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高鐵多功能水泥熟料及其生產(chǎn)方法

文檔序號(hào):1902320閱讀:1996來源:國(guó)知局

專利名稱::高鐵多功能水泥熟料及其生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域
:本發(fā)明公開了一種生產(chǎn)高鐵硅酸鹽水泥熟料的方法,特別是一種用低質(zhì)、低品位原燃料生產(chǎn)高鐵多功能水泥熟料方法。在水泥行業(yè)也存在產(chǎn)品更新?lián)Q代和結(jié)構(gòu)調(diào)整問題,其特點(diǎn)表現(xiàn)在三個(gè)方面1、向高標(biāo)號(hào)發(fā)展。過去的325#水泥已被現(xiàn)在的425#、525#或625#水泥所代替;2、向早期強(qiáng)度發(fā)展。由普通水泥發(fā)展為早強(qiáng)(R)型水泥;3、向?qū)S盟喟l(fā)展。近年來,隨著市場(chǎng)的需求,“道路水泥”、“抗硫酸鹽水泥”等專用水泥相繼問世,盡管國(guó)家尚無該品種水泥標(biāo)準(zhǔn)。據(jù)廣西科技情報(bào)研究所“科技成果檢索查新”報(bào)告(用微機(jī)終端),對(duì)《全國(guó)報(bào)刊雜志》等(附1頁(yè))檢索查新結(jié)果表明,沒有查出用低質(zhì)、低品位原燃料生產(chǎn)高鐵硅酸鹽多功能水泥熟料方法的報(bào)道。只查出了由廣東科技報(bào)1989年6期刊登的,“高鐵硅酸鹽水泥”(早強(qiáng)型)的報(bào)道(見附2頁(yè)),但這個(gè)技術(shù)也是發(fā)明人鐘興彪同志所先期研制的屬本發(fā)明的前期成果,其技術(shù)工藝流程配料方案等技術(shù)資料沒有向社會(huì)公開。本發(fā)明的目的在于提供一種發(fā)明人鐘興彪同志在其原來研制成功“高鐵硅酸鹽水泥”(早強(qiáng)型)的基礎(chǔ)上更進(jìn)化一步利用低質(zhì)、低品位原燃料生產(chǎn)高鐵硅酸鹽多功能水泥熟料方法。該水泥熟料具有早強(qiáng)快硬、抗硫酸鹽腐蝕和耐磨性能好等多種性能,可配制多功能水泥,替代“普通水泥”、“早強(qiáng)水泥”、“道路水泥”和“抗硫酸鹽水泥”等。用高鐵多功能水泥熟料生產(chǎn)的水泥包括“高鐵硅硫酸鹽水泥”、“高鐵硅酸鹽水泥”(早強(qiáng)型)和“高鐵普通硅酸鹽水泥”和“高鐵普通硅酸鹽水泥”(早強(qiáng)型)。也可以用高鐵多功能水泥熟料生產(chǎn)礦渣水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥或生產(chǎn)快硬水泥、(只有一、三天強(qiáng)度)道路水泥、水工水泥等專用水泥。該品種水泥熟料液相粘度小,不易粘結(jié),降低窯面操作勞動(dòng)強(qiáng)度,提高臺(tái)時(shí)產(chǎn)量10-15%;鐵相是低溫液相礦物,降低液相溫度獲得了比較好的節(jié)能效果,可降低煤耗10-15%;鐵相具有較好的耐磨性和抗硫酸鹽性,是生產(chǎn)“道路水泥”和“抗硫酸鹽水泥”的重要礦物;該品種水泥熟料適應(yīng)性強(qiáng),一般工藝條件比較好的水泥廠均可組織生產(chǎn),無需要增加設(shè)備投資,為我國(guó)水泥產(chǎn)品更新?lián)Q代創(chuàng)立了一條新路。本發(fā)明的應(yīng)用原理高鐵硅酸鹽多功能水泥熟料的配方設(shè)計(jì)與率值選擇與現(xiàn)行普通硅酸鹽水泥熟料差別很大,其P≤0.90采用高飽和比和適量的復(fù)合礦化劑,其礦物組成以硅三鈣(C3S)、鐵鋁酸四鈣(C4AF)為主,適量的硫鋁酸鈣(C4A3S)、氟鋁酸鈣(C11A7CaF2)為輔,排除或減少了常規(guī)水泥帶入的強(qiáng)度極低的硅酸二鈣(C2S)后期倒退的鋁酸三鈣(C3A),采用高鐵配料方案,選擇適當(dāng)?shù)氖炝先齻€(gè)率值(飽和比系數(shù)、硅率、鐵率)和適當(dāng)復(fù)合礦化劑摻入量(主要控制氟硫比0.15-0.6,使物料在煅燒上時(shí)液相的出現(xiàn)溫度降低至1200℃左右(傳統(tǒng)為1250-1280℃),而且由于氧化鋁含量相應(yīng)減少,使液相的粘度減少,燒成溫度也稍降為1300℃左右,有利于燒成,由于采用了高鐵高飽和比和適當(dāng)?shù)拿旱膿搅拷档土艘合嗾扯群鸵合鄿囟龋刮锪显陟褵^程中避免了結(jié)大塊,結(jié)圈、粘邊等不良現(xiàn)象,促進(jìn)了硅酸三鈣(主要硅酸鹽礦物)和氟鋁酸鈣、硫鋁酸鈣(早強(qiáng)礦物)的形成,從而達(dá)到早強(qiáng)的目的。經(jīng)過煅燒后所得的高鐵水泥熟料,無論是從化學(xué)成分、礦物組成、巖相結(jié)構(gòu)、物理-力學(xué)性能等都與傳統(tǒng)的熟料是不同的。一、實(shí)際生產(chǎn)的高鐵水泥熟料的形成過程大致如下1、預(yù)燒過程(包括干燥、予熱和分解反應(yīng))濕料球進(jìn)入窯后、受到熱氣流加熱、水分蒸發(fā)、隨著物料向下運(yùn)動(dòng),物料濕度繼續(xù)升高,當(dāng)達(dá)500-600℃時(shí),高嶺土進(jìn)行脫水反應(yīng),至1000℃時(shí),碳酸鹽大量分解,并進(jìn)行了部分固相反應(yīng)。2、煅燒過程當(dāng)溫度達(dá)1000-1200℃時(shí),物料發(fā)生固相反應(yīng)生成大量鐵鋁酸四鈣(C4AF)和硅酸二鈣(C2S),當(dāng)溫度達(dá)1200℃時(shí),開始出現(xiàn)液相,當(dāng)溫度達(dá)1300-1350℃物料進(jìn)入熟料燒結(jié)過程,硅酸二鈣(C2S)大量吸收游離石灰形成硅酸三鈣(C3S),化學(xué)反應(yīng)完成。3、冷卻過程熟料從1300-1350℃開始冷卻至200℃左右。二、高鐵多功能水泥熟料配料方案一般的控制范圍熟料率值飽和比KH=0.980±0.030;硅率n=1.60±0.20;鐵率P=0.80±0.10;化學(xué)成分CaO63.50~65.50F/SO3=0.15~0.60SiO218.50~19.50Al2O35.00~6.00Fe2O36.00~7.00MgO<4.0礦物組成硅酸三鈣(C3S55~70%硅酸二鈣(C2S)0~5%鋁酸三鈣(C3A)2~6%鐵鋁酸四鈣(C4AF)18~24%硫鋁酸鈣(C4A3S)+氟鋁酸鈣(C11A7·CaF2)2-8%三、立窯煅燒操作方法采用壓邊部,提中火的規(guī)程進(jìn)行以穩(wěn)定底火為目的,實(shí)行淺暗火操作,多成球輕壓料面,讓料球自然滾到中部,以利于整個(gè)窯面的通風(fēng)。只有勤于判斷底火,確保上火速度,加料速度和卸料速度平衡,操作時(shí)注意把邊部的大塊料(φ30厘米左右)用鋼釬搬到中間,就能保證窯的熱工溫度穩(wěn)定。四、方案實(shí)施舉例配料方案(1)、原燃材料的化學(xué)成分</tables>本地低質(zhì)煤的工業(yè)分析(%)</tables>熟料耗煤控制為≤150公斤標(biāo)煤/噸熟料(2)、原料配比(應(yīng)用基)</tables>出磨生料CaCO3滴定值控制為69.00±0.5;Fe2O3滴定值控制為3.80±0.20;(3)生料化學(xué)成分燒失量SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgO總計(jì)38.7811.583.453.9838.850.6297.26生料中含氟化鈣(CaF2)0.30~1.00%含石膏(CaSO4)0.50-1.00%(4)、熟料化學(xué)成分、礦物組成及其率值SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOSO3總計(jì)fcao18.915.646.5063.461.011.2596.672.00飽和比KH=(Cao-1.65Al2o3-0.35Fe2o3-0.7so3)/(2.8Sio2)=0.980硅率n=(Sio2)/(Al2O3+Fe2O3)=1.56鐵率P=Fe2O3/Al2O3=0.87硅酸三鈣C3S=3.8(3kH-2)sio2%=67.44%硅酸二鈣C2S=8.61(1-kH)sio2%=3.25%硅酸三鈣C3A=2.65(Al2o3-0.64Fe2o3)%=3.90%鐵鋁酸四鈣C4AF=30.4Feo3%=19.76%3、實(shí)施方案分析1、采用高鐵配料方案所得的高鐵水泥熟料,具有早期強(qiáng)度高,耐磨性能和抗硫酸鹽性能優(yōu)良等特點(diǎn)(1)早期強(qiáng)度高(下表為工廠實(shí)際生產(chǎn)數(shù)據(jù))高鐵多功能熟料強(qiáng)度指標(biāo)值(石膏摻入量為6%,比表面積3000±100Cm2/g(2)耐磨和抗硫酸鹽性能優(yōu)良高鐵水泥熟料試件在硫酸鹽溶液(濃度K2SO49.0克/毫升)中浸泡6個(gè)月后的強(qiáng)度為抗壓673Kg/Cm2,抗折91Kg/Cm2,而在水中養(yǎng)護(hù)的同樣試件抗壓強(qiáng)度為659Kg/Cm2,抗折強(qiáng)度83Kg/Cm2,這說明了高鐵水泥熟料的抗硫酸鹽性能優(yōu)良,再者高鐵水泥熟料磨耗為2.79g/Cm2,而華新水泥廠的高鋁熟料磨耗為3.02g/Cm2,這也說明了高鐵水泥熟料耐磨性能良好。(3)應(yīng)用本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是使立窯產(chǎn)量提高10~15%,降低煤耗10~15%(可控制在150公斤標(biāo)煤/噸熟料以下),熟料強(qiáng)度達(dá)600#以上,對(duì)原燃材料無特別要求,可在原有的工藝基礎(chǔ)上改用本方法。采用高鐵配方使熟料在煅燒過程中避免了結(jié)大塊、結(jié)圈、粘邊等現(xiàn)象,便于控制底火的穩(wěn)定,特別是物料一經(jīng)燒結(jié)后,出現(xiàn)收縮脫離窯壁的現(xiàn)象,有利于操作和判斷,減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。生產(chǎn)的高鐵普通硅酸鹽水泥(早強(qiáng)型)經(jīng)上海第七建筑公司海南分公司、??谑惺蠌S、海口市房產(chǎn)公司等有關(guān)單位在??谑旭R村火電廠和海南樂東水電站的建設(shè)用了近10萬(wàn)噸該品種水泥中證明了該品種水泥性能優(yōu)良,早期強(qiáng)度高,色澤美觀、和易性好,可替代進(jìn)口的臺(tái)灣和朝鮮水泥使用。該品種水泥現(xiàn)已分批出口東南亞各國(guó)。本發(fā)明經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益顯著,可在一般工藝條件較好的機(jī)立窯廠推廣應(yīng)用。權(quán)利要求1.一種高鐵多功能水泥熟料(屬硅酸鹽系列)及其生產(chǎn)方法,其特征在于(1)熟料的P≤0.90和高飽和比;(2)可采用低質(zhì)、低品位原燃料進(jìn)行配料生產(chǎn);(3)配料中加入復(fù)合礦化劑,如三氧化硫、氟化鈣復(fù)合等。2.按照權(quán)利要求1所述的高鐵多功能水泥熟料及其生產(chǎn)方法,其特征在于P=0.80±0.10KH=0.980±0.03,3.按照權(quán)利要求所述的高鐵多功能水泥熟料及其生產(chǎn)方法,其特征在于復(fù)合礦化劑的含量CaF2為<2%,SO3為>3%、CaF2+SO3<5%,F(xiàn)-/SO3=0.15-0.60(視原燃料和工藝條件優(yōu)選)4.按照權(quán)利要求1所述的高鐵多功能水泥熟料及其生產(chǎn)方法,其特征在于可采用CaO<50%的石灰石,含砂量在4-10%的粘土和發(fā)熱量在4000KCal/kg左右的低質(zhì)煤(也可以用優(yōu)質(zhì)煤)進(jìn)行配料生產(chǎn),5.按照權(quán)利要求1所述的高鐵多功能水泥熟料及其生產(chǎn)方法,其特征在于(1)、熟料化學(xué)成份(%)SiO218.00-19.50,Al2O34.50-6.00,F(xiàn)e2O35.50-7.00,CaO63.50-65.50,(2)熟料礦物組成(%)硅酸三鈣(C3S)55.0~70.0硅酸二鈣(C2S)0~5.0鋁酸三鈣(C3A)2.0~6.0鐵鋁酸四鈣(C4AF)18.0~24.0硫鋁酸鈣(C4A3S)+氟鋁酸鈣(C11A7·CaF2)2.0~8.0全文摘要一種用低質(zhì)原燃料生產(chǎn)高鐵多功能水泥熟料方法,系用低品位石灰石(CaO含量46~50)含砂量>4%-10%粘土礦和低熱值無煙煤(發(fā)熱量3800-4300大卡/kg)生產(chǎn)具有早強(qiáng)快硬耐磨性和抗硫酸鹽性好的多用途水泥。其率值選擇和礦物組成方面完全不同于普通硅酸鹽水泥,采用以高鐵(p≤0.90)和高飽和比(KH=0.980±0.03)和適當(dāng)?shù)膹?fù)合礦化劑配料方案,燒成以硅酸三鈣(C文檔編號(hào)C04B7/02GK1052838SQ9010690公開日1991年7月10日申請(qǐng)日期1990年8月5日優(yōu)先權(quán)日1990年8月5日發(fā)明者鐘興彪,黃坡,謝東,黃育純,梁福龍,龐瑞奮申請(qǐng)人:鐘興彪
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