination to the horizon of 4%. The supply of the Portland cement raw material mixture and dust collected by electrostatic precipitators, for example, electrostatic precipitators, to the rotary kiln takes place through a system of cyclone heat exchangers 2 from the cold edge I of the rotary kiln. The raw material mixture moves from the cold cutter I of the rotary kiln to the hot cutter II. On the hot side II of the rotary kiln, a fuel nozzle 3 and a separate dust nozzle 4 are installed, which serves to supply mineralizers to the rotary kiln.

Ввод минерализатора, например плавикового шпата, согласно первому варианту (фиг. 1), осуществляется следующим образом. С холодного обреза I вращающейся печи через загрузочную течку 2 в корпус печи 1 подается сырьевая смесь, например ЗАО «Белгородский цементный завод». Подача уловленной электрофильтрами пыли происходит по пылепроводу 3 за цепной завесой 4. За счет наклона и вращения печи сырьевая смесь перемещается от холодного обреза I вращающейся печи к горячему обрезу печи II. При этом происходит постепенный нагрев сырьевой смеси и ее физико-химические превращения. Со стороны горячего обреза II вращающейся печи установлены топливная форсунка 5 и отдельная пылевая форсунка 6. Через пылевую форсунку 6 постоянно подается минерализатор, предварительно измельченный до остатка на сите №02 не более 5% и остатка на сите №008 не более 15%. Положение пылевой форсунки 6 и скорость вылета пылевой струи минерализатора регулируются таким образом, чтобы основное количество минерализатора попадало в область температур материала 845-1228°С. В зависимости от типоразмера печи скорость вылета пылевой струи минерализатора составляет 30-150 м/с. Плавиковый шпат вводится в количестве 0,73% в пересчете на CaF2.Input mineralizer, such as fluorspar, according to the first embodiment (Fig. 1), is as follows. From the cold edge I of the rotary kiln through the feed chute 2, a raw material mixture is fed into the furnace 1 body, for example, Belgorod Cement Plant CJSC. The dust collected by the electrostatic precipitators is supplied through the dust pipe 3 behind the chain curtain 4. Due to the tilt and rotation of the furnace, the raw material mixture moves from the cold edge I of the rotating furnace to the hot edge of the furnace II. In this case, a gradual heating of the raw mix and its physicochemical transformations occur. On the hot edge II of the rotary kiln, a fuel nozzle 5 and a separate dust nozzle 6 are installed. A mineralizer is constantly fed through the dust nozzle 6, previously crushed to a residue on sieve No. 02 of not more than 5% and a residue on sieve No. 008 of not more than 15%. The position of the dust nozzle 6 and the departure speed of the dust stream of the mineralizer are controlled so that the bulk of the mineralizer falls into the temperature range of the material 845-1228 ° C. Depending on the size of the furnace, the departure speed of the dust stream of the mineralizer is 30-150 m / s. Fluorspar is introduced in an amount of 0.73% in terms of CaF 2 .

Ввод минерализатора, например плавикового шпата, согласно второму варианту (фиг. 2), осуществляется следующим образом. В газоход между первым и вторым циклоном системы циклонных теплообменников 2 подается сырьевая смесь, например ЗАО «Белгородский цементный завод», вместе с уловленной электрофильтрами пылью. В результате передачи тепла от газового потока в системе циклонных теплообменников 2 происходит нагрев сырьевой смеси до 900°С и ее физико-химические превращения. Полученный в результате физико-химических превращений материал поступает с холодного обреза I вращающейся печи в корпус печи 1. За счет наклона и вращения печи материал перемещается от холодного обреза I вращающейся печи к горячему обрезу II вращающейся печи. При этом происходит дальнейший постепенный нагрев материала и его последующие физико-химические превращения. Со стороны горячего обреза II вращающейся печи установлены топливная форсунка 3 и отдельная пылевая форсунка 4. Через пылевую форсунку 4 постоянно подается минерализатор, предварительно измельченный до остатка на сите №02 не более 5% и остатка на сите №008 не более 15%. Положение пылевой форсунки и скорость вылета пылевой струи минерализатора регулируются таким образом, чтобы основное количество минерализатора попадало в область температур материала 845-1228°С. Часть минерализатора будет выноситься газовым потоком в систему циклонных теплообменников 2, осаждаться и возвращаться обратно во вращающуюся печь. В зависимости от типоразмера печи скорость вылета пылевой струи минерализатора составляет 30-150 м/с. Плавиковый шпат вводится в количестве 0,73% в пересчете на CaF2.Input mineralizer, such as fluorspar, according to the second option (Fig. 2), is as follows. A raw mixture, for example, Belgorod Cement Plant CJSC, is fed into the gas duct between the first and second cyclones of the cyclone heat exchanger system 2, together with dust collected by the electrostatic precipitators. As a result of heat transfer from the gas stream in the system of cyclone heat exchangers 2, the raw material mixture is heated to 900 ° C and its physicochemical transformations. The material obtained as a result of physicochemical transformations comes from the cold edge I of the rotary kiln to the furnace body 1. Due to the tilt and rotation of the furnace, the material moves from the cold edge I of the rotary kiln to the hot edge II of the rotary kiln. In this case, further gradual heating of the material and its subsequent physicochemical transformations occur. On the hot edge II of the rotary kiln, a fuel nozzle 3 and a separate dust nozzle 4 are installed. A mineralizer is constantly fed through the dust nozzle 4, previously crushed to a residue on sieve No. 02 of not more than 5% and a residue on sieve No. 008 of not more than 15%. The position of the dust nozzle and the departure speed of the dust stream of the mineralizer are controlled so that the bulk of the mineralizer falls into the temperature range of the material 845-1228 ° C. Part of the mineralizer will be carried out by a gas stream into the system of cyclone heat exchangers 2, deposited and returned back to the rotary kiln. Depending on the size of the furnace, the departure speed of the dust stream of the mineralizer is 30-150 m / s. Fluorspar is introduced in an amount of 0.73% in terms of CaF 2 .

Ввиду возврата уловленной электрофильтрами пыли во вращающейся печи происходит циркуляция и накопление солей щелочных металлов, что приводит к более раннему завершению образования белита (845-1100°С) [D1 - Классен, В.К. Обжиг портландцементного клинкера / В.К. Классен. - Красноярск.: Стройиздат, Красноярск, отд., 1994. - С. 12, 72, 75.] и появлению основного количества клинкерного расплава при 1228 и 1255°С, что можно увидеть на фрагменте кривой дифференциально-сканирующей калориметрии сырьевой смеси ЗАО «Белгородский цементный завод» с содержанием в ней 2,2% R2O (фиг. 3). Образующиеся при 1228 и 1255°С расплавы характеризуются высоким содержанием R2O, который не связан анионом Cl- или SO42-. Часть R2O оказывается несвязанной с кислыми анионами, так как особенностью сырьевой базы РФ является превышение содержания R2O в сырье над содержанием Cl- и SO42-, которое необходимо для его полного связывания в нейтральные хлориды и сульфаты. Поэтому в данных расплавах не происходит образования алита или алит образуется очень медленно. При подаче плавикового шпата в область формирования щелочесодержащих расплавов либо перед ней (<1228°С) происходит нейтрализация R2O в расплаве, с образованием щелочных фторидов:Due to the return of dust captured by electrostatic precipitators in a rotary kiln, alkali metal salts circulate and accumulate, which leads to an earlier termination of belite formation (845-1100 ° С) [D1 - Klassen, V.K. Firing Portland cement clinker / V.K. Cool. - Krasnoyarsk .: Stroyizdat, Krasnoyarsk, det., 1994. - P. 12, 72, 75.] and the appearance of the majority of clinker melt at 1228 and 1255 ° C, which can be seen on the fragment of the differential-scanning calorimetry curve of the raw material mixture of ZAO “ Belgorod cement plant "with a content of 2.2% R 2 O in it (Fig. 3). The melts formed at 1228 and 1255 ° C are characterized by a high content of R 2 O, which is not bound by the Cl - or SO4 2- anion. Part of R 2 O is unbound with acidic anions, since a specific feature of the RF raw material base is the excess of R 2 O in the feed over the content of Cl - and SO4 2- , which is necessary for its complete binding to neutral chlorides and sulfates. Therefore, in these melts the formation of alite does not occur or alite is formed very slowly. When fluorspar is fed into the region of formation of alkali-containing melts or in front of it (<1228 ° С), R 2 O is neutralized in the melt, with the formation of alkaline fluorides:

R2O+CaF2=2RF+CaO, (R-Na или К),R 2 O + CaF 2 = 2RF + CaO, (R-Na or K),

что можно увидеть, анализируя фазовый состав клинкера при температуре обжига 1300°С, полученного вводом 0,73% CaF2 заявленным способом при содержании 2,2% R2O (фиг. 4). Появившийся расплав при этом сохраняется (фиг. 5). Образующиеся щелочные фториды являются более активными минерализаторами, чем фторид кальция и модифицируют свойства расплава, снижая его вязкость. Вследствие нейтрализации R2O и модифицирования свойств расплава щелочными фторидами в нем начинает активно протекать процесс образования алита. Т.о., температура появления расплава, в котором может протекать образование алита, снижается до 1228°С.what can be seen by analyzing the phase composition of clinker at a firing temperature of 1300 ° C, obtained by introducing 0.73% CaF 2 of the claimed method at a content of 2.2% R 2 O (Fig. 4). The resulting melt is thus preserved (Fig. 5). The resulting alkaline fluorides are more active mineralizers than calcium fluoride and modify the properties of the melt, reducing its viscosity. Due to the neutralization of R 2 O and the modification of the properties of the melt with alkaline fluorides, the formation of alite begins to actively occur in it. Thus, the temperature of the appearance of the melt, in which alite formation can occur, decreases to 1228 ° C.

В то же время, подачу минерализаторов необходимо осуществлять при полном или почти полном (более 70% от максимально возможного при отсутствии клинкерного минерала алита) завершении образования белита. Это позволяет уменьшить долю растворения минерализаторов в кристаллической решетке белита при ее формировании, т.к. высвобождение минерализатора произойдет только при плавлении белита. Поэтому при вводе плавикового шпата заявленным способом количество CaF2, способного к взаимодействию при температуре <1228°С выше, чем если бы он поступал перед формированием белита.At the same time, the supply of mineralizers must be carried out at full or almost complete (more than 70% of the maximum possible in the absence of clinker mineral alite) completion of the formation of belite. This makes it possible to reduce the fraction of dissolution of mineralizers in the Belite crystal lattice during its formation, since the release of the mineralizer will occur only during the melting of belite. Therefore, when introducing fluorspar by the claimed method, the amount of CaF 2 capable of interaction at a temperature of <1228 ° C is higher than if it entered before the formation of belite.

Поэтому температурная область 845-1228°С подачи минерализаторов соответствует области во вращающейся печи между завершением образования клинкерного минерала белита (более 70%) и формированием клинкерного расплава при повышенном содержании солей щелочных металлов.Therefore, the temperature range of 845–1228 ° С of the supply of mineralizers corresponds to the region in the rotary kiln between the completion of the formation of the clinker mineral belite (more than 70%) and the formation of the clinker melt with an increased content of alkali metal salts.

Качественную оценку заявленного способа проводили по содержанию свободного оксида кальция (СаОсв) в обожженном при контрольных температурах 1100, 1200, 1300, 1400°С материале (табл. 2).A qualitative assessment of the claimed method was carried out according to the content of free calcium oxide (CaO sv ) in the material calcined at control temperatures of 1100, 1200, 1300, 1400 ° С (Table 2).

Figure 00000002
Figure 00000002

Анализ обожженного при контрольных температурах материала показал, что при вводе CaF2 заявленным способом завершение процессов клинкерообразования происходит уже в интервале температур 1300-1350°С (табл. 2). Следовательно, можно снизить температуру обжига портландцементного клинкера с 1450°С до 1300-1350°С.Analysis of the material calcined at control temperatures showed that when CaF 2 was introduced by the claimed method, clinker formation processes were already completed in the temperature range 1300–1350 ° С (Table 2). Therefore, it is possible to reduce the firing temperature of Portland cement clinker from 1450 ° C to 1300-1350 ° C.

Использование заявляемого изобретения позволит:Using the claimed invention will allow:

-согласно первому варианту увеличить производительность печи на 10-15% за счет уменьшения температуры обжига портландцементного клинкера. При вводе минерализаторов заявленным способом окончание процесса клинкерообразования наступает в интервале температур 1300-1350°С (табл. 2), что совпадает с началом зоны спекания среднестатистической вращающейся печи мокрого способа производства (точка 1 на фиг. 6). Следовательно, конец зоны спекания смещается из точки 2 в точку 1. В результате гипотетически высвобождается вся длина зоны спекания (1-2). Протяженность зоны спекания вращающейся печи мокрого способа составляет около 10-15% ее длины. Поэтому можно увеличить длину подготовительных зон печи на 10-15% с пропорциональным увеличением производительности вращающейся печи;-According to the first option, increase the productivity of the furnace by 10-15% by reducing the firing temperature of Portland cement clinker. When mineralizers are introduced by the claimed method, the end of the clinker formation process occurs in the temperature range 1300-1350 ° C (Table 2), which coincides with the beginning of the sintering zone of the average rotary kiln of the wet production method (point 1 in Fig. 6). Therefore, the end of the sintering zone shifts from point 2 to point 1. As a result, the entire length of the sintering zone is hypothetically released (1-2). The length of the sintering zone of the wet rotary kiln is about 10-15% of its length. Therefore, it is possible to increase the length of the preparation zones of the furnace by 10-15% with a proportional increase in the productivity of the rotary kiln;

- согласно второму варианту снижение температуры обжига приведет к снижению количества подаваемого топлива. Это приведет к снижению скорости газового потока и нарушению аэродинамики системы циклонных теплообменников. Восстановление аэродинамики системы циклонных теплообменников произойдет за счет увеличения производительности вращающейся печи на 10-15% в результате увеличения загрузки сырьевой смеси;- according to the second embodiment, a decrease in the firing temperature will lead to a decrease in the amount of fuel supplied. This will lead to a decrease in the gas flow rate and a violation of the aerodynamics of the cyclone heat exchanger system. The restoration of the aerodynamics of the cyclone heat exchanger system will occur due to an increase in the productivity of a rotary kiln by 10-15% as a result of an increase in the load of the raw material mixture;

- снизить удельный расход топлива на 4-5% на обжиг портландцементного клинкера за счет снижения температуры обжига портландцементного клинкера с 1450 до 1350°С, т.к. снизилась температура появления клинкерного расплава с 1280-1338 до 1228°С.- reduce specific fuel consumption by 4-5% for firing Portland cement clinker by lowering the firing temperature of Portland cement clinker from 1450 to 1350 ° C, because the temperature of the appearance of clinker melt decreased from 1280-1338 to 1228 ° C.

Claims (2)

1. Способ интенсификации процесса обжига портландцементного клинкера минерализаторами, включающий одновременную подачу во вращающуюся печь мокрого способа производства портландцементной сырьевой смеси и минерализаторов, их обжиг, отличающийся тем, что во вращающуюся печь дополнительно подается уловленная электрофильтрами пыль, а минерализаторы, предварительно измельченные до остатка на сите №02 не более 5% и остатка на сите №008 не более 15%, подаются постоянно со скоростью вылета пылевой струи 30-150 м/с через пылевую форсунку в область температур материала 845-1228°С.1. A method of intensifying the firing process of Portland cement clinker with mineralizers, including the simultaneous supply of a wet method for the production of Portland cement raw mix and mineralizers to a rotary kiln, firing them, characterized in that the dust captured by electrostatic precipitators is additionally supplied to the rotary kiln, and the mineralizers previously crushed to a residue on a sieve No. 02 no more than 5% and the residue on sieve No. 008 no more than 15%, are fed continuously with a dust jet 30-150 m / s with a dust nozzle to the area perature material 845-1228 ° C. 2. Способ интенсификации процесса обжига портландцементного клинкера минерализаторами, включающий одновременную подачу во вращающуюся печь портландцементной сырьевой смеси и минерализаторов, их обжиг, отличающийся тем, что осуществляется в печи комбинированного способа производства, в которую дополнительно подается уловленная электрофильтрами пыль, а минерализаторы, предварительно измельченные до остатка на сите №02 не более 5% и остатка на сите №008 не более 15%, подаются постоянно со скоростью вылета пылевой струи 30-150 м/с через пылевую форсунку в область температур материала 845-1228°С.2. A method of intensifying the process of firing Portland cement clinker with mineralizers, comprising simultaneously supplying a Portland cement raw material mixture and mineralizers to a rotary kiln, firing them, characterized in that they are carried out in a kiln of a combined production method, into which dust caught by electrostatic precipitators is additionally fed, and mineralizers previously crushed to the residue on sieve No. 02 is not more than 5% and the residue on sieve No. 008 is not more than 15%; they are fed continuously with a dust jet exit speed of 30-150 m / s through the dust nozzle in the temperature range of the material 845-1228 ° C.
RU2016127078A 2016-07-05 2016-07-05 Method for intensification of burning process of portland cement clinker by mineralizers (versions) RU2633620C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016127078A RU2633620C1 (en) 2016-07-05 2016-07-05 Method for intensification of burning process of portland cement clinker by mineralizers (versions)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016127078A RU2633620C1 (en) 2016-07-05 2016-07-05 Method for intensification of burning process of portland cement clinker by mineralizers (versions)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2633620C1 true RU2633620C1 (en) 2017-10-16

Family

ID=60129447

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016127078A RU2633620C1 (en) 2016-07-05 2016-07-05 Method for intensification of burning process of portland cement clinker by mineralizers (versions)

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2633620C1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU282121A1 (en) * Научно исследовательский , проектный институт строительных METHOD FOR REGULATING THE PROCESS OF BURNING WHEN RECEIVING A PORTLAND CEMENT CLINKER IN A ROTATING KILN
DE1671214B1 (en) * 1965-08-20 1970-01-02 Vnii Tsementnoi Promy Process for the production of fast setting portland cement
SU1043125A1 (en) * 1982-02-02 1983-09-23 Московский ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени химико-технологический институт им.Д.И.Менделеева Method for producing cement clinker
RU2060979C1 (en) * 1995-09-29 1996-05-27 Товарищество с ограниченной ответственностью "Патент-Приз" Portland cement production method and portland cement based concrete and reinforced concrete pieces production method
RU2383506C1 (en) * 2008-09-30 2010-03-10 Общество с ограниченной ответственностью Торговый дом "Байкальский алюминий" (ООО ТД "Байкальский алюминий") Method for production of portland cement (versions)

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU282121A1 (en) * Научно исследовательский , проектный институт строительных METHOD FOR REGULATING THE PROCESS OF BURNING WHEN RECEIVING A PORTLAND CEMENT CLINKER IN A ROTATING KILN
DE1671214B1 (en) * 1965-08-20 1970-01-02 Vnii Tsementnoi Promy Process for the production of fast setting portland cement
SU1043125A1 (en) * 1982-02-02 1983-09-23 Московский ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени химико-технологический институт им.Д.И.Менделеева Method for producing cement clinker
RU2060979C1 (en) * 1995-09-29 1996-05-27 Товарищество с ограниченной ответственностью "Патент-Приз" Portland cement production method and portland cement based concrete and reinforced concrete pieces production method
RU2383506C1 (en) * 2008-09-30 2010-03-10 Общество с ограниченной ответственностью Торговый дом "Байкальский алюминий" (ООО ТД "Байкальский алюминий") Method for production of portland cement (versions)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107601924A (en) A kind of modified portland cement clinker and preparation method thereof
CN104944812B (en) A kind of cement clinker mineral crystal and preparation method thereof
US6491751B1 (en) Method for manufacturing cement using a raw material mix including finely ground steel slag
PL190049B1 (en) Method of and apparatus for obtaining cement clinker using blast furnace slag
CA2403564C (en) Method and apparatus for manufacturing cement clinker from particulate cement raw material
AU2005270940A1 (en) Process to produce Portland cement clinker and obtained clinker
CN108117282A (en) A kind of Portland clinker and preparation method thereof
CN1382657A (en) Process for supplying heat while preparing aluminat cement/active powdered coal ash by coal burning boiler and its products
EP0331704A4 (en) Calcination of calcium carbonate and blends thereof.
JPS59111959A (en) Method and apparatus for calcining cement clinker
CN105800977A (en) Method for improving early strength of sulfoaluminate clinker
RU2633620C1 (en) Method for intensification of burning process of portland cement clinker by mineralizers (versions)
US20120100050A1 (en) Production of calcined lime from natural chalk material in a rotary kiln
CN103601380A (en) Cement clinker produced by use of copper-lead tailings and sulfuric acid residues and production method thereof
CN105439481B (en) The method for improving periclase content in magnesium moderate heat cement clinker high
CN107117840A (en) The phosphor aluminate cement and its production method of a kind of utilization industrial residue production
CN105174756A (en) Method for preparing cement from manganese iron slag
RU2751188C1 (en) Method for producing white cement clinker
CA2972154C (en) Cement kiln fuel treatment
JP7212553B2 (en) Cement manufacturing method
CN104609451B (en) Process for preparing aluminum oxide by virtue of dry-sintering method
RU2783929C1 (en) Method for producing portland cement clinker
RU2783930C1 (en) Method for producing portland cement clinker
NO122002B (en)
US3677781A (en) Method of making cement clinkers