KR20140122763A - 클링커 중의 유리 석회량을 제어하는 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 과제는 클링커 중의 유리 석회량을 일정 범위 내에 들어가게 하여, 유리 석회량의 변동에 의한 시멘트의 품질의 변동을 억제하는, 클링커 중의 유리 석회량을 제어하는 방법이 제공되는 것이다. 그와 같은 클링커 중의 유리 석회량을 제어하는 방법은 연료 유래의 3산화유황량 및 불소계 광화제의 사용량을 다음 식 1 내지 식 3에 따라서 조정함으로써, 클링커 중의 유리 석회량(f.CaO)을 제어한다.
[식 1]
Figure pct00011

[식 2]
Figure pct00012

[식 3]
Figure pct00013

SO3은 클링커 중의 3산화유황량, a는 식 2를 만족시키는 계수, b는 식 3을 만족시키는 계수, F는 클링커 중의 불소량, t는 소성 온도 X℃일 때 t＝X/1450, HM은 수경율.

Description

클링커 중의 유리 석회량을 제어하는 방법 {METHOD FOR CONTROLLING FREE LIME CONTENT OF CLINKER}
본 발명은 시멘트의 제조 방법에 있어서, 클링커 중의 유리 석회량을 제어하여, 유리 석회량의 변동에 의한 시멘트 품질의 변동을 억제하는 방법에 관한 것이다.
본원은 2012년 3월 29일에, 일본에 출원된 일본 특허 출원 제2012-077525호에 기초하여 우선권을 주장하고, 그 내용을 여기에 원용한다.
시멘트 공장에서는 석회석, 점토, 규석 및 철 원료 등의 혼합 분쇄물을 SP 킬른 혹은 NSP 킬른에 있어서 고온 소성하여 수경성의 클링커를 제조하고 있다. 이 클링커 중의 유리 석회량은 시멘트의 물성에 영향을 미치므로, 공장에 있어서는 유리 석회량이 일정 범위 내에 들어가도록 클링커를 제조하고 있다.
유리 석회량을 제어하는 방법으로서는, 종래부터, 각 원료의 혼합 비율(원료 혼합물의 화학 성분의 조정), 킬른에 대한 원료 투입량, 킬른의 회전 속도, 버너 화염의 길이, 킬른 배기 가스 유인량 등을 변경하거나, 광화제를 사용하는 방법이 채용되고 있다.
예를 들어, 특허문헌 1의 제조 방법에서는 클링커 등에 포함되는 유리 석회량을 0.5질량％ 이하로 되도록 제어하고 있다. 또한, 특허문헌 2의 방법에서는 시멘트 중의 유리 석회량과 불소 함유량이 일정한 관계식을 만족시키도록 제어하고 있다. 또한, 특허문헌 3에는 클링커 소성물이 불소와 황과 염소 및 브롬을 포함하는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상과, 제3족 원소 내지 제12족 원소를 포함하는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 금속 원소를 함유함으로써, 불소량을 증대시키지 않고 시멘트 클링커 소성 온도를 저하시킬 수 있는 제조 방법이 개시되어 있다.
그러나, 이들 방법에 의한 유리 석회량의 제어에는 한계가 있고, 유리 석회량은 큰 변동이 부득이하게 되어 있는 것이 현실이다. 유리 석회량이 변동되면, 시멘트(콘크리트)의 응결 성상, 강도나 유동성 등의 기초적 물성이 영향을 받는다.
일본 특허 출원 공개 제2008-285370호 공보 일본 특허 출원 공개 제2001-130932호 공보 일본 특허 출원 공개 제2011-207752호 공보
본 발명은 시멘트 제조 공정에 있어서, 클링커 중의 유리 석회량을 일정 범위 내에 들어가게 하여, 유리 석회량의 변동에 의한 시멘트의 품질의 변동을 억제하는 방법을 제공한다.
본 발명에 따르면 이하의 구성을 포함하는 유리 석회량의 제어 방법이 제공된다.
〔1〕 클링커 중의 유리 석회량(f.CaO)을 식 1 내지 식 3에 따라서 조정하는 것을 특징으로 하는 시멘트 클링커 중의 유리 석회량의 제어 방법.
[식 1]
Figure pct00001
[식 2]
Figure pct00002
[식 3]
Figure pct00003
식 1에 있어서, f.CaO은 유리 석회량, SO3은 클링커 중의 3산화유황량(wt％), a는 식 2를 만족시키는 계수, b는 식 3을 만족시키는 계수, F는 클링커 중의 불소량(㎎/㎏), t는 1450℃를 기준으로 한 계수이며 소성 온도 X℃일 때 t＝X/1450, HM은 수경율.
〔2〕 클링커 중의 불소원인 광화제로서 사용되는 형석 내지 불소 함유 폐기물의 첨가량 및 클링커 중의 SO3원이 되는 연료의 사용량 내지 폐석고의 첨가량을 조정함으로써, 클링커 중의 유리 석회량(f.CaO)을 상기 식 1 내지 식 3에 따라서 제어하는 상기 [1]에 기재하는 시멘트 클링커 중의 유리 석회량의 제어 방법.
본 발명의 제어 방법에 따르면, 클링커 중의 SO3원이 되는 연료 내지 폐석고의 사용량을 조정하고, 또한 클링커 중의 불소원인 광화제로서 사용되는 형석 내지 불소 함유 폐기물의 첨가량을 식 1에 따라서 조정함으로써, 클링커 중의 유리 석회량(f.CaO)을 제어할 수 있다.
도 1은 유리 석회량에 대해 산출값과 실측값의 대응을 나타내는 그래프.
도 2는 소성 온도 1450℃에 있어서의 SO3량과 불소량의 관계를 나타내는 그래프.
도 3은 소성 온도 1350℃에 있어서의 SO3량과 불소량의 관계를 나타내는 그래프.
도 4는 소성 온도 1300℃에 있어서의 SO3량과 불소량의 관계를 나타내는 그래프.
이하, 본 발명의 제어 방법을 실시 형태에 기초로 하여 구체적으로 설명한다.
본 발명의 제어 방법은 클링커 중의 유리 석회량(f.CaO)을 식 1 내지 식 3에 따라서 조정하는 것을 특징으로 하는 시멘트 클링커 중의 유리 석회량의 제어 방법이다.
[식 1]
Figure pct00004
[식 2]
Figure pct00005
[식 3]
Figure pct00006
식 1에 있어서,
f.CaO은 유리 석회량,
SO3은 클링커 중의 3산화유황량(wt％),
a는 식 2를 만족시키는 계수,
b는 식 3을 만족시키는 계수,
F는 클링커 중의 불소량(㎎/㎏),
t는 1450℃를 기준으로 한 계수이며 소성 온도 X℃일 때 t＝X/1450,
HM은 수경율이다.
클링커 중의 3산화유황량 SO3은 연료에 유래하는 것이 대부분이다. 또한, 폐석고 보드분을 연료에 혼입하거나, 또는 킬른 입구로부터 킬른 내에 투입하여 클링커 중의 SO3량이 조정된다. 이 연료의 사용량이나 폐석고의 투입량을 조정함으로써 식 1에 의해 나타나는 SO3량을 제어할 수 있다.
또한, 클링커 원료에는 광화제가 첨가된다. 광화제로서 형석이나 불소를 포함하는 폐기물(오니) 등이 사용된다. 클링커 중에 포함되는 불소는 주로 광화제에 유래하므로, 예를 들어 광화제의 첨가량을 조정함으로써, 불소량 F를 포함하는 식 2의 계수 a 및 식 3의 계수 b를 조정하여, 최종적으로 식 1에 의해 나타나는 클링커 중의 SO3량을 제어할 수 있다.
수경율 HM은 HM＝CaO/(SiO2＋Al2O3＋Fe2O3)로 나타나는 지표이고, HM이 크면 클링커 중의 산화칼슘량이나 앨라이트량이 많아져, 소성 반응성이 저하되므로 유리 석회가 많아진다. 일반적으로, 클링커 원료의 수경 HM은 1.90 내지 2.30이다.
또한, 식 1은 클링커 중의 불소량 F가 300㎎/㎏ 이상인 경우에 잘 성립된다. 클링커 중의 불소량 F가 이보다 적으면 불소와 SO3의 상관 관계가 저하되고, 클링커 중의 유리 석회량(f.CaO)은 식 1에서 나타나는 값보다 많아지는 경향이 있다.
실시예
본 발명의 실시예를 이하에 나타낸다.
클링커 중의 SO3량은 JIS R 5202:2010 「시멘트의 화학 분석 방법」에 따라서 측정하였다. 클링커 중의 불소량은 형광 X선 분석(분말 브리켓법 혹은 비드법)에 의해 측정하였다.
클링커 중의 유리 석회량(f.CaO)은 JCAS I-01:1997 「유리 산화칼슘의 정량 방법」에 따라서 측정하였다.
소성 온도 계수 t는 1450℃를 기준으로 한 계수이고, 소성 온도가 1350℃일 때 t＝1350/1450＝0.93, 소성 온도가 1450℃일 때 t＝1450/1450＝1.00이다.
〔실시예 1〕
제조한 시멘트 클링커에 대해, 클링커 중의 SO3량, 불소량, 유리 석회량(f.CaO)을 측정하였다. 이 결과를 수경율 HM, 소성 온도 계수 t와 함께 표 1에 나타냈다. 또한, 원료의 수경율, 소성 온도 계수 및 측정한 SO3량, 불소량을 식 1에 대입하여 산출한 유리 석회량(예상 f.CaO)을 나타냈다.
또한, 식 1에 기초하는 유리 석회량(예상 f.CaO)과, 실측한 유리 석회량(f.CaO)의 관계를 도 1에 나타냈다.
식 1에 기초하는 유리 석회량(f.CaO)과 실측한 유리 석회량(f.CaO)의 차는 표 1에 나타낸 바와 같이 작고, 도 1에 나타낸 바와 같이 좁은 범위에 들어가 있다. 따라서, 클링커 중의 유리 석회량(f.CaO)을 나타내는 식 1은 신뢰성이 높고, 식 1에 기초하여 클링커 중의 유리 석회량(f.CaO)을 신뢰성 좋게 제어할 수 있다.
〔실시예 2〕
수경율 HM이 1.9, 2.1, 2.3인 클링커 원료를 각각 1300℃, 1350℃, 1450℃에서 소성하는 경우, 식 1에 기초하여, 각 소성 온도에 있어서 유리 석회량(f.CaO)이 0.5<f.CaO<1.0의 범위 내가 되는 SO3량과 불소량의 관계를 도 2 내지 도 3에 나타낸다. 도면 중의 사선 부분이 0.5<f.CaO<1.0의 범위이고, SO3량과 불소량을 조정하여 유리 석회량을 0.5<f.CaO<1.0의 범위 내에 들어가게 할 수 있다.
Figure pct00007
본 발명은 클링커 중의 SO3원이 되는 연료 내지 폐석고의 사용량을 조정하고, 또한 클링커 중의 불소원인 광화제로서 사용되는 형석 내지 불소 함유 폐기물의 첨가량을 식 1에 따라서 조정함으로써, 클링커 중의 유리 석회량(f.CaO)을 제어하는 방법에 적용할 수 있다.

Claims (2)

  1. 클링커 중의 유리 석회량(f.CaO)을 식 1 내지 식 3에 따라서 조정하는 것을 특징으로 하는, 시멘트 클링커 중의 유리 석회량의 제어 방법.
    [식 1]
    Figure pct00008

    [식 2]
    Figure pct00009

    [식 3]
    Figure pct00010

    식 1에 있어서, f.CaO은 유리 석회량, SO3은 클링커 중의 3산화유황량(wt％), a는 식 2를 만족시키는 계수, b는 식 3을 만족시키는 계수, F는 클링커 중의 불소량(㎎/㎏), t는 1450℃를 기준으로 한 계수이며 소성 온도 X℃일 때 t＝X/1450, HM은 수경율.
  2. 제1항에 있어서, 클링커 중의 불소원인 광화제로서 사용되는 형석 내지 불소 함유 폐기물의 첨가량, 및 클링커 중의 SO3원이 되는 연료의 사용량 내지 폐석고의 첨가량을 조정함으로써, 클링커 중의 유리 석회량(f.CaO)을 상기 식 1 내지 식 3에 따라서 제어하는, 시멘트 클링커 중의 유리 석회량의 제어 방법.
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