Способ получения плавленого высокоглиноземистого цементного клинкера

 

А1

09) (И) (51)5 С 04 В 7/32

ГОСУДМ СТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (46) 07.01.93, Бюл. и» 1 (2i) 3765643/33 (22) 04.07.84. (71) Восточный научно-исследовательский и проектный институт огнеупорной промышленности (72) И.Н.Сорокин, Т.М.Головина, Д.С.Рутман, А.Д.Попов, В.А.Перепелицын, B.N.Ócòüÿíöåâ, H.Ô.Áóãàåâ, .Н.И.Чернега, М.В.Галкин и В.М.Киселев

I (56) Авторское свидетельство СССР

|1» 228581, кл. С 04 В 7/32, 1966.

Технологическая инструкция ТИ 1477. Ключевский завод ферросплавов, 1977 r. (54) (57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПЛАВЛЕНОГО

ВЪ|СОКОГЛИНОЗЕМИСТОГО ЦЕМЕНТНОГО КПИНКЕРА путем нагрева известково-глино" земистой шихты и охлаждения расплава отличающийся тем, что, с целью повьппения прочности и снижения удельного расхода злектроэнергии, Из" вестково-глиноземистую шихту с содержанием 45-55 мас.% извести и 4555 мас.% глинозема нагревают до температуры 1460-1550 С, после чегo в расплав дополнительно вводят глинозем в количестве 20-25 мас.% от общего количества шихты и нагревают до температуры 1750-1800 С.

1З00856 2

Ограничение соотношений известь глинозем в пределах 45 — 55 (нижний предел) и 55-45 (верхний предел) определяется минимальнымп температурами полного превращения исходной известкова-глиназемистой IIIHxtbl в расплавленное состояние. При изменении укаэанных соотношений н любую сторону не происходит полного плавления исходной шихты при 1460-1590 С, н результате чего при увеличении количества извести более 55 мас.% клинкер содержит в основном трехкальциевый алюминат 3 СаО Al О, обусловливающий э 1 быстрое твердение цемента, что ухудшает его технологичность и прочность.

При унеличении содержания глинозема в шихте более 55 мас.% в клинкере присутствует значительное количество гидравлически инертного СаО 6 Al О д З чта снижает вяжущие свойства цемента.

45 ь

Изобретение относится к огнеупорной промышленности, преимущественна к производству высакоглиноземистого цемента, применяемого в качестне вяжущего в огнеупорных бетонах. 5

Целью изобретения является повышение прочности и снижение удельного расхОда электроэнергии.

Сущность предлагаемого технического решения заключается в предвари- Ю тельном получении в системе СаΠ— Л1 О наиболее легкопланкого известковоалюминатного расплава с последующим ега интенсивным взаимодействием с более легкоплавким дополнительно вводи- 15 мым глиноземистым компонентом шихтм при относительно низких температурах по реакции:

12 СаО 7 А1 Оз+17 A1 0ç 12(СаО 2 AlòОз первичный дополни- целевой легкоплав- тельно огнеупоркий расплав вводимый, ный проглинозем дукт улучшение качества цемента достигается за счет полного .усвоения глинозема высокоактивным первичным высакаизвестканистым алюминатным расплавом с образованием гомогенного расплава диалюмината кальция и отсутствием в продуктах реакции гидравли- .Ю чески инертных соединений и примесей.

Снижение энергозатрат обеспечивается эа счет снижения температурного уровня процесса - на 400 С.

Выбор режимов и параметров предла- гаемого способа обусловлен следующим.

Нагреванне шихты до температуры ниже 1460 0 не приводит к. полному расплавлению всех составов исходной шихты. Непроплавление шихты в первую стадию приводит к расслоению расплава при последующем плавлении, что отрицательно сказывается на качестне получаемого цемента: удлиняется начало схватывания и снижается его прочность.

Нагревание исходной шихты до температуры более 1550 С приводит к увеличению удельного расхода электроэнергии. Массовая доля глинозема, вводимого в предварительно расплавленную исходную шихту, не должна превышать 25 мас.%. При более высоком содержании дополнительно вводимого глинозема наряду с нысакоактивнь

СаО 2 Al О происходит образование гидранлически инертного СаО 6 Al О з1 ухудшающега вяжущие свойства цемента. полученного из клинкера. Если колич. .ство дополнительно ннодимага глинозема менее 20 мас.%, то совместно с

СаО 2Al О образуется лоньппенное каличество легкоплавких алюминатав кальция (CaO Al О и др.), резко снижаюз щих огнеупарнасть клинкера °

Осуществление последующего плавления при температурах менее 1750 С приводит к увеличению длительности процесса и появлению непраплавленных включений карунда в клинкере, что о снижает вяжущие свойства цемента.

Проведение последующего плавления при температурах более 1800 С экономически нецелест образна в связи с резким увеличением удельного расхода электроэнергии.

Предлагаемый способ осуществляют следующим образам.

Исходные компоненты — технический глинозем и известь, в соотношениях, укаэанных н таблице,, смешивают. Полученную известково-глиназемистую смесь загружают в электрадуганую печь, нагревают до температуры 1460-1550 С, выдерживают при этой температуре да полного расплавления шихты. Затем в расплав дополнительно вводят глинозем и производят последующий нагрев да температуры 1750-1800 С с выдержкой при конечной температуре в тпчение

15-20 мин до полного расплавления глинозема. Расплав разливают I чугунные чаши и охлаждают в течение 25 ч на воздухе да получения тн рлпгп клинке3 1300856 4 ра, который затем подвергают измель- роэнергии с учетом количества вы11лавчению. ленного клинкера.

Режимы и параметры конкретных при- Как видно из таблицы, высокоглнномеров выполнения предлагаемого спосо- земистый цемент из клинкера, полученба и способа-прототипа, а также свой" ного предлагаемым способом, повьваает ства полученных цементов, приведены прочность бетонов в 1,5-2 раза по в таблице, сравнению с цементом по способу- прототипу и имеет оптимальные сроки схвадля изучения свойств цемента клин- тывания. При этом энергозатраты на кер измельчали до удельной поверхнос- 10 получение 1слинкера снижаются на 30ти 5000 см /г и определяли сроки схва- 40Х. тывания по ГОСТ 310.3-76, предел про- Осуществление способа не требует чности при сжатии по ГОСТ 310.4-76 и использования дефицитного топлива-кокогнеупорность по ГОСТ 4069-69. са, что также снижает энергозатраты.

t5 Получаемый цемент ввиду отсутствий

Расход электроэнергии на плавку металлических включений стабилен по определяли по показаниям счетчика до свойствам и обеспечивает футеровкай и после плавки, после чего произво- и изделиям на его основе высокое кадился расчет удельного расхода элект- чество.

Допол" нительПри мер

Состав известхо во-Глино эемистой

Свойстве высохоглииоэем стого цемента емяервтура плав

4g но ввосход примечание ектэяе роки схва

ывания, ч о

4сх димов кол-во глинозема, мвс.Z первичи плавлен следуее авлен

Огнеупорность, С

l5HXTM у мвс.X посл

cym ки, ИП ин, тч

Известь45

Глинозем-55

1750 t 730 5,2 9 40,0 1560 Звявлявмьй способ

1460

2 Известь55 25

Глинозем-45

t550 1800 )1730 2, 1 6 32,8 1730 Заявляемый способ

3 Иээесть"

Глино" э ем" 50

1500 1780 >1730 4, Э 8 37 1620 Заявляемый способ

Известь65

Глинозем-35 йихтв ив расплвви лйс ь lYpR первичном плавлении

1. 40 . t780, 1550 0,5 2 5 1620

Иэвесть40

Глинозем-60 1540 1780 1800 24,2 3843 3 ° 5 1615 To ae

6

П11одол1кеняе таблнпь1

1300856

Свойства высокоглиноземн- Удельстого цер1ента ный

Температура плавки, 4g

При мер

Состав известяо

ВО ГЛИНО

ЗЕР1НСТОй шнхтыр мас.Х римечание расход элект» рознер

l ИИ р кВт ч/т

ОгнеРОКН СКВ ть1ванин, последу"

1ОЩЕЕ ллавлени

ДИМОЕ

КОЛ ВО глннoреиар мыс.У. Ск

fl Gene

С У1цки

ИПа

1n1ÎP ность, бС ача кон

Известь»

Глинозем-50

1550 1800 1500 0,5 2 1О„О 1200

1б

Известь50

Глинозем-50

1550 1800 1750 20 36 5,0 1900

8 Известь50

Глино- зем-50

Шнкта не рзснлйэи» лась йрн первичном плавлении

1380 1750 >1730 8

15 1 8, l 1600

9 Известь50

Глинозем" 50

1650 1800. >1730 Ар5 9 35р4 2000

10

Известь50

Глинозем-50

Поляостьв не распла вилась при

11 О сл еДУВЩ 6@ плавлении .

1500 1680 >1730 80 50 2

1300

ИзвестьS0 . Глинозем 50

9 37,7 2200

1500 2000 ъ 1730 11,3

1730 б 10 !8,5 2800 Известивши способ

2120 » о» П р и н е ч а н и е. Химический состав алака, Сг О 6-12; Hg 0,5-1,21 РВО

ВИИИПИ Зака з 1083 . Тарае ороеаа.-ос пагр. Ор-гне, Г. уегороо, Подписное ул. Проектиа;:.„, 4

Шлак алземинО терми

ЧЕСКОГО произ» водства

КРОМ 41

8R

Известь

Кокс-8

J1otIOnIlIn ensно вво"ПЕРВИЧНО нлявлени мас.X: AllIÎ 70-76; СаО 6-14;

Ор 1 Орбр 810у ОрА Ор8