Содержание к диссертации
Введение
Литературный обзор. Образование цементного клинкера
Состав клинкера
Особенности процессов клинкерообразования во вращающихся печах в присутствии природных примесей .
Влияние состава газовой среды и примесей на физико-термохимические процессы, протекающие при нагревании смесей.
Методика проведения экспериментов и характеристика сырьевых материалов .
Методика проведения экспериментов.
Характеристика сырьевых материалов .
Методика разработки оптимального состава цементной сырьевой смеси с целью снижения затрат тепла на обжиг цементного клинкера.
Теплотехнологические особенности процесса спекания клинкера .
Зависимость удельного расхода тепла при обжиге цемент-ного клинкера от теплотехнологических параметров процесса обжига.
Зависимость скорости движения и структуры материального потока во вращающихся печах от изменения параметров процесса обжига .
Практические основы горения газообразного топлива и регулирования длины факела с целью разработки оптимальных конструкций регулируемых горелок.
Выводы по третей главе.
STRONG Технологические основы оптимизации процессов клин-керообразования во вращающихся печах
STRONG Оптимизация питания печи шламом (сырьевой мукой, смесью) и обеспечение равномерной толщины слоя материала по длине печи.
Оптимизация - интенсификация процессов клинкеро-образования во вращающихся печах.
Определение теплопотерь через корпус печи.
Изучение механизма клинкерного пыления и способы его устранения .
Выводы по четвертой главе
Оптимизация основных теплотехнологических параметров процесса обжига цементного клинкера во вращающихся печах .
Тепловая мощность, удельное тепловое напряжение сечения диаметра в свету зоны спекания и производительность цементных вращающихся печей.
Оптимальная производительность вращающейся печи, вещественный состав и спекаемость сырьевой смеси.
Зависимость активности клинкера от теплотехнологических параметров режима обжига клинкера.
Усовершенствованные способы управления и автоматического регулирования процесса обжига портландцементного клинкера во вращающейся печи.
Выводы по пятой главе
Выводы
Список использованной литературы
- Особенности процессов клинкерообразования во вращающихся печах в присутствии природных примесей
- Характеристика сырьевых материалов
- Зависимость скорости движения и структуры материального потока во вращающихся печах от изменения параметров процесса обжига
- Изучение механизма клинкерного пыления и способы его устранения
Особенности процессов клинкерообразования во вращающихся печах в присутствии природных примесей
Состав клинкера. Сырьевыми материалами для производства цементного клинкера, продуктом тонкого размола которого является цемент, в подавляющем большинстве случаев служат известняк или мел и глина или глинистый сланец. Используют также мергели — естественные смеси известняка, и глины в различных пропорциях; встречаются смеси и в пропорции, отвечающей составу цемента (натуральные мергели). Наряду с природными сырьевыми материалами применяют отходы химической и металлургической промышленности: гранулированный доменный шлак, элетротермофосфорный шлак, нефелиновый шлам и др.
Известняк и мел состоят в основном из углекислого кальция (СаСОз)[79]. Они содержат также некоторое количество MgCO3. Главной составной частью глины и глинистого сланца являются водные алюмосиликаты: каолинит (А12О32SiO22Н2О), монтмориллонит (А12О34SiO2Н2Оaq), галлуазит (А12О32SiO22Н2Оaq). Гранулированный доменный шлак содержит около 50% оксида кальция (СаО), которая распределяется между его стекловидной частью и кристаллическими соединениями (силикатами, алюмосиликатами и др.). Получение цементного клинкера представляет собой непрерывный процесс нагревания тонкоизмельченных и тщательно перемешанных сырьевых смесей и охлаждения обожженного продукта, сопровождающийся превращением и взаимодействием исходных компонентов и промежуточных продуктов обжига.
Исследование этих процессов является предметом химии [234] и технологии цемента[16,69,92,94,96,168,228-233].
Компоненты сырьевой смеси при температурах 50—100 С отдают всю механически связанную, а при температурах 100— 300 С адсорбированную влагу[79,133,201,234. В указанном интервале температур начинает выделяться кристаллизационная вода из водных алюмосиликатов, однако удаление основной части этой воды из каолинита наблюдается в области температур 450— 550 С, из монтмориллонита при 800 – 900 С. В результате дегидратации происходит ослабление кристаллической решетки и увеличение удельной поверхности алюмосиликатов, что делает их реакционно способными уже при температуре 450—500 С. Часть дегидратированных алюмосиликатов вступает в реакцию непосредственно, другая же часть при температурах 900— 1100 С сначала распадается на свободные глинозем и кремнезем.
Диссоциация углекислого кальция начинается при температуре от 700 до 900 С в зависимости от структуры зерен СаСО3 и содержания в породе тех или иных примесей. При 906 С давление СО2 достигает 1 ат, а при 1000–1100 С диссоциация СаСОз заканчивается. Давление СО2, выделяющейся из углекислого магния, становится равным атмосферному при 640 С. Практически диссоциация MgCO3 происходит в интервале температур 500—750 С. Подобно алюмосиликатам карбонаты частично вступают в реакцию еще до разложения.
Реакции в твердом состоянии становятся заметными при температуре около 600 С, но протекают с достаточной скоростью, когда температура приближается к 800 С[79,81]. Эти реакции являются многоступенчатыми. В области температур 800—900 С образуются СаОА12О3, который переходит в 5СаОЗА12О3, 2СаОFe2O3 и 2СаОSiO2. При температуре 900—1000 С начинается образование 4СаОА12О3Fe2O3 из 2СаОFe203 и 5СаОЗА12О3, а также ЗСаОА12О3 из остатка 5СаОЗА12О3. Когда температура приближается к 1200С и несколько превышает это значение, завершаетсяобразование 2СаОSiO2, 4CaOA12O3Fe2O3 и ЗСаОА12О3[79,81]. При температуре 1200—1280 С в сырьевой смеси обычного состава появляется эвтектическая жидкая фаза, т. е. сырьевые материалы частично расплавляются[79,179]. К этому моменту в твердом состоянии остается часть 2СаОSiO2 и СаО, остальные соединения образуют жидкую фазу. Известь и 2СаОSiO2 pacтворяются в жидкой фазе и соединяются друг с другом, образуя ЗСаОSiO2. При переходе в жидкую фазу ЗСаОА12О3 частично или полностью разлагается на 5СаОЗА12О3 и СаО, что увеличивает содержание свободной СаО в обжигаемом материале и количество ЗСаОSiO2. Температура завершения образования 3CaOSiO2 зависит от физико-химической характеристики сырья и при обычном составе сырьевой смеси составляет около 1400 С. Количество жидкой фазы при этой температуре равно 25—30%. Ввиду часто встречающегося в силикатных системах переохлаждения жидкой фазы, она затвердевает при охлаждении клинкера несколько ниже 1200 С.
Первым из жидкой фазы кристаллизуется ЗСаОSiO2, имеющий наиболее высокую температуру плавлелия, затем алюминаты и алюмоферриты кальция и MgO. Алюмоферриты кальция образуют твердые растворы переменного состава, связывающие различные количества окиси кальция[82,102,181].
Трехкальциевый силикат представляет собой соединение пересыщенное известью и при медленном охлаждении клинкера ниже температуры 1200 С может частично разлагаться на устойчивые 2СаОSiO2 и СаО, которая, реагируя с 5СаОЗА12О3 восстанавливает ранее разложившийся ЗСаОА12О3[81,257]. Примеси MgO и А12О3 стабилизируют ЗСаОSiO2[158-159,187]. При быстром охлаждении клинкера ЗСаОSiO2 не разлагается, обратное соединение 5СаОЗА12О3 и СаО с образованием кристаллического ЗСаОА12О3 не успевает произойти полностью, и часть жидкой фазы застывает в виде стекла, содержащего меньше СаО, чем клинкер в целом[135-136]. Если отношение процентного содержания в клинкере глинозема и окиси железа меньше 0.9, то быстрое охлаждение клинкера вызывает понижение содержания ЗСаО SiO2, если же указанное отношение больше 0.9, то содержание ЗСаОSiO2 повышается[58,136-139].
Окисид магния может присутствовать в клинкере в виде периклаза, твердого раствора в 4СаОА1аО3Fe2O3, 2CaOSiO2, ЗСаОSiO2 и входить в состав стекла[79,256-257]. Чем больше в клинкере жидкой фазы, ниже отношение содержания глинозема и окиси железа и интенсивнее охлаждение клинкера, тем больше MgO будет связано в алюмоферитной фазе и растворено в стекле. При медленном охлаждении клинкера практически вес окисид магния может выкристаллизоваться в виде периклаза[76,79,136].
В глинах и известняках в виде примесей содержатся щелочные алюмосиликаты, которые при взаимодействии с СаО в интервале температур 1300—1350С разлагаются с выделением Na2O и К2О[83,138,140,179]. Слюдистые минералы выделяют щелочи значительно легче, чем полевошпатные.
Щелочи частично возгоняются и образуют в газовой фазе карбонаты, сульфаты, сульфиды и гидроокисиды[11,138,186]. В зонах печи с температурой ниже 800—900 С: часть этих соединений конденсируется на материале и футеровке, часть входит в состав пыли, улавливаемой пылеосадительными устройствами и возвращаемой в печь, остальная же часть теряется с пылью и газами, выбрасываемыми в атмосферу[133]. Химизм этого процесса сводится к следующему: в результате сгорания серы топлива или возгонки из сырья образуется SO2. Это легколетучий компонент и, если предотвратить его окисление, он с дымовыми газами уносится из печи. В случае же перехода SO2 в SO3 происходит адсорбирование последнего на материала и образование щелочных сульфатов, которые и являются причинами кольцеобразования. На процесс окисления влияет температура, наличие кислорода и присутствие катализаторов. Интенсивное окисление происходит в интервале 700 – 4000С. Хорошим катализатором являются оксид железа и водяные пары. В связи с вышеуказанным для борьбы с кольцами оказались действенными следующие мероприятия: повышение температуры мазута до 1600С (с целью снижения коэффициента избытка воздуха), снижение содержание оксида железа, удаление части теплообменных устройств и повышение влажности шлама [94,96].
Характеристика сырьевых материалов
Эти выводы подтверждены результатами последующих работ. Изучив степень возгонки щелочей в интервале 1200 – 1600 0С с использованием математических методов, авторы [176] установили следующий порядок воздействия: температура = время SO3 размер гранул глиноземный модуль. В работе [176], также показано влияние различных факторов на степень конденсации оксида калия: дисперсность материала SO3 K2O температура. Дополнительно к проведенным данным исследователи [138] определили восстановительную среду как интенсификатор летучести щелочей, а [108] показали, что подобный эффект оказывает повышенное содержание кремнезема в шихте. По влиянию первичных щелочных фаз в глинистых минералах установлено [96], что из иллита и слюд щелочи улетучиваются при температуре выше 9000 С быстрее , чем из сырьевой смеси, содержащей полевые шпаты. Соединения калия возгоняются легче, чем натрия, что объясняется близостью ионных радиусов натрия и кальция. В работах[21] показана возможность интенсификации возгонки щелочей при переводе их в более летучие соединения - хлориды путём ввода в шихту хлористого кальция.
Исследование, проведенные с применением радиоактивных изотопов (РАИ), показали, из 135 – метровой печи мокрого способа производства [132] возгонка большей части калия происходит со 125 – 130 м . В течении 2 – часового периода прохождение материала через печь улетучивалась 80% калия. Конденсация щелочи в основном наблюдалась на 30 - 55 м. Данные опыты свидетельствуют о пятикратной циркуляции калиевых соединений в печах. Опыты , проведённые на печи 5 х 185 м с меченым изотопом Na24 в виде наименее летучего соединения сульфата натрия, показали, что наиболее интенсивная возгонка наблюдается со 140 – 145 м, когда происходит замедление скорости движения материала и, следовательно, начинается жидкофазное спекания [63]. Конденсация и присадка Nа происходит на 49-57 м при температуре газового потока 950 – 9800С и заканчивается до 23м. В результате циркуляции количество щелочей в обжигаемом слое увеличивается на 35 – 40 %. После прекращение подачи изотопа он ещё в течение 9 – 10 ч фиксируется в клинкере на колосниковом холодильнике. Дополнительно установлено, что при подачи пыли электрофильтров с горячего конца возгонка натрия в атмосферу на 32 % больше, чем при возврате с холодного конца.
Поведение серного ангидрида в промышленных печах показано в работах [81,94,217]. Во вращающейся печи SO3 совершают многократную циркуляцию, постепенно накапливаясь в обжигаемом материале средней части печи. В окислительной среде, часть серосодержащих соединений разлагается и возгоняется в виде SO2 и вместе с сернистым газом из продуктов сгорания уносится в холодную часть печи. SO2 ниже - 7000С окисляется до SO3, т.к. при этой температуре равновесие 2 SO2 + O2 2 SO3 сдвигается вправо, особенно в присутствии катализаторов, которыми при обжиге клинкера является оксид железа и водяные пары. Количество водяных паров не должно быть чрезмерно высоким, т.к. тогда степень окисления сернистого ангидрида снижается.
Серный ангидрид адсорбируется на поверхности твёрдых частиц и вступает во взаимодействие со щелочами. Реакция между SO3 и R2O может протекать и в газовой среде с последующей конденсацией полученных продуктов. Осаждаясь на поверхности материала в холодной части печи, сернистые соединения вновь поступают в высокотемпературные зоны, но теперь уже в виде щелочных сульфатов. Часть SO3 адсорбируется на поверхность пыли, которая выносится из печи отходящими газами. На большинстве заводов пыль улавливается электрофильтрами и возвращается в печь, тем самым возвращаются и сернистые соединения. Многокомпонент-ность цементных сырьевых смесей, использование сырьевых материалов и отходов промышленности, содержащих различные примеси, применение добавок существенно усложняют взаимодействия между составляющими. Это требует разработки более совершенных теоретических положений, позволяющих предвидеть возможные взаимодействия с сырьевой смеси.
Наблюдения за работой печных агрегатов показывают [182 – 185], что щелочные соединения влияют на процессы клинкерообразования, начиная от сравнительно низкотемпературных участков печи (зоны подогрева и декарбонизации) до получения готового клинкера. Образование силикатов, алюминатов и ферритов кальция при нагревании можно рассматривать как реакцию нейтрализации. Согласно теории Льюиса [128], продуктом нейтрализации всегда является молекулярное соединение кислоты с основанием. Из работы[128], также известно, что всякое химическое взаимодействие, продуктом которого является соль, представляет взаимодействие между кислотой и основанием, а химическая противоположность между кислотами и основаниями приводит к взаимному ослаблению этих противоположных свойств при нейтрализации.
Таким образом, в соответствии с современными представлениями все взаимодействия между компонентами сырьевой смеси и щелочными солями из пыли электрофильтров следует рассматривать как реакции между кислотой и основанием. Яркое проявление кислотно – основного взаимодействия компонентов наблюдается также во всех природных геохимических процессах и в расплавах [158-159]. Увеличивающаяся длина вращающихся печей и установка электрофильтров способствует извлечению из отходящих газов, значительного количество щелочных соединений, которые примешиваются к сырьевой смеси, поступающий на обжиг, и вызывают непредвиденные осложнение в работе печей. Профессор Классен В.К. с сотрудниками проводил исследования на агрегатах различной мощности, проектная производительность которых на обычном природном сырье составляла от 21 до 72 т/ч, в случаи применения нефелинового шлама она достигала 100 т/ч [135 – 145]. Печи отличаются не только мощностью, но и конструктивными элементами и видом топлива. Установлены: содержание свободной извести (СаОсв), концентрация СаО в карбонатных соединениях (СаОкар) и в новых минералах некарбонатного состава (СаОмин), а также минералогический состав и содержание примесей по длине печи; в отдельных случаях приведены водорастворимые соли (ВРС). Данные химического анализа пересчитаны на прокаленное вещество, т.е. в % к массе клинкера. При анализе приведенных данных обращает на себя внимание высокое содержание примесей R2O и SO3 в обжигаемом материале. Сумма щелочей и серы в отдельных случаях достигает 9 – 11 % и сравнима или даже превосходит суммарное содержание таких основных оксидов, как Al2O3 и Fe2O3. Этот факт позволяет переоценить роль так называемых примесей и считать их компонентами обжигаемой шихты.
Зависимость скорости движения и структуры материального потока во вращающихся печах от изменения параметров процесса обжига
В горелках низкого давления используется газ с давлением до 0,05 атм., в.горелках высокого давления—до 3 атм. Если газовые горелки характеризовать по скорости истечения газа, то по этому признаку их можно разделить на три группы: - горелки с низкой скоростью истечения газа из сопла, не превышающей 100 м/сек; - горелки со средней скоростью истечения — 100—200 м/сек; - горелки с высокой скоростью истечения газа — 200— 400 м/сек. Горелки низкого давления обычно делают двухпроводными типа «труба в трубе» с завихрителями для разделения газового потока на ряд струй и создания вращательного движения газовому и воздушному потокам. По внутренней трубе горелки подается газ, по наружной — первичный воздух, омывающий газовую трубу и движущийся к выходному отверстию по кольцевому сечению воздухопровода. Диаметр выходного сечения газового сопла этих горелок составляет, 120—130 мм при скорости истечения 60—70 м/сек. Скорость истечения воздуха 80—90 м/сек.
Двухпроводные горелки низкого давления позволяют регулировать длину факела за счет изменения количества подаваемого первичного воздуха и степени смешения газа с воздухом. Вторичный воздух при этом в большем количестве, чем первичный, поступает из холодильника печи.
Горелки среднего давления в большинстве случаев работают, при скоростях истечения газа из сопла от 220 и 410 м/сек. В подводящих к печи газопроводах скорость движения газа составляет, 30—70 м/сек.
Потребное давление газа перед горелкой, измеряемое на расстоянии от 2 до 15 м от устья горелки, составляет примерно от 0,5 до 1,7 атм. Это давление газа зависит от сопротивления подводящего газопровода и диаметра устья горелки, имеющего размер примерно от 30 до 68 мм.
По конструкции эти горелки представляют собой газоподводящую трубу без подачи первичного воздуха. При применении в качестве горелки прямой трубы для полного сжигания топлива необходимо обеспечить скорость вылета до 350 – 400 м/с [46, 117,213]. При этом струя газа далеко выбрасывается в печь, и получается короткий нерациональный факел. Высокая степень турбулентности газовой струи, выходящей с высокой скоростью, обеспечивает интенсивное перемешивание газа с воздухом, поступающим из холодильника. Недостатком таких горелок простейшей конструкции, представляющих собой газоподводящую трубу, является сложность регулирования длины факела при постоянном расходе газа. Устранение этого недостатка достигается устройством регулирования площади сечения сопла.
На цементных заводах в зависимости от давления газа в магистрале и состава сжигаемого газа обеспечения полноты сжигания газаобразного топлива применяют регулируемые горелки типа ГРЦ, ЮГЦ и ВРГ [88,89,215, 252]. В этих горелках установлены завихрители, перемещение которых изменяет степень турбулизации газового потока, и конический наконечник (дроссель), изменяющий площадь сечения выходного отверстия сопла. Опыт работы вращающихся печей на природном газе показывает, что горелки с высокими скоростями истечения газа, имеют значительные экономические преимущества, не требуют установки вентиляторов для подачи первичного воздуха. При температуре в печи выше 800 0С (выше температуры воспламенения газовоздушной смеси) отрыва факела от горелки при высоких скоростях истечения газа нет.
Наиболее широкие пределы регулирования имеет однопроводная горелка ВРГ, конструкции Шакирова [252]. При сжигании природного газа в однопроводных горелках, скорость процесса в целом, а значит, и длина факела зависит от условий смешения природного газа с воздухом. Преимущество ее заключаются в том, что она позволяет обеспечить близкое воспламенение топлива и полное его сжигание при скоростях вылета газа 180 – 220 м/с. Геометрические параметры факела зависят от коэффициента турбулентной диффузии, который является функцией скорости истечения газа. Последняя также несколько влияет на светимость факела, так как от скорости смешения газа с воздухом отчасти зависеть, интенсивность протекания реакций пирогенного разложения метана и других углеводородов, сопровождающихся выделением сажистого углерода. При интенсивном и быстром смешении светимость будет понижаться, т.е. становиться прозрачным. Светимость, как было отмечено выше, регулируется изменением эффективной степени черноты газового потока. Следовательно, изменяя эти условия, можно регулировать длину диффузионного турбулентного факела. При сжигании газообразного топлива следует добиваться факела с высокой степенью черноты, когда сырой материал просматривается под факелом, а не через факел[18,46]. Этим обусловлено, необходимость проведения обширных исследований по влиянию отдельных факторов на интенсивность горения топлива в печи.
Для выявления взаимного влияния этих факторов на теплообмен на промышленной вращающейся печи 3.64150 м ОАО ” Бекабадцемент ” проведены специальные исследования по изучению влияния режима горения топлива на процессы клинкерообразования (см. приложение 7). Исследования по изучению влияния режима горения топлива на процессы клинкерообразования, проводились при различных углах раскрытия факела - 22 – 240, 36 - 380, 49 - 500, изменяемыми завихрителем газовой горелки типа ВРГ на трех режимах: 1 – на дальней зоне, при отключенном завихрителе горелки; 2–на средней зоне, при введенном завихрителе на 50 %; 3–на близкой зоне, при включении завихрителя на 100 %. Результаты исследований графически изображены на рис. рис. 3.3.7.
Изучение механизма клинкерного пыления и способы его устранения
Рентгенофазовый анализ проб отобранных из печи при максимальных значениях температуры обжига свидетельствует о содержание в них трехкальциевого силиката (алита с d = 2.76, 2.74, 2.60, 2.178, 1.45 10-10нм.), ортосиликат кальция (белит с d = 2.78, 2.71, 2.18 10-10 нм), трехкальциевого алюмината (с d = 1.55, 1.90, 2.69 10-10 нм). Минералогические составы клинкеров различались от количества загружаемого материала в печи. В клинкерах отобранных из печи при более высокой производительности содержание алита снижается с одновременным увеличением белита и трехкальциевого алюмината. Содержание свободного оксида кальция в клинкерах отобранных из печи при более высокой загрузки судя по интенсивности отражения с d = 2.40 10-10 нм, резко увеличивается[29,30].
Установлено, что процесс усвоения оксида кальция для опытов 2 и 3 заканчивается при 1380 - 1400 С. Это свидетельствует о том, что скорость образования клинкерных минералов в шлакосодержащих смесях несколько высок. Экстремумы кривых в случае, расчетной производительности, лежать несколько выше относительно кривой более высокой загрузке печи материалом, т.е. при указанной температуре реакционная способность сырьевых смесей ниже, чем больше загрузка печи. Это можно объяснить совпадением кристаллизации стекловидной фазы шлака с процессами разложения карбоната кальция. Так как в этих сырьевых смесях частично замешен шлаком известняковый компонент и частично глинистый компонент. По этому при кристаллизации шлакового стекла выделяются минералы – и – волластанит и окерманит, которые с СаО реагируют медленнее, чем свободные оксиды [29,30]. В интервале температур 950–1450 С интенсивность усвоения СаО тем выше, чем меньше производительность печи, т.е. близкой к расчетной производительности печи. Это можно объяснить более ранним появлением жидкой фазы и большим ее количеством. Замедление усвоения оксида кальция при малой (расчетной) производительности печи обусловлено, видимо, тем, что при повышении температуры от 1050 до 1150 С образование трех кальциевого алюмината ускоряется, в связи с чем замедляется кристализация алита. Отсутствие такого перегиба на кривых 4 и 5 можно объяснить более низкой степенью образования трехкальциевого алюмината.
В зависимости от производительности печи в конечных продуктах обжига содержание алита колеблется в пределах 55 – 72 %, белита 15 – 22, трехкальциевого алюмината 7-11 и четырех кальциевого альюмоферрита 9–15.
Физико-механические свойства цементов изучали по ГОСТу 310.1–310.4-81. Предел прочности при сжатии определяли для балочек 4416 см, изготовленных из раствора 1:3 нормальной консистенции (В/Ц=0.4). Результаты физико-механических испытаний приведены в таблице 5.2.1. [30].
Как видно из таблицы 5.2.1, анализ полученных данных исследований свидетельствует о том, что изменение прочностных показателей цементов полученных при различной производительности находится в прямой зависимости от расчетной производительности печи[30]. Так, предел прочности цементов (опыт 2) полученных при расчетной производительности печи во все сроки твердения имеет большую величину, чем у образцов составов 3, 4 и 5. Повышение производительности печи сопровождается снижением активности клинкера. Увеличение производитеьности печи ведет к увеличению объема материала в печи. В свою очередь увеличение объема материала ведет к уменьшению свободного сечения печи в свету. Следовательно, снижается тепловая мощность и удельное тепловое напряжение зоны спекания. Снижение тепловой мощности и удельного теплового напряжения зоны спекания печи отражается на активности клинкера. ввод отходов химической и металлургической промышленности, а именно шлаков электротермического производства фосфора позволяет интенсифицировать процесс обжига клинкера, при оптимальной расчетной производительности печи, при этом наблюдается значительное снижение удельного расхода тепла и с сохранением заданных качественных показателей клинкера, а именно активности клинкера; - при определенном, оптимальном химическом составе сырьевой смеси, оптимальной расчетной производительности печи и существующей технологи-ческой схеме производства цемента, активность клинкера определяется теплотехнологическим режимом работы вращающейся печи [33,35, 44, 46]. С этой целью необходимо проводить исследования по изучению зависимости активности клинкера от теплотехнологических параметров режима обжига клинкера.
5.3. Зависимость активности клинкера от теплотехнологических параметров режима обжига клинкера. Основным фактором, определяющим прочностные показателей, т.е. марку цемента, является активность клинкера. В период с 1988 по 2003 г.г. было проведено ряд исследований по определению влияния теплового режима обжига на свойства и активность клинкера. Работы проводились на печах № 1 и 4, размерами 4.5 ґ 170 м, ОАО Ахангаранцемент, на печи № 1, размером 3.0 х 62 м, ООО Сас-Тобецемент, на печи № 6, размером 3.6 х 4.0 х 150 м ОАО Бекабадцемент, работающих по мокрому способу производства и оборудованных колосниковыми холодильниками, а также на печах № 4 и 5, размером 4.0 х 140 м ОАО Бекабадцемент, оборудованных рекуператорными холодильниками (см. приложения 2, 6, 7, 16 и 17).
При изучении режима обжига клинкера регистрировались следующие контролируемые параметры: температура отходящих газов, нагрузка на главный привод, давление воздуха в первой камере холодильника; расход топлива; питание печи; температура в зоне подогрева и температура вторичного воздуха. Одновременно с этим отбирали пробы клинкера на выходе из холодильника. Отобранные клинкера подвергали фракционированию, путем просейивания через сита размерами 10, 20 и 30 мм. Физико-механические испытания цементов, приготовленных, на основе клинкеров различного фракционного состава из печи № 6 ОАО Бекабадцемент приведены в таблице 5.3.1.(см. Приложение 18). Как видно из табл. 5.3.1. (см. приложение 18), что активность клинкера при перегреве печей, на 37 % ниже, активности клинкеров при оптимальном режиме работы печей.
Клинкера, полученные при пониженном расходе тепла, также имели активность на 18-29 % ниже, активности клинкеров при оптимальном режиме работы печей. Отметим, что эти изменения в работе печей не приводили к выпуску брака продукции.
