一種低燒成溫度、低能耗和高強(qiáng)度水泥熟料的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種低燒成溫度、低能耗和高強(qiáng)度水泥熟料，即多相低共熔物質(zhì)促進(jìn) 熟料煅燒溫度降低從而達(dá)到低耗、優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)的目的。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著水泥行業(yè)產(chǎn)能嚴(yán)重過(guò)剩，市場(chǎng)需求量持續(xù)萎縮的情況下，水泥企業(yè)必須通過(guò) 節(jié)能增效才能在競(jìng)爭(zhēng)中領(lǐng)先于同行業(yè)。通過(guò)降低熟料燒成熱耗、提升熟料質(zhì)量是降低生產(chǎn) 成本、節(jié)能增效的有效途徑。
[0003] 對(duì)硅酸鹽水泥熟料而言，C3S的形成是整個(gè)熟料燒成的關(guān)鍵。同時(shí)，C3S的生成量直 接影響熟料產(chǎn)品質(zhì)量。國(guó)內(nèi)外學(xué)者研究表明，在立窯熟料煅燒工藝中單摻少量含氟物質(zhì)作 為礦化劑能夠降低熟料煅燒生成溫度，達(dá)到降耗的目的，實(shí)踐結(jié)果表明可降低單位熱耗2% ~2.6%;還有部分專家提出將含氟和含硫物質(zhì)的物質(zhì)共同作用于熟料煅燒工藝中的理論可 行性，但沒(méi)有工業(yè)實(shí)踐，尤其是在新型干法水泥生產(chǎn)線中更沒(méi)有成功案例。新型干法水泥生 產(chǎn)工藝特征不同于立窯工藝，若物料液相提前出現(xiàn)，甚至是局部產(chǎn)生量較多時(shí)，極易引起預(yù) 熱器系統(tǒng)的堵塞或者回轉(zhuǎn)窯內(nèi)結(jié)圈、結(jié)球現(xiàn)象的發(fā)生，很大程度上影響了新型干法水泥生 產(chǎn)線的連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于提供一種低燒成溫度、低能耗和高強(qiáng)度水泥熟料，結(jié)合理論基 礎(chǔ)研究，創(chuàng)新性的提出按本發(fā)明設(shè)計(jì)的物料配比，多元素物質(zhì)共同作用于熟料煅燒過(guò)程中， 顯著降低物料液相生成溫度，起到降耗、提升熟料質(zhì)量的目的，成功的在新型干法水泥生產(chǎn) 線中得到應(yīng)用。
[0005] 本發(fā)明解決的技術(shù)方案是： 本發(fā)明涉及一種低燒成溫度、低能耗和高強(qiáng)度水泥熟料，是由輔料和其他硅酸鹽熟料 礦物混合，采用干法生產(chǎn)線制成，所述輔料的重量百分比為0.5%~0.8%螢石，0.3%~0.5%石 膏，3%~4%熟料，4%~5%鋼渣;所述其他硅酸鹽熟料礦物的重量百分比為79%~81%石灰石， 3%~3 · 5%砂巖，7%~8%粉煤灰。
[0006] 上述本發(fā)明的水泥熟料，優(yōu)選的，所述的螢石與石膏提供的F與S03比值控制為 0.41~1.0〇
[0007]上述本發(fā)明的水泥熟料，優(yōu)選的，所述的熟料三率值控制為石灰飽和比0.92土 0.02,硅酸率2·8±0· 1，鋁氧率 1.4±0.1。
[0008]螢石和石膏作為礦化劑分別提供CaF2和S〇3,而鋼渣和熟料作為晶種作用于熟料煅 燒過(guò)程中。在水泥熟料煅燒中，螢石和石膏所含的微量元素能夠降低液相生成溫度和粘度， 促進(jìn)CaO溶解和鈣離子擴(kuò)散，加快C 3S晶體生成速度;而晶種則是作為一種成核集體，克服或 降低C3S晶核形成的成核勢(shì)皇，加快C 3S晶體形成速度。對(duì)硅酸鹽水泥熟料而言，C3S的形成是 整個(gè)熟料燒成的關(guān)鍵。同時(shí)，C 3S的生成量直接影響產(chǎn)品質(zhì)量。單摻少量含CaF2的螢石在較低 溫度下（如1300°C)不能形成大量C3S，也不能實(shí)現(xiàn)低溫煅燒，而同時(shí)摻入螢石和石膏，則情 況相反，在1200°C就有較多的C3S生成，1300 °C即燒成熟料，燒成溫度約降低150°C，并且由 于熟料晶種的存在，生成早強(qiáng)礦物而使熟料具有早強(qiáng)性能。
[0009] 螢石、石膏、鋼渣與熟料晶種在高溫煅燒時(shí)形成了相輔相成的條件，對(duì)C3S析晶非 常有利。晶種和以螢石為主的礦化劑一起使用，可以充分發(fā)揮各自在熟料形成過(guò)程中的優(yōu) 勢(shì)，而且對(duì)穩(wěn)定窯內(nèi)熱工制度有著非常關(guān)鍵的作用。
[0010] 雖然在水泥生產(chǎn)中，立窯工藝也有添加螢石、石膏作為水泥生產(chǎn)的礦化劑，但是對(duì) 干新型干法水泥工藝，由于生料在預(yù)熱器內(nèi)進(jìn)行懸浮預(yù)分解，碳酸鹽礦物分解率可達(dá)90%以 上，礦化劑與晶種的共同作用會(huì)降低液相生成溫度，液相會(huì)提前出現(xiàn)，若配比不當(dāng)，極易發(fā) 生預(yù)熱器堵塞，回轉(zhuǎn)窯內(nèi)結(jié)長(zhǎng)厚窯皮、結(jié)球等工藝事故的發(fā)生，本發(fā)明通過(guò)長(zhǎng)期的實(shí)踐校 正，確定了礦化劑與晶種多相低共熔作用時(shí)它們之間嚴(yán)格的配比關(guān)系，才達(dá)到了預(yù)期的目 的。
[0011] 本發(fā)明的有益效果是，本發(fā)明生產(chǎn)硅酸鹽水泥熟料能夠顯著的改善生料的易燒 性，螢石與石膏的摻入，降低了熟料的燒成溫度，節(jié)煤效果顯著，而且鋼渣與熟料中鈣元素 以CaO形式存在，不存在碳酸鹽分解需要的吸收熱，熟料標(biāo)煤耗下降6%~8%。因物料易燒性 得到改善，回轉(zhuǎn)窯系統(tǒng)投料量增加5%左右，達(dá)到了增產(chǎn)的目的。在生產(chǎn)過(guò)程中，必須控制氟 硫比在0.41~1.0之間，預(yù)熱器系統(tǒng)才不會(huì)發(fā)生結(jié)皮性堵塞，回轉(zhuǎn)窯內(nèi)結(jié)圈、結(jié)球的不良的 工藝事故才不會(huì)發(fā)生。熟料產(chǎn)品質(zhì)量3天抗壓強(qiáng)度相比較于未摻微量元素物質(zhì)時(shí)可提高2.0 ~2.5Mpa，28天抗壓強(qiáng)度提高1.2~1.5Mpa，其他物理化學(xué)指標(biāo)均符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。 【具體實(shí)施方式】 [0012] 實(shí)施例1 本發(fā)明應(yīng)用于2500t/d新型干法水泥生產(chǎn)線中，微量元素物質(zhì)由0.5%螢石，0.3%石膏， 4%優(yōu)質(zhì)熟料，5%鋼渣，其他硅酸鹽熟料礦物所需的主要成分由80.2%石灰石，3%砂巖，7%粉煤 灰構(gòu)成。其中氟硫比值控制為〇. 41。由多種微量元素作用的熟料三率值控制為飽和比0.91， 硅酸率2.9,鋁氧率1.5。配制的生料應(yīng)用于2500t/d新型干法水泥生產(chǎn)線中進(jìn)行熟料的煅 燒，因多相低共熔物的作用，生料易燒性改善，出窯熟料游離鈣相比較空白期下降0.6%，因 嚴(yán)格控制氟硫比值控制為0.41，生產(chǎn)過(guò)程中預(yù)熱器未發(fā)生結(jié)皮性堵塞，回轉(zhuǎn)窯內(nèi)不結(jié)圈、不 結(jié)球，回轉(zhuǎn)窯連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)率達(dá)98%。熟料產(chǎn)品質(zhì)量三天抗壓強(qiáng)度提高2.2Mpa，28天抗壓強(qiáng)度提 高1.2Mpa。熟料標(biāo)煤耗由109 kg/t降至102.3 kg/t，下降率為6.1%。燒成溫度為1300°C;回 轉(zhuǎn)窯系統(tǒng)投料量增加5%。
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[0013] 實(shí)施例2 本發(fā)明應(yīng)用于5000t/d新型干法水泥生產(chǎn)線中，微量元素由0.7%螢石，0.3%石膏，4.5% 優(yōu)質(zhì)熟料，5%鋼渣，其他硅酸鹽熟料礦物所需的主要成分由81%石灰石，3%砂巖，5.5%粉煤灰 構(gòu)成。其中氟硫比值控制為ο. 58。由多種微量元素作用的熟料三率值控制為飽和比0.93，硅 酸率2.7,鋁氧率1.4。配制的生料應(yīng)用于5000t/d新型干法水泥生產(chǎn)線中進(jìn)行熟料的煅燒， 因多相低共熔物的作用，生料易燒性改善，出窯熟料游離鈣相比較空白期下降0.7%，因嚴(yán)格 控制氟硫比值控制為0.58,生產(chǎn)過(guò)程中預(yù)熱器未發(fā)生結(jié)皮性堵塞，回轉(zhuǎn)窯內(nèi)不結(jié)圈、不結(jié) 球，回轉(zhuǎn)窯連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)率達(dá)97.6%。熟料產(chǎn)品質(zhì)量三天抗壓強(qiáng)度提高2.3Mpa，28天抗壓強(qiáng)度提 高1.41^ &。熟料標(biāo)煤耗由106.5 1^八下降至99.3 1^八，下降率達(dá)6.8%。燒成溫度為1300 °C ;回轉(zhuǎn)窯系統(tǒng)投料量增加5%。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種低燒成溫度、低能耗和高強(qiáng)度水泥熟料，其特征在于，是由輔料和其他硅酸鹽熟 料礦物混合，采用干法生產(chǎn)線制成，所述輔料的重量百分比為0.5%~0.8%螢石，0.3%~0.5% 石膏，3%~4%熟料，4%~5%鋼渣；所述其他硅酸鹽熟料礦物的重量百分比為79%~81%石灰 石，3%~3.5%砂巖，7%~8%粉煤灰。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的水泥熟料，其特征在于，所述的螢石與石膏提供的F與S03比值 控制為0.41~1.0。3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的水泥熟料，其特征在于，所述的熟料三率值控制為石灰飽 和比 0.92±0.02,硅酸率2.8±0.1，鋁氧率1.4±0.1。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種低燒成溫度、低能耗和高強(qiáng)度水泥熟料，即多相低共熔物質(zhì)促進(jìn)熟料煅燒溫度降低從而達(dá)到低耗、優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)的目的。其水泥熟料，是由輔料和其他硅酸鹽熟料礦物混合，采用干法生產(chǎn)線制成，所述輔料的重量百分比為0.5%～0.8%螢石，0.3%～0.5%石膏，3%～4%熟料，4%～5%鋼渣；所述其他硅酸鹽熟料礦物的重量百分比為79%～81%石灰石，3%～3.5%砂巖，7%～8%粉煤灰。本發(fā)明生產(chǎn)硅酸鹽水泥熟料能夠顯著的改善生料的易燒性，降低了熟料的燒成溫度，節(jié)煤效果顯著，回轉(zhuǎn)窯系統(tǒng)投料量增加5%左右，達(dá)到了增產(chǎn)的目的。
【IPC分類】C04B7/26
【公開(kāi)號(hào)】CN105621908
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201610012233
【發(fā)明人】王廣東, 宋亮, 皮士海, 李大偉
【申請(qǐng)人】棗莊中聯(lián)水泥有限公司
【公開(kāi)日】2016年6月1日
【申請(qǐng)日】2016年1月11日