Электротермический способ получения плавленного цементного клинкера

 

Класс 80Ь, 5oI

_#_u 142559 ссср

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Подписная группа № 2бб

А. С. Фефер

ЭЛЕКТРОТЕРМИЧЕСКИИ СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ

ПЛАВЛЕНОГО ЦЕМЕНТНОГО КЛИНКЕРА

Заявлено 27 апреля 1961 г. за ¹ 728215/29 — )4 в Комитет по делам изобретенпй и открытий при Совете Министров СССР

Опубликовано в «Бюллетене изобретений» № 21 за 1961 r.

Известен элекгротермический способ получения плавленого цсмсн-.ного клинкера в элсктродуговых печах из расплавов металлургических шлаков, при котором в ванну печи заливают расплавленный шлак и потом на его поверхность загружают добавку в виде извести плп известкового камня.

Предложенный способ предназначен для тех жс целей, но прп его применении снижается удельный расход электроэнергии на единицу продукции, увеличивается производительность печи и создается возможность получать из различных разновидностей шлака плавленый клинкер заданных свойств (железистый, белый и др.). Это достигается за счет загружения измельченных твердых добавок декарбонизированного известняка, например, с флюсующими примесями непосредственно на под электродуговой печи, имеющей защитный гарнисаж из плавленого клинкера.

Гарнисаж из плавленого-клинкера может наводиться на любую огнеупорную футеровку печи (магнезитовую, хромомагнезитовую, хромптовую и т. и.) или же непосредственно на металлические стенки печи при кессонном охлаждении.

После загрузки декарбонизированного известняка с флюсующимч примесями производят его заливку шлаковым расплавом, в который погружают угольные электроды и производят варку смеси.

Предложенный способ обеспечивает снижение затрат электроэнер гии до уровня, при котором он становится экономически рентабельным.

При этом обеспечивается высокая технологическая маневренность процесса, позволяющая получать клинкеры с различными химическими H минералогическими составами. По предложенному способу вначале в ванну электродуговой печи загружается измельченная и предварительно нагретая твердая добавка, декарбонизированный известняк, например, с флюсующими примесями (А40з, Fe 03 и т. п.) или без них. Пч1,3 25ОС) том на т13()дУ!О ш и хтУ 3а. и Ва стсЯ 1Н;! а кОВ 6! Й J)(t cIIл 1)В, II oc. 1 P 1СГО В j) 13 с

31лз)3 ()l!) Сна 1Отс)! элс)(Tpoä1>1 и ЛОдВОдится нагрузка.

В Общих чертах элс)(TpoII(" .дл)1 получения плаВлснОГО цементно "О клинкера путем химического обогащения шлакового расплава представляет собой тепловую ванну с токопроводящими электродами, опущенными в электролит — шлаковый расплав.

В основном, В околоэлектродпой зоне печи концентрируется высоI ;It! температура, регулируемая подводимой мощностью и количеством ших1ы. В ванне печи происходит постоянное принудительное конвекц!1онное движение шлакового расплава, поднимающегося вверх около электродов и распространяющегося во все стороны от электродов со скоростью — 2 3(сек. Это движение расплава происходит прсимушсс) вс)шо в Верхнем слое, определяемом глубиной погружения электродоз.

Вс(процессы тсплообмсна, расплавления вводимых добавок и реакций химического обогащения расплава осуществляются при помо!ци этого копвсктивного движения расплава. Электрическая энергия подводится В ванну через угольные электроды, погруженные в шлак, где она преобразуется в тепловую, Выделяя за Определенный промежуток времени тепло.

При этом в зависимости от глубины погружения электродов в шлаковый расплав от 40 до 80% мощносги выделяется около электродов . в переходном контакте электрод-расплавленный шлак, в котором происходит дуговой разряд.

Остальная часть мощности печи преобразуется в теплову)о энерги)О в самом шлаке вследствие его электросопротивления.

Так как основной токопроводящей и рабочей частью ваннь! печи, в которой сосредоточено главное тепловыделение, является околоэлсктрод)3ая зона (находя)цаяся от оси электродов на расстояш)и в пределах до двух диаметров электрода), тепловое поле печи неравномерно, поэтому наибольшей температурой в печи обладают участки койтактз электрод — шлак и наименьшей температурой участки ванны окочо стенок и подэлектродной зоны, где температура снижается на несколько сот градусов.

Эти особе!3нос)и теплового режима печи могут быть использованы для работы печи без огнеупорной футсровки путем создания гарнисажа из клинкерного расплава на стенках печи, и!!еюшей водяное охлаждение 3кссонное). Работа печи на гарнисаже позволяег обеспечить получение клинкера заданного химического состава.

1 ак показали эксперименты, графитовая футеровка может бы-.ь заменена магнезитовой с гарнисажем из .расплава цементного клинкера. В этом случае устраняется восстановительная атмосфера, создаваемая графитовой футеровкой. При этом исчезает также опасность насыщения избыточным,MgO клинкерного расплава.

Что же касается интенсификации процесса обогащения шлакового расплава твердыми добавками, изменяющими его химический состав до состава цементного клинкера, то она достигается по предложенному способу благоприятными условиями для протекания гетерогенных ре. акций.

При новой технологической схеме производства путем измельчения твердых компонентов шихты возможно значительно увеличить значение поверхности растворяющегося тела и уменьшить величину толщины диффузного слоя, что может иметь место при увеличении скорости движения растворителя относительно растворимой добавки или наоборот.

Последнее условие достигается при всплывании измельченной известковой добавки в шлаковом расплаве.

¹ ) 49059

Увеличение скорости всплывання частиц в шлаке может быть достигнуто уменьшением веса твердой частицы, что непосредственно зависит от степени ее декарбонизации. При этом использование в качстве твердой добавки частично декарбоннзнрованного известняка будсспособствовать ассимиляции извести шлаковых расплавов за счет перемешивания жидкой и твердой фазы шихты газами, образующимися и результате остаточной декарбонизации. При этой технологии известковые добавки равномерно обволакиваются шлаковым расплавом, чгз обеспечивает интенсивное растворение СаО в расплаве, обнажаются новые повсрхности СаСО>, улучшается теплообмеп н ускоряются про цессы декарбонизации, так как СаСОз, при взаимодействии с Si02, А120з, РеО и другими окислами шлакового расплава образует химические соединения.

Предмет изобретени я

Корректор М. И. Козлова

Редактор М. А. Мрочко Техред Т. П. Курилко

Формат бум. 70Х108 / в

Тираж 900

ЦБТИ при Комитете по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Центр, М. Черкасский пер., д. 2/6.

Объем 0,26 нзд. л

Цена 5 К0!1.

Подл. к печ. 29.XII-61 г

Зак. !2969

Типография ЦБТИ Комитета по делам изобрстепнй и открытий при Совете Министров СССР, Москва, Петровка, 14.

Электротермический способ получения плавленого цементного клинкера в электродуговой печи из расплавов металлургических шлаков и добавок в виде извести или известкового камня, отл ич а ю:ци и с я тсм, что, с целью снижеиия удельного расхода электроэнергии, увеличены". производительности печи и возможности получения из разлнчных раз=-- —. новидностей шлака плавленого цементного клинкера заданных свойсг!s (железистый, белый и др.), измельченные твердые добавки декарбоннзированного известняка, например, с флюсующнмн примесями загружают непосредственно на под электродуговой печи, имеющей защитный гарнисаж из плавленого клинкера, затем заливают шлаковым расплавом. в который погружают угольные электроды и производят варку смеси.