SK282196B6 - Spôsob výroby cementových slinkov a zariadenie na jeho vykonávanie - Google Patents

Abstract

Do vsádzky plnenej do vsádzkového konca (16) cementárskej rotačnej pece (12) sa pridáva oceliarska troska. Oceliarska troska je drvená a sitovaná tak, že maximálny priemer jej kusov je 5 cm. Suroviny a troska sa pohybujú smerom k horúcemu koncu (18) rotačnej pece (12). Troska je v dôsledku zvýšenej teploty tavená a difunduje do uvedenej vsádzky suroviny za tvorby cementových slinkov. Cementárska rotačná pec (12) má vsádzkový koniec (16) a horúci koniec (18), ktorý je sklonený smerom dole oproti vsádzkovému koncu (16). Privádzanie vsádzky surovín a oceliarskej trosky zabezpečujú dopravníky (24) a (46), ktorých rýchlosť je riadená riadiacim zariadením (25).ŕ

Description

Oblasť techniky

Tento vynález sa všeobecne týka výroby cementových slinkov v dlhých rotačných peciach. Tento vynález sa zvlášť týka spôsobu výroby cementových slinkov v rotačných peciach, pracujúcich so vstupom vlhkých alebo suchých surovín, pri ktorom sa oceliarska troska pridáva na vstupnom konci rotačnej pece, spolu so surovinami, obsahujúcimi vápenec a zároveň s týmito surovinami postupuje rotačnou pecou k jej koncu s vyššou teplotou, pričom dochádza k roztaveniu tejto trosky a k spečeniu v roztavenom stave s týmito surovinami za vzniku cementových slinkov.

Doterajší stav techniky

Podľa patentu USA č. 5 156 676 existuje ohromné množstvo literárnych údajov, týkajúcich sa kalcinácic a spekania surovín na prípravu cementu. Obvyklý technologický postup, prevádzaný v rotačnej peci, pracujúci vlhkým alebo suchým postupom, je dobre známy. Suroviny na výrobu cementu ako je vápenec, íl, piesok a podobne sa jemne melú, dôkladne premiešajú, aby sa získala na vsádzkovom konci v podstate homogénna zmes. Rotačná pec je sklonená tak, že horúci koniec rotačnej pece je umiestnený nižšie než koniec vsádzkový. Rotačná pec má obvykle štyri zóny, ktorými sú prekalcinačná zóna, kalcinačná zóna, spekacia zóna a chladiaca zóna. Na horúcom konci sa do pece privádza niektoré z bežných palív zároveň s predhriatym vzduchom. Palivá, ktoré sa obvykle používajú pri výrobe cementu, sú zemný plyn, nafta alebo mleté uhlie.

Jemne mleté suroviny na výrobu cementu, ktoré boli pridané do rotačnej pece na jej vsádzkovom konci, sú v prekalcinačnej zóne zahrievané, z teploty blízkej izbovej teplote, na teplotu asi 540 °C. V tejto zóne sú na zahrievanie surovín používané spalné plyny, prichádzajúce z kalcinačnej zóny. Vnútri rotačnej pece môžu byť pripevnené reťazové systémy alebo podobné zariadenia, slúžiace na zvýšenie účinnosti prestupu tepla medzi plynmi s surovinami.

Teplota surovín je pri ich prechode kalcinačnou zónou zvyšovaná z asi 540 °C na asi 1100 °C, a pritom dochádza k rozkladu uhličitanu vápenatého za vývoja oxidu uhličitého.

Kalcinovaný materiál s teplotou asi 1100 °C potom prichádza do spekacej zóny, ktorá je tiež nazývaná vypaľovacou zónou, a jeho teplota sa zvyšuje na 1500 °C. V tejto zóne sa menia použité suroviny na typické zložky cementu, ako je trikalciumsilikát, ortokremičitan vápenatý, hlinitan vápenatý a hlinitoželezitan vápenatý. Cementové slinky sú po opustení spekacej zóny chladené, a potom ďalej spracovávané, napríklad mletím.

Použitie mletej vysokopecnej trosky ako spojivového materiálu je známe od r. 1774. Pri výrobe železa sa do hornej časti vysokej pece kontinuálne pridávajú suroviny obsahujúce oxidy železa, troskotvomé rudy a palivo. Z vysokej pece vychádzajú dva produkty: roztavené železo, ktoré sa zhromažďuje na dne pece, a roztavená vysokopecná troska, plávajúca na hladine roztaveného železa. Oba tieto produkty sú z pece periodicky vypúšťané pri teplotách okolo 1500 “C. Troska obsahuje hlavne oxid kremičitý a oxid hlinitý, ďalej oxidy vápnika a horčíka, vznikajúce z troskotvomej rudy. Spojivové vlastnosti tejto trosky, umožňujúce jej použitie na prípravu malty a betónu, sú určované jej zložením a rýchlosťou, akou je roztavený materiál po jeho vypustení z vysokej pece ochladený.

Pri výrobe ocele nastáva podobný proces, pri ktorom na hladine roztavenej ocele pláva oceliarska troska. Hlavnými podielmi tejto trosky sú opäť oxidy kremíka a hliníka v kombinácii s oxidmi vápnika a horčíka. Upotrebenie alebo ukladanie vysokopecnej i oceliarskej trosky je hlavným problémom výrobcov železa a ocele, týkajúcim sa nakladania s odpadovými produktmi.

Čiastočky vysokopecnej i oceliarskej trosky sú veľmi tvrdé. Tvrdosť čiastočiek oceliarskej trosky môže byť taká vysoká, že spôsobujú vrypy na povrchu skla. Vysokopecná troska je používaná vždy v jemne rozomletej forme, čo znamená, že musí byť použité značné množstvo energie na jej drvenie a mletie, aby bola získaná v jemnej práškovitej forme. Takýto proces je opísaný v patente USA č. 2 600 515, podľa ktorého sa vysokopecná troska vo forme jemne mletej zmesi s vápencom používa ako vsádzka do rotačnej pece a je uvádzaná priamo do plameňa vnútri pece. Práškovitá troska je vháňaná súčasne a tými istými kanálmi ako palivo, ktorým je mleté uhlie alebo plyn. Tento technologický postup má rad nevýhod. Jednou z najvýznamnejších je obrovské množstvo energie potrebnej na rozdrobovanie a sušenie materiálu.

Mnohé zo zlúčenín v oceliarskej a vysokopecnej troske sa bežne vyskytujú y cemente a ich zlučovacie teplo sa uvoľnilo v procesoch, pri ktorých vznikli. Rôntgenografická analýza oceliarskej trosky ukazuje, že ide o (β) ortokremičitan vápenatý 2CaO . SiO₂ (C₂S) s vysokým obsahom taviacich prísad. Zlúčením tejto látky s ďalšou molekulou oxidu vápenatého môže vo vypaľovacej zóne rotačnej pece vzniknúť 3CaO . SiO₂ (C₃S).

Ukázalo sa, že oceliarska troska nemá rušivý vplyv na prevádzku rotačnej pece na výrobu cementu. Jej použitie má za následok pokles emisií plynných podielov z rotačnej pece, pretože troska bola už skôr vystavená vysokej teplote, a väčšina prchavých látok, t. j. oxid uhličitý, uhlík a pod., z nej boli odstránené. Ako už však bolo uvedené, je treba uskutočňovať jemné mletie alebo rozomieľanie trosky, ktoré je pri takejto výrobe cementu dodatočným nákladným technologickým krokom.

Podstata vynálezu

Uvedené nedostatky sú do značnej miery odstránené spôsobom výroby cementových slinkov v predĺženej cementárskej rotačnej peci so vsádzkovým koncom a horúcim koncom, kde je vedené teplo zo zdroja tepla k horúcemu koncu pece, vsádzka surovín obsahujúca vápenec je privádzaná do vsádzkového konca pece, takže vsádzka surovín sa pohybuje k teplu na horúcom konci pece a oceliarska troska je pridávaná do vsádzky surovín na vsádzkovom konci pece, takže vsádzka surovín a oceliarska troska je presúvaná k horúcemu koncu, pričom troska je v dôsledku tepla tavená a difúnduje do vsádzkového materiálu za tvorby cementových slinkov, ktorého podstata spočíva v tom, že oceliarska troska je drvená a sitovaná pred privedením do vsádzkového konca pece.

Vo výhodnom uskutočnení je oceliarska troska drvená a sitovaná na kusy s maximálnym priemerom 51 mm.

V ďalšom výhodnom uskutočnení je oceliarska troska pridávaná na vsádzkovom konci rotačnej pece oddelene od vsádzky surovín.

V ďalšom výhodnom uskutočnení sú oceliarska troska a vsádzka surovín pred pridaním do rotačnej pece miešané.

V ďalšom výhodnom uskutočnení sa do rotačnej pece privádzajú vlhké suroviny. Výhodné je, keď sa do rotačnej pece privádzajú suché suroviny.

Výhodné je tiež, keď má oceliarska troska chemické zloženie 2CaÓ . SiO₂(C₂S). Termín „oceliarska troska“ je používaný zároveň aj pre vysokopecnú trosku. Je známe, že

SK 282196 Β6 mnohé zlúčeniny, obsiahnuté v oceliarskej troske, sú takisto súčasťou cementu a pretože oceliarska troska je v súčasnej dobe k dispozícii vo veľkých množstvách a jej likvidácia, resp. ukladanie je veľkým problémom, je veľmi žiaduce, aby boli používané na výrobu cementu vo forme obsahujúcej omnoho väčšie častice ako sú častice v súčasnej dobe používanej rozdrobenej trosky, a aby mohli byť pridávané do vsádzky rotačnej pece, vstupujúcej do tejto pece na vsádzkovom konci namiesto toho, aby boli plnené do pece na jej horúcom konci.

Ako už bolo uvedené, je známe, že prítomnosť oceliarskej trosky neruší prevádzku cementárskej rotačnej pece. Emisie plynných podielov z rotačnej pece poklesnú, pretože troska bola už skôr vystavená vysokej teplote, a väčšina prchavých látok, t. j. oxid uhličitý, uhlík a pod., z nej bola odstránená. Takéto použitie trosky má teda rad výhod ako to, že nie je nutné mletie a rozdrobovanie trosky. Pri pridaní veľkých množstiev tejto hrubo kusovitej trosky do vsádzky na výrobu cementu dochádza len k malým zmenám chemického zloženia oproti bežnému zloženiu tejto vsádzky. Drvenie a sitovanie je nutné len z kusov s veľkosťou nad 5 cm.

Nie je nutné sušenie trosky. Obsah vlhkosti je obyčajne 1 až 6 %. V technologickom procese so vsádzkou vlhkých surovín dochádza k podstatnému zníženiu obsahu vody a úsporám. V technologickom procese so vsádzkou suchých surovín nie je nutné trosku vopred sušiť.

Nenastáva upchávanie pece v dôsledku tvorby prstencov zlepeného materiálu alebo k hromadeniu slinkov. V technologických procesoch s plnením suchých aj mokrých surovín sa prejavuje čistiaci efekt hrubo kusovitej trosky, ktorý zabraňuje hromadeniu materiálu pri jeho postupe rotačnou pecou.

Hrubo kusovitá troska môže byť použitá ako súčasť vsádzky a je do pece plnená na jej vsádzkovom konci. Oceliarska troska a vlhké suroviny môžu byť plnené na vsádzkovom konci rotačnej pece oddelene, alebo môžu byť na tomto konci plnené spoločne bez toho, aby vopred boli miesené.

Sú nutné len mierne zmeny chemického zloženia vsádzky, ak je zároveň s ňou dávkovaná oceliarska troska. Takouto zmenou je obvykle zvýšenie obsahu vápenca. Štruktúra chemických zlúčenín hrubej kusovitej trosky sa difúziou premieňa na štruktúru cementového slinku počas pôsobenia zvýšenej teploty vnútri rotačnej pece. Vzhľadom na nízke teploty topenia trosky a pretože nie je nutné jej mletie a rozdrobovanie, dosahujú sa pri použití trosky výrazné úspory energie.

Vzostup množstva získaného produktu je takmer úmerný množstvu použitej trosky. Prevádzka rotačnej pece je menej škodlivá z hľadiska jej vplyvu na životné prostredie, vzhľadom na nízky obsah prchavých podielov v troske.

Predmetom vynálezu je aj zariadenie na výrobu cementových slinkov, pozostávajúce z predĺženej cementárskej pece so vsádzkovým a horúcim koncom, kde horúci koniec je naklonený smerom dolu oproti koncu vsádzkovému ako aj oproti zdroju tepla na smerovanie tepla do horúceho konca, ktorého podstata spočíva v tom, že obsahuje dopravník na privádzanie vsádzky surovín obsahujúcej vápenec do vsádzkového konca pece na presúvanie vsádzky surovín smerom k teplu na horúcom konci pece, drvič na drvenie a sitovanie oceliarskej trosky a dopravné zariadenie na pridávanie oceliarskej trosky do vsádzky surovín na vsádzkovom konci pece, na presúvanie vsádzky surovín a oceliarskej trosky k horúcemu koncu, na tavenie a difundovanie trosky v dôsledku tepla do vsádzkového materiálu za tvorby cementových slinkov.

Prehľad obrázkov na výkresoch

Uskutočnenie vynálezu je bližšie opísané na základe nasledujúcich obrázkov, kde na obr. 1 je základné schematické znázornenie zariadenia s rotačnou pecou, slúžiace na výrobu cementových slinkov, v ktorom sú vsádzkový materiál a troska plnené spoločne do vsádzkového konca rotačnej pece, na obr. 2 je schematické znázornenie oddeleného plnenia vsádzkového materiálu a trosky do vsádzkového konca rotačnej pece. Obr. 3 je postupový diagram technologického procesu, v ktorom sú vsádzkový materiál a troska plnené do vsádzkového konca rotačnej pece ako zmes.

Obr. 4 je postupový diagram alternatívneho technologického postupu, v ktorom sú vsádzkový materiál a troska plnené do vsádzkového konca rotačnej pece oddelene.

Príklady uskutočnenia vynálezu

Tento vynález umožňuje, aby oceliarska troska (ktorou je zároveň na účely tohto vynálezu mienená i vysokopecná troska) s rôznou veľkosťou častíc až do 5 cm bola dávkovaná do vsádzkového konca rotačnej pece. Väčšina trosky má veľkosť častíc menšiu než 5 cm, preto je drvenie a sitovanie nutné len na dosiahnutie žiadanej maximálnej veľkosti. Pri postupe podľa tohto vynálezu nie je nutné mletie alebo rozdrobovanie oceliarskej trosky. Vynález poskytuje spôsob použitia trosky rôznych druhov v podstatne hrubšom stave než bol používaný na tento účel pri výrobe cementu v rotačných peciach doteraz, ktorý umožňuje, aby sa jednotlivé chemické zlúčeniny, obsiahnuté v oceliarskej troske, napr. CS₂ a pod., stali integrálnymi zložkami vyrobeného cementového slinku. Ako je zrejmé odborníkom v tomto odbore, musí byť známe a kontrolované chemické zloženie trosky ako jednej z východiskových zložiek cementu, a preto musí byť množstvo oceliarskej trosky, pridávané k vsádzke, riadené vo vzťahu k materiálu vsádzky a jeho chemickému zloženiu.

Teplota topenia cementárskej trosky je stanovovaná laboratórnou skúškou a je základnou hodnotou pre použitie trosky v cementárskej rotačnej peci. Ako je zrejmé z tab. I, bolo zistené, že táto teplota je 1300 °C, čo umožňuje pridať trosku do vsádzkového konca vo forme značne veľkých kusov s maximálnym priemerom rovnajúcim sa 5 cm.

Tabuľka I

Zahrievanie oceliarskej trosky v laboratórnej piecke

teplota (°C)	vplyv udanej teploty na stav trosky
1000	žiadny
1100	žiadny
1200	mierne lepivý povrch
1300	topí sa

zahrievanie na každú z uvedených teplôt počas 15 minút troska vo forme kusov veľkosti približne 1,9 cm

Skúška, výsledky ktorej sú znázornené v tabuľke I, je robená počas 15 minút pre každú teplotu a sú na ňu použité kusy trosky s priemerom približne 1,9 cm. Z výsledkov tejto skúšky vyplýva, že troska nebude zliepať materiál v časti pece opatrenej reťazami, spôsobovať tvorbu prstencov zlepeného materiálu, alebo vzhľadom na veľkosť častíc zvyšovať prašnosť. Oceliarska troska sa začína topiť a spájať sa s ostatnými surovinami v oblasti medzi kalcinačnou a spekacou zónou rotačnej pece. Vzhľadom na nízku teplotu topenia nie je treba trosku mlieť alebo rozdrobovať, ako tomu je v doteraz používaných postupoch, pri ktorých 80 % materiálu musí pred jeho chemickou reakciou s ostatnými komponentmi prejsť sitom 200 mesh. Troska sa topí pri teplote, pri ktorej je v nej už dokončená tvorba C₂S a tvorba C₃S nastáva v tej istej zóne rotačnej pece, v ktorej sa troska roztápa. Rôntgenografická analýza oceliarskej trosky ukazuje, že ide o (β) ortokremičitan vápenatý 2CaO . SiO₂ (C₂S) s vysokým obsahom taviacich prísad. Zlúčením tejto látky s ďalšou molekulou oxidu vápenatého môže v spekacej zóne rotačnej pece vzniknúť 3CaO . SiO₂ (C₃S) . C₃S je hlavnou zložkou, ktorá dodáva cementu po stuhnutí pevnosť.

Zariadenie podľa tohto patentuje znázornené na obr. 1. Zariadenie 10 sa skladá z rotačnej pece 12 spočívajúcej známym spôsobom na prstencoch 14, ktoré sa otáčajú zároveň s pecou. Rotačná pec má vsádzkový koniec 16 a horúci koniec alebo vypaľovaciu zónu 18. Ako je známe, je horúci koniec 18 nižšie než vsádzkový koniec 16. Spaľovaním paliva privádzaného prívodom paliva 20 vzniká vnútri horúceho konca 18, rotačnej pece 12 plameň 22, ktorým sa dosahuje teplota asi 1500 °C. Suroviny na výrobu cementu alebo vsádzka, ktorými sú vápenec, íl, piesok a pod., sú privádzané dopravníkom s riaditeľnou rýchlosťou 24 do rotačnej pece 12. Ak je používaná vlhká zmes surovín, privádza dopravník 24 s riaditeľnou rýchlosťou vsádzku do drviča 26 a z drviča 26 do vsádzkového konca 16 rotačnej pece 12. Vsádzka sa pohybuje rotačnou pecou 12 vo forme prúdu 28 smerom k plameňu 22. V rotačnej peci 12 prebieha známy chemický proces a z horúceho konca 18 rotačnej pece 12 vystupuje cementový slinok 30, ktoiý je ďalej spracovávaný. Na vsádzkovom konci a na horúcom konci rotačnej pece 12 sa nachádzajú známe zariadenia slúžiace na zníženie znečistenia životného prostredia 32 a 34. Na horúcom konci 18 sú po prechode zariadením 32, slúžiacim na zníženie znečistenia životného prostredia, vypúšťané odpadové plyny 38 a zhromažďované oddelené odpadové produkty 40.

Na vsádzkovom konci 16 sú pomocou zariadenia slúžiaceho na znižovanie znečistenia životného prostredia 34 odstraňované a vypúšťané odpadové plyny 36 a odvádzané oddelené odpadové produkty 42.

Pri postupe podľa tohto vynálezu je oceliarska troska 44 privádzaná dopravným zariadením 46, ktorým môže byť pásový dopravník s riaditeľnou rýchlosťou, do prívodu vsádzky 48, ktorá je plnená cez násypku vsádzky 56 (obr. 2) na vsádzkovom konci 16 rotačnej pece 12. Riadiace zariadenie 25 riadi rýchlosť pásových dopravníkov 24 a 46 tak, aby bolo dávkované správne množstvo trosky 44 vzhľadom na množstvo vsádzky a v závislosti od jej zloženia. Spôsoby prevádzania tejto riadiacej operácie sú dobre známe a nebudú tu podrobne opisované.

Obr. 2 je schematickým znázornením zariadenia, ktorým je prevádzané oddelené dávkovanie oceliarskej trosky a vsádzky do vsádzkového konca rotačnej pece 12. Z obr. 2 je zrejmé, že oceliarska troska 50 padá do násypky 52 a po transporte zvisle hore pomocou dopravníka 54 je ukladaná v zásobníku 55, ktorým prechádza do násypky vsádzky 56 na vsádzkovom konci 16 rotačnej pece 12. Plnenie materiálu do vsádzkového konca rotačnej pece sa môže prevádzať akýmkoľvek známym spôsobom. Podobne padá vsádzka 58 do násypky 60, z ktorej je dopravovaná zvislým dopravníkom 62, a ďalej padá zo zariadenia 64 do násypky 56, ktorou je plnená do vsádzkového konca 16 rotačnej pece 12. Každé zo zariadení znázornených na obr. 1 a na obr. 2 poskytuje žiadané výsledky.

V tabuľke II sú zhrnuté výsledky chemických analýz šiestich vzoriek oceliarskej trosky, náhodne odobraných z rôznych miest zásobníka trosky. Chemické zloženia rôznych oceliarskych trosiek sa samozrejme môžu líšiť.

Tabuľka II

	vzorka t.	priemer
1	2	3	4	5	6
SiO2	14,92	13,80	13,26	13,26	14,44	13,91	13,93
A12O3	7,37	7,01	6,51	6,21	7,70	6,51	6,89
Fe2O3	25,31	25,31	27,02	29,94	25,95	26,09	26,10
CaO	34,10	37,07	37,07	32,18	34,28	34,77	34,91
MgO	6,54	7,54	7,33	6,75	7,38	6,41	6,99
SO3	0,23	0,26	0,11	0,16	0,19	0,08	0,17
P2OS
T1O2
Cr2O3	1,27	1,19	1,22	1,20	1,07	1,01	1,16
Μ1Ί2Ο3	7,00	6,63	6,17	6,54	6,62	6,54	6,58
NazO	0,13	0,12	0,10	0,17	0,14	0,07	0,12
K2O	0,02	0,02	0,02	0,03	0,02	0,01	0,02
ZnO	0,07	0,13	0,02	0,02	0,02	0,01	0,05
SrO	0,04	0,04	0,02	0,04	0,04	0,04	0,04
strata pri žíhaní	2,60	2,69	1,98	0,90	0,29	(0,09)	1,40
celkom	99,60	101,81	100,83	94,39	98,14	95,35	98,35
voľný íl	0,33	0,72	0,44	0,55	0,50	0,50	0,50
viazaná H2O	1,45	1,25	1,04	0,90	0,92	1,00	1,09

Je zrejmé že. zloženie oceliarskej trosky je veľmi jednotné a vhodné na výrobu cementu. Z tabuľky ďalej vyplýva, že obsah voľného ílu je 0,50 % a strata pri žíhaní je 1,40 %. Obsah voľnej vody je 1 % a obsah viazanej vody je takisto 1 %.

Räntgenografická analýza oceliarskej trosky ukazuje, že ide o (β) ortokremičitan vápenatý 2CaO . SiO₂ (C₂S) s vysokým obsahom taviacich prísad. Táto zlúčenina sa môže vo vypaľovacej zóne premeniť adíciou ďalšej molekuly CaO na trikalciumsilikát, 3CaO . 2SiO₂ (C₃S). Táto reakcia prebieha podľa rovnice 2CaO . SiO₂ + CaO + teplo = = 3CaO.SiO₂. C₃S je hlavnou zložkou, ktorá dodáva cementu po stuhnutí pevnosť.

V tabuľke III je uvedený príklad typického výpočtu zloženia zmesi pre vsádzku s 0 % oceliarskej trosky, 89,67 % vápenca, 4,42 % lupku, 4,92 % piesku a 0,99 % lupku.

Tabuľka III

Výpočet zloženia zmesi typu I LA pre vsádzku - 0 % trosky

	vápenec	lupok	piesok	ruda
SiO2	8,25	49,25	90,00	0,81
A12O3	2,31	18,60	3,24	0,28
Fe2O3	1,30	5,79	1,90	96,17
CaO	47,60	3,30	0,51	0,51
MgO	0,46	1,25	0,07	0,70
SO3	0,90	3,37	0,13	0,11
P2O5	0,00	0,00	0,00	0,00
TiO2	0,00	0,00	0,00	0,00
Na2O	0,10	0,73	0,03	0,03
K2O	0,50	3,10	0,31	0,04

SK 282196 Β6

Tabuľka III - pokračovanie

Analýza slinkov

	zmes surovín	slinky
S1O2	14,01	21,78
A12O3	3,06	4,75
Fe2O3	2,46	3,83
CaO	42,86	66,62
MgO	0,46	0,74
SO3	0,96	0,75
p2o5	0,00	0,21
TiO2	0,00	0,21
Na2O	0,12	0,19
K2O	0,60	0,50
celkom		99,59
S/R = 2,42; A/F =	1,35
C3S	63,33
C2S	11,66
C3A	7,22
c4af	11,65

Tabuľka IV uvádza príklad výpočtu zloženia zmesi pre vsádzku z 90,79 % vápenca, 3,64 % lupku, 5,56 % piesku a 0,21 % rudy, s prídavkom 5 % trosky. Tabuľka V uvádza príklad výpočtu zloženia zmesi pre vsádzku z 91,43 % vápenca, 2,75 % lupku, 5,82 % piesku a % rudy, s prídavkom 10% trosky.

Tabuľka IV

Výpočet zloženia zmesi typu I LA pre vsádzku - 5 % trosky

	vápenec	lupok	piesok	ruda	troska
S1O2	8,25	49,25	90,00	0,81	13,93
A12O3	2,31	18,60	3,24	0,28	6,89
Fe2O3	1,30	5,79	1,90	96,17	26,1
CaO	47,60	3,30	0,51	0,51	36,9
MgO	0,46	1,25	0,07	0,70	6,99
SO3	0,90	3,37	0,13	0,11	0,00
P2O5	0,00	0,00	0,00	0,00	0,00
TiO2	0,00	0,00	0,00	0,00	0,00
Na2O	0,10	0,73	0,03	0,03	0,12
K2O	0,50	3,10	0,31	0,04	0,02

Analýza slinkov

	zmes surovín	slinky
SiO2	14,11	21,78
A12O3	2,95	4,75
Fe2O3	1,69	3,83
CaO	43,36	66,62
MgO	0,47	1,05
SO3	0,95	0,70
p2o5	0,00	0,20
TiO2	0,00	0,20
Na2O	0,12	0,18
K2O	0,58	0,50

celkom 99,81

S/R = 2,43; A/F = 1,34

C3S	63,61
C2S	14,46
C3A	7,71
C4AF	11,65

Tabuľka V

Výpočet zloženia zmesi typu I LA pre vsádzku-10 % trosky

	vápenec	lupok	piesok	ruda	troska
SiO2	8,25	49,25	90,00	0,81	13,93
A12O3	2,31	18,60	3,24	0,28	6,89
Fe2O3	1,30	5,79	1,90	96,17	26,1
CaO	47,60	3,30	0,51	0,51	36,9
MgO	0,46	1,25	0,07	0,70	6,99
SO3	0,90	3,37	0,13	0,11	0,00
p2o5	0,00	0,00	0,00	0,00	0,00
TiO2	0,00	0,00	0,00	0,00	0,00
Na2O	0,10	0,73	0,03	0,03	0,12
K2O	0,50	3,10	0,31	0,04	0,02

Analýza slinkov

	zmes surovín	slinky
SiO2	14,13	21,47
A12O3	2,81	4,69
Fe2O3	1,46	4,68
CaO	43,64	65,69
MgO	0,46	1,35
SO3	0,92	0,70
P2O5	0,00	0,20
TiO2	0,00	0,20
Na2O	0,11	0,17
K2O	0,56	0,50
celkom		99,65
S/R = 2,20; A/F =	1,09
C3S	61,39
C2S	15,25
C3A	5,55
C4AF	14,25

Z tabuliek III, IV a V jasne vyplýva, že prídavok trosky je vhodný ako surovina na výrobu cementových slinkov.

Obr. 3 ilustruje technologický proces podľa tohto vynálezu, pri ktorom sú vsádzka a troska vzájomne zmiesené predtým, než vstupujú do rotačnej pece jej vsádzkovým koncom, ako je znázornené na obr. 1. Prívod materiálu vsádzky sa prevádza krokom 76 zmieneného procesu a v kroku 78 sa vsádzka miesi s oceliarskou troskou, ktorá bola v kroku 80 rozdrvená a podrobená sitovaniu, aby boli získané jej kusy s maximálnym priemerom 5 cm. V kroku 82 je potom zmes materiálov plnená do vsádzkového konca rotačnej pece.

Na obr. 4 je schéma technologického procesu, pri ktorom sú troska a vsádzky plnené do vsádzkového konca rotačnej pece oddelene, ako je znázornené na obr. 2. V tomto prípade sa prívod vsádzky prevádza krokom 66, vsádzka je dopravovaná pomocou dopravného prostriedku 68 k vstupu do vsádzkového konca rotačnej pece. Troska je v kroku 72 drvená a sitovaná na kusy s maximálnou veľkosťou 5 cm a takto upravená je dopravovaná v kroku 74 do vsádzkového konca rotačnej pece. V kroku 70 sú vsádzka a troska zahrievané v rotačnej peci za tvorby cementových slinkov.

Tento vynález teda zahŕňa spôsob výroby cementových slinkov za prídavku hrubej kusovej trosky, ktorá je zároveň so vsádzkou plnená do vsádzkového konca rotačnej pece. Hrubo kusovou troskou je tu mienená oceliarska troska alebo vysokopecná troska, ktoré boli drvené a sitované tak, aby boli získané kusy s maximálnym priemerom 5 cm. Tento vynález prináša rad výhod. Nie je treba urobiť jemné mletie alebo rozdrobovanie trosky. Oproti obvyklému zlo5

SK 282196 Β6 ženiu vsádzky je nutné previesť len nevýznamné zmeny zloženia materiálu, plneného do rotačnej pece.

Sušenie trosky nie je nutné. Obsah vody robí obvykle 1 až 6 percent. V technologickom procese, používajúcom vlhké suroviny, je dosiahnuté značné zníženie obsahu vody a úspor. V technologickom procese používajúcom suché suroviny je možné trosku sušiť, nie je to však nutné.

Podľa tohto vynálezu môže byť pri príprave cementových slinkov používaná hrubo kusovitá troska ako časť vsádzky do rotačnej pece. Oceliarska troska a vlhká (alebo suchá) vsádzka sa oddelene plnia do vsádzkového konca rotačnej pece. Môžu však byť plnené do vsádzkového konca rotačnej pece spoločne po predchádzajúcom zmiesení. Nebolo pozorované upchávanie pece v dôsledku tvorby prstencov zlepeného materiálu alebo hromadenia slinkov. Pre rotačné pece, pracujúce s prívodom tak vlhkých ako suchých surovín, má prídavok trosky čistiaci efekt, pôsobiaci proti upchávaniu v dôsledku hromadenia materiálu počas jeho postupu rotačnou pecou.

Sú nutné len mierne zmeny chemického zloženia vsádzky, ak je zároveň s ňou dávkovaná oceliarska troska. Takouto zmenou je obvykle zvýšenie obsahu vápenca. Štruktúra chemických zlúčenín hrubo kusovitej trosky sa počas pôsobenia zvýšenej teploty vnútri rotačnej pece premieňa difúziou na žiadanú štruktúru cementového slinku. Pretože nie je nutné mletie a rozdrobovanie trosky, dosahuje sa pri jej použití na výrobu cementových slinkov výrazných úspor energie. Vzostup množstva získaného produktu je takmer úmerný množstvu použitej trosky. Prevádzka rotačnej pece je navyše menej škodlivá z hľadiska jej vplyvu na životné prostredie, vzhľadom na nízky obsah prchavých podielov v troske. Využitie trosky je priaznivé z hľadiska ochrany životného prostredia a je významnou možnosťou na využitie tohto materiálu, skladovanie ktorého by inak zaberalo veľké plochy. Využitie trosky teda pôsobí priaznivo na kvalitu životného prostredia a podstatne znižuje náklady na výrobu cementu.

Napriek tomu, že bol tento vynález opísaný v spojení s preferovaným prevedením, a nebolo cieľom tohto opisu obmedziť predmet predloženého vynálezu na uvedené prevedenie, ale naopak, tento opis sa má týkať i takých alternatívnych prevedení a modifikácií, ktoré zodpovedajú duchu a obsahu tohto vynálezu, vymedzeného ďalej uvedenými nárokmi.

Claims (8)

1. Spôsob výroby cementových slinkov v predĺženej cementárskej rotačnej peci so vsádzkovým koncom a horúcim koncom, kde je vedené teplo zo zdroja tepla k horúcemu koncu pece, vsádzka surovín obsahujúca vápenec je privádzaná do vsádzkového konca pece, takže vsádzka surovín sa pohybuje k teplu na horúcom konci pece a oceliarska troska je pridávaná do vsádzky surovín na vsádzkovom konci pece, takže vsádzka surovín a oceliarska troska je presúvaná k horúcemu koncu, pričom troska je v dôsledku tepla tavená a difunduje do vsádzkového materiálu za tvorby cementových slinkov, vyznačujúci sa tým, že oceliarska troska je drvená a sitovaná pred privedením do vsádzkového konca pece.

2. Spôsob podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že oceliarska troska je drvená a sitovaná na kusy s maximálnym priemerom 51 mm.

3. Spôsob podľa nároku 1 alebo 2, vyznačujúci sa tým, že oceliarska troska je pridávaná na vsádzkovom konci rotačnej pece oddelene od vsádzky surovín.

4. Spôsob podľa nároku 1 alebo 2, vyznačujúci sa tým, že oceliarska troska a vsádzka surovín sú pred pridaním do rotačnej pece miešané.

5. Spôsob podľa niektorého z predchádzajúcich nárokov 1 až 4, vyznačujúci sa tým, že do rotačnej pece sa privádzajú vlhké suroviny.

6. Spôsob podľa niektorého z predchádzajúcich nárokov laž 4, vyznačujúci sa tým, žcdo rotačnej pece sa privádzajú suché suroviny.

7. Spôsob podľa niektorého z predchádzajúcich nárokov laž 6, vyznačujúci sa tým, že oceliarska troska má chemické zloženie 2CaO.SiO₂(C₂S).

8. Zariadenie na výrobu cementových slinkov podľa nárokov 1 až 7, pozostávajúce z predĺženej cementárskej pece so vsádzkovým a horúcim koncom, kde horúci koniec jc naklonený smerom dolu oproti koncu vsádzkovému ako aj oproti zdroju tepla na smerovanie tepla do horúceho konca, vyznačujúce sa tým, že obsahuje dopravník (24) na privádzanie vsádzky surovín obsahujúcej vápenec do vsádzkového konca (16) pece (12) na presúvanie vsádzky surovín smerom k teplu na horúcom konci (18) pece, drvič (26) na drvenie a sitovanie oceliarskej trosky a dopravné zariadenie (46) na pridávanie oceliarskej trosky do vsádzky surovín na vsádzkovom konci (16) pece, na presúvanie vsádzky surovín a oceliarskej trosky k horúcemu koncu (18), na tavenie a difúndovanie trosky v dôsledku tepla do vsádzkového materiálu za tvorby cementových slinkov.