Энергосбережение и повышение качества цементного клинкера с использованием шлако-мело-известкового компонента

• Автор: Шилова, Ирина Александровна
• Шифр специальности: 05.17.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Белгород
• Количество страниц: 153 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение

1. Состояние проблемы, обоснование цели и задач исследований

1.1. Металлургические шлаки и их применение в цементной промышленности .

1.2. Использование расплавленных шлаков для получения плавленого цементного клинкера

1.3. Сталеплавильные шлаки Оскольского электрометаллургического комбината

1.4. Процессы минералообразования в шлакосодержащих смесях

1.5. Гидратация цементов с повышенным содержанием железа

1.6. Выводы из литературного обзора.

1.7. Цель и задачи исследований

2. Характеристика исходных материалов и методы исследований

2.1. Характеристика сталеплавильного шлака ОЭМК.
2.2. Методы исследований
2.3. Выводы.
3. Промышленные испытания н обоснование использования шлака ОЭМК в качестве сырьевого компонента
3.1. Испытания вращающейся печи 5х 5 м на ОАО Осколцемент
3.1.1. Характеристика используемых сырьевых материалов
3.1.2. Эксплуатационные параметры процесса обжига шлакошламовой сырьевой смеси
3.1.3. Влияние шлаков ОЭМК на свойства и активность промышленных клинкеров
3.2. Обоснование использования шлакомелоизвестковой смеси в качестве сырьевого компонента
3.2.1. Получение и переработка шлака на ОЭМК
3.2.2. Выбор оптимального состава сырьевой смеси
3.2.3. Исследование влияния теплоты расплавленного шлака на степень декарбонизации мела.
3.3. Выводы.
4. Особенности физикохимических процессов клинкерообразования при использовании в качестве сырьевого компонента шлакомелоизвестковой смеси.
4.1. Изменение фазового состава шлака при нагревании
4.2. Изменение фазового состава шлакомеловой шихты при нагревании
4.3. Исследование процессов клинкерообразования в шлакомелоизвестковошламовых сырьевых смесях
4.4. Синтез клинкера на основе шлакомелоизвестковошламовой сырьевой смеси.
4.5. Выводы.
5. Гидратационныс свойства клинкера в зависимости от состава шлакомелоизвссткового компонента сырьевой смеси.
5.1. Зависимость гидратационной активности клинкера от степени декарбонизации шлакомелоизвестковой смеси
5.2. Фазообразование при гидратации цемента в зависимости от состава шлакомелоизвестковошламовой смеси
5.3. Процессы, протекающие на ранней стадии гидратации цемента
5.4. Выводы.
6. Разработка рекомендаций по использованию шлака и внедрение их
в производство
6.1. Предлагаемая технологическая схема
6.2. Альтернативные варианты рационального использования шлака и
извести в качестве сырьевого компонента.
Основные выводы и результаты работы
Список использованных источников


Ваграночные шлаки хорошо гранулируются, но даже при медленном охлаждении содержат большое количество стекловидной фазы. Наиболее интенсивно протекает шлакообразование при производстве стали кислородно-конверторным способом. Основными показателями химического состава конверторного шлака являются основность и окисленность. Обычно основность шлака находится в интервале от 3,5 до 4. Структура конверторного шлака также неустойчива и подвержена известковому распаду. Отсутствие случаев силикатного распада объясняется тем, что в его составе всегда имеется достаточное количество соединений фосфора, стабилизирующих высокотемпературные формы двухкальциевого силиката. Шлаки ферросплавов имеют состав, зависящий от технологии выплавки соответствующего сплава. Шлаки феррохрома и феррованадия - высокоосновные, содержат мало А Имеют в большом количестве СаО и Si, образующие минералы CS. Шлаки ферромолибдена - кислые и имеют до % Sii при охлаждении они затвердевают в стекловидном состоянии. Шлаки цветной металлургии (от выплавки меди, титана, никеля) - преимущественно кислые с повышенным содержанием кремнезёма ( - % и более) и железа ( - %) и весьма небольшим - оксида кальция (5 - %). Содержание серы в шлаках не превышает 1 - 3%. При грануляции такие шлаки застывают практически полностью в виде стекла, а в медленно охлаждённых отвальных шлаках стекловидной фазы содержится до - %. Шлаки могут быть применены в качестве плавней при получении клинкера. Электротермофосфорные шлаки по составу весьма близки к доменным шлакам, они характеризуются высоким содержанием СаО и Si ( - %) и небольшим Л0з(2 - 3%), MgO (3 - 4%), фосфора и фтора. В гранулированном виде они состоят преимущественно из стекла. Вышеперечисленные шлаки являются гранулированными и после застывания представляют собой практически полностью стекловидную фазу. Поэтому они широко применяются в качестве активной минеральной добавки к цементу. Необходимо, однако, заметить, что в последнее время наблюдается определённая тенденция к снижению качества гранулированных доменных шлаков. Кроме того, размещение металлургических заводов не позволяет обеспечить распределение доменных шлаков в соответствии с потребностями цементных заводов. Это вынуждает проводить исследования по выявлению возможностей применения новых видов шлаков, ранее считавшихся недостаточно перспективными для использования в цементном производстве [-]. Применение шлака в качестве сырьевого компонента при производстве портландцементного клинкера достаточно изученная сторона вопроса, однако на некоторых моментах необходимо остановиться отдельно. В настоящее время существует несколько способов использования шлака при обжиге цементного клинкера. При этом, по мнению Бутта Ю. М. и Бернштейна Л. А. [, ], неизбежно изменяются свойства такого шлама по сравнению с рядовым: расте-каемость, оседаемость, загустеваемость. К тому же, по данным Пьячева В. А. и др. Преимуществом такого метода является высокое качество клинкера вследствие хорошей гомогенизации смеси. Способом подачи металлургического шлака в печь, изложенным в работе Кравченко И. В. и др. В этом случае имеют место недостатки: высокая абразивность шлака, вследствие чего не может произойти в печи достаточная гомогенизация сырьевой смеси, невозможность ввода значительного количества шлака, увеличение пылевыноса из печи. Наиболее перспективным, по мнению Бернштейна Л. А., Копелиовича В. М. и др. При обжиге по данному способу клинкер получается хорошего качества, при этом ускоряются процессы минералообразования. Промышленные опыты на цементных заводах по вводу немолотого металлургического шлака с холодного конца печи, позволили установить, что при дополнительном питании вращающихся печей мокрого способа производства значительно снижается удельный расход тепла, увеличивается производительность печи и повышается качество клинкера []. Использование немолотого шлака для дополнительного питания печи требует раздельного приготовления шлама и последующего смешения его со шлаком перед подачей в печь в отдельном смесителе или же непосредственно в рабочем объёме печи.