RU2520739C2 - Production of high-strength high-early-strength alite portland cement and production line to this end - Google Patents

Abstract

FIELD: process engineering.

SUBSTANCE: invention relates to production of high-strength and high-early-strength alite Portland cement. Stock with high content of CaCO₃, 92-98% and quartz sand with silica content of 92-98 is fed. Note here that every said component gets to its processing line. Said production line comprises limestone or chalk screen to separate to 600 mm lumps and 25 mm lumps, hammer two-rotor crusher to grind the lumps to 25 mm fraction with grinding factor of 15-20. This comprises tank with 25 mm fraction of CaCO₃ to be subjected to preliminary drying. Similarly, in the case of quartz sand, vibrating screen for separation of impurities are used as well as sand tank. Every line for CaCO₃ and sand is equipped with two drier drums, two ball mills to grind to 0.01 mm fraction with drying to 0.5% moisture content, two mills to grind to particle size of 1 mcm and two service bins. Limestone or chalk and quartz sand are fed from the bins via batchers for annealing separately in annealing ducts and mixed in zigzag channels. Swirling gas flow of calcium oxide mixes said calcium oxide with annealed sand falling from above at smaller speed onto has flow with calcium oxide to produce required calcium oxide-to-silica ratio of 3:1 required for alite formation. Produced mix at 1450-1480°C gets into hot forming press. In every pressing cycle of 20 s 30 mm thick 500 mm diameter plate of clinker is produced. Downstream of refrigerator chamber clinker plate at 50°C is fed into hammer crusher and, then to grinding mill to be ground to 0.01 mm fraction and jet grinder for grinding to 0-30 mcm fraction, Portland cement with content of alite of 70-90% is thus produced.

EFFECT: accelerated non-polluting process, higher strength of Portland cement.

2 cl, 1 dwg, 1 tbl

Description

Изобретение относится к физико-химическим процессам (7С, 7В) и, в частности, к способам получения строительных материалов (7Е). Известны способы получения таких строительных материалов, как керамика, керамзит и цемент (аналог). [Глинка Н.Л. Общая химия. Изд. 20-е испр. - Л.: Химия, 1978. - 720 с. (см. с.517, Цемент); Справочник по строительным материалам и изделиям / Под ред. М.С. Хуторянского. - Киев: Изд. «Будiвельник», 1968. - 800 с. (см. Минеральные вяжущие - гидравлические вяжущие. Портландцементы. с.25…); Строительные материалы. Учеб. для студентов вузов / Под ред. Г.И. Горчакова. - М: Высшая школа, 1982. - 322 с. (см. с.84-99. Цемент. Портландцемент); Технология и свойства специальных цементов / Труды Всесоюзного совещания по химии и технологии цемента. - М: Изд. лит-ры по строительству, 1967 (см. с.414-418, Пути получения высокопрочных цементов на заводах Сибири и Дальнего Востока); Портландцементный клинкер. Ю.М. Бутт, В.В. Тимашов. - М.: Изд-во лит-ры по строительству, 1967. - см. с.1-250], согласно которым определены:The invention relates to physicochemical processes (7C, 7B) and, in particular, to methods for producing building materials (7E). Known methods for producing such building materials as ceramics, expanded clay and cement (analogue). [Glinka N.L. General chemistry. Ed. 20th fix - L .: Chemistry, 1978.- 720 p. (see p. 517, Cement); Handbook of building materials and products / Ed. M.S. Farmers. - Kiev: Publ. "Alarm Clock", 1968. - 800 p. (see Mineral binders - hydraulic binders. Portland cement. p.25 ...); Construction Materials. Textbook for university students / Ed. G.I. Gorchakova. - M: Higher school, 1982. - 322 p. (see p. 84-99. Cement. Portland cement); Technology and properties of special cements / Proceedings of the All-Union Conference on the chemistry and technology of cement. - M: Publ. literature on construction, 1967 (see p. 414-418, Ways of obtaining high-strength cements at plants in Siberia and the Far East); Portland cement clinker. Yu.M. Butt, V.V. Timashov. - M .: Publishing house of literature on construction, 1967. - see p.1-250], according to which are defined:

- сырьевые материалы (известняки и глины);- raw materials (limestone and clay);

- влияние строения минералов и пород на их измельчение с указанием формы их химической связи, образование дефектов кристаллов при их измельчении;- the influence of the structure of minerals and rocks on their grinding, indicating the shape of their chemical bonds, the formation of crystal defects during grinding;

- превращение кремнезема при нагревании;- conversion of silica by heating;

- диссоциация кальцита CaCO₃ при нагревании;- dissociation of calcite CaCO ₃ when heated;

- влияние природы и дисперсности сырьевых материалов на их реакционную способность;- the influence of the nature and dispersion of raw materials on their reactivity;

- последовательность и механизм образования минералов портландцементного клинкера при спекании;- the sequence and mechanism of formation of minerals of Portland cement clinker during sintering;

- химический состав клинкера в довольно широких пределах (%):- chemical composition of clinker over a fairly wide range (%):

CaO → 62-68; SiO₂ → 20-24; Al₂O₃ → 4-7; Fe₂O₃ → 2-4; MgO → 0,3-4,5; SO₃ → 0,3-1,0; Na₂O+K₂O → 0,4-1,0; TiO₂+Cr₂O₃ → 0,2-0,5; P₂O₅ → 0,1-0,3 и прочие примеси (п.п.п.);CaO → 62-68; SiO ₂ → 20-24; Al ₂ O ₃ → 4-7; Fe ₂ O ₃ → 2-4; MgO → 0.3-4.5; SO ₃ → 0.3-1.0; Na ₂ O + K ₂ O → 0.4-1.0; TiO ₂ + Cr ₂ O ₃ → 0.2-0.5; P ₂ O ₅ → 0.1-0.3 and other impurities (p.p.p.);

- минералогический состав клинкера (%):- mineralogical composition of clinker (%):

3CaO·SiO₂(C₃S) - 40-65; 2CaO·SiO₂(C₂S) - 15-40; 3CaO·Al₂O₃ - 5-15; 4CaO·Al₂O₃·Fe₂O₃ и 2CaO·Fe₂O₃ - 10-20; CaO (своб.) - до 10.3CaO · SiO ₂ (C ₃ S) - 40-65; 2CaO · SiO ₂ (C ₂ S) - 15-40; 3CaO · Al ₂ O ₃ - 5-15; 4CaO · Al ₂ O ₃ · Fe ₂ O ₃ and 2CaO · Fe ₂ O ₃ - 10-20; CaO (free) - up to 10.

В зависимости от минералогического состава клинкера определены несколько типов портландцемента:Depending on the mineralogical composition of clinker, several types of Portland cement are identified:

- алитовый - с преобладающим содержанием трехкальциевого силиката 3CaO·SiO₂(C₃S) более 60%, обладающего максимальной прочностью и активностью; образовавшийся при этом алит является соединением неустойчивым и при температуре ниже 1250°C разлагается на белит C₂S и свободную окись кальция СаО. Чистый алит устойчив в диапазоне температур 1250-1900-2070°C. Выше 2070°C алит плавится;- alitic - with a predominant content of tricalcium silicate 3CaO · SiO ₂ (C ₃ S) more than 60%, which has maximum strength and activity; the alite formed in this case is an unstable compound and decomposes at a temperature below 1250 ° C into belite C ₂ S and free calcium oxide CaO. Pure alit is stable in the temperature range 1250-1900-2070 ° C. Above 2070 ° C, alite melts;

- белитовый - с преобладающим содержанием двухкальциевого силиката 2CaO·SiO₂(C₂S) более 35%; образовавшийся при этом белит устойчив в диапазоне температур 950-1430°C;- Belitic - with a predominant content of dicalcium silicate 2CaO · SiO ₂ (C ₂ S) more than 35%; the whiteite formed in this case is stable in the temperature range 950-1430 ° C;

- алюминатный - содержащий трехкальциевый алюминат 3CaO·Al₂O₃(C₃A) более 12%.- aluminate - containing tricalcium aluminate 3CaO · Al ₂ O ₃ (C ₃ A) more than 12%.

Отмечается, что алитовые портландцемента наиболее быстро твердеют, отличаются большой прочностью и высоким тепловыделением. Чем тоньше измельчен алитовый портландцемент, тем быстрее нарастает его прочность и тем выше его марка.It is noted that alite Portland cement hardens most quickly, they are characterized by high strength and high heat dissipation. The finer the alite Portland cement is ground, the faster its strength increases and the higher its grade.

Обычно цементные заводы изготавливают портландцементы марок 300, 400, 500, 600 с использованием оборудования для их изготовления по мокрому и сухому способам: для дробления, помола, гомогенизации, обжига до спекания, быстрого охлаждения с получением портландцементного клинкера, тонкого помола клинкера, его расфасовки и систем обеспыливания, отличающиеся значительными габаритами, массой, большой площадью для их размещения и потребляемой мощностью.Typically, cement plants produce Portland cement grades 300, 400, 500, 600 using equipment for their production in wet and dry methods: for crushing, grinding, homogenizing, firing before sintering, rapid cooling to obtain Portland cement clinker, fine grinding of clinker, its packaging and dust removal systems, characterized by significant dimensions, weight, large area for their placement and power consumption.

В то же время развитие промышленного сборного железобетона поставило перед цементной промышленностью как одну из важнейших задач повышение качества выпускаемого цемента и организацию производства специальных быстротвердеющих и высокопрочных цементов с целью быстрого повышения прочности бетона и снижения расхода цемента на 1 м³ бетона.At the same time, the development of industrial precast concrete has set the cement industry as one of the most important tasks to improve the quality of cement produced and organize the production of special quick-hardening and high-strength cements in order to quickly increase concrete strength and reduce cement consumption per 1 m ^{3 of} concrete.

До последнего времени производство высокопрочного цемента (ВПЦ) с пределом прочности при сжатии в 28-суточном возрасте 700 кг/см² и более не имело в нашей стране промышленного значения и ограничивалось выпуском отдельных опытных партий, а за рубежом производство ВПЦ достигалось за счет применения синтетических смесей специального состава и высокой стоимости. Эпизодический выпуск высокопрочных цементов и отсутствие устойчивых технологических параметров их изготовления не позволяли широко использовать их в строительстве и определять рациональные области их применения, а также отказаться от закупки весьма дорогих импортных сверхпрочных цементов марок 700-900.Until recently, the production of high-strength cement (HCV) with a compressive strength at a 28-day age of 700 kg / cm ² and more was not of industrial importance in our country and was limited to the production of individual pilot batches, and abroad the production of HCV was achieved through the use of synthetic mixtures of special composition and high cost. The episodic production of high-strength cements and the lack of stable technological parameters for their manufacture did not allow their wide use in construction and the identification of rational areas for their application, as well as the refusal to purchase very expensive imported heavy-duty cements of grades 700-900.

Из известных наиболее близкими по технической сущности являются способы подготовки сырьевой смеси, ее сушки, измельчения, обжига до спекания, быстрого охлаждения с получением портландцементного клинкера, его тонкого помола для получения быстротвердеющего и прочного алитового портландцемента и технологической линии для его реализации (прототип), изложенные в [Кравченко И.В., Власова М.Т., Юдович Б.Э. Высокопрочные и особо быстротвердеющие портландцементы. - М: Изд-во литературы по строительству, 1971. - 230 с. (см. 3-155 с); Волжанский А.В. Минеральные вяжущие вещества. - Учеб. для вузов. - 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Стройиздат, 1986. - 464 с]. В этих работах широко представлены отечественные и импортные технологии:Of the known closest in technical essence are the methods of preparing the raw material mixture, drying, grinding, firing before sintering, rapid cooling to obtain Portland cement clinker, its fine grinding to obtain a quick-hardening and durable alite Portland cement and a production line for its implementation (prototype), outlined in [Kravchenko IV, Vlasova MT, Yudovich B.E. High strength and particularly quick hardening Portland cement. - M: Publishing house of literature on construction, 1971. - 230 p. (see 3-155 s); Volzhansky A.V. Mineral binders. - Textbook. for universities. - 4th ed., Revised. and add. - M .: Stroyizdat, 1986. - 464 s]. In these works, domestic and imported technologies are widely represented:

- по составлению рациональной сырьевой смеси указанного выше химического состава, ее сушки и помолу до мелкой дисперсности (мельче 20 мкм согласно патентной литературе) и гомогенизации;- on the preparation of a rational raw mix of the above chemical composition, drying and grinding to fine dispersion (finer than 20 microns according to the patent literature) and homogenization;

- по внедрению равномерного процесса обжига сырьевой смеси до спекания;- to introduce a uniform process of firing the raw material mixture before sintering;

- по быстрому охлаждению смеси по окончанию спекания, в результате чего получают алитовый портландцементный клинкер, который затем размалывают в тонкий порошок.- rapid cooling of the mixture at the end of sintering, resulting in an alite Portland cement clinker, which is then ground into a fine powder.

Так, при изготовлении портландцемента используются следующие типовые технологические процессы, например, в сухом способе используется следующая последовательность технологических процессов [Волжанский А.В. Минеральные вяжущие вещества: Учеб. для вузов. - 4-е издание, перераб. и доп. - М.: Стройиздат, 1986. - 464 с. (см. с.178: Технологическая схема изготовления портландцемента по сухому способу)].So, in the manufacture of Portland cement, the following typical technological processes are used, for example, in the dry method, the following sequence of technological processes is used [A. Volzhansky Mineral binders: Textbook. for universities. - 4th edition, revised. and add. - M.: Stroyizdat, 1986.- 464 p. (see p.178: Technological scheme for the manufacture of Portland cement by the dry method)].

Технологическая линия для подготовки, сушки, помола, гомогенизации при равномерном процессе обжига до спекания сырьевой смеси, быстрого охлаждения по окончанию спекания, в результате чего образуется алитовый портландовый клинкер, который затем размалывают в тонкий порошок - прототип [Кравченко И.В., Власова М.Т., Юдович Б.Э. Высокопрочные и особо быстротвердеющие портландцементы.- М.: Изд-во лит-ры по строительству, 1971. - с.230 (см. с.3-155); Волжанский А.В. Минеральные вяжущие вещества. - Учеб. для вузов. - 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Стройиздат, 1986. - 464 с; Строительные материалы: Справочник / Болдырев А.С.и др.- М.: Стройиздат, 1989. - 567 с. (см. Дробление и тонкое измельчение сырья. - с.81-91; Обжиг клинкера - с.91-111; Пылеулавливающие устройства - с.111-117)] содержит в своем составе значительное количество оборудования. Так, например, значительный интерес для технико-экономического анализа представляют типовые технологические процессы, технические и энергетические характеристики для ряда устройств технологической линии прототипа:A production line for preparation, drying, grinding, homogenization with a uniform firing process before sintering the raw material mixture, rapid cooling at the end of sintering, resulting in an alite Portland clinker, which is then ground into fine powder - prototype [Kravchenko IV, Vlasova M .T., Yudovich B.E. High-strength and especially quick-hardening Portland cement. - M.: Publishing House of Literature on Construction, 1971. - p. 230 (see p. 3-155); Volzhansky A.V. Mineral binders. - Textbook. for universities. - 4th ed., Revised. and add. - M .: Stroyizdat, 1986. - 464 s; Building materials: Reference book / Boldyrev A.S. et al., Moscow: Stroyizdat, 1989. - 567 p. (see Crushing and fine grinding of raw materials. - p.81-91; Clinker burning - p.91-111; Dust collecting devices - p.111-117)] contains a significant amount of equipment. So, for example, typical technological processes, technical and energy characteristics for a number of devices of the prototype technological line are of considerable interest for technical and economic analysis:

- при сухом способе производства для переработки известняковых пород используются дробилки с одновременной сушкой. За рубежом широкое применение получили дробилки-сушилки «Hazemag». Степень измельчения составляет:- with a dry production method, crushers with simultaneous drying are used for processing limestone rocks. Abroad, Hazemag crushers and dryers are widely used. The degree of grinding is:

- в щековых дробилках - 4-6;- in jaw crushers - 4-6;

- в конусных дробилках - 10-20;- in cone crushers - 10-20;

- в молотковых двухроторных - 15-20;- in hammer two-rotor - 15-20;

- в валковых - 3-4 для твердых пород и 10-15 для слабых и мягких пород.- in rolls - 3-4 for hard rocks and 10-15 for weak and soft rocks.

По производительности, потребляемой мощности, массе наилучшие характеристики имеют молотковые двухроторные дробилки, например С-691: при размере загружаемых кусков в 600 мм производительность составляет 200 т/ч, мощность двигателя - 75 кВт, масса дробилки 24,5 т (без массы электрооборудования) против щековой дробилки ЩКД8: производительность - 160-250 м³/ч, мощность электродвигателя - 175 кВт, масса - 140 т;In terms of productivity, power consumption, mass, hammer two-rotor crushers, for example S-691, have the best characteristics: when the size of the loaded pieces is 600 mm, the capacity is 200 t / h, the engine power is 75 kW, the crusher mass is 24.5 tons (without the mass of electrical equipment) against the jaw crusher ЩКД8: capacity - 160-250 m ³ / h, electric motor power - 175 kW, weight - 140 t;

- для контроля тонкости помола сырьевой муки и шлама применяют сита №02 и №008 (с размером квадратных ячеек 0,2 и 0,08 мм). Породы размельчают до размера не более 25 мм;- to control the fineness of grinding of raw flour and sludge, sieves No. 02 and No. 008 (with a square mesh size of 0.2 and 0.08 mm) are used. Breeds are crushed to a size of not more than 25 mm;

- тонкое измельчение сырья производят в трубных мельницах размерами 4,2×10; 4×13,5; 3×14; 3,2×8,5; 3×8,5 м. На цементных заводах Европы, работающих по сухому способу, для помола сырьевых смесей применяют валковые и роликовые мельницы типа «Loesche». Технические характеристики трубных шаровых мельниц 3×14 м: размеры барабана: диаметр 3200 мм, длина 15020 мм, мощность электродвигателя 1500 кВт, общая масса мельницы без мелющих тел и электродвигателя - 180 т, производительность мельницы при тонкости помола 8-10% остатка на сите №008 при сухом помоле известняка - 80-150 т/час;- fine grinding of raw materials is carried out in pipe mills with a size of 4.2 × 10; 4 × 13.5; 3 × 14; 3.2 × 8.5; 3 × 8.5 m. In European cement plants operating by the dry method, roller and roller mills of the Loesche type are used to grind raw mixes. Technical characteristics of tube ball mills 3 × 14 m: drum dimensions: diameter 3200 mm, length 15020 mm, electric motor power 1500 kW, the total mass of the mill without grinding media and electric motor - 180 t, mill productivity with fineness of grinding 8-10% of the sieve residue No. 008 with dry grinding of limestone - 80-150 t / h;

- в настоящее время во всех странах, включая Россию, клинкер получают по сухому способу, что позволяет снизить затраты топлива на 30-40% по сравнению с мокрым способом. При сухом способе применяются более короткие вращающиеся печи с отношением длины к диаметру L_n/D_n=35-20, оснащенные дополнительными запечными теплообменными устройствами. Крупным усовершенствованием сухого способа производства явилось внедрение циклонных теплообменников реакторами-декарбонизаторами.- Currently, in all countries, including Russia, clinker is obtained by the dry method, which allows to reduce fuel costs by 30-40% compared to the wet method. In the dry method, shorter rotary kilns with a length to diameter ratio of L _n / D _n = 35-20 are used, equipped with additional baking heat exchangers. A major improvement in the dry production method was the introduction of cyclone heat exchangers by decarbonization reactors.

Основные технические характеристики вращающихся печей при сухом способе производства типоразмера 5×75 м: производительность - 1600-1800 т/сутки; расход условного топлива на обжиг клинкера - 3517 кДж/кг (840 ккал/кг); масса печи с теплообменником - 1360 т; мощность электродвигателя - 240 кВт, количество газов на выходе печи - 45000 м³/ч;The main technical characteristics of rotary kilns with a dry production method of standard size 5 × 75 m: productivity - 1600-1800 t / day; fuel consumption for clinker burning - 3517 kJ / kg (840 kcal / kg); the mass of the furnace with a heat exchanger is 1360 tons; electric motor power - 240 kW, gas quantity at the furnace outlet - 45000 m ³ / h;

- тягодувный вентилятор типа BM-2-/750-IIV: производительность - 40000 м³/ч; напор - 3730 Па; температура - 150°C; мощность электродвигателя - 100 кВт;- draft fan type BM-2- / 750-IIV: capacity - 40,000 m ³ / h; pressure - 3730 Pa; temperature - 150 ° C; electric motor power - 100 kW;

- техническая характеристика дымососов: производительность - 360000 м³/ч; напор при температуре 200°C - 1960 Па; масса дымососа - 13,8 т; мощность электродвигателя - 250 кВт;- technical characteristics of smoke exhausters: productivity - 360,000 m ³ / h; head at a temperature of 200 ° C - 1960 Pa; smoke exhaust mass - 13.8 tons; electric motor power - 250 kW;

- техническая характеристика колосниковых холодильников типа «Волга-35СА1»: производительность - 35 т/ч; температура клинкера при поступлении в холодильник - 1200-1300°C; температура клинкера при выходе из холодильника - 100-150C; длина колосниковой решетки - 2520 мм; толщина слоя клинкера на решетке - 150-300 мм; мощность электродвигателя - 440 кВт; масса холодильника без футеровки - 145 т;- technical characteristic of grate-type refrigerators of the Volga-35SA1 type: productivity - 35 t / h; Clinker temperature when entering the refrigerator - 1200-1300 ° C; clinker temperature when leaving the refrigerator - 100-150C; grate length - 2520 mm; clinker layer thickness on the grate - 150-300 mm; electric motor power - 440 kW; the mass of the refrigerator without lining is 145 tons;

- Помол клинкера.- Grinding clinker.

Тонкий помол клинкера без добавок и с добавками должен осуществляться с учетом влияния условий измельчения на гранулометрический состав высокопрочных и быстротвердеющих цементов. При производстве высокопрочных цементов подбирается такая схема помола и механический режим работы оборудования, которые обеспечивают возможность получения необходимой удельной поверхности при оптимальном гранулометрическом составе цемента и максимальной производительности по готовому продукту. Одной из таких схем является двухстадийный помол в мельницах крупного и тонкого измельчения. Ниже приведено влияние удельной поверхности и зернового состава цемента на его прочность:Fine grinding of clinker without additives and with additives should be carried out taking into account the influence of grinding conditions on the particle size distribution of high-strength and quick-hardening cements. In the production of high-strength cements, such a grinding scheme and the mechanical mode of operation of the equipment are selected that provide the ability to obtain the required specific surface with the optimal particle size distribution of cement and maximum productivity of the finished product. One of these schemes is a two-stage grinding in mills of coarse and fine grinding. The following is the effect of the specific surface and grain composition of cement on its strength:

Удельная поверхность, см²/гSpecific surface cm ² / g Содержание в % по весу зерен размеромContent in% by weight of grain size ПрочностьStrength 0-5 мкм0-5 microns 5-30 мкм5-30 microns 2650-30002650-3000 7-107-10 43-4843-48 марка 600brand 600 3500-40003500-4000 12-1812-18 57-6257-62 марка 700brand 700 5300-65005300-6500 25-3025-30 70-7570-75 марка 800-900brand 800-900

Удельный расход энергии при помоле до удельной поверхности 2650-3000 см²/г составляет 25 кВт·ч/т, а для удельной поверхности 5300-6500 см2/г - 75 кВт·ч/т.The specific energy consumption during grinding to a specific surface of 2650-3000 cm ² / g is 25 kWh / t, and for a specific surface of 5300-6500 cm2 / g - 75 kWh / t.

Клинкер перед помолом подвергается предварительному дроблению обычно в конусных или молотковых дробилках, которые устанавливаются в колосниковых холодильниках для дробления крупных кусков на выходе вращающейся печи.Before grinding, the clinker is pre-crushed, usually in cone or hammer crushers, which are installed in grate coolers for crushing large pieces at the outlet of a rotary kiln.

Далее измельчение клинкера осуществляется в двухкамерных мельницах размером 2,4×10,6 м, работающих в замкнутом цикле с двумя центробежными сепараторами модели «Полидор».Further, clinker is milled in two-chamber mills 2.4 × 10.6 m in size, operating in a closed cycle with two centrifugal separators of the Polydor model.

В пылеулавливающих устройствах применяют циклоны, рукавные фильтры типа РП, РВ, ФРКД4 и электрофильтры типа ЭГА значительных размеров и потребляемой мощности [Строительные материалы: Справочник / Болдырев А.С.и др. - М.: Стройиздат, 1989. - 567 с. (см. с.110-116: Пылеулавливающие устройства)].In dust collecting devices, cyclones, bag filters of the RP, RV, FRKD4 type and electrostatic precipitators of the EGA type of considerable size and power consumption are used [Building materials: Reference book / Boldyrev A.S. et al. - M .: Stroyizdat, 1989. - 567 p. (see p.110-116: Dust Collectors)].

Недостатком способа и технологической линии, взятых за прототип, является то, что способ изготовления высокопрочного, быстротвердеющего цемента отличается сложным составом трудоемких и затратных технологических процессов, нестабильностью качества (марочностью) высокопрочного быстротвердеющего цемента, невысокой экологической чистотой по пыли и вредным выбросам, а используемое оборудование для обжига, спекания, охлаждения и помола клинкера в технологической линии для реализации способа отличается значительной металлоемкостью, энергоемкостью, длительностью процесса изготовления готовой продукции и значительной площадью занимаемой территории все более дорогостоящей земли.The disadvantage of the method and the technological line taken as a prototype is that the method of manufacturing high-strength, quick-hardening cement is characterized by a complex composition of labor-consuming and costly technological processes, the instability of the quality (grade) of high-strength quick-hardening cement, low environmental cleanliness in dust and harmful emissions, and the equipment used for firing, sintering, cooling and grinding of clinker in the production line for the implementation of the method is characterized by significant metal consumption, ene goemkostyu duration of the process of manufacturing the finished product and a large area of the occupied territories increasingly expensive land.

Техническим результатом предлагаемого способа является упрощение технологических процессов изготовления сверхпрочного, быстротвердеющего цемента, уменьшение металлоемкости, энергоемкости, длительности изготовления готовой продукции, повышение качества и стабильности параметров (повышенной марочности цемента) и экологичности технологических процессов.The technical result of the proposed method is to simplify the manufacturing processes of heavy-duty, quick-hardening cement, reducing metal consumption, energy consumption, the duration of the finished product manufacturing, improving the quality and stability of parameters (increased cement grades) and environmental friendliness of technological processes.

Сущность предлагаемого способа заключается в том, что в нем также осуществляется подача природного сырья: известняка или мела и кремнеземсодержащего компонента указанного выше (с.1) химического состава с карьера с помощью экскаватора и автотранспорта, их дробление с сушкой, совместный помол с сушкой в мельнице, гомогенизацию в смесительных силосах (складах), декарбонизацию смеси мела или известняка и кремнеземсодержащего компонента, обжиг во вращающейся печи, охлаждение клинкера, его помол, складирование, упаковку и отправку цемента в мешках, вагонах, автотранспортом потребителю, согласно предлагаемому изобретению, осуществляют подачу с карьера с помощью экскаватора и автотранспорта наиболее кальцинированного природного мела или известняка с высоким содержанием (92-98%) углекислого кальция (CaCO₃) и незначительным содержанием примесей типа MgCO₃, Al₂O₃ и Fe₂O₃ и др., а вместо кремнеземсодержащего компонента- чистый кварцевый песок с высоким содержанием двуокиси кремния (SiO₂) 92-98% и небольшим содержанием примесей на утепленные склады, при этом каждая из указанных смесей поступает на свою линию обработки, включающую расположенные в технологической последовательности отдельно для известняка или мела - грохот для разделения известняка или мела на крупные (до 600 мм) и мелкие (до 25 мм) куски для уменьшения массы на дробление, предпочтительно молотковая двухроторная дробилка повышенной производительности, меньшей массы и потребляемой мощности и с высокой степенью измельчения (15-20), например, С-691: при размере загружаемых кусков в 600 мм производительность составляет 200 т/ч, мощность двигателя - 7,5 кВт, масса дробилки 24,5 т (без массы электрооборудования) против щековой дробилки ЩКД8: производительность- 160-250 м³/ч, мощность электродвигателя - 175 кВт, масса - 140 т (степень измельчения составляет: в щековых дробилках - 4-6; в валковых - 3-4), емкость с мелкой фракцией (до 25 мм) известняка или мела с второго выхода грохота и выхода с молотковой двухроторной дробилки с предварительной их сушкой за счет приточно-вытяжной вентиляции.The essence of the proposed method lies in the fact that it also supplies natural raw materials: limestone or chalk and a silica-containing component of the chemical composition indicated above (p.1) from the quarry using an excavator and vehicles, crushing them with drying, co-grinding with drying in a mill homogenization in mixing silos (warehouses), decarbonization of a mixture of chalk or limestone and a silica-containing component, firing in a rotary kiln, cooling of the clinker, its grinding, storage, packing and shipment of cement in according to the invention, the shafts, wagons, and motor vehicles are delivered to the consumer, using the excavator and motor vehicles, the most calcined natural chalk or limestone with a high content (92-98%) of calcium carbonate (CaCO ₃ ) and a low content of impurities such as MgCO ₃ , Al ₂ O ₃ and Fe ₂ O ₃ and others, and instead of a silica-containing component, pure quartz sand with a high content of silicon dioxide (SiO ₂ ) of 92-98% and a small content of impurities in insulated warehouses, each of these mixtures on its processing line, including a screening unit located separately for limestone or chalk — a screen for separating limestone or chalk into large (up to 600 mm) and small (up to 25 mm) pieces to reduce crushing weight, preferably a high-capacity hammer rotor crusher , less mass and power consumption and with a high degree of grinding (15-20), for example, S-691: when the size of the loaded pieces is 600 mm, the capacity is 200 t / h, the engine power is 7.5 kW, the crusher mass is 24.5 t (b without the mass of electrical equipment) against the ShKKD8 jaw crusher: productivity - 160-250 m ³ / h, electric motor power - 175 kW, weight - 140 tons (the degree of grinding is: in jaw crushers - 4-6; in rolls - 3-4), a container with a fine fraction (up to 25 mm) of limestone or chalk from the second exit of the screen and the output from the hammer two-rotor crusher with their preliminary drying due to supply and exhaust ventilation.

Получаемая со склада меловая или известковая масса подвергается сушке до 1-3% влажности в сушильных барабанах путем подачи в них отходящих рекупированных газов из обжиговой печи.Cretaceous or calcareous mass obtained from the warehouse is dried to 1-3% moisture in drying drums by feeding recovered gases from the kiln to them.

При влажности 1-3% меловая или известковая масса засыпается в шаровые мельницы, где происходит ее помол до крупности 0,01 мм с одновременной их сушкой до 0,5% влажности. Из шаровой мельницы меловая или известковая масса поступает в мельницу тонкого помола (до 1 мкм). Полученная меловая или известковая масса подается пневмотранспортом в расходный бункер.At a moisture content of 1-3%, the chalky or calcareous mass is poured into ball mills, where it is ground to a fineness of 0.01 mm with their simultaneous drying to 0.5% humidity. From a ball mill, Cretaceous or calcareous mass enters the finely ground mill (up to 1 μm). The resulting chalk or lime mass is fed by pneumatic transport to the feed hopper.

Одновременно с процессом подготовки меловой или известковой массы происходит погрузка экскаватором природного кварцевого песка с содержанием в нем двуокиси кремния (SiO₂) 92-98% и доставка его автотранспортом в другой цеховой склад сырья, где песок предварительно просушивается за счет работы приточно-вытяжной вентиляции. Затем поступающий со склада кварцевый песок поступает в вибрационный грохот для отсева примесей, а затем в сушильный барабан для сушки до влажности 1-3% с последующим его помолом в шаровых мельницах до крупности 0,01 мм с одновременной его досушкой до 0,5% влажности. Из шаровой мельницы кварцевый песок поступает в мельницу тонкого помола до размера частиц до 1 мкм. Полученный таким образом кварцевый песок подается пневмотранспортом в цеховой расходный бункер кварцевого песка тонкого помола.Along with the process of preparing chalk or lime mass, an excavator loads natural quartz sand with a content of silicon dioxide (SiO ₂ ) of 92-98% and delivers it by truck to another workshop for raw materials, where the sand is preliminarily dried by the supply and exhaust ventilation. Then the quartz sand coming from the warehouse enters a vibrating screen for screening impurities, and then into a drying drum for drying to a moisture content of 1-3%, followed by its grinding in ball mills to a particle size of 0.01 mm with its simultaneous drying to 0.5% humidity . From a ball mill, quartz sand enters a finely ground mill to a particle size of up to 1 micron. The quartz sand thus obtained is fed by pneumatic conveying to the workshop feed silo of finely ground quartz sand.

Меловая или известковая масса и кварцевый песок тонкого помола из расходных бункеров обжигаются отдельно друг от друга в своих обжиговых каналах с последующим их смешением в общем вихревом обжиговом канале и горячим прессованием с целью получения гранулированного клинкера.Cretaceous or calcareous mass and fine quartz sand from consumable bins are fired separately from each other in their firing channels, followed by their mixing in a common vortex firing channel and hot pressing to obtain granular clinker.

Обжиг меловой или известковой массы проводится в две стадии. На первой стадии решается задача по предварительному нагреву меловой или известковой массы до 150°C. В этом интервале температур удаляется остаточная физическая влага (100-150°C), затем при 200-250°C освобождается химически связанная вода, а при 500°C происходит выгорание органических примесей, при температуре 500-700°C происходит декарбонизация примеси углекислого магния (MgCO₃→MgO+CO₂), при температуре 700-1000°C осуществляется основной процесс декарбонизации углекислого кальция (CaCO₃→CaO+CO₂), при этом масса полученной окиси кальция составляет 60%, а CO₂ - 40% от массы CaCO₃. Первая стадия обжига происходит в вертикальном обжиговом канале высотой до 3 м путем подачи меловой шихты приводным дозатором из расходного бункера. Меловая или известковая масса движется сверху вниз под действием собственного веса по наклонным зигзагообразным плоским каналам.Firing chalk or lime mass is carried out in two stages. At the first stage, the problem of preliminary heating of the chalk or lime mass to 150 ° C is solved. In this temperature range, residual physical moisture is removed (100-150 ° C), then chemically bound water is released at 200-250 ° C, and organic impurities burn out at 500 ° C; at a temperature of 500-700 ° C, the carbon dioxide impurities are decarbonized (MgCO ₃ → MgO + CO ₂ ), at a temperature of 700-1000 ° C, the main process of decarbonization of calcium carbonate (CaCO ₃ → CaO + CO ₂ ) is carried out, while the mass of the obtained calcium oxide is 60%, and CO ₂ - 40% of mass of CaCO ₃ . The first stage of firing takes place in a vertical firing channel with a height of up to 3 m by feeding the chalk mixture with a drive batcher from the feed hopper. Cretaceous or calcareous mass moves from top to bottom under the influence of its own weight along inclined zigzag flat channels.

Внизу обжигового канала углекислого кальция установлена эжекционная многосопловая газовая горелка с индивидуальным смесителем природного газа и обогащенного кислорода (до 92-98%) в установке разделения воздуха на кислород и азот в соотношении 21,8% и 78%. В результате при сгорании природного газа в практически чистом кислороде значительно повышается температура пламени (до 2200°C), уменьшается объем газового потока сгорания (в 3-4 раза), что в значительной мере влияет на снижение размеров обжигового канала, а отсутствие вредных выбросов NO_X улучшает экологию производства цемента. Движение газов снизу вверх противоположно движению меловой или известковой массы сверху вниз и осуществляется с невысокой скоростью в пределах 0,5-1,0 м/с. В результате гравитационного падения меловой или известковой массы по наклонным зигзагообразно установленным каналам происходит нагрев меловой или известковой массы до температуры декарбонизации углекислого кальция в пределах 700-1000°C.An ejection multi-nozzle gas burner with an individual mixer of natural gas and enriched oxygen (up to 92-98%) is installed at the bottom of the calcining channel of calcium carbonate in an air and oxygen separation unit in a ratio of 21.8% and 78%. As a result, during the combustion of natural gas in practically pure oxygen, the flame temperature rises significantly (up to 2200 ° C), the volume of the gas flow of combustion decreases (3-4 times), which significantly affects the reduction in the size of the burning channel, and the absence of harmful NO emissions _X improves the ecology of cement production. The movement of gases from the bottom up is the opposite of the movement of the Cretaceous or calcareous mass from top to bottom and is carried out at a low speed in the range of 0.5-1.0 m / s. As a result of the gravitational fall of the Cretaceous or calcareous mass along inclined zigzag-mounted channels, the Cretaceous or calcareous mass heats up to the temperature of calcium carbonate decarbonization in the range of 700-1000 ° C.

В результате поэтапного пересыпания по наклонным зигзагообразным плоским каналам в процессе гравитационного падения (3-6 с) происходит ее поэтапный нагрев до температуры 1000°C. За это время при движении меловой или известковой массы сверху вниз происходят следующие физико-химические процессы: удаляется остаточная физическая влага (100-150°C), затем при 200-250°C освобождается химически связанная вода, а при 500°C происходит выгорание органических примесей, при температуре 500-700°C происходит декарбонизация примеси углекислого магния (MgCO₃→MgO+CO₂), при температуре 700-1000°C осуществляется основной процесс декарбонизации углекислого кальция (CaCO₃→CaO+CO₂) с поглощением энергии в 396 ккал/кг согласно [Воробьев X.С., Мазуров Д.Я. Теплотехнические расчеты цементных печей и аппаратов. - М.: Госиздат «ВШ», 1962. - 350 с. (см. с.137 «Тепловые эффекты и теоретический расход тепла», табл.28)], результатом которых является образование паров воды и углекислого газа, полученных при декарбонизации и сгорании природного газа в кислороде, которые, проходя через расходный бункер, нагревают меловую или известковую массу в нем; с бункера газы направляются дымососом в теплообменник для подогрева воздуха для вентиляции, а с выхода теплообменника - в гидрозатвор для очистки газов от пыли и паров воды и далее углекислый газ направляется на утилизацию.As a result of gradual pouring along inclined zigzag flat channels during a gravitational fall (3-6 s), it is gradually heated to a temperature of 1000 ° C. During this time, the following physicochemical processes occur when the chalk or lime mass moves from top to bottom: residual physical moisture is removed (100-150 ° C), then chemically bound water is released at 200-250 ° C, and organic matter burns out at 500 ° C impurities, at a temperature of 500-700 ° C decarbonization of an impurity of magnesium carbonate (MgCO ₃ → MgO + CO ₂ ) occurs, at a temperature of 700-1000 ° C the main process of decarbonization of calcium carbonate (CaCO ₃ → CaO + CO ₂ ) is carried out with the absorption of energy in 396 kcal / kg according to [Vorobev X.S., Mazurov D.Ya. Thermotechnical calculations of cement kilns and apparatuses. - M .: State Publishing House "VSh", 1962. - 350 p. (see p.137 “Thermal effects and theoretical heat consumption”, Table 28)], the result of which is the formation of water and carbon dioxide vapors obtained by decarbonization and combustion of natural gas in oxygen, which, passing through the feed hopper, heat chalk or lime mass in it; From the bunker, the gases are sent by a smoke exhauster to a heat exchanger for heating air for ventilation, and from the exit of the heat exchanger they are sent to a water trap for cleaning gases from dust and water vapor, and then carbon dioxide is sent for recycling.

Внизу на выходе вертикальной обжиговой печи окись кальция, имея постоянный химический состав в виде окиси кальция CaO, захватывается горячим газовым потоком с выхода второй многосопловой эжекционной горелки, образованным при сгорании природного газа с обогащенным кислородом воздуха (92-98%) с температурой 2200°C, движется по спирали этого горизонтального канала длиной до 3 м со скоростью 2-3 м/с, нагреваясь до температуры 1600°C в конце канала. Кроме того, в конце горизонтального канала обжиговой печи осуществляется сужение сечения канала с целью обеспечения увеличения скорости газового потока совместно с окисью кальция CaO до скорости 5-7 м/с.At the bottom of the outlet of the vertical kiln, calcium oxide, having a constant chemical composition in the form of calcium oxide CaO, is captured by the hot gas stream from the outlet of the second multi-nozzle ejection burner formed by the combustion of natural gas with enriched air oxygen (92-98%) with a temperature of 2200 ° C , moves in a spiral of this horizontal channel up to 3 m long at a speed of 2-3 m / s, heating to a temperature of 1600 ° C at the end of the channel. In addition, at the end of the horizontal channel of the kiln, a narrowing of the channel section is carried out in order to increase the gas flow rate together with calcium oxide CaO to a speed of 5-7 m / s.

Обжиг кварцевого песка проводится во втором вертикальном обжиговом канале длиной до 3 м путем подачи его приводным дозатором из расходного бункера кварцевого песка тонкого помола (до 1 мкм). Во втором обжиговом канале кварцевый песок тонкого помола движется сверху вниз под действием собственного веса также по наклонным зигзагообразным плоским каналам. Внизу второго обжигового канала кварцевого песка (SiO₂) установлена эжекционная многосопловая газовая горелка с индивидуальным смесителем природного газа и обогащенного кислорода (92-98%) в установке разделения воздуха на кислород и азот. Здесь также при сгорании природного газа в практически чистом кислороде достигается температура пламени до 2200°C, уменьшается объем газового потока сгорания природного газа в кислороде (в 3-4 раза), что обеспечивает значительное снижение размера обжигового канала, отсутствие вредных выбросов NO_X и в целом значительное улучшение экологии производства цемента.The firing of quartz sand is carried out in a second vertical firing channel up to 3 m long by feeding it with a drive batcher from a fine silica quartz sand feed hopper (up to 1 μm). In the second firing channel, finely ground quartz sand moves from top to bottom under its own weight also along inclined zigzag flat channels. At the bottom of the second firing channel of silica sand (SiO ₂ ), an ejection multi-nozzle gas burner with an individual mixer of natural gas and enriched oxygen (92-98%) was installed in an air-oxygen separation unit. Here, when natural gas is burned in practically pure oxygen, the flame temperature is reached up to 2200 ° C, the volume of the gas flow of natural gas in oxygen is reduced (by 3-4 times), which provides a significant reduction in the size of the burning channel, the absence of harmful emissions of NO _X and overall significant improvement in the ecology of cement production.

В месте меняющегося сечения горизонтального вихревого газового канала печи обжига окиси кальция до температуры 1600°C сверху подходит вертикальный обжиговый канал кремневого песка, который непрерывно из своей нижней части подает обожженный тонко помолотый кремневый песок с температурой 1300°C.In the place of a changing cross section of a horizontal vortex gas channel of a calcium oxide kiln up to a temperature of 1600 ° C, a vertical silica sand kiln is suitable from above, which continuously delivers fired finely ground siliceous sand with a temperature of 1300 ° C from its lower part.

В результате вихревого движения газового потока окиси кальция происходит смешение этой окиси кальция с обожженным кремневым песком, падающим сверху с меньшей скоростью на данный газовый поток с окисью кальция, что и обеспечивает требуемое для образования алита (3CaO·SiO₂) соотношение массы окиси кальция к массе кремневого песка как 3:1. Полученная в вертикальном обжиговом канале и нагретая в горизонтальном обжиговом канале до температуры 1600°C окись кальция после смешения с кремневым песком (SiO₂) с температурой 1300°C и соотношением массы окиси кальция к массе кремнезема 3:1 имеет температуру 1450-1480°C и скорость движения 2,5-3 м/с, а в результате активного перемешивания в общем вихревом канале длиной до 3 м в конце канала получается однородная смесь окиси кальция (CaO) и кремневого песка в соотношении 3:1. В процессе движения и активного вихревого перемешивания окиси кальция и кварцевого песка начинаются экзотермические реакции новообразований 3CaO+SiO₂ с образованием алита 3CaO·SiO₂ с выделением энергии 111 ккал/кг [Воробьев X.С., Мазуров Д.Я. Теплотехнические расчеты цементных печей и аппаратов. - М.: Госиздат «ВШ», 1962. - 350 с. (см. с.137 «Тепловые эффекты и теоретический расход тепла»)].As a result of the vortex movement of the calcium oxide gas stream, this calcium oxide is mixed with calcined silica sand falling from the top with a lower velocity onto this gas stream with calcium oxide, which ensures the ratio of calcium oxide mass to mass required for the formation of alite (3CaO · SiO ₂ ) flint sand as 3: 1. Calcium oxide obtained in a vertical calcining channel and heated in a horizontal calcining channel to a temperature of 1600 ° C after mixing with silica sand (SiO ₂ ) with a temperature of 1300 ° C and a weight ratio of calcium oxide to silica of 3: 1 has a temperature of 1450-1480 ° C and a speed of 2.5-3 m / s, and as a result of active mixing in a common vortex channel up to 3 m long, a homogeneous mixture of calcium oxide (CaO) and silica sand in a ratio of 3: 1 is obtained at the end of the channel. In the process of movement and active vortex mixing of calcium oxide and silica sand, exothermic reactions of 3CaO + SiO ₂ neoplasms begin with the formation of alite 3CaO · SiO ₂ with the release of energy of 111 kcal / kg [Vorobev Kh.S., Mazurov D.Ya. Thermotechnical calculations of cement kilns and apparatuses. - M .: State Publishing House "VSh", 1962. - 350 p. (see p.137 “Thermal effects and theoretical heat consumption”)].

Далее однородная смесь окиси кальция и кремневого песка в соотношении 3:1 и с температурой 1450-1480°C поступает в пресс горячего прессования для получения цементного клинкера. При этом конструкция пресса по горячему прессованию однородной смеси окиси кальция и кварцевого песка позволяет осуществлять непрерывную ее приемку и прессование в цементный клинкер за счет двухсекционной конструкции пресса, которая позволяет за время цикла прессования в 20 секунд в одной секции пресса, во второй секции пресса происходит накопление однородной смеси, и наоборот.Next, a homogeneous mixture of calcium oxide and silica sand in a ratio of 3: 1 and with a temperature of 1450-1480 ° C enters the hot press to obtain a cement clinker. Moreover, the design of the press for hot pressing a homogeneous mixture of calcium oxide and quartz sand allows its continuous acceptance and pressing into the cement clinker due to the two-section design of the press, which allows for the accumulation cycle of 20 seconds in one section of the press, accumulation in the second section of the press homogeneous mixture, and vice versa.

Цементный клинкер прессуется в форме гранулированных пластин толщиной 25-30 мм и диаметром 400-500 мм с прессовым усилием 0,1-0,25 кг/см² при температуре 1450-1480°C и коэффициентом прессования 5-10.Cement clinker is pressed in the form of granular plates with a thickness of 25-30 mm and a diameter of 400-500 mm with a pressing force of 0.1-0.25 kg / cm ² at a temperature of 1450-1480 ° C and a pressing ratio of 5-10.

Все внутренние поверхности пресс-формы находятся под постоянным индукционным подогревом с обязательным автоматическим контролем процесса прессовки, в том числе температуры 1450-1480°C.All internal surfaces of the mold are under constant induction heating with mandatory automatic control of the pressing process, including temperatures of 1450-1480 ° C.

Прессование осуществляется сверху вниз, а вышеуказанные температурные и механические режимы являются благоприятными для ускорения образования клинкера «алита» (3CaO·SiO₂) как за счет дополнительной энергии экзотермической реакции новообразований 3CaO+SiO₂ в алит 3CaO·SiO₂ с выделением энергии в 111 ккал/кг (указанной выше) и дополнительной энергии получаемого расплава эвтектической смеси окиси кальция и кварцевого песка, что вызывает значительный рост температуры водороднй смеси окиси кальция и кварцевого песка, скорости полного образования алита в однородной смеси. Обжиговые газы (CO₂ и H₂O) удаляются из камеры прессования через керамические фильтры и теплообменники, далее очищаются от пыли в гидрозатворах с последующей их утилизацией: осадок пыли после сушки возвращается в процесс, а углекислый газ направляется в газгольдер для последующего применения и продажи.Pressing is carried out from top to bottom, and the above temperature and mechanical conditions are favorable for accelerating the formation of Alite clinker (3CaO · SiO ₂ ) due to the additional energy of the exothermic reaction of 3CaO + SiO ₂ neoplasms into Alite 3CaO · SiO ₂ with an energy release of 111 kcal / kg (indicated above) and additional energy of the obtained melt of the eutectic mixture of calcium oxide and silica sand, which causes a significant increase in the temperature of the hydrogen mixture of calcium oxide and silica sand, the rate of complete formation of a ita in a homogeneous mixture. Calcined gases (CO ₂ and H ₂ O) are removed from the pressing chamber through ceramic filters and heat exchangers, then they are cleaned of dust in the water traps with their subsequent disposal: the dust precipitate after drying is returned to the process, and carbon dioxide is sent to the gas holder for subsequent use and sale .

За каждый цикл прессования (20 с) получается гранулированная пластина толщиной до 30 мм и диаметром до 500 мм цементного клинкера (3CaO·SiO₂), которая сдвигается по подовой поверхности пресса на рольганг холодильной камеры длиной до 20 м, в которую подается охлажденный инертный газ азот, полученный из установки разделения воздуха на кислород и азот. Быстрое охлаждение «алита» в нейтральной азотной среде исключает переход образовавшегося алита (3CaO·SiO₂) в белит (2CaO·SiO₂), в том числе и за счет отсутствия кислорода воздуха и паров воды.For each pressing cycle (20 s), a granular plate is obtained with a thickness of up to 30 mm and a diameter of up to 500 mm of cement clinker (3CaO · SiO ₂ ), which is shifted along the bottom surface of the press onto a roller table of the refrigerating chamber up to 20 m long, into which cooled inert gas is supplied nitrogen obtained from the installation of separation of air into oxygen and nitrogen. Rapid cooling of “alita” in a neutral nitrogen atmosphere eliminates the conversion of the formed alite (3CaO · SiO ₂ ) to belite (2CaO · SiO ₂ ), including due to the absence of air oxygen and water vapor.

В конце холодильной камеры клинкерная пластина при температуре 50°C сбрасывается в молотковую дробилку, откуда клинкерная масса «алита» поступает на помол в мельницы грубого помола до размера 0,01 м и струйную мельницу тонкого помола до оптимального размера 30-0 мкм, в результате чего получается алитовый портландцемент с содержанием алита до 90%, а при размерах частиц 30-0 мкм алитовый портландцемент имеет максимальную удельную поверхность от 5300 до 7000 см²/г, что и обеспечивает максимальную прочность алитового портландцемента марки 800-1000, а размеры частиц в 30-0 мкм обеспечивают высокую скорость твердения.At the end of the refrigerator compartment, a clinker plate at a temperature of 50 ° C is discharged into a hammer mill, from where the “Alita” clinker mass is fed to the coarse mills to a size of 0.01 m and a fine mill to an optimum size of 30-0 μm, resulting which is obtained with Portland cement Alitova alite content to 90%, and with particle sizes 30-0 microns Alitova Portland cement having a maximum specific surface of 5300 to 7000 cm ² / g, which ensures maximum strength Portland cement Alitova 800-1000 and posted ry particles to 30-0 m provides high hardening rate.

При этом химический состав полученного по указанной выше технологии высокопрочного и быстротвердеющего алитового портландцемента из наиболее кальцинированного природного мела или известняка с высоким содержанием (92-98%) углекислого кальция и чистого кварцевого песка с высоким содержанием двуокиси кремния (SiO₂) в 92-98% может состоять кроме CaO и SiO₂, входящих в состав алитового портландцемента, еще Al₂O₃, Fe₂O₃, MgO, SO₃, Na₂O, K₂O, TiO₂, Cr₂O₃, P₂O₅ и прочие природные примеси (п.п.п) в значительно меньшей концентрации и в зависимости от выбранного карьера. Присутствие белита в приведенном химическом составе не указано в связи с тем, что:The chemical composition of the high-strength and quick-hardening alite Portland cement obtained from the most calcined natural chalk or limestone with a high content (92-98%) of calcium carbonate and pure silica sand with a high content of silicon dioxide (SiO ₂ ) of 92-98% obtained by the above technology may consist, in addition to CaO and SiO ₂ , which are part of alite Portland cement, also Al ₂ O ₃ , Fe ₂ O ₃ , MgO, SO ₃ , Na ₂ O, K ₂ O, TiO ₂ , Cr ₂ O ₃ , P ₂ O ₅ and other natural impurities (p.p.p.) in a much lower concentration and depending on the chosen career yep. The presence of belite in the given chemical composition is not indicated due to the fact that:

- процесс обжига углекислого кальция CaCO₃ и кварцевого песка (SiO₂) происходит в раздельных обжиговых каналах, а смешение окиси кальция и кварцевого песка происходит вне диапазона температур образования и устойчивого существования белита (950-1430°C);- the calcination process of calcium carbonate CaCO ₃ and quartz sand (SiO ₂ ) occurs in separate calcination channels, and the mixing of calcium oxide and quartz sand occurs outside the temperature range of formation and stable existence of belite (950-1430 ° C);

- процесс охлаждения высокопрочного и быстротвердеющего алитового портландцемента происходит в охлажденной нейтральной азотной среде в виде пластинок толщиной до 30 мм и диаметром до 500 мм, что значительно увеличивает скорость их охлаждения до 50°C и исключает переход алита в белит при температуре ниже 1250°C. При температурах 50-300°C алит устойчив.- the cooling process of high-strength and quick-hardening alite Portland cement takes place in a cooled neutral nitrogen medium in the form of plates up to 30 mm thick and up to 500 mm in diameter, which significantly increases their cooling rate to 50 ° C and eliminates the transition of alite to white at temperatures below 1250 ° C. At temperatures of 50-300 ° C, alite is stable.

С выхода мельницы тонкого помола алитовый портландцемент поступает в установку расфасовки в герметичные мешки и далее по конвейеру на склад готовой продукции.From the exit of the fine grinding mill, alite Portland cement is fed into the packaging unit in airtight bags and then conveyed to the finished product warehouse by conveyor.

Кроме того, все отходящие газы процесса производства алитового портландцемента, состоящие из паров воды, углекислого газа (CO₂), а также тонкодисперсионной пыли размером 0,01-1 мкм с содержанием в ней CaCO3, СаО, SiO2, направляются в теплообменник для подогрева кислорода, направляемого в камеру сгорания природного газа в многосопловых горелках обжиговых каналов, на подогрев чистого воздуха для сушки сырья и вентиляции производственных помещений. С выхода теплообменников охлажденные газы направляются в систему гидрозатворов, в которых осуществляется превращение пара в воду, полное осаждение мелкодисперсной пыли, утилизация избыточного тепла; чистый и охлажденный углекислый газ направляется на утилизацию в газгольдеры для дальнейшего использования; осадок пыли после сушки направляется в технологический процесс. Применение системы гидрозатвора (материал - бетон) для обеспыливания позволяет значительно (до 15 раз) уменьшить размеры по сравнению с электрическими фильтрами, сократить расход дорогостоящего металла для фильтров, обеспечить практически полную очистку газов от пыли (до 100%), утилизацию тепла газов, которое может быть использовано для системы отопления и вентиляции производственного здания.In addition, all waste gases of the alite Portland cement production process, consisting of water vapor, carbon dioxide (CO ₂ ), as well as fine dust with a size of 0.01-1 μm containing CaCO3, CaO, SiO2 in it, are sent to a heat exchanger for oxygen heating directed to the combustion chamber of natural gas in multi-nozzle burners of the calcining canals, for heating clean air for drying raw materials and ventilation of industrial premises. From the exit of the heat exchangers, the cooled gases are sent to a water trap system in which the steam is converted into water, the fine dust is completely precipitated, and the excess heat is utilized; clean and chilled carbon dioxide is sent for disposal to gas tanks for future use; dust after drying is sent to the process. The use of a water trap system (material - concrete) for dedusting can significantly (up to 15 times) reduce dimensions compared to electric filters, reduce the cost of expensive metal for filters, provide almost complete gas cleaning from dust (up to 100%), and utilize gas heat, which can be used for heating and ventilation systems of industrial buildings.

Технологическая линия для изготовления высокопрочного и быстротвердеющего портландцемента, включающая автоматизированную систему управления и контроля параметров технологических процессов, обеспечивающая управление оборудованием линии: карьеры для добычи известняка или мела, кварцевого песка соответственно, экскаваторы для погрузки сырья, автотранспорт для доставки сырья на утепленные склады соответственно, дробилки для известняка или мела и кварцевого песка, сушильные барабаны, дозаторы, мельницы совместного помола с сушкой, расходный бункер, дозатор, декарбонизатор, обжиг в печи, холодильник, клинкерный склад, дозатор, дробилку, мельницы помола клинкера, склад цемента, упаковку и отправку цемента в мешках согласно предлагаемому изобретению дополнительно вводятся раздельные технологические линии соответственно для или известняка или мела, кварцевого песка повышенного качества (92-98%) с присутствием незначительных примесей (в основном, MgCO₃, Al₂O₃ и Fe₂O₃ и др.), отдельно для технологической линии углекислого кальция (известняка или мела) устанавливается грохот для разделения углекислого кальция на крупные (до 600 мм) и мелкие (до 25 мм) куски с последующим дроблением крупных кусков в молотковых двухроторных дробилках высокой производительности (например, типа С-691: при размере загружаемых кусков в 600 мм производительность составляет 200 т/ч), меньшей потребляемой мощности (75 кВт), меньшей массы (24,5 т) и высокой степенью измельчения (15-20) по сравнению с другими типами дробилок (например, ЩКД8: производительность - 160-250 м³/ч, мощность - 175 кВт, масса - 140 т, степень измельчения - 3-4), емкости для мелких фракций с выхода грохота и дробилки, где сырье подвергается предварительной сушке за счет приточно-вытяжной вентиляции, как и на складе кварцевого песка, два сушильных барабана для сушки соответственно для углекислого кальция и кварцевого песка до влажности смеси 1-3%, система рекуперации газов из обжиговых печей соответственно углекислого кальция и кварцевого песка, соответственно две шаровые мельницы до крупности 0,01 мм для каждого канала, с одновременной их сушкой до 0,5% влажности, две струйные мельницы для помола до размера частиц до 1 мкм, два расходных бункера соответственно для углекислого кальция и кварцевого песка, два дозатора, две обжиговые печи для каждого канала, при этом обжиговая печь углекислого кальция состоит из вертикального обжигового канала длиной до 3 м, где осуществляется декарбонизация углекислого кальция, и горизонтального спирального газового канала длиной до 3 м для нагрева окиси кальция до 1600°C, соответственно вертикальный газовый канал нагрева кварцевого песка до температуры 1300°C; система разделения воздуха на кислород и азот для подачи кислорода в газовые горелки совместно с природным газом и подачи азота в холодильник быстрого нейтрального охлаждения алитового клинкера, общий спиральный канал смешения окиси кальция CaO и кварцевого песка, двухсекционный пресс для прессования эвтектической смеси окиси кальция и кварцевого песка в соотношении 3:1, рольганг холодильной камеры для быстрого охлаждения азотом алитового клинкера, молотковая двухроторная дробилка, мельницы грубого помола до 0,01 мм, струйная мельница тонкого помола до размера 30-0 мкм, которая увеличивает прочность алитового портландцемента на 7,5-15 МПа [Волжанский А.В. Минеральные вяжущие вещества. Учеб. для вузов. - 4 изд., перераб. и доп. - М.: Стройиздат, 1986.- 464 с. (см. с.203)], дозированная упаковка цемента в герметичные мешки, склад готовой продукции, теплообменники для утилизации тепловой энергии, гидрозатворы для обеспыливания пыли соответственно от мельниц грубого и тонкого помола углекислого кальция, от мельницы грубого и тонкого помола кварцевого песка, от мельниц грубого и тонкого помола алитового клинкера, для утилизации паров воды газовой смеси, отделения углекислого газа, газгольдеры для его сбора, установки для сбора пыли, ее отделения, сушки и возврата в процесс, система автоматики, управления и контроля на всех этапах технологического процесса изготовления быстротвердеющего высокопрочного портландцемента (алита 3CaO·SiO₂).Technological line for the manufacture of high-strength and quick-hardening Portland cement, including an automated system for controlling and controlling the parameters of technological processes, providing control of the equipment of the line: quarries for the extraction of limestone or chalk, quartz sand, respectively, excavators for loading raw materials, vehicles for delivering raw materials to insulated warehouses, respectively, crushers for limestone or chalk and quartz sand, drying drums, batchers, co-mills with drying, ra feed hopper, dispenser, decarbonizer, kiln firing, refrigerator, clinker warehouse, dispenser, crusher, clinker grinding mills, cement warehouse, packing and sending cement in bags according to the invention, separate production lines are introduced for limestone or chalk, silica sand, respectively high quality (92-98%) with the presence of minor impurities (mainly, MgCO _3, Al ₂ O ₃ and Fe ₂ O _3, etc.), calcium carbonate separately to the process line (limestone or chalk) is set to rumble separation of calcium carbonate into large (up to 600 mm) and small (up to 25 mm) pieces, followed by crushing of large pieces in high-capacity hammer two-rotor crushers (for example, type С-691: with a size of loaded pieces of 600 mm, the capacity is 200 t / h ), less power consumption (75 kW), less weight (24.5 t) and a high degree of grinding (15-20) compared to other types of crushers (for example, ЩКД8: capacity - 160-250 m ³ / h, power - 175 kW, weight - 140 t, grinding degree - 3-4), containers for small fractions from the exit screens and crushers, where the raw materials are pre-dried due to supply and exhaust ventilation, as in the warehouse of quartz sand, two drying drums for drying, respectively, for calcium carbonate and quartz sand to a moisture content of 1-3%, a gas recovery system from kilns, respectively calcium carbonate and quartz sand, respectively, two ball mills to a particle size of 0.01 mm for each channel, with their simultaneous drying to 0.5% humidity, two jet mills for grinding to a particle size of up to 1 μm, two consumables hoppers for calcium carbonate and quartz sand, respectively, two batchers, two kilns for each channel, while the calcium carbon kiln consists of a vertical kiln channel up to 3 m long, where calcium carbon decarbonization is carried out, and a horizontal spiral gas channel up to 3 m long for heating calcium oxide to 1600 ° C, respectively, a vertical gas channel for heating quartz sand to a temperature of 1300 ° C; a system for separating air into oxygen and nitrogen for supplying oxygen to gas burners together with natural gas and for supplying nitrogen to a quick neutral cooling refrigerator of alite clinker, a common spiral channel for mixing calcium oxide CaO and silica sand, a two-section press for pressing a eutectic mixture of calcium oxide and silica sand in a ratio of 3: 1, the roller table of the refrigeration chamber for rapid nitrogen cooling of an alite clinker, a two-rotor hammer mill, coarse mills up to 0.01 mm, a jet mill one grinding to a size of 30-0 microns, which increases the strength of Portland cement Alitova at 7.5-15 MPa [Volzhansky AV Mineral binders. Textbook for universities. - 4th ed., Revised. and add. - M .: Stroyizdat, 1986.- 464 p. (see p.203)], dosed packing of cement in sealed bags, a finished product warehouse, heat exchangers for heat energy recovery, water traps for dust removal, respectively, from coarse and fine grinding mills of calcium carbonate, from coarse and fine grinding mill of quartz sand, from coarse and fine grinding mills of alite clinker, for utilization of water vapor of the gas mixture, separation of carbon dioxide, gas holders for its collection, installations for collecting dust, its separation, drying and return to the process, automation system, control eniya and control at all stages of the technological process of manufacturing a high-strength quick-setting Portland cement (alite 3CaO · SiO _2).

Такое сочетание новых признаков с известными позволяет решить поставленную техническую задачу, улучшить способ и технические характеристики заявляемой технологической линии, так как значительно повышается качество и стабильность производства высокопрочного быстротвердеющего алитового портландцемента, значительно сокращается продолжительность технологического цикла, а следовательно, повышается производительность технологической линии, сокращаются затраты тепловой и электрической энергии благодаря раздельному процессу переработки, обжигу соответственно углекислого кальция (извести или мела с содержанием углекислого кальция до 92,0-98%) и кварцевого песка повышенного качества (по составу 92-98% SiO₂), с разной температурой обжига (1600°C окись кальция и 1300°C окись кремния), исключения из процесса переработки кварцевого песка и дробилки, значительно повышается экология процесса производства быстротвердеющего высокопрочного алитового портландцемента за счет разделения воздуха на кислород и азот, что практически исключает появление вредных выбросов NO_X, а применение в качестве нейтрального газа азота для быстрого охлаждения клинкера исключает возможность ухудшения качества полученного алитового портландцемента по причине отсутствия кислорода или паров воды в составе охладителя, а также применения для обеспыливания гидрозатвора, который обеспечивает полную утилизацию паров воды, появляющихся при сгорании природного газа с чистым кислородом по реакции CH₄+2O₂→CO₂+2H₂O, отделения углекислого газа CO₂, появляющегося как при декарбонизации углекислого кальция CaCO₃→CaO+CO₂, так и при сгорании природного газа в кислороде по реакции, указанной выше, и его консервацию в газгольдерах для продажи, отделения пыли и возврат ее в технологический процесс с практически полной утилизацией тепловой энергии на всех стадиях такого энергоемкого процесса производства цемента любой марки.This combination of new and well-known features allows us to solve the stated technical problem, improve the method and technical characteristics of the claimed production line, since the quality and stability of the production of high-strength quick-hardening alite Portland cement are significantly increased, the duration of the production cycle is significantly reduced, and therefore, the productivity of the production line is reduced, costs are reduced heat and electric energy through a separate process quipment, respectively calcined calcium carbonate (lime or chalk with the content of calcium carbonate to 92,0-98%) and silica sand of high quality (composition 92-98% SiO ₂₎ with different firing temperature (1600 ° C and 1300 of calcium oxide silica ° C) of exclusion processing and quartz sand grinder, significantly increases the manufacturing process ecology Alitova Portland cement quick-ductile due to separation of air into oxygen and nitrogen, that practically eliminates emissions NO _X, and for use in The use of neutral nitrogen gas for quick cooling of the clinker eliminates the possibility of deterioration in the quality of the obtained alite Portland cement due to the lack of oxygen or water vapor in the cooler, as well as the use of a dust seal for dedusting, which ensures the complete utilization of water vapor that appears during the combustion of natural gas with pure oxygen by reaction CH ₄ + 2O ₂ → CO ₂ + 2H ₂ O, carbon dioxide CO ₂ separation, appears as if decarbonation of calcium carbonate CaCO ₃ → CaO + CO _2, and the combustion of natural ha and oxygen by the above reaction, and its preservation in the gas holders for sale, a dust separating and returning it to the process with almost complete utilization of thermal energy at all stages of the energy-consuming production process of cement of any grade.

Предлагаемый способ изготовления высокопрочного быстротвердеющего портландцемента (алита) реализуется с помощью технологической линии, представленной на фиг.1.The proposed method of manufacturing a high-strength quick-hardening Portland cement (alite) is implemented using the production line shown in figure 1.

Технологическая линия, реализующая способ изготовления высокопрочного быстротвердеющего портландцемента (алита) содержит (см. фиг.1).A production line that implements a method of manufacturing high-strength quick-hardening Portland cement (alite) contains (see figure 1).

1,2 соответственно утепленные склады для известняка (или мела) и кварцевого песка с концентрацией до 92-98% с присутствием в малых концентрациях природных примесей: в основном MgCO₂, Al₂O₃, Fe₂O₃ и др.; со склада 1 сырье, составляющее основную массу в быстротвердеющем высокопрочном портландцементе, поступает на грохот 3 для разделения сырья на крупные куски (размером до 600 мм) и мелкие куски (размером до 25 мм), с выхода грохота 3 крупные куски известняка (или мела) поступают в молотковую двухроторную дробилку 5, с выхода дробилки 5 мелкие куски (до 25 мм) вместе с мелкими кусками (до 25 мм) с второго выхода грохота 3 поступают в емкость 6; со склада 2 кварцевого песка сырье поступает на вибрационный грохот 4, в котором происходит процесс отделения кварцевого песка от примесей; с выхода грохота 4 очищенный кварцевый песок поступает в емкость 7; с выходов емкостей 5 и 7 сырье поступает соответственно в сушильные барабаны 8, 9, в которых осуществляется сушка сырья до влажности 1-3% путем подачи отходящих рекупируемых газов из обжиговых печей; с выходов сушильных барабанов 8, 9 сырье при влажности 1-3% засыпается в шаровые мельницы грубого помола 10, 11 соответственно, в которых осуществляется помол до размера частиц 0,01 мм с одновременной досушкой до влажности 0,5%.1,2, respectively, insulated warehouses for limestone (or chalk) and silica sand with a concentration of up to 92-98% with the presence of natural impurities in low concentrations: mainly MgCO ₂ , Al ₂ O ₃ , Fe ₂ O ₃ , etc .; from warehouse 1, the raw materials that make up the bulk in quick-hardening high-strength Portland cement are fed to screen 3 to separate the raw materials into large pieces (up to 600 mm in size) and small pieces (up to 25 mm in size), from the screen 3 large pieces of limestone (or chalk) enter the hammer two-rotor crusher 5, from the exit of the crusher 5 small pieces (up to 25 mm) together with small pieces (up to 25 mm) from the second exit of the screen 3 enter the tank 6; from warehouse 2 of quartz sand, the raw material enters a vibrating screen 4, in which the process of separation of quartz sand from impurities; from the output of the screen 4, the purified quartz sand enters the tank 7; from the outputs of containers 5 and 7, the raw material enters the drying drums 8, 9, respectively, in which the raw materials are dried to a moisture content of 1-3% by supplying recuperated exhaust gases from kilns; from the outputs of the drying drums 8, 9, at a moisture content of 1-3%, the raw material is poured into coarse ball mills 10, 11, respectively, in which grinding to a particle size of 0.01 mm is carried out with simultaneous drying to a moisture content of 0.5%.

С выходов мельниц грубого помола 10, 11 соответственно сырье направляется на входы струйных мельниц тонкого помола 12, 13, в которых осуществляется помол до размера частиц от 30 мкм до 1 мкм с целью обеспечения высокой дисперсности шихт перед термическим обжигом сырья; с выходов мельниц тонкого помола 12, 13 подготовленное сырье направляется соответственно на входы расходных бункеров 14, 15, с выходов которых сырье направляется сверху вниз через дозаторы 16, 17 соответственно в вертикальные обжиговые печи 18, 19, на другие входы которых снизу поступают горючие газы с выходов эжекционных многосопловых газовых горелок 20, 21 соответственно. Как видно из фигуры 1, углекислый кальций и кварцевый песок обжигаются индивидуально и независимо друг от друга с последующим их вихревым смешением и горячим прессованием с целью получения гранулированного клинкера, при этом обжиг углекислого кальция осуществляется в две стадии. На первой стадии обжига в вертикальной печи 18 решается задача по предварительному нагреву углекислого кальция в нижней части вертикальной печи до 1000°C. При движении шихты сверху вниз вначале удаляется физическая влага (100-150°C), затем по мере движения вниз при температуре 200-250°C освобождается химически связанная вода, при температуре 500°C происходит выгорание органических примесей, при температуре 500-700°C происходит декарбонизация примеси углекислого магния (MgCO₃→MgO+CO₂), а уже в нижней части вертикальной обжиговой печи 18 в диапазоне температур 700-1000°C происходит массовая декарбонизация углекислого кальция (CaCO₃→CaO+CO₂) занимающего в составе смеси от 92,0 до 98,0%.From the exits of coarse grinding mills 10, 11, respectively, the raw materials are sent to the inlets of fine grinding mills 12, 13, in which grinding to a particle size of 30 μm to 1 μm is carried out in order to ensure high dispersion of the blends before thermal firing of the raw material; from the exits of the fine grinding mills 12, 13, the prepared raw materials are sent respectively to the inputs of the supply bins 14, 15, from the outputs of which the raw materials are sent from top to bottom through the batchers 16, 17, respectively, into the vertical kilns 18, 19, to the other inputs of which combustible gases from the outputs of ejection multi-nozzle gas burners 20, 21, respectively. As can be seen from figure 1, calcium carbonate and quartz sand are burned individually and independently from each other, followed by their vortex mixing and hot pressing to obtain granular clinker, while the calcination of calcium carbonate is carried out in two stages. At the first stage of firing in a vertical furnace 18, the problem of preheating calcium carbonate in the lower part of the vertical furnace to 1000 ° C is solved. When the mixture moves from top to bottom, physical moisture is first removed (100-150 ° C), then as it moves down at a temperature of 200-250 ° C, chemically bound water is released, at a temperature of 500 ° C, organic impurities burn out, at a temperature of 500-700 ° C carbon decarbonization of magnesium impurities (MgCO ₃ → MgO + CO ₂ ) occurs, and already in the lower part of the vertical kiln 18 in the temperature range 700-1000 ° C mass decarbonization of calcium carbonate (CaCO ₃ → CaO + CO ₂ ) takes place in the composition mixtures from 92.0 to 98.0%.

Первая стадия обжига осуществляется в вертикальной обжиговой печи высотой около 3 м. В вертикальной обжиговой печи 18 углекислый кальций поступает непрерывно из расходного бункера 14 под действием приводного дозатора 16. Углекислый кальций двигается сверху вниз под действием собственной массы, пересыпаясь по наклонным противовесно направленным плоскостям. В нижней части вертикальной печи 18 расположена эжекционная многосопловая горелка с индивидуальными смесителями горючей смеси, которая вырабатывает горячий газ за счет сгорания природного газа (метана CH₄) и обогащенного кислорода (O₂) до 92-95%, при этом температура сгорания составляет 2200°C, а объем горючего газа уменьшается в 3-4 раза за счет удаления азота (78%), что приводит значительному снижению рабочего объема обжиговой печи и улучшению экологии. Движение горючего газа снизу вверх направленно навстречу движению сырья сверху вниз по наклонным плоскостям, поэтому скорость газового потока незначительна и находится в пределах 0,5-1,0 м/с. При заданных размерах частиц сырья и способе его поэтапного пересыпания в процессе его гравитационного падения происходит его нагрев до 1000°C в нижней части печи 18 за время 3-6 с. За это время происходит все вышеуказанные физико-химические процессы, в результате которых образуется: окись кальция (CaO), перегретый пар и углекислый газ. Пройдя приводной дозатор 16 и расходный бункер 14 производные газы (H₂O и CO₂), направляются в рекуператор (теплообменник) для нагрева воздуха, направленного далее для сушки и вентиляции.The first stage of firing is carried out in a vertical kiln with a height of about 3 m. In a vertical kiln 18, calcium carbonate is supplied continuously from the feed hopper 14 under the action of the drive batcher 16. Calcium carbonate moves from top to bottom under the influence of its own mass, sprinkling along inclined counterbalanced planes. In the lower part of the vertical furnace 18, there is an ejection multi-nozzle burner with individual mixers of the combustible mixture, which produces hot gas due to the combustion of natural gas (methane CH ₄ ) and enriched oxygen (O ₂ ) up to 92-95%, while the combustion temperature is 2200 ° C, and the volume of combustible gas is reduced by 3-4 times due to the removal of nitrogen (78%), which leads to a significant reduction in the working volume of the kiln and environmental improvement. The movement of combustible gas from bottom to top is directed towards the movement of raw materials from top to bottom along inclined planes, so the gas flow rate is negligible and is in the range of 0.5-1.0 m / s. Given the particle sizes of the raw material and the method of stage-by-stage pouring during its gravitational fall, it heats up to 1000 ° C in the lower part of furnace 18 over a period of 3-6 s. During this time, all the above physicochemical processes occur, as a result of which is formed: calcium oxide (CaO), superheated steam and carbon dioxide. After passing the drive dispenser 16 and the feed hopper 14, the derived gases (H ₂ O and CO ₂ ) are sent to a recuperator (heat exchanger) to heat the air, which is then sent for drying and ventilation.

Предварительно нагретый углекислый кальций в вертикальной печи 18 до 1000°C в результате его декарбонизации в виде окиси кальция (CaO) направляется в горизонтальную обжиговую печь окиси кальция 24, где происходит ее окончательный обжиг. На второй стадии происходит обжиг окиси кальция при его постоянном химическом составе (CaO) горючей смесью, поступающей с эжекционной многосопловой горелки 22, на которую аналогично поступает природный газ и обогащенный кислород, в результате сгорания данной горючей смеси образуется горючий газ с температурой 2200°C. Углекислый кальций после процесса декарбонизации в виде окиси кальция в вертикальной печи 18 поступает в горизонтальную обжиговую печь 24 и захватывается газовым потоком горючего газа с выхода горелки 23 и движется по спирали этой печи со скоростью 2-3 м/с, нагреваясь до температуры 1600°C в горизонтальной печи 24 длинной до 3 м. В конце участка обжиговой печи 24 происходит значительное сужение канала обжиговой печи 24 и скорость газового потока вместе с окисью кальция увеличивается до 5-7 м/с. В месте меняющегося сечения горизонтальной обжиговой печи 24 с окисью кальция подходит вертикальная обжиговая печь 19 с кварцевым песком с температурой 1300°C.Pre-heated calcium carbonate in a vertical furnace 18 to 1000 ° C as a result of its decarbonization in the form of calcium oxide (CaO) is sent to a horizontal calcine calcine 24, where it is finally fired. In the second stage, calcium oxide is fired with its constant chemical composition (CaO) as a combustible mixture coming from an ejection multi-nozzle burner 22, which receives natural gas and enriched oxygen in the same way, as a result of the combustion of this combustible mixture, a combustible gas with a temperature of 2200 ° C is formed. Calcium carbonate after a decarbonization process in the form of calcium oxide in a vertical furnace 18 enters a horizontal kiln 24 and is captured by a gas stream of combustible gas from the outlet of the burner 23 and moves in a spiral of this furnace at a speed of 2-3 m / s, heating to a temperature of 1600 ° C in a horizontal furnace 24 up to 3 m long. At the end of the section of the kiln 24, a significant narrowing of the channel of the kiln 24 takes place and the gas flow rate together with calcium oxide increases to 5-7 m / s. In the place of the changing cross section of the horizontal calcining furnace 24 with calcium oxide, a vertical calcining furnace 19 with quartz sand with a temperature of 1300 ° C is suitable.

Вихревой газовый поток окиси кальция со скоростью 5-7 м/с, достигаемый за счет уменьшения сечения горизонтальной печи окиси кальция 24, осуществляет смешение с кварцевым песком, падающим сверху на спиральный вихревой газовый поток окиси кальция с меньшей скоростью, в результате чего обеспечивается соотношение окиси кальция CaO и кварцевого песка SiO₂ как 3:1. Полученная смесь окиси кальция CaO и кварцевого песка с температурой 1450-1480°C далее движется по спиральному газовому каналу 25 длинной 2,5-3 м с общим ускоренным движением, в результате чего на его выходе образуется однородная по всему объему смесь окиси кальция и кварцевого песка эвтектического типа, в которой начинаются с нарастающей скоростью экзотермические реакции новообразований алита, далее однородная смесь окиси кальция и кварцевого песка с температурой 1450-1480°C с выхода газового смесителя 25 вихревого типа подается через высокотемпературный разделительный керамический фильтр на входе прессового оборудования 26, в котором происходит отделение газов от однородной смеси окиси кальция и кварцевого песка эвтектического типа. При этом горячие газы с выхода разделительного керамического фильтра, установленного на входе прессового оборудования 26, поступают на подогрев воздуха, который далее поступает в расходные бункеры, мельницы грубого и тонкого помола, сушильные барабаны и емкости смесей соответственно углекислого кальция и кварцевого песка, а однородная смесь окиси кальция и кварцевого песка аморфного типа стряхивается со стенок разделительного керамического фильтра в пресс-формы прессового оборудования 26, где происходит горячее прессование смеси окиси кальция и кварцевого песка SiO₂ равномерного состава в результате вихревого смешения в газовом потоке и завершение образования алита.The vortex gas flow of calcium oxide at a speed of 5-7 m / s, achieved by reducing the cross section of the horizontal furnace of calcium oxide 24, mixes with quartz sand falling on top of the spiral vortex gas stream of calcium oxide at a lower speed, which ensures the oxide ratio calcium CaO and silica sand SiO ₂ as 3: 1. The resulting mixture of calcium oxide CaO and quartz sand with a temperature of 1450-1480 ° C then moves along a spiral gas channel 25 2.5-3 m long with a general accelerated movement, as a result of which a mixture of calcium oxide and quartz is uniform throughout the volume sand of eutectic type, in which exothermic reactions of alite neoplasms begin at an increasing rate, then a homogeneous mixture of calcium oxide and quartz sand with a temperature of 1450-1480 ° C from the outlet of the gas mixer 25 of the vortex type is fed through a high temperature separating-temperature ceramic filter inlet pressing equipment 26 for the separation of gases from a homogeneous mixture of calcium oxide and quartz sand eutectic type. In this case, hot gases from the outlet of the ceramic separation filter installed at the inlet of the pressing equipment 26 enter the air heating, which then enters the consumables, coarse and fine grinding mills, drying drums and containers of mixtures of calcium carbonate and quartz sand, respectively, and a homogeneous mixture calcium oxide and quartz sand of amorphous type are shaken from the walls of the separation ceramic filter into the molds of the pressing equipment 26, where the hot mixture of the oxide is pressed calcium and quartz SiO ₂ uniform composition as a result of the vortex mixing in the gas stream and the completion of alite formation.

Конструкция пресса 26 по горячему прессованию смеси окиси кальция и кварцевого песка в соотношении их масс 3:1 допускает ее непрерывную приемку и прессование в цементный алитовый клинкер, которая обеспечивается за счет применения двухсекционной конструкции пресса 26. За время цикла прессования 20 секунд в одной секции пресса, во второй секции пресса осуществляется прием (накопление) данной смеси, и наоборот. Цементный клинкер прессуется в форме гранулированных пластин толщиной 25-30 мм (в целях быстрого их охлаждения) и диаметром 400-500 мм с прессовым усилием 0,1:0,25 кг/см² при температуре 1450-1480°C и с коэффициентом прессования 5-10. Все внутренние поверхности пресс-форм находится под постоянным индукционным подогревом с автоматическим контролем температуры пресс-форм в диапазоне 1450-1480°C.The design of the press 26 for hot pressing a mixture of calcium oxide and quartz sand in a ratio of their masses of 3: 1 allows its continuous acceptance and pressing into a cement alite clinker, which is ensured by the use of a two-section design of press 26. During the pressing cycle of 20 seconds in one section of the press , in the second section of the press the reception (accumulation) of this mixture is carried out, and vice versa. Cement clinker is pressed in the form of granular plates with a thickness of 25-30 mm (in order to quickly cool them) and a diameter of 400-500 mm with a pressing force of 0.1: 0.25 kg / cm ² at a temperature of 1450-1480 ° C and with a compression ratio 5-10. All internal surfaces of the molds are under constant induction heating with automatic control of the temperature of the molds in the range of 1450-1480 ° C.

Вышеуказанные температурные и механические режимы, при которых происходит прессования алитового портландцементного клинкера, являются благоприятными для образовавшегося минерала «алита», который сохраняется до конца прессования, так как образующаяся под прессом эвтектическая смесь (3CaO·SiO₂) обеспечивает выделение дополнительной энергии как за счет образования эвтектики, так и за счет энергии экзотермической реакции образования алита, которая и препятствует образованию минерала «белита» (2CaO·SiO₂) и постоянно сохраняет энергетические связи в минерале «алита» (3CaO·SiO₂) за счет повышения температуры внутри клиннкера. Из камеры прессования обжиговые газы (CO₂ и H₂O) отбираются дымососом через керамические фильтры, рекупируются и очищаются от пыли в гидрозатворе 36, 37.The above temperature and mechanical conditions under which the alite Portland cement clinker is pressed are favorable for the formed alite mineral, which remains until the end of pressing, since the eutectic mixture formed under the press (3CaO · SiO ₂ ) provides the release of additional energy both due to the formation of eutectic, and due to the exothermic reaction energy alite formation, which prevents the formation of (2CaO · SiO ₂₎ "belite" mineral and constantly maintains energetically Communication in the mineral "alite» (3CaO · SiO ₂₎ by increasing the temperature inside klinnkera. From the pressing chamber, calcining gases (CO ₂ and H ₂ O) are taken out by a smoke exhauster through ceramic filters, recovered and cleaned of dust in a trap 36, 37.

За каждый цикл прессования (20 секунд) образуется гранулированная пластина толщиной до 30 мм и диаметром до 500 мм цементного клинкера «алита» (3CaO·SiO₂), которая сдвигается по подовой поверхности пресса на рольганг холодильной камеры 27 длинной 20 м. В холодильную камеру 27 нагнетается холодный инертный газ азот, полученный при разделении воздуха на азот и кислород в разделителе воздуха 23 и который быстро охлаждает клинкер. Быстрое охлаждение алитового клинкера в нейтральной азотной среде в течении 2-3 минут исключает возможность перехода образовавшегося «алита» (3CaO·SiO₂) в «белит» (2CaO·SiO₂) как за счет быстрого охлаждения «алита», до температуры 50°C, так и практического отсутствия окислителя (кислорода и паров воды) в азотной среде.For each pressing cycle (20 seconds), a granular plate is formed with a thickness of up to 30 mm and a diameter of up to 500 mm of an Alita cement clinker (3CaO · SiO ₂ ), which is moved along the bottom surface of the press onto a rolling table of the refrigerating chamber 27, 20 m long. To the refrigerating chamber 27, a cold inert gas, nitrogen, is obtained by separating air into nitrogen and oxygen in an air separator 23 and which quickly cools the clinker. Rapid cooling of the alite clinker in a neutral nitrogen atmosphere for 2-3 minutes eliminates the possibility of the formation of the formed "alite" (3CaO · SiO ₂ ) in the "white" (2CaO · SiO ₂ ) as due to the rapid cooling of the "alite" to a temperature of 50 ° C, and the practical absence of an oxidizing agent (oxygen and water vapor) in a nitrogen atmosphere.

В конце остывочной камеры рольганга 27 клинкерная пластина с температурой 50°C направляется в молотковую дробилку 28, откуда при размере кусков до 25 мм клинкерная масса направляется на помол в шаровую мельницу грубого помола 29 до размера 0,01 мм; из мельницы грубого помола 29 клинкерная масса направляется в струйную мельницу 30 тонкого помола до размера 0,1-30 мкм, что обеспечивает высокую удельную поверхность от 5500 до 7000 см²/г и связанную с этим прочность алитового портландцемента марок от 800 до 1000 [Волжанский А.В. Минеральные вяжущие вещества: Учеб. для вузов. - 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Стройиздат.1986. - 464 с. (см. Помол клинкера. Влияние дисперстности портландцемента на его свойства с.186-190)]. С выхода мельницы тонкого помола 30 масса алитового сверхпрочного и быстротвердеющего портландцемента поступает в приводной дозатор 31, с выхода приводного дозатора масса алитового портландцемента поступает на установку расфасовки 32 в герметичные мешки, откуда продукция поступает на склад готовой продукции 33.At the end of the cooling chamber of the roller table 27, a clinker plate with a temperature of 50 ° C is sent to a hammer mill 28, from where, when the size of the pieces is up to 25 mm, the clinker mass is sent to grinding in a coarse ball mill 29 to a size of 0.01 mm; from the coarse mill 29, the clinker mass is sent to the 30 fine mill jet mill to a size of 0.1-30 microns, which provides a high specific surface area from 5500 to 7000 cm ² / g and the associated strength of alite Portland cement grades from 800 to 1000 [Volzhansky A.V. Mineral binders: Textbook. for universities. - 4th ed., Revised. and add. - M .: Stroyizdat. 1986. - 464 p. (see. Clinker grinding. The effect of Portland cement dispersion on its properties p.186-190)]. From the exit of the fine grinding mill 30, the mass of alite heavy-duty and quick-hardening Portland cement is supplied to the drive batcher 31, from the output of the drive batcher, the mass of alite Portland cement is supplied to the packaging unit 32 in airtight bags, from where the products go to the finished goods warehouse 33.

Все отходящие от производственного процесса газы (обжиговые каналы 18, 19, 24 и прессового оборудования 26 состоят из паров воды (H₂O), углекислого газа (CO₂) и тонкодисперсной технологической пыли (CaCO₃, CaO, SiO₂) с температурой 500-600°C.All gases emanating from the production process (burning channels 18, 19, 24 and press equipment 26 consist of water vapor (H ₂ O), carbon dioxide (CO ₂ ) and fine process dust (CaCO ₃ , CaO, SiO ₂ ) with a temperature of 500 -600 ° C.

Проходя систему рекупираторов (теплообменников) 34, 35, отходящие газы отдают свое тепло чистому воздуху, поступающему на сушку сырья и вентиляцию производственных помещений. Газы с выходов рекупираторов 34, 35 с температурой 40-70C направляются на их обеспыливание (очистку от пыли) в гидрозатворы вместо существующих пылеотделительных систем (циклонных батарей), которые обычно практически не улавливают мельчайшие частицы менее 10 мкм, что неприемлемо для предлагаемой технологии помола крупностью от 0,01 до 30 мкм.Passing the system of recuperators (heat exchangers) 34, 35, the exhaust gases give their heat to clean air entering the drying of raw materials and ventilation of industrial premises. Gases from the exits of recuperators 34, 35 with a temperature of 40-70C are directed to their dedusting (dust removal) in the water traps instead of the existing dust separation systems (cyclone batteries), which usually practically do not capture the smallest particles less than 10 microns, which is unacceptable for the proposed grinding technology from 0.01 to 30 microns.

Лучшими характеристиками обладают электрические фильтры-пылеуловители, но и они до 2-5% пыли в отходящих газах выбрасывают в атмосферу. Кроме того, электрофильтры требуют значительных капитальных и эксплуатационных затрат: на дорогостоящий металл электрофильтров, на значительные габариты и массу электрофильтров (на каждые 200 м³ очищаемого газа в час масса электрофильтров составляет 1 т, объем - 1 м³, расход электроэнергии 6 кВт·ч.). Поэтому для обеспыливания отходящих газов применяется система гидрозатворов, в которых из отходящих газов утилизируется пар, который превращается в воду, пыль оседает на дно, излишнее тепло передается воде гидрозатвора с последующим ее использованием для отопления помещений, а чистый охлажденный углекислый газ CO₂ собирается под сводом гидрозатвора, откуда он откачивается в газгольдер 38 и направляется на продажу или в химическое производство углеводородов, например, метанола.Electric dust collectors have the best characteristics, but even they emit up to 2-5% of dust in the exhaust gases into the atmosphere. In addition, electrostatic precipitators require significant capital and operating costs: for expensive metal electrostatic precipitators, for significant dimensions and mass of electrostatic precipitators (for every 200 m ^{3 of} gas to be cleaned per hour, the mass of electrostatic precipitators is 1 ton, volume is 1 m ³ , and energy consumption is 6 kW · h .). Therefore, a decontamination system is used to remove dust from the exhaust gas, in which steam is removed from the exhaust gas, which turns into water, dust settles to the bottom, excess heat is transferred to the air seal water and then used to heat the rooms, and clean chilled carbon dioxide CO ₂ is collected under the roof a water trap, from where it is pumped to gas tank 38 and sent for sale or to the chemical production of hydrocarbons, for example methanol.

Периодически камеры гидрозатвора освобождаются от осадка пыли (методом откачки и слива), а осадок технологической пыли после сушки возвращается в технологический процесс.Periodically, the chambers of the hydraulic lock are released from the dust sediment (by pumping and draining), and the precipitate of process dust after drying is returned to the process.

Система гидрозатвора малогабаритна (объем сокращается в 15-20 раз по сравнению с электрофильтрами), стоимость ее сокращается в 5-10 раз (материал - бетон вместо дефицитного металла электрофильтра). Система гидрозатвора более надежна, эффективна и экологически более чистая по сравнению с широко применяемыми электрофильтрами, так как, отбирая одновременно тепло и пар горячих газов, полученную тепловую энергию воды можно использовать для систем отопления и вентиляции. Кроме того, исключаются затраты электроэнергии и дорогостоящего металла электрофильтров.The water trap system is small (the volume is reduced by 15-20 times compared to electrostatic precipitators), its cost is reduced by 5-10 times (the material is concrete instead of the scarce metal of the electrostatic precipitator). The water trap system is more reliable, efficient and environmentally friendly compared to widely used electrostatic precipitators, since, while taking heat and steam of hot gases at the same time, the obtained heat energy of water can be used for heating and ventilation systems. In addition, the costs of electricity and expensive metal electrostatic precipitators are eliminated.

Следует отметить, что как раз на пути сушки, грубого и тонкого помола, обжига углекислого кальция и кварцевого песка повышенного качества в раздельных обжиговых каналах, смешения данных компонентов в горячем вихревом потоке газового смесителя 25, разделения газов и однородной по составу в объеме смеси окиси кальция и кварцевого песка в соотношении 3:1 в разделительном керамическом фильтре на входе прессового оборудования 26 до попадания этой однородной смеси в одну из двух пресс-форм прессового оборудования с температурой 1450-1480C, быстрого охлаждения полученного алитового портландцементного клинкера в нейтральной азотной среде, дробления, грубого и тонкого помола клинкера, происходят сложные физико-химические процессы, определяющие в основном физико-химические и технико-экономические показатели технологического процесса производства высокопрочного и быстротвердеющего алитового портландцемента, его стабильность и качество.It should be noted that just on the way of drying, coarse and fine grinding, calcining of calcium carbonate and quartz sand of high quality in separate calcining channels, mixing these components in a hot vortex stream of a gas mixer 25, gas separation and calcium oxide, uniform in composition, in a mixture of calcium oxide and quartz sand in a 3: 1 ratio in a separation ceramic filter at the inlet of the press equipment 26 until this homogeneous mixture enters one of the two molds of the press equipment with a temperature of 1450-1480C, quickly of cooling the obtained alite Portland cement clinker in a neutral nitrogen medium, crushing, coarse and fine grinding of clinker, complex physical and chemical processes occur that determine mainly the physicochemical and technical and economic indicators of the technological process for the production of high-strength and quick-hardening alite Portland cement, its stability and quality.

Происходящий сложный физико-химический процесс в газовых каналах 18, 19, 24 (нагрев компонентов до заданной температуры), смешение компонентов исходного сырья в вихревом потоке в газовом смесителе 25 вихревого типа до однородного равномерного распределения компонентов по объему смеси и доведения их до состояния слипания частиц друг с другом, попадания этой смеси в одну из двух пресс-форм прессового оборудования 26, образования смеси эвтектического типа в момент горячей прессовки с выделением дополнительной энергии величиной до 15-20% от затраченной на тепловую обработку исходного сырья. Указанный процесс подробно описан в [Физическом энциклопедическом словаре. - М.: Изд-во «Советская энциклопедия», т.5, 1966 (см. с.431-432 Эвтектика); Глинка Н.Л. Общая химия, изд. 20-е испр. Л.: Химия, 1978. - 720 с. (см. с.544-553 Диаграммы состояния металлических сплавов); Физико-химические свойства окислов. - М: Металлургия, 1978. - 432 с. (в части механических свойств с.193-210; термических свойств - с.120; химических свойств - с.295-363)]. Для поддержания постоянства температуры по всему объему пресс-формы с целью обеспечения сохранения состава трехкальциевого силиката (3CaO·SiO₂) - алита в пресс-формы введен контролируемый их подогрев. Система управления и контроля параметров технологических процессов 39 связана цепями управления со всем оборудованием технологической линии.The complex physical and chemical process that takes place in the gas channels 18, 19, 24 (heating the components to a predetermined temperature), mixing the components of the feedstock in a vortex stream in a gas mixer 25 of a vortex type until the components are uniformly distributed uniformly throughout the mixture and bring them to the state of particle adhesion with each other, getting this mixture into one of the two molds of the pressing equipment 26, forming a eutectic type mixture at the time of hot pressing with the release of additional energy up to 15-20% of the cost heat treated feedstock. The specified process is described in detail in the [Physical Encyclopedic Dictionary. - M .: Publishing house "Soviet Encyclopedia", t.5, 1966 (see p. 431-432 Eutectic); Glinka N.L. General Chemistry, ed. 20th fix L .: Chemistry, 1978.- 720 p. (see p. 544-553 state diagrams of metal alloys); Physico-chemical properties of oxides. - M: Metallurgy, 1978.- 432 p. (regarding mechanical properties s.193-210; thermal properties s.120; chemical properties s.295-363)]. To maintain a constant temperature throughout the volume of the mold in order to maintain the composition of tricalcium silicate (3CaO · SiO ₂ ) - alite, controlled heating was introduced into the molds. The control system and control of technological process parameters 39 is connected by control circuits to all equipment of the technological line.

Обобщение технологической практики создания алитового портландцемента показывает, что способом горячего прессования с использованием расплава (слипания) эвтектического типа при условии сохранения максимального состава трехкальциевого силиката в клинкере можно дополнительно обеспечить возможность получения наиболее высокопрочного высокоплотного быстротвердеющего портландцемента. Армирующий компонент, в качестве которого используется окись кремния (кварцевый песок), удовлетворяет комплексу эксплуатационных и технических требований по прочности, жесткости, плотности и стабильности свойств в требуемом интервале температур и химической стойкостью [Физико-химические свойства окислов. - М.: Металлургия, 1978. - 432 с]. Теоретическая прочность материалов σ_m возрастает с увеличением модуля упругости E и поверхностной энергии γ вещества и падает с увеличением расстояния между соседними плоскостями дисперсионных частиц a ₀:A generalization of the technological practice of creating alite Portland cement shows that by hot pressing using a eutectic type melt (sticking together) while maintaining the maximum composition of tricalcium silicate in clinker, it is possible to additionally provide the possibility of obtaining the most high-strength high-density, quick-hardening Portland cement. The reinforcing component, which is used as silicon oxide (silica sand), meets a set of operational and technical requirements for strength, stiffness, density and stability of properties in the required temperature range and chemical resistance [Physicochemical properties of oxides. - M.: Metallurgy, 1978. - 432 s]. The theoretical strength of materials σ _m increases with increasing elastic modulus E and surface energy γ of a substance and decreases with increasing distance between adjacent planes of dispersion particles a ₀ :

Поэтому прочностные свойства алитового портландцемента в сильной степени зависят от размера микрочастиц компонентов как углекислого кальция и кварцевого песка, определяющих скорость процесса декарбонизации углекислого кальция, и процесса их обжига в целом, так и процесса прессования однородной смеси компонентов окиси кальция и кварцевого песка в соотношении 3:1, получения алитового клинкера, быстрого его охлаждения в нейтральной среде с целью сохранения алита (3CaO·SiO₂) и последующего его дробления, грубого и тонкого помола до размера частиц в пределах 0,1-30 мкм, что и обеспечивает общую поверхность в пределах 5500-7000 см²/г, достаточную для получения требуемых марок алитового портландцемента от 800 до 1000.Therefore, the strength properties of alite Portland cement largely depend on the size of the microparticles of the components of both calcium carbonate and quartz sand, which determine the rate of calcium carbonate decarbonization, and the process of firing in general, and the process of pressing a homogeneous mixture of calcium oxide and quartz sand components in a ratio of 3: 1, obtaining Alitova clinker rapid cooling in a neutral medium to maintain alite (3CaO · SiO ₂₎ and its subsequent crushing coarse and fine grinding to a size of h ticles in the range 0.1-30 micron, which provides the total surface within the 5500-7000 cm ² / g, sufficient to produce the desired grades of Portland cement Alitova from 800 to 1000.

Технический результат предлагаемого изобретения следующий:The technical result of the invention is as follows:

- упрощение технологических процессов изготовления сверхпрочного и быстротвердеющего портландцемента;- simplification of manufacturing processes of heavy-duty and quick-hardening Portland cement;

- уменьшение металлоемкости и энергоемкости изготовления сверхпрочного и быстротвердеющего портландцемента;- reduction of metal and energy consumption for the manufacture of heavy-duty and quick-hardening Portland cement;

- повышение качества и стабильности параметров (повышенной марочности алитового портландцемента);- improving the quality and stability of the parameters (increased markability alite Portland cement);

- повышенной экологичности процессов изготовления высокопрочного и быстротвердеющего алитового портландцемента.- increased environmental friendliness of the manufacturing processes of high-strength and quick-hardening alite Portland cement.

Claims (2)

1. Способ изготовления высокопрочного и быстротвердеющего алитового портландцемента, включающий подачу природного сырья: известняка или мела и кремнеземсодержащего компонента с карьера с помощью экскаватора и автотранспорта, их дробление с сушкой, совместный помол с сушкой в мельнице, гомогенизацию в смесительных силосах-складах, декарбонизацию смеси известняка или мела и кремнеземсодержащего компонента, обжиг во вращающейся печи, охлаждение клинкера, его помол, складирование, упаковку и отправку цемента потребителю, отличающийся тем, что осуществляют подачу на утепленные склады с карьера с помощью экскаватора и автотранспорта наиболее кальцинированного природного мела или известняка с высоким содержанием - 92-98% углекислого кальция - CaCO₃, а в качестве кремнеземсодержащего компонента - чистого кварцевого песка с высоким содержанием кремнезема - SiO₂ 92-98, при этом каждый из указанных компонентов поступает на свою линию обработки, включающую расположенные в технологической последовательности отдельно для известняка или мела - грохот для разделения известняка или мела на крупные - до 600 мм и мелкие до 25 мм куски для уменьшения массы на дробление, предпочтительно молотковая двухроторная дробилка с высокой степенью измельчения - коэффициент измельчения - 15-20 для размалывания крупных кусков до 25 мм, емкость с мелкой фракцией до 25 мм известняка или мела с предварительной их сушкой за счет приточно-вытяжной вентиляции; аналогично для кварцевого песка - вибрационный грохот для отделения примесей от кварцевого песка, емкость для кварцевого песка; далее в каждой линии для известняка или мела и кварцевого песка установлены соответственно: два сушильных барабана с влажностью каждого из указанных компонентов на выходе 1-3% путем подачи в указанные барабаны отходящих рекупированных газов из обжиговых печей, система рекуперации газов из обжиговых печей-каналов соответственно углекислого кальция и кварцевого песка, соответственно две шаровые мельницы грубого помола до крупности 0,01 мм для каждой линии с одновременной их сушкой до 0,5% влажности, две мельницы тонкого помола до размера частиц до 1 мкм, два расходных бункера, далее известняк или мел и кварцевый песок из расходных бункеров через приводные дозаторы обжигаются отдельно друг от друга в своих обжиговых каналах с последующим их смешением в общем вихревом канале; при этом обжиг известняка или мела осуществляется в две стадии: на первой стадии осуществляется декарбонизация углекислого кальция в вертикальном обжиговом канале высотой до 3 м путем движения известняка или мела сверху вниз под действием собственного веса по наклонным зигзагообразным плоским направляющим; при этом внизу вертикального обжигового канала углекислого кальция установлена эжекционная многосопловая газовая горелка с индивидуальным смесителем природного газа и обогащенного до 92-95% кислорода - подаваемого из установки разделения воздуха на кислород и азот; в результате при сгорании природного газа в практически чистом кислороде значительно повышается температура пламени - до 2200°C и уменьшается объем газового потока сгорания в 3-4 раза, что в значительной мере влияет на снижение размеров обжигового канала, отсутствие вредных выбросов NO_X в связи с разделением воздуха на кислород для сгорания природного газа и отдельно азота; движение газов снизу вверх противоположно движению известняка или мела сверху вниз и осуществляется с невысокой скоростью в пределах 0,5-1,0 м/с; в результате гравитационного падения известняка или мела по наклонным зигзагообразным каналам в течение 3-6 с происходит нагрев шихты до температуры декарбонизации углекислого кальция в пределах 700-1000°C; за это время при движении известняка или мела сверху вниз происходят следующие физико-химические процессы: удаляется остаточная физическая влага -100-150°C, затем при 200-250°C освобождается химически связанная вода, а при 500°C происходит выгорание органических примесей, при температуре 500-700°C происходит декарбонизация примеси углекислого магния, при температуре 700-1000°C осуществляется основной процесс декарбонизации углекислого кальция - полученные при декарбонизации и сгорании природного газа в кислороде углекислый газ и пары воды, проходя через расходный бункер, нагревают известняк или мел в нем и направляются дымососом в теплообменник для подогрева воздуха для вентиляции, а с выхода теплообменника - в гидрозатвор для очистки газов от пыли и паров воды, и далее углекислый газ направляется в газгольдер на реализацию; внизу на выходе вертикальной обжиговой печи окись кальция CaO захватывается горячим газовым потоком с выхода второй многосопловой эжекционной горелки, образованным при сгорании природного газа с обогащенным кислородом воздуха - 92-98% с температурой 2200°C, движется по спирали этого горизонтального вихревого канала длиной до 3 м со скоростью 2-3 м/с, нагреваясь до температуры 1600°C в конце канала; кроме того, в конце горизонтальный вихревой канал обжиговой печи имеет сужение сечения с целью обеспечения увеличения скорости газового потока с окисью кальция CaO до скорости 5-7 м/с; одновременно во втором вертикальном обжиговом канале длиной до 3 м производится обжиг кварцевого песка путем подачи его приводным дозатором из расходного бункера кварцевого песка с тонкостью помола до 1 мкм; во втором вертикальном обжиговом канале кварцевый песок тонкого помола также движется сверху вниз под действием собственного веса по наклонным зигзагообразным каналам; внизу второго вертикального обжигового канала кварцевого песка -SiO₂ установлена эжекционная многосопловая газовая горелка с индивидуальным смесителем природного газа и обогащенного кислорода - 92-98% из установки разделения воздуха на кислород и азот; здесь также при сгорании природного газа в практически чистом кислороде достигается температура пламени до 2200°C, уменьшается объем газового потока сгорания природного газа в кислороде в 3-4 раза, что обеспечивает значительное снижение размера обжигового канала, уменьшение вредных выбросов NO_X за счет предварительного разделения воздуха на кислород и азот; в месте меняющегося сечения горизонтального вихревого газового канала печи обжига окиси кальция до температуры 1600°C сверху подходит вертикальный обжиговый канал кварцевого песка, который непрерывно из своей нижней части подает обожженный тонкомолотый кварцевый песок - двуокись кремния -SiO₂ с температурой 1300°C; а в результате вихревого движения газового потока окиси кальция происходит равномерное смешение этой окиси кальция с обожженным кварцевым песком, падающим сверху с меньшей скоростью на данный газовый поток с окисью кальция, что и обеспечивает требуемое для образования алита -3CaO·SiO₂ соотношение массы окиси кальция к массе кремнезема -SiO₂ как 3:1; полученная в вертикальном обжиговом канале и нагретая в горизонтальном обжиговом канале до температуры 1600°C окись кальция после смешения с кварцевым песком -SiO₂ с температурой 1300°C и соотношением массы окиси кальция к массе кварцевого песка как 3:1 имеет температуру 1450-1480°C и скорость движения 2,5-3 м/с, а в результате активного перемешивания в общем вихревом канале длиной до 3 м в конце канала получается однородная смесь окиси кальция -CaO и кварцевого песка - SiO₂ в соотношении 3:1 для образования алита; далее однородная смесь окиси кальция и кварцевого песка в соотношении 3:1 и с температурой 1450-1480°С поступает в пресс горячего формования для получения цементного клинкера, при этом конструкция пресса по горячему прессованию однородной смеси окиси кальция и кварцевого песка позволяет осуществлять непрерывную ее приемку и прессование в цементный клинкер за счет двухсекционной конструкции пресса, причем в первой секции осуществляют цикл прессования в 20 с, а во второй секции пресса происходит накопление однородной смеси, и наоборот; цементный клинкер прессуется в форме гранулированных пластин толщиной 25-30 мм и диаметром 400-500 мм с прессовым усилием 0,1-0,25 кг/см² при температуре 1450-1480°C и коэффициентом прессования 5-10; все внутренние поверхности пресс-формы находятся под постоянным индукционным нагревом с обязательным автоматическим контролем процесса прессовки, в том числе температуры 1450-1480°C; прессование осуществляется сверху вниз, а вышеуказанные температурные и механические режимы являются благоприятными для образования в клинкере «алита» - 3CaO·SiO₂, который сохраняется и укрепляется в процессе прессования за счет дополнительной энергии эвтектической смеси окиси кальция и кварцевого песка, сохранения энергетических связей в кристалле «алита» - 3CaO·SiO₂; обжиговые газы -CO₂ и H₂O удаляются из камеры прессования через керамические фильтры и теплообменники, далее очищаются от пыли в гидрозатворах с последующей их утилизацией: осадок пыли после сушки возвращается в процесс, а углекислый газ направляется в газгольдер для последующего применения и продажи; за каждый цикл прессования - 20 с получается гранулированная пластина толщиной до 30 мм и диаметром до 500 мм цементного алитового клинкера - 3CaO·SiO₂, которая сдвигается по подовой поверхности пресса на рольганг холодильной камеры длиной до 20 м, в которую подается охлажденный инертный газ азот, полученный из установки разделения воздуха на кислород и азот; быстрое охлаждение «алита» в нейтральной азотной среде исключает переход алита - 3CaO·SiO₂ в белит - 2CaO·SiO₂, в том числе и за счет отсутствия кислорода воздуха и паров воды; в конце холодильной камеры клинкерная пластина при температуре 50°C сбрасывается в молотковую дробилку, откуда клинкерная масса «алита» поступает на помол в мельницы грубого помола до размера 0,01 мм и струйную мельницу тонкого помола до оптимального размера 0-30 мкм, в результате чего получается алитовый портландцемент с содержанием алита до 70-90%, а при размерах частиц 0-30 мкм алитовый портландцемент имеет максимальную удельную поверхность от 5300 до 7000 см²/г, что и обеспечивает максимальную прочность алитового портландцемента марки 800-1000, а размеры частиц в 0-30 мкм обеспечивают высокую скорость твердения; с выхода мельницы тонкого помола алитовый портландцемент поступает в установку расфасовки в герметичные мешки и далее по конвейеру на склад готовой продукции.1. A method of manufacturing a high-strength and quick-hardening alite Portland cement, including the supply of natural raw materials: limestone or chalk and a silica-containing component from the quarry using an excavator and vehicles, their crushing with drying, joint grinding with drying in a mill, homogenization in mixing silos, warehouses, decarbonization of the mixture limestone or chalk and silica-containing component, firing in a rotary kiln, clinker cooling, grinding, storage, packaging and shipment of cement to the consumer, which differ That is carried out on feeding unheated warehouses with quarry with an excavator and most vehicles calcined natural chalk or limestone with a high content - 92-98% calcium carbonate - CaCO _3, and as the silica-containing component - pure quartz sand high in silica - SiO ₂ 92-98, with each of these components entering its own processing line, including those located in the technological sequence separately for limestone or chalk - a screen for separating limestone or chalk and large pieces up to 600 mm and small pieces up to 25 mm in order to reduce the crushing mass, preferably a two-rotor hammer mill with a high degree of grinding - a grinding coefficient of 15-20 for grinding large pieces up to 25 mm, a container with a fine fraction of up to 25 mm of limestone or chalk with their preliminary drying due to supply and exhaust ventilation; similarly for quartz sand - a vibrating screen for separating impurities from quartz sand, a container for quartz sand; further, in each line for limestone or chalk and quartz sand, respectively: two drying drums with humidity of each of these components at the output of 1-3% by feeding the specified drums of recovered exhaust gases from kilns, a system for recovering gases from kilns, respectively calcium carbonate and quartz sand, respectively, two coarse ball mills to a particle size of 0.01 mm for each line with their simultaneous drying to 0.5% moisture, two fine mills to an hour egg to 1 micron, the two consumable hopper, more limestone or chalk, quartz sand from feed bins through the driving feeders are fired separately from each other in their firing channels with subsequent mixing generally vortical duct; at the same time, limestone or chalk is fired in two stages: at the first stage, calcium carbonate is decarbonized in a vertical firing channel up to 3 m high by moving limestone or chalk from top to bottom under its own weight along inclined zigzag flat guides; at the same time, an ejection multi-nozzle gas burner with an individual mixer of natural gas and oxygen enriched up to 92-95% - supplied from the separation of air into oxygen and nitrogen is installed at the bottom of the vertical calcining channel of calcium carbonate; as a result, during the combustion of natural gas in practically pure oxygen, the flame temperature rises significantly - up to 2200 ° C and the volume of the gas flow of combustion decreases by 3-4 times, which significantly affects the reduction in the size of the burning channel, the absence of harmful emissions of NO _X due to separation of air into oxygen for the combustion of natural gas and nitrogen separately; the movement of gases from bottom to top is opposite to the movement of limestone or chalk from top to bottom and is carried out at a low speed in the range of 0.5-1.0 m / s; as a result of a gravitational fall of limestone or chalk along inclined zigzag channels for 3-6 s, the mixture is heated to a temperature of decarbonization of calcium carbonate in the range of 700-1000 ° C; during this time, the following physicochemical processes occur during the movement of limestone or chalk from top to bottom: residual physical moisture is removed -100-150 ° C, then chemically bound water is released at 200-250 ° C, and organic impurities burn out at 500 ° C, at a temperature of 500-700 ° C decarbonization of an impurity of magnesium carbonate occurs; at a temperature of 700-1000 ° C, the main process of decarbonization of calcium carbonate is carried out - carbon dioxide and water vapor obtained by decarbonization and combustion of natural gas in oxygen pass through cut the feed hopper, limestone or chalk is heated in it and sent to a heat exchanger to heat the air for ventilation, and from the outlet of the heat exchanger to the air trap to clean the gases from dust and water vapor, and then carbon dioxide is sent to the gas holder for sale; below, at the exit of the vertical kiln, calcium oxide CaO is captured by the hot gas stream from the outlet of the second multi-nozzle ejection burner, formed by the combustion of natural gas with enriched air oxygen - 92-98% with a temperature of 2200 ° C, moves in a spiral of this horizontal vortex channel up to 3 m at a speed of 2-3 m / s, heating to a temperature of 1600 ° C at the end of the channel; in addition, at the end, the horizontal vortex channel of the kiln has a narrowing of the cross section in order to increase the gas flow rate with calcium oxide CaO to a speed of 5-7 m / s; at the same time, in the second vertical firing channel up to 3 m long, quartz sand is fired by feeding it with a drive batcher from a quartz sand feed hopper with a fineness of grinding up to 1 μm; in the second vertical firing channel, finely ground silica sand also moves from top to bottom under its own weight along inclined zigzag channels; an ejection multi-nozzle gas burner with an individual mixer of natural gas and enriched oxygen is installed at the bottom of the second vertical firing channel of quartz sand -SiO ₂ — 92-98% from an oxygen-nitrogen separation unit; here, during the combustion of natural gas in practically pure oxygen, the flame temperature is reached up to 2200 ° C, the volume of the gas flow of combustion of natural gas in oxygen is reduced by 3-4 times, which provides a significant reduction in the size of the burning channel, reduction of harmful NO _X emissions due to preliminary separation air to oxygen and nitrogen; in the place of a changing cross section of a horizontal vortex gas channel of a calcium oxide kiln up to a temperature of 1600 ° C, a vertical quartz sand channel is suitable from above, which continuously delivers fired fine-ground quartz sand from its lower part - silicon dioxide SiO ₂ with a temperature of 1300 ° C; and as a result of the vortex movement of the calcium oxide gas stream, this calcium oxide is uniformly mixed with calcined quartz sand falling from the top with a lower velocity onto the given gas stream with calcium oxide, which provides the ratio of the weight of calcium oxide to the alite -3CaO · SiO ₂ the mass of silica -SiO ₂ as 3: 1; obtained in a vertical calcining channel and heated in a horizontal calcining channel to a temperature of 1600 ° C, calcium oxide after mixing with quartz sand-SiO ₂ with a temperature of 1300 ° C and a ratio of the mass of calcium oxide to the mass of quartz sand as 3: 1 has a temperature of 1450-1480 ° C and a speed of 2.5-3 m / s, and as a result of active mixing in a common vortex channel up to 3 m long, a homogeneous mixture of calcium oxide-CaO and quartz sand - SiO ₂ in a ratio of 3: 1 is formed at the end of the channel to form alite ; then a homogeneous mixture of calcium oxide and quartz sand in a ratio of 3: 1 and with a temperature of 1450-1480 ° C enters the hot molding press to obtain a cement clinker, while the design of the press for hot pressing a homogeneous mixture of calcium oxide and quartz sand allows its continuous acceptance and pressing into the cement clinker due to the two-section design of the press, and in the first section, a pressing cycle of 20 s is carried out, and in the second section of the press an homogeneous mixture is accumulated, and vice versa; cement clinker is pressed in the form of granular plates with a thickness of 25-30 mm and a diameter of 400-500 mm with a pressing force of 0.1-0.25 kg / cm ² at a temperature of 1450-1480 ° C and a pressing ratio of 5-10; all internal surfaces of the mold are under constant induction heating with mandatory automatic control of the pressing process, including temperatures of 1450-1480 ° C; pressing is carried out from top to bottom, and the above temperature and mechanical conditions are favorable for the formation of “Alita” in the clinker - 3CaO · SiO ₂ , which is maintained and strengthened during pressing due to the additional energy of the eutectic mixture of calcium oxide and quartz sand, preservation of energy bonds in the crystal “Alita” - 3CaO · SiO ₂ ; firing gases -CO ₂ and H ₂ O are removed from the pressing chamber through ceramic filters and heat exchangers, then they are cleaned of dust in the hydraulic traps with their subsequent disposal: the dust residue after drying is returned to the process, and carbon dioxide is sent to the gas holder for subsequent use and sale; for each pressing cycle of 20 s, a granular plate is obtained with a thickness of up to 30 mm and a diameter of up to 500 mm of cement alite clinker - 3CaO · SiO ₂ , which is shifted along the press hearth onto a roller table of the refrigerating chamber up to 20 m long, into which cooled inert nitrogen gas is supplied obtained from the installation of the separation of air into oxygen and nitrogen; rapid cooling of "alita" in a neutral nitrogen environment eliminates the transition of alite - 3CaO · SiO ₂ to belite - 2CaO · SiO ₂ , including due to the lack of oxygen and air vapor; at the end of the refrigerator compartment, a clinker plate at a temperature of 50 ° C is discharged into a hammer mill, from where the “alita” clinker mass is fed to the coarse mills to a size of 0.01 mm and a fine mill to an optimum size of 0-30 μm, as a result which results in alite Portland cement with an alite content of up to 70-90%, and with a particle size of 0-30 μm, alite portland cement has a maximum specific surface area of 5300 to 7000 cm ² / g, which ensures the maximum strength of alite Portland cement of 800-1000 grade, and particle sizes of 0-30 microns provide a high curing rate; from the exit of the fine grinding mill, alite Portland cement is fed into the packaging unit in sealed bags and then conveyed to the finished product warehouse by conveyor. 2. Технологическая линия для изготовления высокопрочного и быстротвердеющего алитового портландцемента, включающая автоматизированную систему управления и контроля параметров технологических процессов, обеспечивающую управление оборудованием линии: карьеры для добычи известняка или мела, глины, содержащей кремнезем соответственно, экскаваторы для погрузки сырья, автотранспорт для доставки сырья на утепленные склады соответственно, дробилки для известняка или мела и кварцевого песка, сушильные барабаны, дозаторы, мельницы совместного помола с сушкой, расходный бункер, дозатор, декарбонизатор, обжиговую печь, холодильник, клинкерный склад, дозатор, дробилку, мельницы грубого и тонкого помола клинкера, склад цемента, установка для упаковки цемента в мешки, согласно изобретению дополнительно вводятся раздельные технологические линии соответственно для известняка или мела, кварцевого песка повышенного качества SiO₂ 92-98%, отдельно для технологической линии углекислого кальция (известняка или мела) устанавлен грохот для разделения углекислого кальция на крупные - до 600 мм и мелкие - до 25 мм куски, для дробления крупных кусков - дробилки молотковые двухроторные с высокой степенью измельчения - коэффициент измельчения - 15-20 по сравнению с другими типами дробилок, склад для мелких фракций до 25 мм от грохота и дробилки, где сырье подвергается предварительной сушке до 1-3% за счет приточно-вытяжной вентиляции, как и на складе кварцевого песка, два сушильных барабана соответственно для углекислого кальция и кварцевого песка, система рекуперации газов из обжиговых печей соответственно углекислого кальция и кварцевого песка, соответственно две шаровые мельницы, измельчающие до крупности 0,01 мм для каждого канала, с одновременной их сушкой до 0,5% влажности, две струйные мельницы для помола до размера частиц до 1 мкм, два расходных бункера соответственно для углекислого кальция и кварцевого песка, два дозатора, две обжиговые печи для каждого канала, при этом обжиговая печь углекислого кальция состоит из вертикального обжигового канала длиной до 3 м, где осуществляется декарбонизация углекислого кальция, и горизонтального вихревого канала длиной до 3 м для нагрева окиси кальция до 1600°C, соответственно второй вертикальный газовый канал нагрева кварцевого песка до температуры 1300°C; система разделения воздуха на кислород и азот для подачи кислорода в эжекционные многосопловые газовые горелки совместно с природным газом и подачи азота в холодильник быстрого нейтрального охлаждения алитового клинкера, общий спиральный вихревой канал смешения окиси кальция CaO и кварцевого песка - SiO₂ в соотношении 3:1, двухсекционный пресс для прессования смеси окиси кальция и кварцевого песка в соотношении 3:1 в виде пластин толщиной до 30 мм и диаметром до 500 мм, рольганг холодильной камеры для быстрого охлаждения алитового клинкера, молотковая двухроторная дробилка, мельницы грубого помола до 0,01 мм, струйная мельница тонкого помола до размера 0-30 мкм, установка для упаковки алитового цемента в герметичные мешки, склад готовой продукции, теплообменники для утилизации тепловой энергии, гидрозатворы для улавливания пыли соответственно от мельниц грубого и тонкого помола углекислого кальция, от мельницы грубого и тонкого помола кварцевого песка, от мельниц грубого и тонкого помола алитового клинкера, для утилизации паров воды газовой смеси, отделения углекислого газа, газгольдеры для его сбора, установки для сбора пыли, ее отделения, сушки и возврата в процесс, система автоматики, управления и контроля на всех этапах технологического процесса изготовления быстротвердеющего высокопрочного алитового портландцемента. 2. A technological line for the manufacture of high-strength and quick-hardening alite Portland cement, including an automated control system for controlling the parameters of technological processes, providing control of the equipment of the line: quarries for the production of limestone or chalk, clay containing silica, respectively, excavators for loading raw materials, vehicles for delivering raw materials to warmed warehouses, respectively, crushers for limestone or chalk and silica sand, drying drums, batchers, mills together grinding with drying, feed hopper, batcher, decarbonizer, kiln, refrigerator, clinker warehouse, batcher, crusher, coarse and fine grinding mills of clinker, cement warehouse, installation for packing cement in bags, according to the invention, separate processing lines are respectively introduced for limestone or chalk, silica sand of high quality SiO ₂ 92-98%, separately for the production line of calcium carbonate (limestone or chalk) a screen was installed to separate calcium carbonate into large ones - up to 600 m m and small pieces - up to 25 mm pieces, for crushing large pieces - two-rotor hammer crushers with a high degree of grinding - grinding coefficient - 15-20 compared to other types of crushers, a warehouse for small fractions up to 25 mm from the screen and crusher, where the raw material is exposed pre-drying up to 1-3% due to the supply and exhaust ventilation, as in the warehouse of quartz sand, two drying drums, respectively, for calcium carbonate and quartz sand, a system for recovering gases from kilns, respectively, calcium carbonate and quartz sand, respectively, two ball mills, grinding to a particle size of 0.01 mm for each channel, with their simultaneous drying to 0.5% moisture, two jet mills for grinding to a particle size of up to 1 μm, two feed hoppers, respectively, for calcium carbonate and quartz sand, two batchers, two kilns for each channel, while the calcium carbonate kiln consists of a vertical kiln channel up to 3 m long, where calcium carbonate is decarbonized, and a horizontal vortex channel up to 3 m long I heating calcium oxide to 1600 ° C, respectively, the second vertical gas channel for heating quartz sand to a temperature of 1300 ° C; a system for separating air into oxygen and nitrogen for supplying oxygen to ejection multi-nozzle gas burners together with natural gas and supplying nitrogen to the refrigerator for rapid neutral cooling of alite clinker, a common spiral vortex channel for mixing calcium oxide CaO and quartz sand - SiO ₂ in the ratio 3: 1, two-section press for pressing a mixture of calcium oxide and quartz sand in a ratio of 3: 1 in the form of plates with a thickness of up to 30 mm and a diameter of up to 500 mm, a live roll of the refrigeration chamber for rapid cooling of alite clinker, mol two-rotor swelling crusher, coarse grinding mills up to 0.01 mm, fine grinding jet mill up to size 0-30 microns, installation for packing alite cement in sealed bags, finished goods warehouse, heat exchangers for heat energy recovery, water traps for dust collection from mills, respectively coarse and fine grinding of calcium carbonate, from the coarse and fine grinding mill of quartz sand, from the coarse and fine grinding mills of alite clinker, for the utilization of water vapor in the gas mixture, the separation of carbon dioxide, gas holders for collecting it, installations for collecting dust, its separation, drying and return to the process, automation system, control and monitoring at all stages of the technological process of manufacturing high-speed high-strength alite Portland cement.

Images