一種外拋高鈣粒狀渣煅燒分相熟料工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種外拋高鈣粒狀渣煅燒分相熟料工藝，在新型干法燒成系統(tǒng)的預(yù)分解爐和回轉(zhuǎn)窯窯尾之間設(shè)置一個投料器與回轉(zhuǎn)窯相連，投料器將高鈣粒狀渣連續(xù)均勻地拋入回轉(zhuǎn)窯窯尾，所述高鈣粒狀渣與預(yù)分解水泥生料混合，混合后在回轉(zhuǎn)窯中進行煅燒，燒成硅酸鹽水泥熟料相和熱處理高鈣粒狀渣相混的分相熟料，所述高鈣粒狀渣的化學(xué)成分包括氧化鈣和氧化鐵，所述氧化鈣含量為20-60wt%，所述氧化鐵含量大于等于12wt%。本發(fā)明使用簡單工藝制備分相水泥熟料，不僅有效利用煉鋼工業(yè)礦渣，改善了環(huán)境污染問題，降低了水泥生產(chǎn)成本，而且直接將高鈣粒狀渣拋入回轉(zhuǎn)窯加熱，省去前序粉磨步驟，節(jié)約能源。
【專利說明】一種外拋高鈣粒狀渣煅燒分相熟料工藝
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于建筑材料領(lǐng)域，具體涉及一種外拋高鈣粒狀渣煅燒分相熟料工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]我國金屬冶煉業(yè)產(chǎn)量居全球之首，每年產(chǎn)生鋼渣約8千萬噸左右，目前綜合利用率不足15%。我國鋼渣在水泥混凝土工業(yè)中的利用主要有三條途徑:1)磨細作水泥生料；2)粉磨作混合材或作混凝土礦物摻合料；3)破碎作混凝土集料。鋼渣具有和水泥熟料相似的化學(xué)組成，由于其中含有f-CaO遇水膨脹，其安定性一直是制約其作水泥混合材和礦物摻合料以及集料因素；另外，鋼渣中含有一定量的鐵水形成的鋼顆粒和硬度很高的鈣鐵相，對其易磨性有不良影響，這也增加了粉磨難度，影響其作為水泥生料、水泥混合材和混凝土礦物摻合料的經(jīng)濟效益。我國其他高鈣冶金渣(如錳渣)的綜合利用率也極低，其排放量也十分驚人。冶金渣的大量排放不僅占用大量的土地，也可能對土壤和水環(huán)境帶來不同程度的污染。
[0003]為突破鋼渣在推廣應(yīng)用中的兩大制約因素(安定性和易磨性)，國內(nèi)外一些企業(yè)采取了熱燜、渣前法等解決其安定性；采用分級粉磨選鐵等工藝解決其易磨性問題，但這些方法雖然也有效的解決和問題，但也增加了其工藝難度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是:提供一種外拋高鈣粒狀渣煅燒分相熟料工藝，其能有效利用高鈣粒狀渣，且所制備的分相熟料具有良好的安定性和易磨性、強度高的特點。
[0005]本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案為:
[0006]一種外拋高鈣粒狀渣煅燒分相熟料工藝，在新型干法燒成系統(tǒng)的預(yù)分解爐和回轉(zhuǎn)窯窯尾之間設(shè)置一個投料器與回轉(zhuǎn)窯相連，投料器將高鈣粒狀渣連續(xù)均勻地拋入回轉(zhuǎn)窯窯尾，所述高鈣粒狀渣與預(yù)分解水泥生料混合，混合后在回轉(zhuǎn)窯中進行煅燒，燒成硅酸鹽水泥熟料相和熱處理高鈣粒狀渣相混的分相熟料，所述高鈣粒狀渣的化學(xué)成分包括氧化鈣、氧化硅、氧化鋁和氧化鐵等，所述氧化鈣含量為20-60wt%，所述氧化鐵含量大于等于12wt%。
[0007]上述方案中，所述氧化鈣的粒徑小于等于25mm。
[0008]上述方案中，所述高鈣粒狀渣的加入量為熟料產(chǎn)量的5_30wt%。
[0009]上述方案中，所述高鈣粒狀渣為鋼渣。
[0010]上述方案中，所述煅燒溫度在常規(guī)干法燒成工藝中的煅燒溫度的基礎(chǔ)上降低10-100C.
[0011]上述方案中，在回轉(zhuǎn)窯窯尾5m范圍安裝揚料篦子促進高鈣粒狀渣和水泥生料之間混合均勻。
[0012]本發(fā)明對普通硅酸鹽水泥生料的配比進行調(diào)整，在普通硅酸鹽水泥生料基礎(chǔ)上增加CaO含量1-3%，鐵質(zhì)矯正材料不加入或減少20-70%，得到本發(fā)明所使用的水泥生料。
[0013]本發(fā)明的原理為:鋼渣中的細顆粒與水泥生料發(fā)生反應(yīng)，形成硅酸鹽水泥熟料礦物，由于鋼洛中本身含有一定量的C3S和C2S礦物,可以促進水泥熟料的形成，降低燒成溫度，鋼渣中較高的鐵質(zhì)有利于在較低的溫度下形成液相，起到晶種作用和促熔作用。其次，較大的鋼渣顆粒在驟熱作用下碎裂，降低了鋼渣顆粒的粒徑，一些鋼渣顆粒表面開始融化(具有較多的溶劑礦物)，鋼渣顆粒表面粘附部分生料，形成熟料礦物，鋼渣在高溫下吸附自身的f-CaO形成熟料礦物相，部分鐵相氧化并發(fā)生化學(xué)變化，大顆粒的鋼渣經(jīng)過高溫?zé)崽幚砗蠡钚栽黾?、安定性改善、易磨性也有一定的改善?br> [0014]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下積極效果:
[0015]1)本發(fā)明使用簡單工藝制備分相水泥熟料，不僅有效利用煉鋼工業(yè)礦渣，改善了環(huán)境污染問題，降低了水泥生產(chǎn)成本，而且直接將高鈣粒狀渣拋入回轉(zhuǎn)窯加熱，省去前序粉磨步驟，節(jié)約能源。
[0016]2)在改進高鈣粒狀渣的安定性和易磨性方面具有顯著進步，高鈣粒狀渣經(jīng)加熱處理后安定性和易磨性良好，按本發(fā)明工藝所制備的分相熟料強度可達58.1-63.6MPa，可用于制備強度等級為42.5,52.5和62.5的水泥，具有后期強度高、強度增進率高、比重較大，耐磨耐沖刷性好，水化熱低等特點，可滿足大體積混凝土工程、水工特殊工程及一般建筑的需要，具有較高的經(jīng)濟效益，市場前景良好。
[0017]本發(fā)明適合于高鈣高鐵的工業(yè)廢渣的綜合利用，也適合于低共熔溫度低于1380°C的其他工業(yè)廢渣的使用。采用該技術(shù)減少相同熟料產(chǎn)量石灰石的用量，降低碳排放、和NOx排放量，可適當(dāng)減少煤耗，這種多項系統(tǒng)(熟料+熱處理鋼渣)的強度不低于采用相同生料制備的熟料，可用于粉磨各品種水泥，生產(chǎn)的水泥具有更好的耐久性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1為本發(fā)明的外拋高鈣粒狀渣煅燒分相熟料工藝中所使用的裝置示意圖。
[0019]圖中，1-預(yù)分解爐；2_回轉(zhuǎn)窯；3_投料器；4-鋼渣；5分相熟料；6_揚料篦子；7-預(yù)熱器。
【具體實施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步的描述，當(dāng)然下述實施例不應(yīng)理解為對本發(fā)明的限制。
[0021]本發(fā)明所述的高鈣粒狀渣包括CaO、FexOy, SiO2及Al2O3，其中，氧化鈣含量為20-60wt%,氧化鐵含量大于等于12wt%,氧化鈣的粒徑小于等于25mm。本發(fā)明所用高鈣粒狀渣為武鋼生產(chǎn)的鋼渣，其主要成分及含量如表1所示?？梢岳斫獾氖?，還可以選用化學(xué)成分滿足要求的其他鋼渣或粒狀工業(yè)廢渣，如錳渣、鉛鋅渣等。
[0022]表1鋼渣化學(xué)組分(wt%)
[0023]
【權(quán)利要求】
1.一種外拋高鈣粒狀渣煅燒分相熟料工藝，其特征在于，在新型干法燒成系統(tǒng)的預(yù)分解爐和回轉(zhuǎn)窯窯尾之間設(shè)置一個投料器與回轉(zhuǎn)窯相連，投料器將高鈣粒狀渣連續(xù)均勻地拋入回轉(zhuǎn)窯窯尾，所述高鈣粒狀渣與預(yù)分解水泥生料混合，混合后在回轉(zhuǎn)窯中進行煅燒，燒成硅酸鹽水泥熟料相和熱處理高鈣粒狀渣相混的分相熟料，所述高鈣粒狀渣的化學(xué)成分包括氧化鈣和氧化鐵，所述氧化鈣含量為20-60wt%，所述氧化鐵含量大于等于12wt%。
2.如權(quán)利要求1所述的外拋高鈣粒狀渣煅燒分相熟料工藝，其特征在于，所述粒狀渣的粒徑小于等于25mm。
3.如權(quán)利要求1所述的外拋高鈣粒狀渣煅燒分相熟料工藝，其特征在于，所述高鈣粒狀渣的加入量為熟料產(chǎn)量的5-30wt%。
4.如權(quán)利要求1所述的外拋高鈣粒狀渣煅燒分相熟料工藝，其特征在于，所述高鈣粒狀渣為鋼渣。
5.如權(quán)利要求1所述的外拋高鈣粒狀渣煅燒分相熟料工藝，其特征在于，所述煅燒溫度在常規(guī)干法燒成工藝中的煅燒溫度的基礎(chǔ)上降低10-100°c。
6.如權(quán)利要求1所述的外拋高鈣粒狀渣煅燒分相熟料工藝，其特征在于，在回轉(zhuǎn)窯窯尾5m范圍安裝揚料篦子促進 高鈣粒狀渣和水泥生料之間混合均勻。
【文檔編號】C04B7/19GK103601379SQ201310571233
【公開日】2014年2月26日 申請日期:2013年11月15日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月15日
【發(fā)明者】沈衛(wèi)國, 王桂民, 李江鋒, 羅秀成, 周明凱, 趙青林, 水中和, 李福洲, 李北星 申請人:武漢理工大學(xué)