一种水泥熟料的低温煅烧方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种水泥熟料的低温煅烧方法，尤其涉及新型干法窑的低温煅烧方 法。
【背景技术】
[0002] 水泥工业是资源、能源依赖型基础原材料工业。我国是世界最大的水泥生产和消 费国，2012年我国水泥产量占世界产量的60%，水泥生产消耗了大量的石灰石和粘土等不 可再生自然资源，并耗用大量的煤电等能源，同时排放出大量的二氧化碳、二氧化硫及氮氧 化合物等废气。巨大的能源、资源消耗使我国的矿产资源不堪重负，大量的废气排放加剧了 温室效应和酸雨的产生，严重污染了环境。目前国内主要重视水泥技术装备的更新换代，不 太重视对水泥材料本身的研宄和开发，仍然存在熟料烧成温度高（1450°C )，产品碳排放高 的现象。而通过扩张型的水泥工业发展模式达到提高水泥产量，来满足国民经济建设的需 要，将造成水泥产能的进一步过剩，生产规模进一步扩大，产品同质化加剧，市场主要靠成 本来竞争，这将对我国的社会与经济的可持续发展带来极为不利的影响。
[0003] 为实现水泥生产过程中的节能、环保、降耗，通常采用两种技术方案：一是通过改 进生产工艺及装备水平，调控原材料的易烧性和易磨性，或者合理掺加工业废渣；二是研宄 开发节能型新品种水泥体系。目前，前者已取得了很大进展，如在水泥中掺加矿渣、粉煤灰 等掺合料，或采用现代新型干法生产技术及高效粉磨技术，但该技术已走到瓶颈，想再突破 很困难。而后者已成为当今水泥领域的研宄热点，然其推广应用受到传统水泥工业思维局 限，不能普遍大规模使用。
[0004] 随着新型干法生产技术的进步和社会环境对节能减排和减少氮氧化物等有害气 体排放要求的不断提高。传统的控制方法已经逐渐感到难以适应这些要求。
【发明内容】
[0005] 为了克服现代水泥工业高能耗、高排放等缺陷，本发明提供了一种水泥熟料的低 温煅烧方法，用该技术制备出的水泥熟料具有高质、高产、低消耗、低排放等效果。
[0006] 本发明是在生料中掺入比对于生料0. 1%_5%的控制剂，采用新型干法窑进行煅 烧，窑外分解率控制在94%~99%，窑内烧成温度控制在1100-1400°c。
[0007] 一种水泥熟料的低温煅烧方法，具体步骤如下： 1) 将控制剂作为一种原材料组分按照一定的比例掺入到生料中进入计量秤进行生料 配制； 2) 按步骤1)配好的生料通过皮带输送进入生料磨，进行粉磨、预均化； 3) 将步骤2)的生料通过输送装置送入到生料均化库进行充分均化； 4) 均化后的生料粉用气力提升泵送至窑外悬浮预热器和窑外分解炉； 5) 步骤4)的物料经预热和分解后进行回转窑中进行煅烧成熟料； 6) 熟料经冷却装置冷却后，输送至熟料库存放。
[0008] 所述的一种水泥熟料的低温煅烧方法，步骤1)中控制剂是指配合本专利技术形成 小颗粒熟料而必须添加的一种外加剂，主要功能为增加熟料液相表面张力，控制熟料尺寸。
[0009] 所述的一种水泥熟料的低温煅烧方法，其特征在于，控制剂的掺量比对于水泥生 料为 0? 1%-5%。
[0010] 所述控制剂选自天然石膏、硬石膏、氟磷灰石、铜矿渣、钢渣、锌渣、镍渣、磷渣、粉 煤灰，或它们的组合。
[0011] 所述的一种水泥熟料的低温煅烧方法，控制剂作为一种原材料组分通过计量秤进 入到生料磨混合粉磨、预均化。
[0012] 所述的一种水泥熟料的低温煅烧方法，控制剂直接按比例进入生料均化库。
[0013] 所述的一种水泥熟料的低温煅烧方法，步骤4)中将生料的窑外分解率控制在 94%~99%。水泥熟料烧成系统的操作，是直接关系到水泥质量和成本的重要工作。新型干法 水泥生产技术的核心是悬浮预热和窑外分解技术。因此，采用窑外分解技术的烧成系统，首 先需要保证窑尾预热器系统特别是分解炉的正常稳定工作。并使其最大限度的发挥预热分 解作用。控制窑外分解率在94°/『99%，适当提高分解炉的用风量和温度，可以加快煤粉的燃 烧，提高分解炉的性能。
[0014] 所述的一种水泥熟料的低温煅烧方法，步骤5)中窑内烧成温度控制在 1100°C ~1400°C。对于生料的分解率达到94%~99%来说，在窑内分解带停留2分钟就可以 安全分解，因此可适当的提高窑的转速，增大物料的移动速度；而在主要矿物硅酸三钙稳定 形成之前，从窑尾到烧成带的速度快了，升温速度也就会快。升温速度快氧化钙的吸收速度 也越快，越有利于硅酸三钙的形成。氧化钙等新生态氧化物的活化能和反应活性得到充分 而及时的利用，因此烧成带的温度控制在ll〇〇°C ~1400°C所形成的熟料矿物结粒好。不仅 可以稳定提高熟料质量和28d强度，而且易磨性获得改善。反之，如果物料在过渡带停留时 间过久，温度过高，会过早形成大晶体硅酸二钙，容易结圈、起大块等现象。而且硅酸二钙在 高温下停留时间过长，结构致密，不利于到烧成带再吸收氧化钙形成硅酸三钙矿物，熟料的 易磨性也会降低。
[0015] 与现有技术相比，本发明的优点在于： 1、 经过高温煅烧后，通用硅酸盐水泥熟料的颗粒尺寸主要集中在5-50毫米，需要先破 碎再进行粉磨，而通过本技术制备出的硅酸盐水泥熟料，其颗粒尺寸主要集中在〇. 1-3毫 米，入磨粒径小，可删减入磨前的破碎环节，降低粉磨阶段能耗，能耗降比达到5%以上； 2、 通用硅酸盐水泥熟料的烧成温度在1450°C以上，而通过本技术采用低温煅烧制备出 的硅酸盐水泥熟料，其烧成温度区间为1100-1400°C，可降低烧成煤耗5-15% ; 3、 本发明的煅烧方法，可提高分解炉能力和运行稳定性； 4、 由于烧成温度的降低，可以有效的降低氮氧化物排放量； 5、 由于控制剂的加入有利于熟料煅烧过程中各种硅酸盐矿物的形成，提高了水泥熟 料的早、后期强度。通用硅酸盐水泥熟料28天抗压强度大概在55-58MPa范围，通过本技术 制备出的硅酸盐水泥熟料，其28天抗压强度可达58-70MPa。
【具体实施方式】
[0016] 以下将结合普通硅酸盐水泥熟料详细说明本发明实施例： 实施例I 采用通用硅酸盐水泥的生料配合比，水泥熟料的三率值控制为：KH (石灰饱和度）： 0. 90 ±0. 02, SM (硅率）：2. 3 ±0. 1，IM (铝率）：1. 5 ±0. 1。掺入0. 5%的控制剂进行生料配 制，生料经生料磨粉磨后进入均化库，经均化后的生料粉再用气力提升泵送至窑尾悬浮预 热器和窑外分解炉，控制分解率为96%，再在1380°C的高温下进行煅烧，煅烧出来的熟料经 冷却后进入熟料库，熟料的物理性能见表1. 表1
实施例2 采用通用硅酸盐水泥的生料配合比，水泥熟料的三率值控制为：KH (石灰饱和度）： 0. 90 ±0. 02, SM (硅率）：2. 3 ±0. 1，IM (铝率）：1. 5 ±0. 1。掺入1. 0%的控制剂进行生料配 制，生料经生料磨粉磨后进入均化库，经均化后的生料粉再用气力提升泵送至窑尾悬浮预 热器和窑外分解炉，控制分解率为96%，再在1360°C的高温下进行煅烧，煅烧出来的熟料经 冷却后进入熟料库，熟料的物理性能见表2. 表2
实施例3 采用通用硅酸盐水泥的生料配合比，水泥熟料的三率值控制为：KH (石灰饱和度）： 0. 90 ±0. 02, SM (硅率）：2. 3 ±0. 1，IM (铝率）：1. 5 ±0. 1。掺入2. 2%的控制剂进行生料配 制，生料经生料磨粉磨后进入均化库，经均化后的生料粉再用气力提升泵送至窑尾悬浮预 热器和窑外分解炉，控制分解率为97%，再在1340°C的高温下进行煅烧，煅烧出来的熟料经 冷却后进入熟料库，熟料的物理性能见表3. 表3
实施例4 采用通用硅酸盐水泥的生料配合比，水泥熟料的三率值控制为：KH (石灰饱和度）： 0. 90 ±0. 02, SM (硅率）：2. 3 ±0.1 ，IM (铝率）：1. 5 ±0. 1。掺入4. 0%的控制剂进行生料配 制，生料经生料磨粉磨后进入均化库，经均化后的生料粉再用气力提升泵送至窑尾悬浮预 热器和窑外分解炉，控制分解率为97%，再在1320°C的高温下进行煅烧，煅烧出来的熟料经 冷却后进入熟料库，熟料的物理性能见表4. 表4
实施例5 采用通用硅酸盐水泥的生料配合比，水泥熟料的三率值控制为：KH (石灰饱和度）： 0. 90 ±0. 02, SM (硅率）：2. 3 ±0. 1，IM (铝率）：1. 5 ±0. 1。掺入5. 0%的控制剂进行生料配 制，生料经生料磨粉磨后进入均化库，经均化后的生料粉再用气力提升泵送至窑尾悬浮预 热器和窑外分解炉，控制分解率为98%，再在1320°C的高温下进行煅烧，煅烧出来的熟料经 冷却后进入熟料库，熟料的物理性能见表5. 表5
通用硅酸盐水泥熟料Pl与本专利技术熟料的性能对比
以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说， 在不脱离本发明创造构思的前提下，可以做出大量可能的改变，这些都属于本发明的保护 范围。
【主权项】
1. 一种水泥熟料的低温煅烧方法，包括如下步骤： 1) 将控制剂作为一种原材料组分按照一定的比例掺入到生料中进入计量秤进行生料 配制； 2) 按步骤1)配好的生料通过皮带输送进入生料磨，进行粉磨、预均化； 3) 将步骤2)的生料通过输送装置送入到生料均化库进行充分均化； 4) 均化后的生料粉用气力提升泵送至窑外悬浮预热器和窑外分解炉； 5) 步骤4)的物料经预热和分解后进行回转窑中进行煅烧成熟料； 6) 熟料经冷却装置冷却后，输送至熟料库存放； 在上述低温煅烧方法中，生料的窑外分解率控制在94%~99% ;窑内烧成温度控制在 1100°C ~1400°C，其中，控制剂的组分包括天然石膏、硬石膏、氟磷灰石、铜矿渣、钢渣、锌渣、 镍渣、磷渣、粉煤灰。2. 如权利要求1所述的一种水泥熟料的低温煅烧方法，其特征在于，控制剂的掺量比 对于水泥生料为0. 1%_5%。3. 如权利要求1所述的一种水泥熟料的低温煅烧方法，其特征在于，控制剂作为一种 原材料组分通过计量秤进入到生料磨。4. 如权利要求1所述的一种水泥熟料的低温煅烧方法，其特征在于，控制剂直接按比 例进入生料均化库。
【专利摘要】本发明公开了一种水泥熟料的低温煅烧技术，将控制剂作为一种原材料组分按照一定的比例掺入到生料中进入计量秤进行生料配制，本发明的控制剂是形成小颗粒熟料而必须添加的一种外加剂，主要功能为增加熟料液相表面张力，控制熟料尺寸，所述控制剂选自天然石膏、硬石膏、氟磷灰石、铜矿渣、钢渣、锌渣、镍渣、磷渣、粉煤灰，或它们的组合。本发明提供的水泥熟料的低温煅烧方法所制备出的水泥熟料具有高质、高产、低消耗、低排放等有益效果。
【IPC分类】C04B7/44, C04B7/42
【公开号】CN104944814
【申请号】CN201510376662
【发明人】许毅刚, 陈雪梅, 阳运霞, 钟文
【申请人】嘉华特种水泥股份有限公司
【公开日】2015年9月30日
【申请日】2015年7月1日