專(zhuān)利名稱(chēng)：一種鋁酸鹽水泥制備方法及其預(yù)熱裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種水泥制備方法及其預(yù)熱裝置，特別涉及一種鋁酸鹽水泥熟料預(yù)成球窯外加熱制備方法及其預(yù)熱裝置。
鋁酸鹽水泥主要有熔融法和燒結(jié)法兩種生產(chǎn)方法。國(guó)外主要采用熔融法，國(guó)內(nèi)則主要采用燒結(jié)法。與燒結(jié)法相比，熔融法制得的鋁酸鹽水泥熟料，其主要礦物組成CaO·Al2O3(CA)形成完全且含量高，生產(chǎn)出的鋁酸鹽水泥顯示了較好的使用性。
與先進(jìn)國(guó)家相比，我國(guó)的鋁酸鹽水泥生產(chǎn)存在著幾個(gè)問(wèn)題一是國(guó)內(nèi)生產(chǎn)鋁酸鹽水泥多采用窯尾帶成球裝置的中空回轉(zhuǎn)窯，工藝落后，裝備簡(jiǎn)陋，熱效率低；二是熟料煅燒不夠充分，熟料活性礦物CA和CA2形成的不完全且含量低，導(dǎo)致熟料強(qiáng)度低；三是水泥細(xì)度粗，顆粒分布不合理。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案一種鋁酸鹽水泥的制備方法，它包括下述步驟配料、生料粉制備、預(yù)濕成球、回轉(zhuǎn)窯煅燒、冷卻、入庫(kù)，其特點(diǎn)為在所述預(yù)濕成球與回轉(zhuǎn)窯煅燒步驟之間加入烘干、篩分、預(yù)熱步驟，所述預(yù)熱步驟采用預(yù)熱裝置，所述預(yù)熱裝置進(jìn)氣口與水泥窯窯尾連通，窯尾尾氣溫度為700-800℃。
上述的制備方法，其特點(diǎn)為所述配料由鋁礬土、石灰石、熟料組成，其特征在于所述原料配比(重量百分比)為鋁礬土40-60％，石灰石35-45％，熟料5-25％。
上述的制備方法，其特點(diǎn)為所述生料粉在攪拌機(jī)內(nèi)預(yù)加水成球，再在成球盤(pán)內(nèi)加水制成濕料球；本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種實(shí)現(xiàn)上述制備方法的預(yù)熱裝置，其特點(diǎn)為所述預(yù)熱裝置包括進(jìn)料緩沖倉(cāng)、布料器、預(yù)熱腔、破拱裝置和卸料裝置，所述進(jìn)料緩沖倉(cāng)為斗狀，所述布料器為環(huán)狀錐體，其進(jìn)料口與進(jìn)料緩沖倉(cāng)出料口相接，所述布料器環(huán)狀出料口處設(shè)有若干均布的布料管，布料管至少設(shè)置5根，最佳為12根；所述布料管插入所述預(yù)熱腔，所述預(yù)熱腔上部呈圓筒形，其周向設(shè)有一出氣口；所述預(yù)熱腔中部設(shè)置有一環(huán)形風(fēng)道，所述環(huán)形風(fēng)道與所述預(yù)熱腔之間設(shè)有若干個(gè)進(jìn)氣孔，所述環(huán)形風(fēng)道與預(yù)熱腔外壁之間設(shè)有與所述進(jìn)氣孔相通的帶有錐形塞的捅料孔，進(jìn)氣孔與捅料孔至少設(shè)有30個(gè)，最佳設(shè)置為60個(gè)；均勻分布在環(huán)形風(fēng)道內(nèi)。所述環(huán)形風(fēng)道一側(cè)設(shè)有進(jìn)氣口；所述預(yù)熱腔下部呈倒錐形，其內(nèi)設(shè)有破拱裝置，所述破拱裝置為圓錐體，其下部通過(guò)連接件固定在預(yù)熱腔的筒壁上；為了控制布料器和預(yù)熱器料球的下落速度，同時(shí)控制回轉(zhuǎn)窯的給料量，在預(yù)熱腔出料口處還設(shè)置有卸料裝置，所述卸料裝置為一轉(zhuǎn)子計(jì)量給料機(jī)。
上述預(yù)熱器具有性能及特點(diǎn)如下1.破拱裝置的科學(xué)設(shè)計(jì)，保證了物料的均勻下落，沒(méi)有“空洞”，不會(huì)產(chǎn)生卡堵現(xiàn)象，料球受熱均勻，換熱效率高；2.預(yù)熱器漏風(fēng)點(diǎn)少。煙氣經(jīng)過(guò)料球?qū)舆^(guò)濾除塵后，能有效地降低含塵濃度，減小風(fēng)機(jī)磨損。
3.卸料裝置可調(diào)節(jié)回轉(zhuǎn)窯的給料量，從而達(dá)到調(diào)控預(yù)熱器出口溫度和入窯料球的溫度，保證回轉(zhuǎn)窯煅燒熱工制度穩(wěn)定，生產(chǎn)出高質(zhì)量的熟料。
4.由于良好的窯外預(yù)熱，帶預(yù)熱器的窯長(zhǎng)度可大大縮短。
5.預(yù)熱器工藝參數(shù)測(cè)量?jī)x表安裝布置科學(xué)合理，便于在不停機(jī)狀態(tài)下進(jìn)行檢修或更換。
上述預(yù)熱器的工作原理為將篩分合格的料球，送入進(jìn)料緩沖倉(cāng)，緩沖倉(cāng)的出料口與布料器的環(huán)形錐體通道相接，環(huán)形錐體通道內(nèi)設(shè)置有12根布料管，均勻分布在布料器的環(huán)形錐道內(nèi)，料球通過(guò)布料器對(duì)預(yù)熱腔內(nèi)等高度布料；窯尾煙氣通過(guò)環(huán)形風(fēng)道上的進(jìn)氣口進(jìn)入環(huán)形風(fēng)道，經(jīng)過(guò)60個(gè)均布的進(jìn)氣孔進(jìn)入預(yù)熱腔內(nèi)；排風(fēng)機(jī)的抽力在預(yù)熱器頂部空腔形成的負(fù)壓引導(dǎo)熱交換后的廢氣由出氣口排出；破拱裝置使料球形不成打拱平衡力系，保證了料球下卸暢通，避免造成堵塞；卸料裝置為一轉(zhuǎn)子計(jì)量給料機(jī)，安裝在預(yù)熱器下部出口處，控制著布料器和預(yù)熱器料球的下落速度，也控制著回轉(zhuǎn)窯的給料量；預(yù)熱器根據(jù)工藝及操作的要求，可安裝有溫度、壓力等測(cè)量?jī)x表，對(duì)過(guò)程物理參數(shù)及設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)采用集中檢測(cè)與控制。
本發(fā)明對(duì)于產(chǎn)品質(zhì)量的提高和性能改善主要體現(xiàn)在以下幾方面1.采用本發(fā)明的技術(shù)方案，使生料成球率高，機(jī)械沖擊破碎和高溫爆破率較低，為料球的充分預(yù)熱和窯內(nèi)煅燒提供了良好的條件；2.采用熟料摻加的作用，促進(jìn)了熟料礦物晶體的成核和晶形發(fā)育；
3.采用傳統(tǒng)方法由于生料預(yù)燒不良，物料受熱不均，窯內(nèi)煅燒反應(yīng)不充分，不但熟料中C12A7等過(guò)渡礦物含量偏高，而且造成熟料礦物晶體發(fā)育不好，大小懸殊且晶形極不規(guī)則，使水泥強(qiáng)度偏低且凝結(jié)時(shí)間偏短；加入預(yù)熱步驟后，使生料球預(yù)燒充分、受熱均勻，在窯內(nèi)煅燒反應(yīng)較為完全，促使熟料礦物晶體發(fā)育良好，晶形規(guī)則、大小均齊且分布較為均勻，從而使水泥的強(qiáng)度較高，凝結(jié)時(shí)間偏短的問(wèn)題得到根本性的改善。
采用本發(fā)明的制備方法，通過(guò)優(yōu)化成球工藝，在熟料成份相近的情況下，水泥抗壓強(qiáng)度可較以前提高35％以上，凝結(jié)時(shí)間可延長(zhǎng)3-4小時(shí)，所生產(chǎn)出的高品質(zhì)鋁酸鹽水泥，各項(xiàng)質(zhì)量及性能指標(biāo)均達(dá)到了燒結(jié)法生產(chǎn)工藝的國(guó)際水平，其施工性能也得到根本性的改善，可達(dá)到提高熱效率，節(jié)能降耗，實(shí)現(xiàn)廢氣達(dá)標(biāo)排放，改善環(huán)境的目的。
實(shí)施例二如

圖1、圖2所示，鋁酸鹽水泥制備方法，包括主要步驟有配料，生料粉制備，預(yù)濕成球，烘干，貯存，篩分，預(yù)熱，回轉(zhuǎn)窯煅燒，冷卻，入庫(kù)。其中預(yù)熱步驟包括預(yù)熱裝置及回轉(zhuǎn)窯系統(tǒng)，具體步驟是合格料球進(jìn)入預(yù)熱裝置，經(jīng)過(guò)預(yù)熱裝置預(yù)熱的料球通過(guò)冷煙室將料球溫度降低，進(jìn)入回轉(zhuǎn)窯、單筒冷卻機(jī)然后進(jìn)入聯(lián)合儲(chǔ)庫(kù)，另外，回轉(zhuǎn)窯的尾氣通過(guò)冷煙室再返回預(yù)熱裝置進(jìn)氣口。預(yù)熱裝置的出氣口處安有排風(fēng)機(jī)，通過(guò)排風(fēng)機(jī)的抽力，將預(yù)熱裝置內(nèi)的廢氣收進(jìn)電收塵器，電收塵器中的廢氣通過(guò)煙囪冒出，實(shí)現(xiàn)上述制備方法采用如下制備系統(tǒng)回轉(zhuǎn)窯1、高溫卸料器2、移動(dòng)床預(yù)熱裝置3、窯尾排風(fēng)機(jī)4、電收塵器5、FU鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)6、煙囪7、多通道燃燒器8、單筒冷卻機(jī)9、振動(dòng)篩10、提升機(jī)11、皮帶機(jī)12、振動(dòng)烘干機(jī)13、成球盤(pán)14、預(yù)濕攪拌機(jī)15、喂料螺旋機(jī)16、水箱17；提升機(jī)1 8、FU鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)19。
將鋁礬土50％、石灰石40％、熟料10％混合成生料粉，由生料磨進(jìn)入喂料螺旋機(jī)16，水箱17供一定比例的水，進(jìn)入預(yù)濕攪拌機(jī)15內(nèi)攪拌均勻，再通過(guò)皮帶秤落入成球盤(pán)14制成濕料球，濕料球進(jìn)入振動(dòng)烘干機(jī)13烘干，送入料球庫(kù)儲(chǔ)存一段時(shí)間后，經(jīng)皮帶機(jī)12送入提升機(jī)11將料球送入振動(dòng)篩10篩分，合格料球進(jìn)入移動(dòng)床預(yù)熱裝置3，不合格料球經(jīng)FU鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)19送入提升機(jī)18，將其返回至生料磨。移動(dòng)床預(yù)熱裝置3內(nèi)的料球與窯尾高溫?zé)煔膺M(jìn)行熱交換，充分預(yù)熱后，通過(guò)高溫卸料器2進(jìn)入回轉(zhuǎn)窯1煅燒，熟料經(jīng)單筒冷卻機(jī)9冷卻后進(jìn)入聯(lián)合儲(chǔ)庫(kù)；預(yù)熱裝置3出來(lái)的廢氣經(jīng)過(guò)出氣口被吸入窯尾排風(fēng)機(jī)4，再送入電收塵器5凈化后從煙囪7排入大氣，電收塵的窯灰送入窯灰?guī)臁?br> 回轉(zhuǎn)窯1窯頭采用新型多通道燃燒器8使入窯煤粉充分燃燒。
本發(fā)明使用的回轉(zhuǎn)窯1，其窯的長(zhǎng)度比傳統(tǒng)用回轉(zhuǎn)窯長(zhǎng)度縮短近30％。
實(shí)施例三傳統(tǒng)燒結(jié)工藝水泥質(zhì)量指標(biāo)與本發(fā)明燒結(jié)工藝制備的水泥質(zhì)量指標(biāo)對(duì)比見(jiàn)表1表1 采用傳統(tǒng)燒結(jié)工藝與采用本發(fā)明燒結(jié)工藝制備水泥質(zhì)量指標(biāo)對(duì)比 注檢測(cè)結(jié)果為GB177-85方法檢驗(yàn)結(jié)果。
由表1數(shù)據(jù)對(duì)比可明顯看出，實(shí)施本發(fā)明的制備方法，2001年在水泥中SiO2較1999年和2000年分別增加0.98％和0.45％的情況下，水泥1d、3d抗壓強(qiáng)度仍然提高了10MPa左右，提高幅度近15％，凝結(jié)時(shí)間則延長(zhǎng)2小時(shí)左右；而在2002年2月至3月生產(chǎn)出口產(chǎn)品時(shí)SiO2含量與1999年相當(dāng)?shù)那闆r下，水泥1d、3d抗壓強(qiáng)度則分別提高了24MPa和30MPa左右，提高幅度分別達(dá)到35％和38％，凝結(jié)時(shí)間則延長(zhǎng)了3-4小時(shí)。
同時(shí)由表1數(shù)據(jù)對(duì)比表明，利用本發(fā)明制備的水泥，其各項(xiàng)質(zhì)量及性能指標(biāo)均達(dá)到了同為燒結(jié)法生產(chǎn)工藝的美國(guó)中純及高純產(chǎn)品原質(zhì)量水平；而與熔融法生產(chǎn)工藝的國(guó)外同類(lèi)產(chǎn)品相比，其抗壓強(qiáng)度已達(dá)到甚至超過(guò)了法國(guó)LAFARGE的SECAR50、SECAR51產(chǎn)品質(zhì)量水平，而抗折強(qiáng)度則稍有差距。至于凝結(jié)時(shí)間的差異，則依據(jù)GB201-1999的要求，不宜超過(guò)6小時(shí)，而從新工藝的質(zhì)量控制能力而言，則完全可達(dá)到國(guó)外熔融法生產(chǎn)工藝的產(chǎn)品質(zhì)量水平。
權(quán)利要求
1.一種鋁酸鹽水泥的制備方法，它包括下述步驟配料、生料粉制備、預(yù)濕成球、回轉(zhuǎn)窯煅燒、冷卻、入庫(kù)，其特征在于在所述預(yù)濕成球與回轉(zhuǎn)窯煅燒步驟之間加入烘干、篩分、預(yù)熱步驟，所述預(yù)熱步驟采用預(yù)熱裝置，所述預(yù)熱裝置進(jìn)氣口與水泥窯窯尾連通，窯尾尾氣溫度為700-800℃。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于所述配料由鋁礬土、石灰石、熟料組成，其特征在于所述原料配比(重量百分比)為鋁礬土40-60％，石灰石35-45％，熟料5-25％。
3.一種制備鋁酸鹽水泥的預(yù)熱裝置，其特征在于它包括一斗狀的進(jìn)料緩沖倉(cāng)；一具有環(huán)狀錐體的布料器，其上口與所述進(jìn)料緩沖倉(cāng)的出料口相接，其下口均布有若干布料管；一預(yù)熱腔，其中部設(shè)置有一環(huán)形通道，所述環(huán)形通道通往所述預(yù)熱腔外側(cè)設(shè)有一與熱源相接的進(jìn)氣口，通往所述預(yù)熱腔內(nèi)設(shè)有進(jìn)氣孔；其上部沿周向設(shè)有一出氣口，所述布料管下部插至所述預(yù)熱腔上部；其下部設(shè)有一破拱裝置；所述預(yù)熱器底部出料口處設(shè)置有一卸料裝置。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的預(yù)熱裝置，其特征在于所述預(yù)熱腔上部為圓柱形，下部為倒錐形，所述破拱裝置為正圓錐體，其下部固定安裝在所述預(yù)熱腔內(nèi)壁上。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的預(yù)熱裝置，其特征在于所述卸料裝置為一轉(zhuǎn)子計(jì)量給料機(jī)。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的預(yù)熱裝置，其特征在于所述布料管至少設(shè)置5根。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的預(yù)熱裝置，其特征在于所述布料管設(shè)置為12根。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的預(yù)熱裝置，其特征在于所述環(huán)形通道內(nèi)設(shè)有通向所述預(yù)熱器外的捅料孔，其與所述進(jìn)氣孔相對(duì)設(shè)置且均勻分布在所述環(huán)形通道內(nèi)，所述捅料孔的孔口處設(shè)有錐形塞。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的預(yù)熱裝置，其特征在于所述進(jìn)氣孔與捅料孔至少設(shè)有30個(gè)。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的預(yù)熱裝置，其特征在于所述進(jìn)氣孔與捅料孔設(shè)置為60個(gè)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種鋁酸鹽水泥制備方法及其預(yù)熱裝置，涉及耐火及建筑材料領(lǐng)域。本發(fā)明的目的是提供一種在傳統(tǒng)的水泥回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)工藝中，加入料球烘干、篩分及預(yù)熱燒結(jié)系統(tǒng)，優(yōu)化成球工藝；降低水泥細(xì)度，改善顆粒分布的新工藝。本發(fā)明的技術(shù)方案為一種鋁酸鹽水泥的制備方法包括配料、生料粉制備、預(yù)濕成球、回轉(zhuǎn)窯煅燒、冷卻、入庫(kù)等步驟，其特征在于在所述預(yù)濕成球與回轉(zhuǎn)窯煅燒步驟之間加入烘干、篩分、預(yù)熱步驟，所述預(yù)熱步驟采用預(yù)熱裝置，所述預(yù)熱器進(jìn)氣口與水泥窯窯尾連通，窯尾尾氣溫度為700－800℃。本發(fā)明具有提高熟料強(qiáng)度、改善凝結(jié)時(shí)間，提高熱效率和實(shí)現(xiàn)廢氣達(dá)標(biāo)排放的特性。
文檔編號(hào)C04B7/43GK1397511SQ0212950
公開(kāi)日2003年2月19日 申請(qǐng)日期2002年8月28日 優(yōu)先權(quán)日2002年8月28日
發(fā)明者張宇震, 王建軍, 邢志剛, 康志軍 申請(qǐng)人:中國(guó)長(zhǎng)城鋁業(yè)公司水泥廠