專利名稱：一種高鈣型鋁酸鈣的生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無機非金屬材料領(lǐng)域，尤其是煉鋼潔凈劑。
背景技術(shù)：
鋁酸鈣為CaO-Al2O3的二元化合物，在鋁酸鈣的二元化合物系列中CaO和Al2O3兩種化合物存在著多種組合比例六鋁酸一鈣(CaO.6Al2O3，簡寫為CA6)、二鋁酸一鈣(CaO.2Al2O3，簡寫為CA2)、鋁酸一鈣(CaO.Al2O3，簡寫為CA)、七鋁酸十二鈣(12CaO.7Al2O3，簡寫為C12A7)、鋁酸三鈣(3CaO.Al2O3，簡寫為C3A)。這五種化合物中CA、CA2、和CA6為低鈣型鋁酸鈣，主要存在于高鋁水泥和耐火材料中，C12A7和C3A為高鈣型鋁酸鈣。近年來，C12A7作為新技術(shù)用于煉鋼脫硫和凈化鋼水，用量日益增加。
含C12A7的煉鋼潔凈劑其主要成分為CaO37-52％Al2O337-50％SiO22-10％國際上最早將C12A7作為商品用作煉鋼的潔凈劑是法國的Lafarge公司，牌號為LDSF，該產(chǎn)品明確標示采用熔融法生產(chǎn)，是一種完全預(yù)熔的物料。
國內(nèi)也有不少工廠采用電爐熔融法、沖天爐熔融法生產(chǎn)高鈣型鋁酸鈣。
用電爐熔融法生產(chǎn)高鈣型鋁酸鈣能源消耗大，生產(chǎn)成本高，生產(chǎn)不能連續(xù)化，而且還會造成質(zhì)量不穩(wěn)定。
采用回轉(zhuǎn)窯燒結(jié)法生產(chǎn)時，適宜形成CA和CA2，屬低鈣型鋁酸鈣，CaO的含量一般小于37％。因為高鈣型鋁酸鈣C12A7是低熔點化合物，其燒成溫度范圍狹窄，僅為10-20℃之間，而回轉(zhuǎn)窯的溫度控制范圍較寬，對較窄的溫度范圍不易控制，無法進行正常操作。曾經(jīng)有工廠試圖用回轉(zhuǎn)窯低溫煅燒的方法制取CaO含量為42％的高鈣型鋁酸鈣熟料，結(jié)果由于未能消除游離CaO的存在，使熟料在儲存和運輸中潰散成粉末而無法使用。
為了降低生產(chǎn)高鈣型鋁酸鈣的能源消耗、降低生產(chǎn)成本，提高質(zhì)量，有必要對高鈣型鋁酸鈣的生產(chǎn)方法作進一步深入研究。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的為提供一種能源消耗少、生產(chǎn)成本低，質(zhì)量穩(wěn)定的高鈣型鋁酸鈣的生產(chǎn)方法。
本發(fā)明是在通用的生產(chǎn)工藝中改進了原料組成，在原來的石灰石和鋁礬土中加入添加劑來完成的。
按重量百分比組成的原料為高鋁礬土30-55％，石灰石40-65％，鹵素類化合物添加劑0.5-7％。
所述鹵素類化合物添加劑為含有鹵素的鈣鹽、鋁鹽、鈉鹽、鎂鹽?？梢圆捎闷渲袉为氁环N鹵素類化合物，也可以同時采用其中幾種鹵素類化合物。
根據(jù)煉鋼的要求石灰石原料的2-30％可由MgO或BaO或CaF2代替。
由于在原料中加入了鹵素化合物添加劑能降低高鈣型鋁酸鈣的燒結(jié)溫度，在較低的溫度下能增加鋁酸鈣中的鈣化合量、使C12A7迅速形成，并同時消除了游離CaO的存在，在整個燒結(jié)過程中，溫度控制在1300-1350℃之間，這就達到了擴大燒結(jié)溫度范圍能利高鈣型鋁酸鈣的生產(chǎn)目的。根據(jù)得到的產(chǎn)品成分分析、其中Al2O336-52％，CaO(包含MgO、BaO、CaF2)37-53％，SiO23-5％。以上的各成分的含量符合高鈣型鋁酸鈣的要求。
本發(fā)明具有以下特點1、節(jié)約能源回轉(zhuǎn)窯燒結(jié)法生產(chǎn)高鈣型鋁酸鈣的能耗折算為標準煤的煤耗量為257公斤/噸熟料，電熔法的電耗量為900度/噸熟料，每發(fā)一度電折合耗煤量為0.5-0.7公斤，現(xiàn)以下限計算，900度電折合耗煤量為450公斤，所以生產(chǎn)每噸熟料回轉(zhuǎn)窯燒結(jié)法比電熔法能節(jié)約450-257＝193公斤標準煤。最后得到的生產(chǎn)成本中的能源消耗費用回轉(zhuǎn)窯燒結(jié)法為150元/噸熟料，電熔法為450元/噸熟料，回轉(zhuǎn)窯燒結(jié)法能耗部分的成本僅為電熔法的1/3。
2、利用已有技術(shù)在回轉(zhuǎn)窯中生產(chǎn)高鈣型鋁酸鈣時，由于游離CaO的存在，使熟料在儲存和運輸中潰散成粉末而無法使用，而本發(fā)明所得熟料經(jīng)沸水煮2小時，仍然不粉化，所以無論在儲存和運輸中環(huán)境有多大的變化，產(chǎn)品質(zhì)量仍然保持穩(wěn)定。
3、回轉(zhuǎn)窯燒結(jié)法可實現(xiàn)連續(xù)化生產(chǎn)，不僅有利于節(jié)能，而且便于生產(chǎn)條件的穩(wěn)定和控制，既便于生產(chǎn)管理也有利于質(zhì)量的提高。


圖1為本發(fā)明回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)高鈣型鋁酸鈣的生產(chǎn)流程示意中顯示1為原料庫，2為料庫進口，3為原料儲存?zhèn)}，4為計量秤，5為混合器，6為球磨機，7為混合料料庫，8為混合料儲存?zhèn)}，9為回轉(zhuǎn)窯，10為冷卻器，11為熟料，19為顆粒破碎機，12為篩分器，13為顆粒產(chǎn)品包裝機，14為球磨機，15為粉磨機，16為粉磨產(chǎn)品庫，17為攪拌混合器，18為粉磨產(chǎn)品包裝機。
具體實施例方式
實施例1將原料高鋁礬土38.2％、石灰石58.8％、和螢石3％混合后由球磨機粉碎，達到180目篩余小于8％的細度，經(jīng)加水成球，然后送入回轉(zhuǎn)窯，經(jīng)1310-1350℃煅燒，煅燒至燒結(jié)狀態(tài)即成高鈣型鋁酸鈣熟料，熟料經(jīng)化學(xué)分析，結(jié)果如下(％)

熟料經(jīng)沸水煮二小時不粉化。
實施例2將原料高鋁礬土33％、石灰石62％、螢石5％混合后由球磨機粉碎，達到180目篩余小于8％的細度，經(jīng)加水成球，然后送入回轉(zhuǎn)窯，經(jīng)1310-1350℃煅燒，煅燒至燒結(jié)狀態(tài)，將所得熟料經(jīng)化學(xué)分析，結(jié)果如下(％)

熟料經(jīng)沸水煮二小時不粉化。
實施例3將原料高鋁礬土50％、石灰石49％、氟化鋁1％混合后由球磨機粉碎，達到180目篩余小于8％的細度，經(jīng)加水成球，然后送入回轉(zhuǎn)窯，經(jīng)1310-1350℃煅燒，煅燒至燒結(jié)狀態(tài)，將所得熟料經(jīng)化學(xué)分析，結(jié)果如下(％)

熟料經(jīng)沸水煮二小時不粉化。
實施例4將原料高鋁礬土53％、石灰石40％、菱苦土6％和螢石1％混合后由球磨機粉碎，達到180目篩余小于8％的細度，經(jīng)加水成球，然后送入回轉(zhuǎn)窯，經(jīng)1310-1350℃煅燒，煅燒至燒結(jié)狀態(tài)，將所得熟料經(jīng)化學(xué)分析，結(jié)果如下(％)

熟料經(jīng)沸水煮二小時不粉化。
實施例5將原料高鋁礬土38.2％、石灰石58.8％、硅氟酸鈉3％混合后由球磨機粉碎，達到180目篩余小于8％的細度，經(jīng)加水成球，然后送入回轉(zhuǎn)窯，經(jīng)1310-1350℃煅燒，煅燒至燒結(jié)狀態(tài)，將所得熟料經(jīng)化學(xué)分析，結(jié)果如下(％)

熟料經(jīng)沸水煮二小時不粉化。
實施例6將原料高鋁礬土38.2％、石灰石58.8％、硅氟酸鎂3％混合后由球磨機粉碎，達到180目篩余小于8％的細度，經(jīng)加水成球，然后送入電爐，在1310-1350℃內(nèi)煅燒成熟料，該熟料經(jīng)沸水煮二小時不粉化。
熟料經(jīng)化學(xué)分析，結(jié)果如下(％)

實施例7將原料高鋁礬土38.2％、石灰石58.8％、和氯化鈣3％混合后由球磨機粉碎，達到180目篩余小于8％的細度，經(jīng)加水成球，然后送入倒焰窯，在1310-1350℃內(nèi)煅燒成熟料，該熟料經(jīng)沸水煮二小時不粉化。
熟料經(jīng)化學(xué)分析，結(jié)果如下(％)

從實施例1-5可以看出利用回轉(zhuǎn)窯燒結(jié)法生產(chǎn)高鈣型鋁酸鈣本發(fā)明達到了發(fā)明目的。從實施例6-7看出，本發(fā)明也可用電爐、倒焰窯實施，并能得到與回轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)的高鈣型鋁酸鈣熟料同樣的質(zhì)量。
權(quán)利要求
1.高鈣型鋁酸鈣的生產(chǎn)方法，其特征為由下列按重量百分比組成的原料生產(chǎn)，高鋁礬土30-55％，石灰石40-65％，鹵素類化合物添加劑0.5-7％。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高鈣型鋁酸鈣的生產(chǎn)方法，其特征為鹵素類化合物添加劑為含有鹵素的鈣鹽、鋁鹽、鈉鹽、鎂鹽，可以加入單獨一種鹵素類化合物，也可以同時加入幾種鹵素類化合物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高鈣型鋁酸鈣的生產(chǎn)方法，其特征為石灰石原料的2-30％，可由MgO或BaO或CaF2代替。
全文摘要
本發(fā)明為高鈣型鋁酸鈣的生產(chǎn)方法，涉及煉鋼潔凈劑領(lǐng)域，高鈣型鋁酸鈣用電熔法生產(chǎn)，成本高，不能連續(xù)化生產(chǎn)，質(zhì)量不穩(wěn)定，回轉(zhuǎn)窯燒結(jié)法生產(chǎn)，燒結(jié)溫度范圍窄不易控制，且存在游離CaO，易粉化，無法使用，本發(fā)明在原料中加入了0.5－7％的鹵素類化合物添加劑，使回轉(zhuǎn)窯燒結(jié)法的溫度控制范圍變寬，而且無游離的CaO存在，還具有生產(chǎn)能耗少，成本低，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，便于生產(chǎn)管理的特點。
文檔編號C01F7/00GK1669930SQ200510063059
公開日2005年9月21日 申請日期2005年4月5日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月5日
發(fā)明者王建亭, 周季婻 申請人:鄭州登峰熔料有限公司