專利名稱：中熱硅酸鹽水泥熟料及其生產方法
技術領域：
本發明屬于建筑材料技術領域，涉及一種中熱硅酸鹽水泥熟料及其生產方法。
背景技術：
中熱硅酸鹽水泥是以適當成分的硅酸鹽水泥熟料、加入適量石膏磨細制成的具有中等水化熱的水硬性膠凝材料，廣泛應用于大體積混凝土工程。生產中熱硅酸鹽水泥的核心在于生產一種高性能的中熱硅酸鹽水泥熟料。硅酸鹽水泥熟料主要由四大礦物組成硅酸三鈣(C3S)、硅酸二鈣(C2S)、鋁酸三鈣(C3A)和鐵鋁酸四鈣(C4AF),其中水化熱最高的礦物是硅酸三鈣和鋁酸三鈣，若水泥中兩者含量高，則水泥水化熱就會高，對于大體積混凝土而言，由于其尺寸較大且混凝土材料是熱的不良導體，所以混凝土內部的水化熱不能及時 散發到外部空間，就會囤積在混凝土內部導致溫度升高，而混凝土表面水化產生的熱量易于散發，溫度較低，從而導致混凝土內外溫差過大，使混凝土本身膨脹收縮不統一產生內應力，進而產生裂縫，很容易引起混凝土內部的腐蝕，降低結構的安全性，致使混凝土耐久性能下降。所以用于大體積混凝土的水泥一般是水化熱比較適中的中熱硅酸鹽水泥，該水泥礦物中C3S和C3A的含量均有嚴格的范圍，不能太高，C3S含量的降低會使強度降低，而C3A含量對于生料燒成過程中的液相量有較大影響，液相量的降低在一定程度上會導致生料的易燒性降低，所以需要綜合考慮水泥熟料各方面的性能，合理搭配熟料礦物組成。轉爐渣為煉鋼工藝過程中必然的副產品，目前，轉爐渣回收利用的方法和能力極其有限，傳統的轉爐渣處理方法是在轉爐出渣后在額外的設備或場地中進行處理，很難實現在煉鋼過程中循環利用，投資和運行成本相對較高，所生產制品的附加值較低，而且轉爐渣的物理化學潛力沒有得到充分利用。轉爐渣中Ca0、f-Ca0、Fe0、Mg0的含量相對較高，用于生產水泥可加強水泥強度及耐久性，同時減少資源消耗，減輕環境負荷。我公司提供的中熱硅酸鹽水泥，采用的是“濕磨干燒”的方法生產熟料，綜合利用濕法開路磨和新型干法燒成系統的優點，在煅燒過程中通過對火焰控制、溫度控制、風量控制等手段，生產出達到高強度的中熱硅酸鹽水泥熟料。目前，該產品配方及生產方法未見有相關報道。
發明內容
本發明的目的是提供一種中熱硅酸鹽水泥熟料及其生產方法，采用科學熟料配方，嚴格選用原料，運用“濕磨干燒”生產工藝，生產出符合國家標準的中熱硅酸鹽水泥熟料。本發明采用的技術方案是一種中熱硅酸鹽水泥熟料，其特征在于，所述的中熱硅酸鹽水泥熟料由以下重量百分比的原料組成生料石灰石68 75%、砂巖10 15%、白云石4 9%、轉爐渣6 11%，經過生料粉磨、料漿脫水、濾餅烘干破碎、熟料燒成、熟料冷卻與破碎工序制成。以上所述的中熱硅酸鹽水泥熟料率值為LSF=90±2，SM=2. 20±0. 1，AM=O. 80±0· 1，f-CaO的重量百分比彡O. 8%,立升重彡1200g/l。
作為優選，所述的生料由以下重量百分比的原料組成石灰石72%、砂巖13%、白云石6%、轉爐渣9%。在配料方案的設計上，嚴格選用原料。以上所述中熱硅酸鹽水泥熟料，所述的石灰石中CaO的重量百分比彡52%，MgO的重量百分比彡I. 2%，粒度彡25mm, R2O的重量百分比(O. 06%，沒有夾 縫土 ；所述的砂巖中SiO2的重量百分比彡80%, R2O的重量百分比彡I. 3% ；所述的轉爐渣中Fe2O3的重量百分比彡30%, R2O的重量百分比彡O. 4% ;所述的白云石中CaO的重量百分比彡25%，MgO的重量百分比彡16%。一種以上所述中熱硅酸鹽水泥熟料的生產方法，包括以下操作步驟I.生料制備生料按以下重量百分比原料稱取石灰石68 75%、砂巖10 15%、白云石4、％、轉爐渣6 11%，加入水，進行粉磨，制成料漿，料漿經精確配料，放入料漿攪拌大池，攪拌均勻，制成水分為33 36%的料漿；2.料漿脫水將料漿經真空吸濾機脫水后形成水分< 20%的濾餅；3.濾餅烘干破碎將濾餅喂到烘干破碎機內，利用窯尾來的熱廢氣將其烘干成水分為I 2%的生料粉；4.熟料燒成生料粉進入燒成系統的旋風預熱器、分解爐中，使碳酸鹽分解率^ 88%，喂入回轉窯，用窯頭煤粉燃燒器將其煅燒成中熱硅酸鹽水泥熟料；5.熟料冷卻與破碎出窯熟料進入篦式冷卻機急冷，使溫度從1100°C冷卻至(150°C，破碎，即得。以上所述中熱硅酸鹽水泥熟料的生產方法，所述步驟4熟料燒成工序所用煤為無煙煤，灰分的重量百分比< 30%,揮發分的重量百分比彡10%,發熱量彡5700kcal/kg,固定碳C的重量百分比彡60 %。以上所述中熱硅酸鹽水泥熟料的生產方法，所述步驟4熟料燒成工序采用二期循環控制手法第一期為長焰順燒；第二期為短焰急燒；交錯進行。所述長焰順燒工序中窯頭煤粉燃燒器為四通道煤粉燃燒器，內流風量為36. OkPa,外流風量為45. OkPa,中心風量為4. OkPa,通過控制燃燒器用風量，使火焰剛度大幅增強，火焰長度由原來的12m延長至15m，燒成帶長度由原來的18m延長至22m ;窯頭煤粉燃燒器噴煤量為6. 0±0· 3t/h。分解爐煤粉燃燒器噴煤量為11. 2±0· 3t/h，溫度為870±10°C。窯頭用煤分解率用煤=35:65。窯轉速控制3. 5 3. 7r/min。篦冷機推桿速度按二次風溫控制；二次風溫保持1100±100°C。窯尾高溫風機排風量按Cl筒出口溫度控制；C1筒出口溫度控制500 550°C。所述短焰急燒工序中窯頭煤粉燃燒器為四通道煤粉燃燒器，內流風量為38. OkPa,外流風量為40. OkPa,中心風量為6. OkPa,通過控制燃燒器用風量，使火焰剛度稍微降低，火焰長度由原來的15m縮短至12m，燒成帶長度由原來的22m縮短至18m ;窯頭煤粉燃燒器噴煤量為6.3±0.3t/h。分解爐煤粉燃燒器噴煤量為9.5±0.3^11，溫度為850±101。窯頭用煤分解率用煤=4:6。窯轉速控制3. 3 3. 5r/min。篦冷機推桿速度按二次風溫控制；二次風溫保持1100±100°C。窯尾高溫風機排風量按Cl筒出口溫度控制；C1筒出口溫度控制500 550 0C ο本發明的有益效果是I.本發明采用科學熟料配方，在水泥的水化熱與水泥強度之間找到一個平衡點，熟料率值為 LSF=90±2，SM=2. 20±0· 1，AM=O. 80±0· 1，f-CaO ( O. 8%,立升重彡 1200g/l,C3A=l-4%, C3S=48-54%,既保證熟料強度又保證水化熱，使水泥具有低C3A、高C2S等特點；2.嚴格選用優質原料，所得水泥強度高，煅燒出的熟料各項指標符合GB200-2003要求，28d抗壓強度> 48MPa;3.以煉鋼工藝過程中產生的副產品轉爐渣為原料，可加強水泥強度及耐久性，同時減少資源消耗，減輕環境負荷。4.生產中采用的是“濕磨干燒”的方法生產熟料，“濕磨干燒”具有生料均化性好、熟料質量高、轉產便利、熱耗低等優點。5.采用二期循環煅燒控制方法，長焰順燒與短焰急燒交錯進行，轉換過程可避免 長焰順燒造成后窯皮的增長惡化趨勢，而新型高速射流四通道煤粉燃燒器技術的成熟，又可保障燒成帶窯皮的穩定性，避免了燒成帶窯皮反復剝落造成的耐火磚壽命減少。
具體實施例方式下面結合實施例對本發明作進一步描述，以說明其有益效果，但本發明絕非限于這些例子。一、原料選取及預處理要求I.石灰石CaO 彡 52%, MgO ^ I. 2%,粒度彡 25mm，R2O 彡 O. 06%,沒有夾縫土。2.砂巖=SiO2 彡 80%, R2O ( I. 3%。3.轉爐渣=Fe2O3 彡 30%, R2O ( O. 4%。4.白云石CaO 彡 25%, MgO 彡 16%。5.無煙煤灰分彡30%，揮發分彡10%，發熱量彡57001 ^1/1^，固定碳0 60%。二、中熱硅酸鹽水泥熟料的生產方法實施例II.生料制備生料按以下重量百分比原料稱取石灰石73%、砂巖13%、白云石4%、轉爐渣10%，采用濕法粉磨工藝，入磨原料配合一定比例的水分經過球磨機粉磨成合格料漿，將料漿泵入料漿泵系統8個料漿庫，料漿經精確配料，放入料漿攪拌大池，經均勻配料泵進入料衆過濾系統，攪拌均勻，制成水分為35%料衆；2.料漿脫水將上述料漿用真空吸濾機脫水，形成水分為16%濾餅，濾餅落到帶有BMP的輸送皮帶，然后由另一條輸送皮帶喂入錘式烘干破碎機；3.濾餅烘干破碎通過箱式喂料機，將濾餅喂到烘干破碎機內，從窯尾來的廢氣(600°C)將其烘干成水分為1%的生料粉，經烘干廢氣帶入旋風分離器內進行料氣分離，分離出來的生料粉進入燒成系統的旋風預熱器、分解爐中，出旋風分離器的廢氣(約150°C)用窯尾風機送入電除塵器進行凈化后，經煙 排入大氣；4.熟料燒成生料粉進入燒成系統的旋風預熱器、分解爐中，使碳酸鹽分解率>88%，喂入回轉窯，用窯頭煤粉燃燒器將其煅燒成中熱硅酸鹽水泥熟料。熟料燒成工序采用二期循環控制手法第一期為長焰順燒，7天；第二期為短焰急燒，5天；交錯進行。第一期長焰順燒工序中窯頭煤粉燃燒器為四通道煤粉燃燒器，內流風量為36. OkPa，外流風量為45. OkPa,中心風量為4. OkPa，通過控制燃燒器用風量，使火焰剛度大幅增強，火焰長度由原來的12m延長至15m，燒成帶長度由原來的18m延長至22m ;窯頭煤粉燃燒器噴煤量為6. 0±0. 3t/h。分解爐煤粉燃燒器噴煤量為11. 2±0. 3t/h，溫度為870±10°C。窯頭用煤分解率用煤=35:65。窯轉速控制3. 5 3. 7r/min。篦冷機推桿速度按二次風溫控制；二次風溫保持1100±100°C。窯尾高溫風機排風量按Cl筒出口溫度控制；C1筒出口溫度控制500 550°C。第二期短焰急燒工序中窯頭煤粉燃燒器為四通道煤粉燃燒器，內流風量為38. OkPa，外流風量為40. OkPa,中心風量為6. OkPa，通過控制燃燒器用風量，使火焰剛度稍微降低，火焰長度由原來的15m縮短至12m，燒成帶長度由原來的22m縮短至18m ;窯頭煤粉燃燒器噴煤量為6. 3±0. 3t/h。分解爐煤粉燃燒器噴煤量為9. 5±0. 3t/h，溫度為850±10°C。窯頭用煤分解率用煤=4:6。窯轉速控制3. 3 3. 5r/min。篦冷機推桿速度按二次風溫控制；二次風溫保持1100±100°C。窯尾高溫風機排風量按Cl筒出口溫度控制；C1筒出口溫度控制500 550°C ；5.熟料冷卻與破碎出窯熟料進入篦式冷卻機急冷，使溫度從1100°C冷卻至(150°C，破碎，即得。中熱硅酸鹽水泥熟料中主要化學成分和物理性能參數詳見表I。實施例2I.生料制備生料按以下重量百分比原料稱取石灰石68%、砂巖15%、白云石6%、轉爐渣11%，采用濕法粉磨工藝，入磨原料配合一定比例的水分經過球磨機粉磨成合格料漿，將料漿泵入料漿泵系統8個料漿庫，料漿經精確配料，放入料漿攪拌大池，經均勻配料泵進入料衆過濾系統，攪拌均勻，制成水分為36%料衆；2.料漿脫水將上述料漿用真空吸濾機脫水，形成水分為18%濾餅，濾餅落到帶有BMP的輸送皮帶，然后由另一條輸送皮帶喂入錘式烘干破碎機；3.濾餅烘干破碎通過箱式喂料機，將濾餅喂到烘干破碎機內，從窯尾來的廢氣(600°C)將其烘干成水分為2%的生料粉，經烘干廢氣帶入旋風分離器內進行料氣分離，分離出來的生料粉進入燒成系統的旋風預熱器、分解爐中，出旋風分離器的廢氣(約150°C)用窯尾風機送入電除塵器進行凈化后，經煙 排入大氣；熟料燒成、熟料冷卻與破碎步驟同上述實施例I。所得中熱硅酸鹽水泥熟料中主要化學成分和物理性能參數詳見表I。實施例3I.生料制備生料按以下重量百分比原料稱取石灰石72%、砂巖13%、白云石6%、轉爐渣9%，采用濕法粉磨工藝，入磨原料配合一定比例的水分經過球磨機粉磨成合格料漿，將料漿泵入料漿泵系統8個料漿庫，料漿經精確配料，放入料漿攪拌大池，經均勻配料泵進入料漿過濾系統，攪拌均勻，制成水分為33%料漿；2.料漿脫水將上述料漿用真空吸濾機脫水，形成水分為17%濾餅，濾餅落到帶有BMP的輸送皮帶，然后由另一條輸送皮帶喂入錘式烘干破碎機；3.濾餅烘干破碎通過箱式喂料機，將濾餅喂到烘干破碎機內，從窯尾來的廢氣(600°C)將其烘干成水分為1%的生料粉，經烘干廢氣帶入旋風分離器內進行料氣分離，分離出來的生料粉進入燒成系統的旋風預熱器、分解爐中，出旋風分離器的廢氣(約150°C)用窯尾風機送入電除塵器進行凈化后，經煙 排入大氣； 熟料燒成、熟料冷卻與破碎步驟同上述實施例I。所得中熱硅酸鹽水泥熟料中主要化學成分和物理性能參數詳見表I。實施例4
I.生料制備生料按以下重量百分比原料稱取石灰石75%、砂巖10%、白云石9%、轉爐渣6%，采用濕法粉磨工藝，入磨原料配合一定比例的水分經過球磨機粉磨成合格料漿，將料漿泵入料漿泵系統8個料漿庫，料漿經精確配料，放入料漿攪拌大池，經均勻配料泵進入料漿過濾系統，攪拌均勻，制成水分為34%料漿；2.料漿脫水將上述料漿用真空吸濾機脫水，形成水分為15%濾餅，濾餅落到帶有BMP的輸送皮帶，然后由另一條輸送皮帶喂入錘式烘干破碎機；3.濾餅烘干破碎通過箱式喂料機，將濾餅喂到烘干破碎機內，從窯尾來的廢氣(600°C)將其烘干成水分為1%的生料粉，經烘干廢氣帶入旋風分離器內進行料氣分離，分離出來的生料粉進入燒成系統的旋風預熱器、分解爐中，出旋風分離器的廢氣(約150°C)用窯尾風機送入電除塵器進行凈化后，經煙 排入大氣；熟料燒成、熟料冷卻與破碎步驟同上述實施例I。
所得中熱硅酸鹽水泥熟料中主要化學成分和物理性能參數詳見表I。三、中熱硅酸鹽水泥熟料質量控制參數上述實施例的熟料質量控制參數結果表明，采用“濕磨干燒”的方法生產熟料，熟料質量高，詳見表I。表I中熱硅酸鹽水泥熟料主要化學成分、率值及礦物組成
權利要求
1.一種中熱硅酸鹽水泥熟料，其特征在于，所述的中熱硅酸鹽水泥熟料由以下重量百分比的原料組成生料石灰石68 75%、砂巖10 15%、白云石4 9%、轉爐渣6 11%，經過生料粉磨、料漿脫水、濾餅烘干破碎、熟料燒成、熟料冷卻與破碎工序制成。
2.根據權利要求I所述中熱硅酸鹽水泥熟料，其特征在于，所述的中熱硅酸鹽水泥熟料率值為 LSF=90±2，SM=2. 20±0· 1，AM=O. 80±0· 1，f-CaO 的重量百分比彡 O. 8%,立升重彡 1200g/l。
3.根據權利要求I或2所述中熱硅酸鹽水泥熟料，其特征在于，所述的生料由以下重量百分比的原料組成石灰石72%、砂巖13%、白云石6%、轉爐渣9%。
4.根據權利要求3所述中熱硅酸鹽水泥熟料，其特征在于，所述的石灰石中CaO的重量百分比彡52%，MgO的重量百分比彡I. 2%，粒度彡25mm, R2O的重量百分比彡O. 06%，沒有夾縫土 ；所述的砂巖中SiO2的重量百分比彡80%, R2O的重量百分比彡I. 3% ;所述的轉爐渣中Fe2O3的重量百分比彡30%, R2O的重量百分比彡O. 4% ;所述的白云石中CaO的重量百分比彡25%，MgO的重量百分比彡16%。
5.—種如權利要求I至4中任一所述中熱娃酸鹽水泥熟料的生產方法,其特征在于，包括以下操作步驟(1)生料制備生料按以下重量百分比原料稱取石灰石68 75%、砂巖1(Γ15%、白云石4、％、轉爐渣6 11%，加入水，進行粉磨，制成料漿，料漿經精確配料，放入料漿攪拌大池，攪拌均勻，制成水分為33 36%的料漿；(2)料漿脫水將料漿經真空吸濾機脫水后形成水分<18%的濾餅；(3)濾餅烘干破碎將濾餅喂到烘干破碎機內，利用窯尾來的熱廢氣將其烘干成水分為 I 2%的生料粉；(4)熟料燒成生料粉進入燒成系統的旋風預熱器、分解爐中，使碳酸鹽分解率 ^ 88%，喂入回轉窯，用窯頭煤粉燃燒器將其煅燒成中熱硅酸鹽水泥熟料；(5)熟料冷卻與破碎出窯熟料進入篦式冷卻機急冷，使溫度從1100°C冷卻至 (150°C，破碎，即得。
6.根據權利要求5所述中熱硅酸鹽水泥熟料的生產方法，其特征在于，所述步驟(4)熟料燒成工序所用煤為無煙煤，灰分的重量百分比彡30%，揮發分的重量百分比彡10%，發熱量彡5700kcal/kg，固定碳C的重量百分比彡60%。
7.根據權利要求5所述中熱硅酸鹽水泥熟料的生產方法，其特征在于，所述步驟(4)熟料燒成工序采用二期循環控制手法第一期為長焰順燒；第二期為短焰急燒；交錯進行。
8.根據權利要求6或7所述中熱硅酸鹽水泥熟料的生產方法，其特征在于，所述長焰順燒工序中窯頭煤粉燃燒器為四通道煤粉燃燒器，內流風量為36. OkPa，外流風量為45. O kPa，中心風量為4. OkPa,噴煤量為6. 0±0· 3 t/h，窯轉速為3. 5 3. 7r/min ;分解爐煤粉燃燒器噴煤量為11. 2±0. 3 t/h，溫度為870±10°C ;窯頭用煤分解爐用煤=35:65。
9.根據權利要求8所述中熱硅酸鹽水泥熟料的生產方法，其特征在于，所述短焰急燒工序中窯頭煤粉燃燒器為四通道煤粉燃燒器，內流風量為38. OkPa，外流風量為40. O kPa， 中心風量為6. OkPa,窯頭煤粉燃燒器噴煤量為6. 3±0. 3 t/h,窯轉速控制3. 3 3. 5r/ min ;分解爐煤粉燃燒器噴煤量為9. 5±0. 3 t/h，溫度為850± 10°C;窯頭用煤分解率用煤 =4:6。
全文摘要
本發明公開了一種中熱硅酸鹽水泥熟料及其生產方法，屬于建筑材料技術領域。所述的中熱硅酸鹽水泥熟料由以下重量百分比的原料組成生料石灰石68～75%、砂巖10～15%、白云石4～9%、轉爐渣6～11%，經過生料粉磨、料漿脫水、濾餅烘干破碎、熟料冷卻與破碎工序制成。本發明采用科學熟料配方，嚴格選用優質原料，具有低C3A、高C2S等特點，所得熟料強度高，28d抗壓強度＞48MPa。
文檔編號C04B7/153GK102976644SQ20121051094
公開日2013年3月20日 申請日期2012年11月30日 優先權日2012年11月30日
發明者蔣杉平, 鄧玉蓮, 楊茂鑫, 廖志明, 鐘靖華, 周芝麗, 劉驥, 陳昌林, 陳黔, 譚海東, 張芳 申請人:廣西魚峰水泥股份有限公司