RU2347764C2 - Method of producing portland cement clinker from industrial wastes - Google Patents
Method of producing portland cement clinker from industrial wastes Download PDFInfo
- Publication number
- RU2347764C2 RU2347764C2 RU2007109203/03A RU2007109203A RU2347764C2 RU 2347764 C2 RU2347764 C2 RU 2347764C2 RU 2007109203/03 A RU2007109203/03 A RU 2007109203/03A RU 2007109203 A RU2007109203 A RU 2007109203A RU 2347764 C2 RU2347764 C2 RU 2347764C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- slag
- clinker
- chamber
- alumina
- waste
- Prior art date
Links
- 239000011398 Portland cement Substances 0.000 title claims abstract description 19
- 239000002440 industrial waste Substances 0.000 title claims abstract description 12
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 44
- 239000002893 slag Substances 0.000 claims abstract description 61
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims abstract description 40
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims abstract description 40
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 34
- 239000002699 waste material Substances 0.000 claims abstract description 33
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N iron oxide Inorganic materials [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 27
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 25
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims abstract description 17
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 claims abstract description 16
- 235000013980 iron oxide Nutrition 0.000 claims abstract description 16
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical group [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 14
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 14
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 13
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims abstract description 13
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 13
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims abstract description 12
- VBMVTYDPPZVILR-UHFFFAOYSA-N iron(2+);oxygen(2-) Chemical class [O-2].[Fe+2] VBMVTYDPPZVILR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- 238000011068 loading method Methods 0.000 claims abstract description 8
- 239000002826 coolant Substances 0.000 claims abstract description 7
- 229910001338 liquidmetal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 210000003625 skull Anatomy 0.000 claims abstract description 6
- 230000009467 reduction Effects 0.000 claims abstract description 5
- NDLPOXTZKUMGOV-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoferriooxy)iron hydrate Chemical compound O.O=[Fe]O[Fe]=O NDLPOXTZKUMGOV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 30
- 238000009628 steelmaking Methods 0.000 claims description 13
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 12
- 239000000428 dust Substances 0.000 claims description 10
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims description 10
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910001021 Ferroalloy Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910001570 bauxite Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 4
- 238000000746 purification Methods 0.000 claims description 4
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 claims description 3
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000011084 recovery Methods 0.000 claims description 2
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 abstract description 8
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 8
- 230000004927 fusion Effects 0.000 abstract description 3
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 abstract 1
- 239000004035 construction material Substances 0.000 abstract 1
- 229910001882 dioxygen Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 abstract 1
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 21
- 230000008569 process Effects 0.000 description 21
- 235000008733 Citrus aurantifolia Nutrition 0.000 description 15
- 235000011941 Tilia x europaea Nutrition 0.000 description 15
- 239000004571 lime Substances 0.000 description 15
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 14
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Inorganic materials [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 13
- BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Chemical compound [O-2].[Ca+2] BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 description 13
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 13
- 235000019738 Limestone Nutrition 0.000 description 11
- 239000006028 limestone Substances 0.000 description 11
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 8
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 8
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 7
- 235000012245 magnesium oxide Nutrition 0.000 description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 description 7
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 7
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 7
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 5
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 5
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 4
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 4
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 4
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 3
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 3
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 3
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 3
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 3
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 3
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 3
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 2
- 239000000571 coke Substances 0.000 description 2
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 2
- 238000010309 melting process Methods 0.000 description 2
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 2
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 2
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910001018 Cast iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000640 Fe alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000604 Ferrochrome Inorganic materials 0.000 description 1
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000232219 Platanista Species 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 229910001586 aluminite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004566 building material Substances 0.000 description 1
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000010924 continuous production Methods 0.000 description 1
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010431 corundum Substances 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 238000009837 dry grinding Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010440 gypsum Substances 0.000 description 1
- 229910052602 gypsum Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical class [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 1
- 230000036284 oxygen consumption Effects 0.000 description 1
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 1
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 1
- 230000009182 swimming Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано для получения портландцемента.The invention relates to the building materials industry and can be used to produce Portland cement.
Портландцемент получают, добавляя к портландцементному клинкеру некоторое количество гипса и размалывая полученную смесь в тонкодисперсный порошок.Portland cement is obtained by adding a certain amount of gypsum to the Portland cement clinker and grinding the resulting mixture into a finely divided powder.
Качество клинкера определяется его химическим и минералогическим составами, то есть содержанием в клинкере различных оксидов и количеством и видом минералов (веществ), которые образуются из этих оксидов в процессе обжига.The quality of the clinker is determined by its chemical and mineralogical compositions, that is, the content of various oxides in the clinker and the quantity and type of minerals (substances) that are formed from these oxides during the firing process.
Обычно портландцементный клинкер получают из горных пород: глины и известняка, добываемых в карьерах. Эти горные породы после специальной подготовки для получения клинкера спекают при высокой температуре во вращающихся печах. В клинкере обыкновенного портландцемента находятся следующие количества оксидов, %:Typically, Portland cement clinker is obtained from rocks: clay and limestone mined in quarries. These rocks, after special preparation for clinker, are sintered at high temperature in rotary kilns. The clinker of ordinary Portland cement contains the following amounts of oxides,%:
Процентное содержание минералов, определяющих свойства клинкера и цемента, обычно находится в пределах, %:The percentage of minerals that determine the properties of clinker and cement is usually in the range,%:
Кроме этих минералов в клинкере могут присутствовать в свободном виде оксиды кальция (СаО) и магния (MgO), существенно влияющие на качество цемента (обычно в худшую сторону), если их содержание выше допустимого [1].In addition to these minerals, clinker may contain free form calcium and CaO and magnesium oxides (MgO), which significantly affect the quality of cement (usually for the worse) if their content is higher than permissible [1].
Так как образование минералов, определяющих свойства портландцемента, протекает в твердофазном состоянии, скорость их образования невелика.Since the formation of minerals that determine the properties of Portland cement proceeds in the solid state, the rate of their formation is low.
Чтобы повысить скорость образования и обеспечить требуемое содержание нужных минералов, приходится увеличивать температуру и длительность обжига (спекания) клинкера, а также тщательно измельчать шихтовые материалы. Это приводит к значительному расходу топлива и энергоресурсов при производстве портландцемента, что является существенным недостатком общепринятой технологии производства цемента. Другим недостатком этой технологии можно считать ущерб, наносимый окружающей среде (экологический ущерб), вызванный необходимостью сооружения и эксплуатации карьеров, и значительным пылевыделением в процессе производства. Некоторое улучшение технико-экономических и экологических показателей традиционной технологии получения цемента может быть получено (и уже достигается) за счет частичного использования (обычно в небольших количествах) различных твердых промышленных и некоторых бытовых (коммунальных) отходов.To increase the rate of formation and ensure the required content of the required minerals, it is necessary to increase the temperature and duration of clinker burning (sintering), as well as thoroughly grind the charge materials. This leads to significant fuel and energy consumption in the production of Portland cement, which is a significant drawback of the generally accepted technology for the production of cement. Another disadvantage of this technology can be considered damage to the environment (environmental damage) caused by the need to build and operate quarries, and significant dust emission during the production process. Some improvement in the technical, economic and environmental indicators of the traditional technology for cement production can be obtained (and is already being achieved) through the partial use (usually in small quantities) of various solid industrial and some household (municipal) waste.
Поэтому в последнее время усиливается интерес к процессам получения цементного клинкера не спеканием, а сплавлением шихтовых материалов (получения плавленого клинкера). При сплавлении шихтовых материалов процессы образования минералов, определяющих свойства клинкера и цемента, протекают в расплавленной жидкой фазе со скоростями, намного большими, и полнее, чем при спекании шихты. Вследствие этого энергозатраты на производство плавленого клинкера не превышают такие затраты при использовании традиционной схемы получения клинкера. Практическая реализация процессов получения плавленого портландцементного клинкера затруднена в связи с отсутствием высокопроизводительных высокотемпературных плавильных агрегатов (шлакоплавильных печей по металлургической технологии, поскольку расплавленный клинкер фактически представляет собой шлак определенного состава). В большинстве случаев для получения плавленого клинкера предлагают использовать плазменные печи (высокотемпературная модификация дуговой печи постоянного тока), например, [2, 3].Therefore, in recent years, interest has been growing in the processes of obtaining cement clinker not by sintering, but by fusion of charge materials (obtaining fused clinker). During the fusion of charge materials, the formation of minerals, which determine the properties of clinker and cement, proceed in the molten liquid phase at speeds much higher and more complete than during sintering of the charge. As a result, the energy consumption for the production of fused clinker does not exceed such costs when using the traditional clinker production scheme. The practical implementation of the processes for producing fused Portland cement clinker is difficult due to the lack of high-performance high-temperature melting units (slag melting furnaces using metallurgical technology, since the molten clinker is actually slag of a certain composition). In most cases, to produce fused clinker, it is proposed to use plasma furnaces (a high-temperature modification of a direct current arc furnace), for example, [2, 3].
Известны также попытки заменить часть природного сырья в шихте при производстве цементного клинкера на различные виды промышленных отходов, главным образом, металлургические шлаки, с целью уменьшения затрат на добычу и подготовку сырья, например, [3, 4, 5]. Но эти способы предусматривают обычно замену только силикатной и глиноземсодержащей составляющей, в то время как известняковая (карбонатная) составляющая шихты остается практически неизменной, что не дает возможности существенно улучшить показатели процесса.Attempts are also known to replace part of the natural raw materials in the mixture in the production of cement clinker with various types of industrial waste, mainly metallurgical slags, in order to reduce the cost of extraction and preparation of raw materials, for example, [3, 4, 5]. But these methods usually provide for the replacement of only silicate and alumina-containing component, while the limestone (carbonate) component of the charge remains almost unchanged, which does not allow to significantly improve the performance of the process.
Известен способ [4] получения плавленого цементного клинкера с использованием огненно-жидкого металлургического шлака, включающий подачу расплава шлака в плавильную камеру, введение в расплав добавки, перегрев его сжиганием в расплаве смеси топлива и воздуха (очевидно, топлива просто, потому что сжечь воздух нельзя), доведение температуры клинкера до жидкотекучего состояния (очевидно, клинкера до жидкого состояния), см. патент RU 2196116 С2, выбранный заявителем в качестве ближайшего аналога.A known method [4] for producing fused cement clinker using fire-liquid metallurgical slag, including feeding slag melt into the melting chamber, introducing additives into the melt, overheating it by burning a mixture of fuel and air in the melt (obviously, fuel is simple because air cannot be burned ), bringing the temperature of the clinker to a liquid state (obviously, clinker to a liquid state), see patent RU 2196116 C2, selected by the applicant as the closest analogue.
В известном способе в качестве добавки используют известь, полученную при подогреве мелкокускового известняка отходящими газами, образующимися при сжигании в расплаве смеси топлива и кислорода (непонятно, откуда он (кислород) взялся, если выше упоминается воздух), которую вводят в перегретый расплав шлака, последовательно увеличивая размер зерен извести от начала до завершения процесса плавки, причем процесс ведут непрерывно.In the known method, lime is used as an additive, obtained by heating small-sized limestone with exhaust gases generated when a mixture of fuel and oxygen is burned in a melt (it is not clear where it (oxygen) came from if air is mentioned above), which is introduced into the overheated melt of slag, sequentially increasing the grain size of lime from the beginning to the completion of the melting process, and the process is conducted continuously.
Кроме того, расплав шлака перед вводом извести перегревают от 1350-1500°С до 1600-1700°С в течение 2-3 мин, а затем расплав последовательно перегревают при постоянно увеличивающемся насыщении известью до полного завершения процесса насыщения в течение 6-8 мин, до температуры 1800-1900°С и на завершающем этапе плавки в течение 5-7 мин, до температуры 1900-2100°С.In addition, the slag melt is heated from 1350-1500 ° C to 1600-1700 ° C for 2-3 minutes before the lime is introduced, and then the melt is subsequently heated with continuously increasing lime saturation until the saturation process is completed within 6-8 minutes, to a temperature of 1800-1900 ° C and at the final stage of melting for 5-7 minutes, to a temperature of 1900-2100 ° C.
Кроме того, известняк подогревают до температуры 900-1100°С, а размер подаваемых в расплав зерен извести увеличивают по мере прохождения процесса от 0 до 7 мм.In addition, the limestone is heated to a temperature of 900-1100 ° C, and the size of the lime grains supplied to the melt is increased as the process progresses from 0 to 7 mm.
Известный способ получения плавленого цементного клинкера имеет следующие недостатки:The known method for producing fused cement clinker has the following disadvantages:
1. Низкая основность огненно-жидкого шлака (CaO/SiO2≈1) и необходимость использования в качестве добавки извести, получаемой путем обжига большого количества известняка отходящими из плавильной камеры газами. Как видно из приведенных в описании примеров, масса известняка в 2-3 раза превышает массу шлака. Быстро обжечь такое количество известняка теплом отходящих из камеры газов вряд ли удастся в промышленных условиях.1. The low basicity of the fire-liquid slag (CaO / SiO 2 ≈1) and the need to use lime as an additive, obtained by calcining a large amount of limestone with the gases leaving the melting chamber. As can be seen from the examples given in the description, the mass of limestone is 2-3 times the mass of slag. It is unlikely to be able to quickly burn such an amount of limestone with the heat of the gases leaving the chamber under industrial conditions.
2. Повышенные энергетические затраты на осуществление процесса, так как полученная при обжиге известняка известь состоит на 95-97% из оксида кальция СаО, имеющего температуру плавления порядка 2500°С. По расчетам и опытам авторов известного способа-аналога масса вводимой извести превышает массу расплавленного доменного шлака в плавильной камере в 1,2-1,5 раза. Чтобы такое количество извести ассимилировалось шлаком, нужны очень большие температуры (2000°С и выше) и очень много времени, намного больше, чем указано в формуле изобретения, это требует очень больших затрат энергии на ведение процесса.2. Increased energy costs for the implementation of the process, since the lime obtained during calcination of limestone consists of 95-97% of calcium oxide CaO having a melting point of the order of 2500 ° C. According to the calculations and experiments of the authors of the known analogue method, the mass of lime introduced exceeds the mass of molten blast furnace slag in the melting chamber by 1.2-1.5 times. In order for such an amount of lime to be assimilated by the slag, very high temperatures (2000 ° C and higher) are needed and a lot of time, much more than indicated in the claims, this requires a very large amount of energy for the process.
3. Необходимость использования высокотемпературных источников энергии при длительном ведении такого процесса (по формуле изобретения непрерывное) и высокостойкой огнеупорной футеровки или шлакового гарнисажа. При сжигании топлива в воздухе, как указано в формуле, получение требуемых высоких температур расплава практически невозможно, а высокая стойкость огнеупорной футеровки или гарнисажа в плавильной камере маловероятна.3. The need to use high-temperature energy sources during the long-term conduct of such a process (according to the claims is continuous) and highly resistant refractory lining or slag skull. When burning fuel in air, as indicated in the formula, obtaining the required high melt temperatures is almost impossible, and the high resistance of the refractory lining or skull in the melting chamber is unlikely.
4. Трудность осуществления, значительное пылеобразование и высокая стоимость конечной продукции, так как для ускорения процесса в известном способе предлагают использовать известняк фракции 0-7 мм, обжигать его до получения извести отходящими газами, а затем известь той же фракции подавать в шлаковый расплав, начиная с мелкой фракции и увеличивая по ходу плавки размер зерен до 7 мм. Такой вариант трудно осуществим, кроме того, он приведет к очень большому пылеобразованию как при обжиге известняка, так и при выплавке клинкера, что потребует сооружения сложной и дорогостоящей системы улавливания и очистки газов и приведет к удорожанию полученной продукции.4. The difficulty of implementation, significant dust formation and the high cost of the final product, since in order to speed up the process in the known method, it is proposed to use limestone of a fraction of 0-7 mm, burn it to produce lime with exhaust gases, and then apply lime of the same fraction to the slag melt, starting with a fine fraction and increasing along the melting grain size up to 7 mm This option is difficult to implement, in addition, it will lead to a very large dust formation both during calcination of limestone and during clinker smelting, which will require the construction of a complex and expensive system for capturing and purifying gases and leading to higher prices for the products obtained.
5. Известный способ не гарантирует получение стабильных свойств и стабильного качества клинкера, так как шихта для выплавки клинкера по известному способу не содержит в нужном количестве железо и его оксиды, необходимые для получения нужного минералогического состава клинкера. Ввести оксиды железа в нужном количестве в выплавляемый по данному способу клинкер очень трудно.5. The known method does not guarantee stable properties and stable quality of clinker, since the mixture for clinker smelting according to the known method does not contain the required amount of iron and its oxides necessary to obtain the desired mineralogical composition of clinker. It is very difficult to introduce iron oxides in the right amount into the clinker smelted by this method.
Задачей предлагаемого способа производства портландцементного клинкера из промышленных отходов является непрерывное получение плавленого портландцементного клинкера стабильного состава и качества из промышленных отходов.The objective of the proposed method for the production of Portland cement clinker from industrial waste is the continuous production of fused Portland cement clinker with a stable composition and quality from industrial waste.
Техническим результатом предлагаемого способа получения портландцементного клинкера из промышленных отходов является устранение недостатков ближайшего аналога, а именно:The technical result of the proposed method for producing Portland cement clinker from industrial waste is to eliminate the disadvantages of the closest analogue, namely:
- использование более дешевой и доступной шихты, полностью состоящей из промышленных отходов без употребления природного минерального сырья;- the use of a cheaper and more affordable mixture, consisting entirely of industrial waste without the use of natural mineral raw materials;
- исключение введения в расплав таких тугоплавких, трудно растворимых в нем добавок, как известь;- the exception of introducing into the melt such refractory, hardly soluble additives in it, such as lime;
- стабильность получения нужного химического и минералогического состава клинкера за счет использования шихтовых материалов, содержащих железо и его оксиды.- the stability of obtaining the desired chemical and mineralogical composition of clinker through the use of charge materials containing iron and its oxides.
Технический результат обеспечивается тем, что в способе производства портландцементного клинкера из промышленных отходов, включающем загрузку в плавильную камеру основы шихты - шлака, его расплавление, подачу на поверхность расплава добавки, сплавление шихты, слив полученного клинкера, согласно изобретению, в качестве шлака используют отвальный окисленный сталеплавильный шлак с основностью 2,5-3,5 и содержанием оксидов железа 20,0-30,0% от веса шлака, указанную подачу осуществляют непрерывно, в качестве добавки используют глиноземсодержащий отход и углеродистый восстановитель при следующем соотношении компонентов шихты, в вес.%:The technical result is ensured by the fact that in the method for the production of Portland cement clinker from industrial wastes, including loading the base of the charge — slag into the melting chamber, melting it, feeding additives onto the melt surface, fusing the charge, draining the clinker obtained according to the invention, use dump oxidized steelmaking slag with a basicity of 2.5-3.5 and an iron oxide content of 20.0-30.0% of the weight of the slag, the specified feed is carried out continuously, alumina-containing additives are used waste and carbonaceous reducing agent in the following ratio of the charge, in wt.%:
плавильную камеру используют гарнисажную, оборудованную топливокислородными горелками, слив клинкера осуществляют через летку, расположенную в боковой поверхности кожуха плавильной камеры на 1,0-1,8 м ниже уровня поверхности расплава, в ковш, где продувают его газообразным кислородом, корректируя содержание оксида трехвалентного железа, компоненты шихты перед загрузкой в указанную камеру подогревают теплом, снятым со стен кожуха плавильной камеры охлаждающим его жидкометаллическим теплоносителем, попутно получаемый при восстановлении углеродистым восстановителем избыточного количества оксидов железа в шлаке металл сливают из указанной камеры через придонную летку.the melting chamber is used in a skull room equipped with fuel-oxygen burners, clinker is drained through a notch located in the side surface of the melting chamber casing 1.0-1.8 m below the surface of the melt, into the ladle, where it is purged with gaseous oxygen, adjusting the content of ferric oxide , the components of the charge before loading into the specified chamber is heated with heat removed from the walls of the casing of the melting chamber cooling it with a liquid metal coolant, simultaneously obtained during recovery and a carbon reducing agent of excess iron oxides in the slag, the metal is drained from the specified chamber through the bottom notch.
В качестве глиноземсодержащего отхода могут быть использованы шлифовальные отходы подшипникового производства.As alumina-containing waste, bearing-produced grinding waste can be used.
В качестве глиноземсодержащего отхода может быть использован отвальный шлак алюминотермического производства ферросплавов.As alumina-containing waste, dump slag of the aluminothermic production of ferroalloys can be used.
В качестве глиноземсодержащего отхода может быть использован боксит.Bauxite can be used as an alumina-containing waste.
Кроме того, в расплавленный клинкер, находящийся в плавильной камере, в токе азота инжекторами вдувают пыль, уловленную газоочисткой.In addition, dust captured by gas purification is injected into the molten clinker located in the melting chamber in a stream of nitrogen with injectors.
Выделяющийся при указанном восстановлении монооксид углерода СО дожигают до двуокиси углерода СО2 в установленном рядом с плавильной камерой энергетическом котле, где утилизируют также и физическое тепло отходящих из плавильной камеры газов.The carbon monoxide released during the indicated reduction is burned up to carbon dioxide CO 2 in an energy boiler installed near the melting chamber, where the physical heat of the gases leaving the melting chamber is also utilized.
Отвальный окисленный (с содержанием оксидов железа 20-30%) основной (с основностью 2,5-3,5, что соответствует содержанию оксида кальция СаО 48-60%) [6,7] сталеплавильный шлак может иметь следующий состав:Sludge oxidized (with an iron oxide content of 20-30%) basic (with a basicity of 2.5-3.5, which corresponds to a calcium oxide content of CaO 48-60%) [6,7] steelmaking slag may have the following composition:
Оптимальное содержание в шихте отвального сталеплавильного окисленного шлака (с содержанием оксидов железа 20-30%) и с основностью 2,5-3,5, выбранное в пределах 90-95% от веса шихты, обеспечивает содержание в плавленом клинкере оксида кальция (СаО) в пределах 61-67% после восстановления избыточного количества оксидов железа углеродистым восстановителем без введения в состав шихты дополнительного количества извести или известняка. Оптимальное количество отвального сталеплавильного окисленного шлака в пределах 90-95% в шихте исключает необходимость ведения процесса при очень высоких температурах, необходимых для ускоренного плавления и растворения извести (1800-2000°С), и дает возможность экономить значительное количество энергии, упростить технологический процесс и улучшить его технико-экономические показатели.The optimal content in the charge of dump steelmaking oxidized slag (with an iron oxide content of 20-30%) and with a basicity of 2.5-3.5, selected within the range of 90-95% of the weight of the charge, provides a content of calcium oxide (CaO) in the fused clinker in the range of 61-67% after the reduction of the excess amount of iron oxides with a carbon reducing agent without introducing additional lime or limestone into the mixture. The optimal amount of dump steelmaking oxidized slag in the range of 90-95% in the mixture eliminates the need to conduct the process at very high temperatures necessary for the accelerated melting and dissolution of lime (1800-2000 ° C), and makes it possible to save a significant amount of energy, simplify the process and improve its technical and economic indicators.
Содержание в шихте отвального сталеплавильного окисленного шлака менее 90% от веса шихты не обеспечивает оптимальное содержание оксида кальция в цементном клинкере, необходимое для обеспечения стабильности его состава, дополнительная же добавка извести в шихту затрудняет ведение процесса плавления и повышает его энергетические затраты.The content in the charge of dump steelmaking oxidized slag of less than 90% of the weight of the charge does not provide the optimal content of calcium oxide in the cement clinker, necessary to ensure the stability of its composition, the additional addition of lime to the charge makes it difficult to conduct the melting process and increases its energy costs.
Содержание в шихте отвального сталеплавильного окисленного шлака более 95% от веса шихты не позволяет добавлять нужное количество глиноземсодержащих отходов в шихту, обеспечивающих оптимальное в пределах 4-7 вес.% содержание оксида алюминия Al2О3 в клинкере.The content in the charge of dump steelmaking oxidized slag of more than 95% of the weight of the charge does not allow adding the necessary amount of alumina-containing waste to the charge, providing an optimum content of alumina Al 2 O 3 in the clinker within 4-7 wt.
Оптимальное содержание глиноземсодержащих отходов, равное 4,0 -8,0 вес.%, позволяет легко повысить содержание оксида алюминия Al2О3 в расплаве до необходимых пределов и, следовательно, улучшить технико-экономические показатели процесса.The optimal content of alumina-containing waste equal to 4.0-8.0 wt.%, Allows you to easily increase the content of aluminum oxide Al 2 About 3 in the melt to the required limits and, therefore, improve the technical and economic performance of the process.
Вносимые глиноземсодержащими отходами оксиды железа восстанавливаются углеродистым восстановителем и, оседая вместе с частицами железа на подину плавильной камеры, образуют попутный металл. Так, например, введение в состав шихты отвальных шлифовальных отходов подшипниковой промышленности, содержащих частицы корунда Al2О3 (40-55%), частицы металла и оксидов железа (45-60%) и остатки водомасляной охлаждающей жидкости, позволяет недорогим путем повысить содержание оксида алюминия Al2O3 в клинкере до необходимых пределов и увеличить количество попутного металла.The iron oxides introduced by alumina-containing wastes are reduced by a carbonaceous reducing agent and, together with the iron particles deposited on the bottom of the melting chamber, form an associated metal. For example, the introduction of the mixture of dump grinding waste from the bearing industry, containing particles of corundum Al 2 O 3 (40-55%), particles of metal and iron oxides (45-60%) and residues of water-oil coolant, allows an inexpensive way to increase the content alumina Al 2 O 3 in clinker to the required limits and increase the amount of associated metal.
Содержание глиноземсодержащих отходов в составе шихты в количестве, меньшем 4,0 вес.%, затрудняет образование оксида алюминия (Al2О3) в клинкере в пределах 4-7 вес.% и снижает стабильность химического и минералогического состава клинкера.The content of alumina-containing waste in the charge in an amount of less than 4.0 wt.%, Complicates the formation of aluminum oxide (Al 2 About 3 ) in the clinker in the range of 4-7 wt.% And reduces the stability of the chemical and mineralogical composition of the clinker.
Содержание глиноземсодержащих отходов в составе шихты в количестве, большем 8,0 вес.%, также затрудняет получение содержания оксида алюминия (Al2O3) в клинкере в пределах 4-7 вес.% и снижает стабильность химического и минералогического состава клинкера.The content of alumina-containing waste in the charge in an amount greater than 8.0 wt.% Also makes it difficult to obtain the content of alumina (Al 2 O 3 ) in the clinker within 4-7 wt.% And reduces the stability of the chemical and mineralogical composition of the clinker.
Углеродистый восстановитель, вводимый в оптимальном количестве, равном 2-5%, в состав шихты, восстанавливает избыточное количество оксидов железа до железа, в результате достигается необходимое содержание оксидов железа в клинкере (менее 5%) и получается попутный металл (сплав железа с углеродом), реализация которого позволяет существенно понизить себестоимость производимого клинкера.The carbon reducing agent, introduced in the optimal amount equal to 2-5%, in the composition of the charge, restores the excess amount of iron oxides to iron, as a result, the required content of iron oxides in the clinker is achieved (less than 5%) and a metal is produced (an alloy of iron with carbon) , the implementation of which can significantly reduce the cost of the produced clinker.
Содержание углеродистого восстановителя в составе шихты в количестве, меньшем 2%, не позволяет восстанавливать все избыточное количество оксидов железа и получать стабильный химический и минералогический состав клинкера (содержание Fe2О3 2-5%).The content of the carbonaceous reducing agent in the composition of the charge in an amount less than 2% does not allow to restore all excess iron oxides and to obtain a stable chemical and mineralogical composition of clinker (Fe 2 O 3 content of 2-5%).
При содержании углеродистого восстановителя в составе шихты в количестве, большем 5%, вместо клинкера получается «белый шлак» с низкими вяжущими свойствами вследствие низкого (менее 1,0%) содержания оксидов железа.When the content of the carbonaceous reducing agent in the composition of the charge in an amount greater than 5%, instead of clinker, “white slag” with low astringent properties is obtained due to the low (less than 1.0%) content of iron oxides.
Использование для выплавки клинкера оборудованной топливокислородными горелками гарнисажной плавильной камеры (печи) с охлаждением кожуха жидкометаллическим теплоносителем позволяет вести процесс непрерывно, длительное время (отсутствуют остановки для ремонта футеровки) вследствие образования на внутренней рабочей поверхности кожуха плавильной камеры шлакового гарнисажа, при требуемых температурах вследствие высоких тепловой мощности и температуры факела топливокислородных горелок.The use of a clinker melting chamber (furnace) equipped with fuel-oxygen burners for smelting clinker with cooling of the casing with liquid metal coolant allows the process to be carried out continuously, for a long time (there are no stops for lining repair) due to the formation of a slag skull on the inner working surface of the casing of the melting chamber, at required temperatures due to high thermal power and temperature of a torch of fuel and oxygen burners.
Тепло, снятое с кожуха плавильной камеры жидкометаллическим теплоносителем, используемое для подогрева шихты перед загрузкой в плавильную камеру, позволяет уменьшить общий расход топлива и кислорода на осуществление процесса и улучшить технико-экономические показатели процесса производства плавленого цементного клинкера.The heat removed from the casing of the melting chamber by a liquid metal coolant used to heat the mixture before loading into the melting chamber can reduce the total fuel and oxygen consumption for the process and improve the technical and economic performance of the process of production of fused cement clinker.
Выпуск клинкера из плавильной камеры через летку, расположенную в боковой поверхности на 1,0-1,8 м ниже уровня поверхности расплава, позволяет сливать готовый клинкер, незагрязненный частицами несплавленной шихты, находящейся в верхних слоях шлакового расплава, что обеспечивает стабильность свойств и лучшее качество клинкера.The release of clinker from the melting chamber through a notch located in the lateral surface 1.0-1.8 m below the surface of the melt, allows you to drain the finished clinker, not contaminated with particles of unmelted charge located in the upper layers of the slag melt, which ensures stability of properties and better quality clinker.
Продувка жидкого клинкера в разливочном ковше газообразным кислородом позволяет перевести двухвалентный оксид железа FeO, ненужный для получения качественного клинкера, в трехвалентный оксид Fe2О3, присутствие которого в клинкере необходимо. В конечном результате это дает возможность получить клинкер стабильно высокого качества.Purging liquid clinker in the bucket with gaseous oxygen allows you to convert ferrous oxide FeO, unnecessary to obtain high-quality clinker, into trivalent oxide Fe 2 About 3 , the presence of which in the clinker is necessary. In the final result, this makes it possible to obtain a clinker of consistently high quality.
Дополнительно предлагаемая замена шлифовальных отходов подшипникового производства на отвальные шлаки алюминотермического производства металлов и их сплавов, содержащие 65-67% Al2О3, 10-20% СаО, 1-3% SiO2, 0,5-1,5% MgO (по данным [8]), позволяет расширить базу для осуществления предлагаемого способа, не меняя сущности и показателей процесса.Additionally, the proposed replacement of grinding waste from bearing production by waste slag from the aluminothermic production of metals and their alloys containing 65-67% Al 2 O 3 , 10-20% CaO, 1-3% SiO 2 , 0.5-1.5% MgO ( according to [8]), allows you to expand the base for the implementation of the proposed method without changing the nature and indicators of the process.
Дополнительно предлагаемая замена шлифовальных отходов подшипникового производства на боксит в количестве 5-10% позволяет расширить сырьевую базу для осуществления предлагаемого способа и не ухудшает показателей процесса.Additionally, the proposed replacement of grinding wastes of bearing production by bauxite in the amount of 5-10% allows you to expand the raw material base for the implementation of the proposed method and does not affect the performance of the process.
Дополнительно предлагаемое вдувание в токе аргона специальными инжекторами в расплавленный клинкер, находящийся в плавильной камере, пыли, уловленной при очистке газов, отходящих из камеры, позволяет улучшить экологические показатели процесса и несколько уменьшить расход шихтовых материалов.Additionally, the proposed injection of argon in a stream of special injectors into the molten clinker located in the melting chamber, dust trapped in the purification of gases leaving the chamber, can improve the environmental performance of the process and somewhat reduce the consumption of charge materials.
Дополнительно предлагаемое дожигание выделяющегося из расплава в процессе восстановления железа углеродистым восстановителем монооксида углерода СО до двуокиси углерода СО2 в установленном рядом с плавильной камерой энергетическом котле, где утилизируют также и физическое тепло отходящих из плавильной камеры газов, позволяет получить энергоресурсы (пар, электроэнергию), необходимые для получения кислорода и обеспечения технологических нужд предприятия и существенно улучшить технико-экономические показатели производства.Additionally, the proposed afterburning of carbon monoxide CO emitted from the melt during the reduction of iron by carbon reducing agent CO to carbon dioxide CO 2 in an energy boiler installed next to the melting chamber, where the physical heat of the gases leaving the melting chamber is also utilized, makes it possible to obtain energy resources (steam, electricity), necessary to obtain oxygen and ensure the technological needs of the enterprise and significantly improve the technical and economic indicators of production.
Способ производства портландцементного клинкера из промышленных отходов поясняется схемой.The method of production of Portland cement clinker from industrial waste is illustrated in the diagram.
Способ производства портландцементного клинкера из промышленных отходов осуществляется следующим образом.A method for the production of Portland cement clinker from industrial waste is as follows.
В рабочее пространство плавильной камеры 1 загружают легкоплавкую составляющую шихты - отвальный окисленный основной сталеплавильный шлак 2. Топливокислородными горелками 3 загруженный шлак 2 расплавляют. Процесс наплавления шлака 2 ведут до накопления такого количества шлака 2, которое занимает весь расчетный объем шлаковой ванны. По мере наплавления шлака 2 в плавильную камеру 1 начинают постепенно догружать глиноземсодержащие, например, шлифовальные отходы 4 подшипникового производства, и углеродистый восстановитель 5. С момента получения расчетного объема расплавленного шлака 2 загрузку всей шихты в плавильную камеру 1 ведут непрерывно в процентном соотношении соответственно формуле изобретения. С момента получения расчетного объема расплавленного шлака 2 открывают шлаковую летку 6 и полученный клинкер 7 непрерывно сливают в разливочный ковш 8, установленный на поворотном стенде (на чертеже не показан). После наполнения разливочного ковша 8 стенд поворачивают, наполненный ковш 8 убирают, подставляя под струю шлака 2 пустой ковш 8. Расплавленный клинкер 7 в разливочном ковше 8 продувают газообразным кислородом и отправляют на разливку. Перед загрузкой в плавильную камеру 1 шихту подогревают до 300-350°С теплом, снятым с кожуха (не показан на чертеже) камеры 1 жидкометаллическим теплоносителем. Пыль 10, накопленную в газоочистке 9, периодически вдувают в расплав клинкера 7, находящийся в плавильной камере 1, инжекторами 11 в токе азота. Полученный попутный металл 12 по мере его накопления на подине периодически сливают из камеры 1, открывая металлическую летку 13. Слитый из камеры попутный металл 12 гранулируют.The fusible component of the charge is loaded into the working space of the melting chamber 1 — the dump oxidized main steelmaking slag 2. With the fuel and oxygen burners 3, the loaded slag 2 is melted. The process of deposition of slag 2 lead to the accumulation of such an amount of slag 2, which occupies the entire estimated volume of the slag bath. As the slag 2 is melted into the melting chamber 1, alumina-containing, for example, grinding waste 4 bearing products, and carbon reducing agent 5 are gradually loaded. From the moment the calculated volume of molten slag 2 is obtained, the entire charge is loaded into the melting chamber 1 continuously in a percentage ratio according to the claims . From the moment the estimated volume of molten slag 2 is obtained, the slag gap 6 is opened and the resulting clinker 7 is continuously poured into the casting ladle 8 mounted on a rotary stand (not shown in the drawing). After filling the casting ladle 8, the stand is turned, the filled ladle 8 is removed, substituting an empty ladle 8 under the stream of slag 2. The molten clinker 7 in the casting ladle 8 is purged with gaseous oxygen and sent for casting. Before loading into the melting chamber 1, the mixture is heated to 300-350 ° C with heat removed from the casing (not shown in the drawing) of the chamber 1 with a liquid metal coolant. The dust 10 accumulated in the gas purification 9 is periodically blown into the clinker melt 7, which is in the melting chamber 1, by injectors 11 in a stream of nitrogen. The resulting associated metal 12, as it accumulates on the bottom, is periodically drained from the chamber 1, opening a metal notch 13. The associated metal 12 fused from the chamber is granulated.
Примеры конкретного осуществления, подтверждающие возможность внедрения в производство предложенного способа.Examples of specific implementation, confirming the possibility of implementation of the proposed method.
Пример 1.Example 1
В лабораторной дуговой печи в графитовом тигле расплавили 2 кг отвального конвертерного сталеплавильного шлака, добавили в расплав 0,15 кг сухих шлифовальных отходов подшипникового производства и 0,05 кг кокса. Полученный клинкер слили в металлическую форму. Опыт повторили 3 раза, результаты экспериментов приведены в таблице 1.In a laboratory arc furnace, 2 kg of dump steelmaking slag was melted in a graphite crucible, 0.15 kg of dry grinding waste from bearing production and 0.05 kg of coke were added to the melt. The resulting clinker was poured into a metal mold. The experiment was repeated 3 times, the experimental results are shown in table 1.
Пример 2.Example 2
В дуговой сталеплавильной печи с основной футеровкой емкостью 6 тн расплавили 300 кг сталеплавильного шлака.In an arc steelmaking furnace with a main lining with a capacity of 6 tons, 300 kg of steelmaking slag was melted.
На этот шлак одновременно загрузили отвальный шлак алюминотермического производства феррохрома в количестве 20 кг и кокс в количестве 11 кг. После расплавления добавки полученный клинкер слили в чугунный поддон. После охлаждения отобрали пробы застывшего клинкера и произвели химический и фазовый анализ полученного плавленого клинкера. Результаты промышленного эксперимента приведены в таблице 2.At the same time, the slag was loaded with slag from the aluminothermic production of ferrochrome in an amount of 20 kg and coke in an amount of 11 kg. After the additives were melted, the resulting clinker was poured into a cast-iron pan. After cooling, samples of solidified clinker were taken and a chemical and phase analysis of the obtained fused clinker was performed. The results of the industrial experiment are shown in table 2.
Из данных таблицы 3 видно, что в случае добавки глиноземсодержащих отходов с целью повышения содержания глинозема в клинкере добавка 1% отвальных шлаков алюминотермического производства ферросплавов эквивалентна добавке 1,3% шлифовальных отходов или 1,6% боксита.From the data of table 3 it is seen that in the case of adding alumina-containing waste in order to increase the alumina content in clinker, the addition of 1% of waste slag from the aluminothermic production of ferroalloys is equivalent to the addition of 1.3% of grinding waste or 1.6% of bauxite.
ЛитератураLiterature
1. Справочник по химии цемента. Под ред. Б.В.Волконского и Л.Г.Судакаса. Ленинград. Стройиздат. 1980. 221 с.1. Handbook of cement chemistry. Ed. B.V. Volkonsky and L.G. Sudakas. Leningrad. Stroyizdat. 1980.221 s.
2. Патент RU 2040497 «Способ получения цементного клинкера». Авторы Бурлов Ю,А.; Мелихов В.П.; Кривобородов Ю.Р.; Бурлов И.Ю.; Федулов С.Н.; Самченко С.П. Патентообладатель: они же.2. Patent RU 2040497 "Method for the production of cement clinker." Authors Burlov Yu, A .; Melikhov V.P .; Krivoborodov Yu.R .; Burlov I.Y .; Fedulov S.N .; Samchenko S.P. Patent holder: they are.
3. Патент RU 2228305. «Способ получения специальных видов клинкера и сопутствующих металлов из отходов производств». Авторы Бурлов Ю.А.; Бурлов И.Ю.; Бурлов А.Ю. Патентообладатель: Бурлов Ю.А.3. Patent RU 2228305. “A method for producing special types of clinker and related metals from industrial wastes”. Authors Burlov Yu.A.; Burlov I.Y .; Burlov A.Yu. Patent holder: Burlov Yu.A.
4. Патент RU 2196116. «Способ получения плавленого цементного клинкера». Авторы Салихов З.Г.; Быстров В.П.; Шубин В.И.; Жарко В.И.; Кулабухов В.А.; Шафигин З.К.; Салихов М.З.; Быстров С. В. Патентообладатель: OOO Научно-экологическое предприятие «Экоси».4. Patent RU 2196116. "Method for producing fused cement clinker." Authors Salikhov ZG; Bystrov V.P .; Shubin V.I .; Zharko V.I .; Kulabukhov V.A .; Shafigin Z.K .; Salikhov M.Z .; Bystrov S.V.
5. Патент RU 2207994. «Сырьевая смесь для получения портландцементного клинкера». Авторы Штернфельд В.Д.; Чумарин Б.А.; Погорелов С.А.; Савин А.П.; Гурьев А.Г. Патентообладатель ОАО «Липецкцемент».5. Patent RU 2207994. “Raw mix for obtaining Portland cement clinker”. Authors Sternfeld V.D .; Chumarin B.A .; Pogorelov S.A .; Savin A.P .; Guryev A.G. Patent holder of JSC Lipetskcement.
6. Куприн В.А. Теория и технология производства стали. Москва. «Мир». 2003. 526 с.6. Kuprin V.A. Theory and technology of steel production. Moscow. "Peace". 2003.526 s.
7. Поволоцкий Д.Я. Физико-химические основы процессов производства стали. Челябинск. Изд. ЮУрГУ. 2006. 182 с.7. Povolotsky D.Ya. Physicochemical foundations of steel production processes. Chelyabinsk. Ed. SUSU. 2006.182 s.
8. М.А.Рысс. Производство ферросплавов. М. «Металлургия». 1985. 343 с.8. M.A. Ryss. Ferroalloy production. M. "Metallurgy". 1985.334 s.
Claims (6)
плавильную камеру используют гарнисажную, оборудованную топливокислородными горелками, слив клинкера осуществляют через летку, расположенную в боковой поверхности кожуха плавильной камеры на 1,0-1,8 м ниже уровня поверхности расплава, в ковш, где продувают его газообразным кислородом, корректируя содержание оксида трехвалентного железа, компоненты шихты перед загрузкой в указанную камеру подогревают теплом, снятым со стен кожуха плавильной камеры охлаждающим его жидкометаллическим теплоносителем, попутно получаемый при восстановлении углеродистым восстановителем избыточного количества оксидов железа в шлаке металл сливают из указанной камеры через придонную летку.1. A method for the production of Portland cement clinker from industrial waste, including loading the base of the charge — slag into the melting chamber, melting it, feeding additives onto the melt surface, fusing the charge, draining the clinker obtained, characterized in that the waste oxidized steelmaking slag is used as slag with a basicity of 2.5-3.5 and an iron oxide content of 20.0-30.0% of the weight of the slag, the feed is carried out continuously, alumina-containing waste and a carbon reducing agent are used as additives, followed by the total ratio of the components of the mixture, wt.%:
the melting chamber is used in a skull room equipped with fuel-oxygen burners, clinker is drained through a notch located in the side surface of the melting chamber casing 1.0-1.8 m below the surface of the melt, into the ladle, where it is purged with gaseous oxygen, adjusting the content of ferric oxide , the components of the charge before loading into the specified chamber is heated with heat removed from the walls of the casing of the melting chamber cooling it with a liquid metal coolant, simultaneously obtained during recovery and a carbon reducing agent of excess iron oxides in the slag, the metal is drained from the specified chamber through the bottom notch.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007109203/03A RU2347764C2 (en) | 2007-03-12 | 2007-03-12 | Method of producing portland cement clinker from industrial wastes |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007109203/03A RU2347764C2 (en) | 2007-03-12 | 2007-03-12 | Method of producing portland cement clinker from industrial wastes |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2007109203A RU2007109203A (en) | 2008-09-20 |
| RU2347764C2 true RU2347764C2 (en) | 2009-02-27 |
Family
ID=39867623
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2007109203/03A RU2347764C2 (en) | 2007-03-12 | 2007-03-12 | Method of producing portland cement clinker from industrial wastes |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2347764C2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2629424C1 (en) * | 2016-04-21 | 2017-08-29 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт металлургии Уральского отделения Российской академии наук (ИМЕТ УрО РАН) | Method for steelmaking processing waste recycling to produce portlandcement clinker and cast iron |
| RU2647010C1 (en) * | 2017-02-27 | 2018-03-13 | Алсу Рамилевна Хаматова | Fast-hardening construction compound based on steel slag |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2768304C1 (en) * | 2021-07-29 | 2022-03-23 | Сергей Викторович Ласанкин | Method of producing ferroalloys and portland cement |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4174974A (en) * | 1978-04-14 | 1979-11-20 | Standard Oil Company (Indiana) | Process for converting coal ash slag into portland cement |
| RU2196116C2 (en) * | 2000-07-11 | 2003-01-10 | ООО Научно-экологическое предприятие "Экоси" | Molten cement clinker manufacture process |
-
2007
- 2007-03-12 RU RU2007109203/03A patent/RU2347764C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4174974A (en) * | 1978-04-14 | 1979-11-20 | Standard Oil Company (Indiana) | Process for converting coal ash slag into portland cement |
| RU2196116C2 (en) * | 2000-07-11 | 2003-01-10 | ООО Научно-экологическое предприятие "Экоси" | Molten cement clinker manufacture process |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2629424C1 (en) * | 2016-04-21 | 2017-08-29 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт металлургии Уральского отделения Российской академии наук (ИМЕТ УрО РАН) | Method for steelmaking processing waste recycling to produce portlandcement clinker and cast iron |
| RU2647010C1 (en) * | 2017-02-27 | 2018-03-13 | Алсу Рамилевна Хаматова | Fast-hardening construction compound based on steel slag |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2007109203A (en) | 2008-09-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4124404A (en) | Steel slag cement and method for manufacturing same | |
| JP4819187B2 (en) | Refining agent and refining method | |
| KR101560512B1 (en) | Steel slag reduction method | |
| RU2479648C1 (en) | Red sludge pyrometallurgical processing method | |
| Holtzer et al. | The recycling of materials containing iron and zinc in the OxyCup process | |
| JP7364899B2 (en) | Melting method of cold iron source with slag reduction | |
| RU2154680C1 (en) | Method of preparation of charge material in form of briquettes for melting | |
| RU2347764C2 (en) | Method of producing portland cement clinker from industrial wastes | |
| KR100498100B1 (en) | A method for making molten iron by using hot compaction of fine dri and calcined additives in non-coking coal based iron making process | |
| WO2004050921A1 (en) | Process for producing molten iron | |
| JP4540488B2 (en) | Desulfurization method of ferronickel | |
| RU2492151C1 (en) | Method of processing steel-smelting slags with production of cement clinker and iron | |
| JP4163186B2 (en) | Refining flux and manufacturing method thereof | |
| JP4762420B2 (en) | Method of smelting reduction of iron oxide using a rotary kiln | |
| JPH10263768A (en) | How to reuse converter slag | |
| RU2589948C1 (en) | Method of producing cast iron sintegal from red mud | |
| RU2805114C1 (en) | Steel melting method in electric arc furnace | |
| RU2503724C2 (en) | Method of titanium-magnetite ore processing | |
| JP4639943B2 (en) | Hot metal desulfurization method | |
| RU2771889C1 (en) | Method for smelting steel from scrap metal in electric arc furnace | |
| RU2770657C1 (en) | Method for steel melting from scrap in electric arc furnace | |
| RU2771888C1 (en) | Method for smelting steel from scrap metal in electric arc furnace | |
| RU2194230C1 (en) | Cupola well | |
| JP4705483B2 (en) | Method for producing molten iron | |
| JP3598843B2 (en) | Method for reducing unslagged CaO and MgO in slag |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20100313 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20120910 |
|
| PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20130110 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190313 |