Спосіб отримання багатокомпонентного цементу

Спосіб отримання багатокомпонентного цементу, що включає попереднє подрібнення важкоподрібнюваного компонента до оптимальної проміжної тонкості, а також побудову діаграм окремого подрібнення важко- і легкоподрібнюваного компонентів, який відрізняється тим, що спільне подрібнення важко- й легкоподрібнюваного компонентів ведуть так, щоб максимальна кількість кожного компонента досягала водночас наступних дисперсностей: 0,2 - 0,8 мм - для важкоподрібню де Тт і То,- абсциси максимумів діаграм подрібнення, відповідно, важко- і легкоподрібнюваного компонентів; m і п - частка, відповідно, важко- і легкоподрібнюваного компонентів. Винахід відноситься до техніки виробництва цементу і конкретно до техніки подрібнення матеріалів при виробництві багатокомпонентного цементу, наприклад, шлакопортландцементу. Відомо позитивний вплив попереднього подрібнення клінкеру (коли він є важкоподрібнюваємим по відношенню до додатку • шлаку) на ефективність подрібнення [1]. Для цього клінкер при виробництві цементу заздалегідь подрібнюють в різноманітних подрібнювачах (конусних інерційних дробарках, валкових дробарках і молоткових, прес-валках і т.д.). Недоліком є те, що ступінь попереднього подрібнення не регламентується, а визначається фактично максимально можливою, одержуваною в залежності від типу подрібнювача в зв'язку з урахуванням впливу тільки одного чинника зменшення початкової крупності матеріалу. Відомо, що подрібнення порошку, який складається з важко- і легкоподрібнюємих компонентів ефективно, коли важкоподрібнюваємий компонент заздалегідь подрібнений до проміжної дисперсності. На час подачі легкоподрібнюємого компоненту важкоподрібнюємий компонент повинен мати вже певну проміжну тонкість помелу, яка є оптимальною для наступного спільного подрібнення. В результаті цього спільний помел іде на протязі часу, необхідного для повного подрібнення важкоподрібнюваємого компоненту, який мав перед помелом певну проміжну тонкість. Найбільш близьким по суті є взятий за прототип спосіб отримання цементу [2], по якому величину цієї оптимальної проміжної тонкості визначають експериментально на промисловому або лабораторному млині, проводячи помели суміші заданого складу при різноманітному ступені попереднього подрібнення важкоподрібнюваємого компоненту і вибираючи режим з мінімальними енергозатратами на помел до однакової тонкості. Недоліком є те, що потрібна велика кількість попередніх експериментальних помолів компонентів з різноманітними сполученнями дисперсностей і крім того, спосіб розрахований на реалізацію його в одному млині за рахунок окремої' і спільної подач" компонентів, які чергуються з певним періодом, що представляє відомі труднощі а також містить недоліки, властиві всім періодичним процесам. В основу винаходу поставлена задача вдосконалення способу отримання цементу по а. с. СРСР № 1104728, кл. В02С 19/00, 1986 г., в якому за рахунок врахування впливу абразивних властивостей часток важкоподрібнюваємого компоненту і використання їх як додаткових до основних мелючих тіл, виявлення фракцій, що володіють мак ваного компонента і 0,28 - 1,00 - для легкоподрібнюваного, а у випадку рівної подрібнюваності компонентів при однаковій дисперсності - 0,2 - 0,8 мм, при цьому оптимальну проміжну тонкість попереднього подрібнення важкоподрібнюваного компонента визначають як ординату діаграми його подрібнення по залишку на ситі дисперсності 0,2 0,8 мм при абсцисі Де, рівній Ас= Т т ( 1 - m ) - n T л . О 00 со о> 34780 сигнальними абразивними властивостями для нанесення мікропошкоджень часткам легкоподрібнюваємого компоненту, відбувається полегшення і інтенсифікація їх руйнування, тобто підвищення тонкості помелу, що забезпечує конкретний технічний результат покращує якість готового продукту, знижує енергоємкість процесу подрібнення і зменшує трудоємкість визначення величини оптимальної проміжної дисперсності Поставлена задача вирішується тим, що в способі отримання цементу [21, де величину оптимальної проміжної тонкості визначають експериментально на промисловому або лабораторному млині, проводячи помели суміші заданого складу при різноманітному ступені попереднього подрібнення важкоподрібнюваємого компоненту і вибираючи режим з мінімальними енергозатратами на помел до однакової тонкості згідно винаходу спільне подрібнення важко- і пегкоподрібнюваємого компонентів ведуть так, щоб максимальна КІЛЬКІСТЬ кожного компоненту досягала водночас наступної дисперсності 0,2 - 0,8 мм для важкоподрібнюваємого компоненту і 0,28 - 1,00 мм для легкоподрібнюваємого, а в випадку рівної подрібнюваємості компонентів при однаковій дисперсності 0,2 - 0,8 мм, при цьому оптимальну проміжну тонкість попереднього подрібнення важкоподрібнюваємого компоненту визначають як ординату діаграми його подрібнення по залишку на ситі дисперсності 0,2 - 0,8 мм при абсцисі Де рівній Дс= Тт(1 - т ) - пХл, де Т т і Т п - абсциси максимумів діаграм подрібнення ВІДПОВІДНО важко- і легкоподрібнюваємого компонентів, m і п - частка ВІДПОВІДНО важко- і легкоподрібнюваємого компонентів Принципова відміна способу, що пропонується від прототипу полягає в тому, що він базується на висунутому нами механізмі взаємодії легкоподрібнюваємого компоненту з важкоподрібнюваємим, частки якого є додатковими мікромелючими тілами Таким чином, знайдена нами з урахуванням максимальної абразивності часток оптимальна їх дисперсність дозволяє при спільному помолі суміші отримати конкретний технічний результат • зменшення трудоємкості визначення оптимальної проміжної тонкості, збільшення тонкості помелу, тобто підвищення якості готового продукту і зниження енергозатрат на подрібнення ДОЦІЛЬНІСТЬ СПІЛЬНОГО подрібнення до одно часного досягнення саме означених дисперсностей пояснюється наступним Частки важкоподрібнюваємого матеріалу грають по відношенню до легкоподрібнюваємого роль маленьких мелючих тіл Чим міцніше частки і чим більше вони мають гострих вершин, тим більше очагів руйнування (подряпин, мікротріщин, прим'ятин) вони викликають в частках легкоподрібнюваємого матеріалу, що сприяє після цього руйнуванню матеріалу від мелючого завантаження Виміри МІЦНОСТІ і КІЛЬКІСТЬ гострих кутів часток клінкеру показали, що найбільш міцною і найбільш гострою є саме означена дисперсність 0,28 1,0 мм для легкоподрібнюваємого і 0,2 - 0,8 мм для важкоподрібнюваємого клінкеру Наведені в таблиці деякі дані підтверджують це Розмір зерен, Міцність зерен, Кут Зміст кутів мм загострен- до 90° МПа ня, град включно 46-160 10 20 44 5 20-150 10 114 57 7 20-120 , 81 9 05 130 10- 130 0 25 102 69 6 Слід відзначити, що один і той же матеріал може бути в залежності від отриманої структури і важко-1 легкоподрібнюваємим Так, кислі шлаки є важкоподрібнюваємими, а основні - легкоподрібнюваємими Має значення і засіб грануляції шлак мокрої грануляції легше подрібнюється, ніж після повітряно-капельної 3 урахуванням цього шлак по відношенню до клінкеру може бути як важко-, так і легкоподрібнюваємим При цьому треба мати на увазі, що в будь-якому випадку доцільно, щоб в готовому продукті дисперсність шлаку була менш, ніж клінкеру Частки шлаку є немов би центрами, навколо яких збираються частки клінкеру Чим більш таких центрів, тим вище якість цементу Крім того, щоб отримати близькі до клінкеру показники на подрібнення важкоподрібнюваємого шлаку необхідно витратити в 2 рази більше часу Тому, враховуючи викладене вище, діаграми будують по дисперсностям 0,2-0,8 мм (крайні значення закруглені до найближчих стандартних сіток) ДЛЯ важкоподрібнюваємого шлаку та 0,281,0 мм для клінкеру з тим, щоб в готовому продукті дисперсність шлаку (з урахуванням кінетики його подрібнення) не перевищувала дисперсності клінкеру 3 цих міркувань для легкоподрібнюваємого шлаку дисперсність його прийнята однакова з клінкером і дорівнює 0,2-0,8 мм На фіг 1 надані діаграми окремого помелу легкоподрібнюваємого компоненту фракції 0,2-0,8 мм (крива 1) і важкоподрібнювальної фракції 0,2-1,0 мм (крива 2 що пізніше досягає максимума), діаграма спільного помелу суміші (крива 3) Таким чином, спільний помел необхідно вести так, щоб максимальна КІЛЬКІСТЬ шлаку і клінкеру досягала означеної дисперсності водночас Для виконання цієї умови потрібно знайти тонкість попереднього подрібнення важкоподрібнюваємого матеріалу 3 цією метою треба максимум ординати діаграми окремого подрібнення важкоподрібнюваємого компоненту (з абсцисою Т т , рівній часу досягнення цього максимума) сполучити з вертикаллю, що минає через максимум діаграми окремого помела легкоподрібнюваємого компоненту (що має абсцису Т л ), тобто змістити на величину д = т т - Т л Після ЦЬОГО ЦЮ величину треба скоректувати поправкою на кінетику спільного помелу, або зсунути максимум діаграми важкоподрібнюваємого компоненту ліворуч не на Д , а на величину Ас= - Т 34780 де Тс - абсциса максимума діаграми, що вра• ховує кінетику спільного помелу Тс = гпТт+пТл. Тоді після підстановки одержуємо А с= Тт - т Т т - п Х л = Тт(1 - т ) - п Т я , де m і п - частка в суміші відповідно важко* і легкоподрібнювального компонентів при максимальних ординатах. На фіг. 1 крива 3 - діаграма спільного помелу. Зміщення діаграми ліворуч спідручніше замінити на зміщення початкової ординати праворуч на величину Ас. Тоді відповідна ордината діаграми окремого помелу важкоподрібнюваємого компоненту X (фіг.1) і буде цією величиною дисперсності попереднього помелу. Як бачимо, діаграми можна будувати неповні, обмежуючись максимальними величинами залишків на ситах. Спосіб реалізують слідуючим чином. Наприклад, необхідно встановити оптимальну проміжну тонкість попереднього подрібнення важкоподрібнюваємого клінкеру в конусній інерційній дробарці, встановленій перед трубним цементним млином. Кількість клінкеру в суміші m = 0,62, а шлаку п = 0,36. В лабораторний шаровий млин завантажують спочатку клінкер і, подрібнюючи його з відбором проб, будують діаграму помелу. Бо шлак в даному випадку є легкоподрібнюваним, то діаграму помелу будують на ситах 0.2 - 0,8 мм і обмежують її відразу'Після максимального значення ординати. Після цього завантажують відповідну порцію шлаку і при тих же умовах проводять його подрібнення, потім виконують відбір проб і будують неповну діаграму помелу до отримання її максимальної ординати на тих же ситах 0,2 • 0,8 мм. Діаграми будують в таких координатах: по ординаті відкладають в відсотках вагу залишку на ситі 0,2 мм, який пройшов сито з розмірами вічка 0,8 мм, тобто ваговий відсоток фракції класу 0,2 - 0,8 мм, а по абсцисі - час подрібнення. Вагу проби для ситового аналізу можна приймати в залежності від крупності найбільшого шматка в пробі: • розмір найбільшого шматка, мм 0,5 1 З - мінімальна вага проби, кг 0,1 0,2 0,3 З отриманих діаграм помелу знаходимо абсциси, відповідні максимуму ординат окремого подрібнення: X л - шлаку (в нашому випадку легко подрібнюваємого компоненту) і т т - клінкеру (як важкоподрібнюваємого). Знаходимо, що Х п = = 10 хв і Т т = 20 хв. Без урахування впливу спільного помелу при суміщенні максимумів цих діаграм час попереднього подрібнення клінкера склав Т = Т т - Т л =10 хв. З урахуванням взаємного впливу компонентів на кінетику їх спільного помелу знаходимо, що максимум діаграми важкоподрібнювального* клінкеру треба зсунути ліворуч не на А , а на величину Ас= Тт(1 л = 20 ( 1 - 0 , 6 2 ) -0,36 10 = 7,6-3,6 = 4хв. Знаючи величину Ас для зручності аналізу діаграм зсуваєм початкову ординату діаграми подрібнення важкоподрібнюваємого клінкеру праворуч (що рівнозначно зміщенню максимума діаграми ліворуч) на величину Д с . Точка пересічіння цієї ординати з діаграмою помелу клінкеру і визначить цю величину X (фіг.1). В нашому випадку вона склала 33%. Таким чином, попереднє дрібнення повинно проводитися до отримання фракції клінкеру класу 0,2-0,8 мм з залишком порядку 33%. З цією метою відбирають контрольні проби дробленого клінкеру після дробарки і домагаються отримання необхідної дисперсності класу 0,2 • 0,8 мм (що відповідає Т с = т Т т + + п Т л = 0,62 20 + 0,36 10 = 16 хв.) і визначають нові значення т н і п„. Величина відхилень їх від т і п, взятих в вхідних умовах, і покаже значимість продольного перемішування, що можна регулювати різноманітними конструктивними і технологічними параметрами. Якщо відхилення перевищує 10%, то значення Дс можна перерахувати для нових т „ і п н . Реалізація способу дозволить підвищити ефективність подрібнення компонентів цементу. Джерела інформації. 1. Пироцкий В.З. Перспективные технологические системы измельчения: оценка эффективности. Сб. трудов БТИСМ, г.Белгород. 1989. С.26-33. 2. Авт.свид. СССР Ne 1104728. кл. В02С 19/00. Вердиян М.А. и др. Способ получения цемента. 34780 Тираж 50 екз. Відкрите акціонерне товариство «Патент» Україна, 88000, м. Ужгород, вул. Гагаріна, 101 (03122) 3 - 7 2 - 8 9 (03122) 2 - 5 7 - 0 3