電爐熔融法生產白色鋁矽酸鹽水泥工藝及其設備的製作方法
2023-04-24 10:01:16
專利名稱:電爐熔融法生產白色鋁矽酸鹽水泥工藝及其設備的製作方法
本發明涉及一種應用電爐熔融法生產白色鋁矽酸鹽水泥工藝及其設備。
迄今為止，白水泥的生產仍多採用迴轉窯或沸騰爐進行，它對主要原料中Fe2O3的含量要求限制在0.05%以下，另外，由於在煅燒中以礦物質燃料作為煅燒熱源，對水泥的白度影響較大。隨著礦物質燃料的減少和價格上漲，水電站的不斷建立和便宜的電價，七十年代提出的電爐熔融法生產水泥的新工藝不斷得到完善。1982年《World Cement》雜誌發表了冰島「用電弧爐熔融矽酸鹽水泥的實驗報告」，這個實驗是在實驗室內進行的。國內廣西梧州地區八步水泥廠從1982年開始進行電爐熔融法生產白水泥實驗，雖然採用電爐熔融法生產的白水泥白度較高，但普遍存在著熔液凝固溫度高，電極棒消耗大，綜合電耗高等問題，廣西梧州地區八步水泥廠生產每噸白水泥綜合電耗1400度，電極棒消耗13～15公斤，熔液凝固點溫度高於1300℃。另外，熔融的水泥生料對耐火材料的侵蝕嚴重，使電爐爐齡縮短。
本發明的目的在於解決已有技術中存在的問題，提供一種熔液凝固溫度低、綜合電耗和電極棒消耗小的電爐熔融法生產白色鋁矽酸鹽水泥工藝及其設備。
本發明是把由石灰和粘土組成的白色鋁矽酸鹽水泥生料破碎成直徑小於30毫米的顆粒，然後送入電爐，經引弧後進入正常熔融，電極棒插入熔液深度0～20釐米，待熔料溫度達1500～1600℃時，出爐水淬，水淬水壓力2.5～4公斤/cm2，水淬用水與熔料之比在8∶1～14∶1之內，水淬後的熟料經烘乾，至含水量小於1.5%後，與白色混合材料共同粉磨成白色鋁矽酸鹽水泥。
白色鋁矽酸鹽水泥生料中石灰與粘土的重量之比為1∶1～1.5∶1;其中石灰的CaO含量大於95%、Fe2O3的含量小於0.2%、石灰燒失量小於15%;粘土的Fe2O3含量小於1%，粘土中Al2O3與SiO2的含量之比大於0.67。
白色鋁矽酸鹽水泥熟料的化學成分的重量百分比為CaO含量45～49%，SiO2含量30～33%，Al2O3含量18～22%，Fe2O3含量小於0.5%，其它成分含量小於1%。
白色混合材料組分為800℃以上的煅燒石膏、石灰、白雲石、白色煅燒粘土，白色混合材料與白色鋁矽酸鹽水泥熟料的配比關係為白色鋁矽酸鹽水泥熟料60～70%，煅燒石膏14～18%，石灰0.5～1%，白色煅燒粘土小於10%，白雲石小於10%。
電爐熔融法生產白色鋁矽酸鹽水泥的裝置包括把水泥生料粉碎的粉碎機、熔融水泥生料的電弧爐和熟料粉磨機。熔融水泥的電弧爐是在冶金電弧爐的基礎上加以改造的，它不需要經常開爐蓋系統、爐體傾斜設施，並且，爐體也不需要從基礎上拉出。電弧爐主要由爐體、爐蓋(1)、電極(7)、爐門(5)、出料口(4)組成。爐蓋(1)、電纜和導電管全部採用水冷，熔池渣線以下的爐壁(2)上裝有水冷塊(6)，出料口(4)由漏鬥狀空心內、外套(9、8)組成，內、外套(9、8)由兩層套合的漏鬥狀鋼板焊接而成，通過進水管(10)和出水管(11)注水冷卻，漏鬥狀內套(9)的小口作為出料嘴(12)，採用這種結構解決了在高溫下，熔料與耐火材料發生強烈化學反應，造成對爐襯侵蝕，電弧爐爐齡較短的問題。
圖1是電弧爐剖視圖。
圖2是出料口剖視圖。
圖3出料口主視圖。
熔池底部採用碳磚鋪襯，渣線以上採用鎂質耐火磚。
由於電弧爐熔融的是非金屬材料，在開始熔融時，需要採用電極引弧，將三根直徑大於電爐電極直徑、長度適宜的引弧電極埋入生料中，引弧電極位於電爐電極的正下方，其上部露出呈正三角形。生料的投入量要合適，一般以熔化後的熔料不超出熔池設計液面，並且熔料液面淹沒爐壁上的水冷塊為準。使用變壓器允許的較大電壓，以及正常熔融電流的1/3～1/2電流進行引弧，待生料全部熔融後，將引弧電極取出。引弧時，使用大電壓是為了擊穿非金屬生料，儘快形成熔池;用較小的電流使爐內慢慢生溫對爐襯有利，另外，較小的電流也不會造成起弧時噪音過大。生料經引弧熔融後，熔料呈離子狀態，具有一定的導電性，引弧電極取出後就可連續加料、出料，而不需要再引弧了。每次出料，熔融料不全部放盡，而留一部分作為下一次熔融之用。
採用本發明生產白色鋁矽酸鹽水泥，具有原料的品種少、對原料中Fe2O3的含量要求低，質量易於控制，熔液的凝固點較低(1500℃左右)，生料的熔化速度快等特點，水泥的白度可達84度，水泥的強度可穩定在525＃，並可摻加大量的白色混合材，大大降低了產品消耗指標，每噸水泥電耗700度以下、電極棒消耗小於4公斤。
下面是三組不同配比的水泥及其性能表:
權利要求
1.電爐熔融法生產白色鋁矽酸鹽水泥工藝有以下步驟把由石灰和粘土組成的白色鋁矽酸鹽水泥生料破碎顆粒，然後送入電爐，經引弧後進入正常熔融，電極棒插入溶液深度0～20釐米，待熔料溫度達1500～1600℃時，出爐水淬，水淬水壓力2.5～4公斤/cm2，水淬用水與熔料重量之比在8∶1～14∶1之內，水淬後的熟料經烘乾，至含水量小於1.5%後，與白色混合材料共同粉磨成白色鋁矽酸鹽水泥。
2.根據權利要求
1所述的電爐熔融法生產白色鋁矽酸鹽水泥工藝，其特徵在於白色鋁矽酸鹽水泥生料中石灰與粘土的重量之比為1∶1～1.5∶1;其中石灰的CaO含量大於95%、Fe2O3的含量小於0.2%、石灰燒失量小於15%;粘土的Fe2O3含量小於1%，粘土中Al2O3與SiO2的含量之比大於0.67。
3.根據權利要求
2所述電爐熔融法生產白色鋁矽酸鹽水泥工藝，其特徵在於白色鋁矽酸鹽水泥熟料化學成分的重量百分比為CaO含量45～49%，SiO2含量30～33%，Al2O3含量18～22%，Fe2O3含量小於0.5%，其它成分含量小於1%。
4.根據權利要求
1～3之一所述的電爐熔融法生產白色鋁矽酸鹽水泥工藝，其特徵在於白色混合材料組分為800℃以上的煅燒石膏、石灰、白雲石、白色煅燒粘土，白色混合材料與白色鋁矽酸鹽水泥熟料的配比關係為白色鋁矽酸鹽水泥熟料60～70%，煅燒石膏14～18%，石灰0.5～1%，白色煅燒粘土小於10%，白雲石小於10%。
5.根據權利要求
1所述的電爐熔融法生產白色鋁矽酸鹽水泥的設備，包括把原料粉碎的粉碎機、熔融水泥生料的電弧爐和熟料粉磨機，其特徵在於電弧爐渣線以下的爐壁上裝有水冷塊(6)。
6.根據權利要求
5所述的電爐熔融法生產白色鋁矽酸鹽水泥的設備，其特徵在於出料口(4)由漏鬥狀空心內、外套(9、8)組成，內、外套(9、8)由兩套合的漏鬥狀鋼板焊接而成。
專利摘要
電爐熔融法生產白色鋁矽酸鹽水泥工藝及其設備，本發明是將石灰和粘土組成的白水泥生料破碎成顆粒，然後送入電爐，經引弧後進入正常熔融，電極棒插入熔液深度0～20釐米，待熔料溫度達1500～1600℃時，出爐水淬，水淬水壓力2.5～4公斤/cm
文檔編號C04B7/34GK87104194SQ87104194
公開日1988年2月24日 申請日期1987年6月11日
發明者程強, 常自奮, 汪立文, 李秀芝 申請人:甘肅省建築材料科學研究所導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan