способ получения цемента или добавки, цемент или добавка

Формула изобретения

1. Способ получения цемента или добавки, включающий измельчение цементного клинкера и/или добавки в прессвалковом измельчителе с последующим помолом цементного клинкера и/или добавки в трубной мельнице, отличающийся тем, что перед измельчением осуществляют воздействие знакопеременным импульсным электромагнитным полем с напряженностью 10⁵-10⁹ А/м и длительностью импульса (1-10)·10^-2 с.

2.Способ по п.1, отличающийся тем, что измельчение в прессвалковом измельчителе осуществляют до размера частиц 100-1000 мкм.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что последующий помол клинкера и/или добавки осуществляют до размера частиц 10-80 мкм.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что используют трубную мельницу диаметром 3,2 м и длиной 15 м.

5. Способ по п.4, отличающийся тем, что используют трубную мельницу двухкамерную с мелющими шарами ассортимента: 1-ая камера - шары диаметром D = 70 мм и весом М = 17 т, D = 60 мм и весом М = 18 т, D = 50 мм и весом М = 15т;

2-ая камера - D = 30 мм и вес М = 80 т.

6. Цемент или добавка, полученные способом по п.1, характеризующиеся зерновым составом, мас.%: 80 мкм - 5, 60 мкм - 20, 50 мкм - 20, 30 мкм - 50, 10 мкм - 5.

Описание изобретения к патенту

Настоящее изобретение касается способа получения цемента или добавки к цементу, или бетону и может найти применение для производства бетона и железобетона при сборном, монолитном или сборно-монолитном домостроении.

Известен способ получения цемента, включающий помол цементного клинкера и добавки в трубной мельнице до удельной поверхности 3500-5000 см²/г (см, например, БУТТ Ю.М. Технология вяжущих веществ, Стройиздат, Москва, 1965, с.383-401).

Известен также способ активации цемента путем его мокрого измельчения в электромагнитном поле напряженностью 3-7 тыс. эрстед, создаваемым током промышленной частоты (см, например, SU №833739, опубл. 1981).

Кроме того, известен способ разупрочнения материалов кристаллической структуры, который может найти применение в цементной промышленности, который предусматривает воздействие на указанный материал импульсным магнитным полем с изменяемым направлением (см, например, ЕА №003853, опубл. 30.10.2003).

Наиболее близким аналогом настоящего изобретения является способ получения цемента или добавки, включающий измельчение цементного клинкера и/или добавки в пресс-валковом измельчителе с последующим помолом цементного клинкера и/или добавки в трубной мельнице диаметром 4,6 и длиной 15 м до удельной поверхности 3500-5000 см²/г (см, например, Пироцкий В.З. Современные схемы измельчения для портландцементного клинкера и добавок: Схемы. Эффективность. Оптимизация. Издательство Центра профессионального обновления "Информатизация образования", Санкт-Петербург, 2000, с.8-9, 35-37).

Целью настоящего изобретения является повышение размолоспособности, снижение энергетических затрат, уменьшение водопотребности получаемых цемента и добавки, повышение их качества.

Поставленная цель достигается тем, что в способе получения цемента или добавки, включающем измельчение цементного клинкера и/или добавки в пресс-валковом измельчителе с последующим помолом цементного клинкера и/или добавки в трубной мельнице, перед измельчением осуществляют воздействие знакопеременным импульсным электромагнитным полем с напряженностью 10⁵-10 ⁹ А/м и длительностью импульса (1-10)·10^-2 с. Причем измельчение в пресс-валковом измельчителе осуществляют до размера частиц 100-1000 мкм, а последующий помол клинкера и/или добавки осуществляют до размера частиц 10-80 мкм. В указанном способе может быть использована трубная мельница диаметром 3,2 м и длиной 15 м с мелющими шарами ассортимента: 1-ая камера - шары диаметром D - 70 мм и весом М - 17 т, D - 60 мм и весом М - 18 т, D - 50 мм и весом М - 15 т; 2-ая камера - D - 30 мм и весом М - 80 т. Цемент или добавка, полученные вышеуказанным способом, характеризуются следующим зерновым составом, мас.%: 80 мкм - 5, 60 мкм - 20, 50 мкм - 20, 30 мкм - 50, 10 мкм - 5.

Схематически технологическая линия получения цемента и добавки представлена на чертеже.

На чертеже изображены приемные бункеры цементного клинкера и добавок (Б) 1, питатели- дозаторы (П-Д) 2, устройство для электромагнитной обработки (ЭМ) 3, пресс-валковый измельчитель (ПВИ) 4, элеваторы (Эл) 5, классификатор полуфабриката (К) 6, трубная мельница (ТМ) 7, фильтр (Ф) 8, вентилятор-дымосос (В) 9, пневмонасос (ПН) 10, транспортеры ленточные (Т) 11, 12.

Получение цемента или добавки осуществляется следующим образом: цементный клинкер и/или добавка фракции 30-50 мм из (Б)1 через (П-Д) 2 с помощью (Т) 11 подают в (ЭМ) 3, далее указанные материалы по (Т) 12 подают в (ПВИ) 4, где они предварительно измельчаются до размеров частиц 100-1000 мкм. Далее (Э) 5 клинкер и/или добавку подают в (К) 6, где они разделяются на две фракции и мелкая фракция размером до 1000 мкм поступает в (ТМ) 7, а крупная фракция размером более 1000 мкм возвращается в (ПВИ) 4 для повторного измельчения. После чего ведут помол в (ТМ) 7 до удельной поверхности 4200 см²/г и остатка на сите до 4,4% на сите 008, т.е. размера частиц от 10 до 80 мкм. Зерновой состав полученного цемента или добавки следующий (мас.%): 80 мкм - 5, 60 мкм - 20, 50 мкм - 20, 30 мкм - 50, 10 мкм - 5.

Предварительное воздействие знакопеременным импульсным электромагнитным полем с напряженностью 10⁵-10⁹ А/м и длительностью импульса (1-10)·10 ^-2 с способствует возникновению напряжения в кристаллах цементного клинкера и/или добавки и облегчает процесс их измельчения в пресс-валковом измельчителе и при дальнейшем помоле в трубной мельнице, повышается содержание в продукте помола мелких фракций, например 10 мкм. Повышение размолоспособности клинкера и/или добавок способствует снижению энергозатрат также на стадии измельчения в трубной мельнице и позволяет уменьшить массу мелющих тел и их крупность. Предварительное измельчение в пресс-валковом измельчителе позволяет уменьшить на 1,5 м длину первой камеры трубной мельницы и соответственно увеличить длину второй камеры при ассортименте загрузки мелющими шарами: 1-ая камера - шары диаметром D - 70 мм и весом М-17 т, D - 60 мм и весом М - 18 т, D - 50 мм и весом М - 15 т; 2-ая камера - D - 30 мм и весом М - 80 т.

Вышеописанный способ получения цемента или добавки способствует снижению потребляемой мощности до 26 кВт ч/т цемента или добавки, увеличению производительности мельницы до 100 т/ч. При этом получаемые цемент и добавка имеют более высокое качество, в том числе повышенную гидравлическую активность, меньшую водопотребность.

Гидравлическая активность возрастает на 15%, водопотребность уменьшается на 10%.

Указанным способом можно получать цемент широкого ассортимента, в том числе портландцемент, пуццолановый портландцемент, шлакопортландцемент, сульфатостойкий портландцемент и другие виды цемента.

Указанным способом можно получать также гидравлически активные минеральные добавки, в том числе техногенные из шлаков доменной и цветной металлургии, а также из золошлаковых отходов топливного производства.