專利名稱：一種高鈣型鋁酸鈣的生產方法
技術領域：
本發(fā)明涉及無機非金屬材料領域，尤其是煉鋼潔凈劑。
背景技術：
鋁酸鈣為CaO-Al2O3的二元化合物，在鋁酸鈣的二元化合物系列中CaO和Al2O3兩種化合物存在著多種組合比例六鋁酸一鈣(CaO.6Al2O3，簡寫為CA6)、二鋁酸一鈣(CaO.2Al2O3，簡寫為CA2)、鋁酸一鈣(CaO.Al2O3，簡寫為CA)、七鋁酸十二鈣(12CaO.7Al2O3，簡寫為C12A7)、鋁酸三鈣(3CaO.Al2O3，簡寫為C3A)。這五種化合物中CA、CA2、和CA6為低鈣型鋁酸鈣，主要存在于高鋁水泥和耐火材料中，C12A7和C3A為高鈣型鋁酸鈣。近年來，C12A7作為新技術用于煉鋼脫硫和凈化鋼水，用量日益增加。
含C12A7的煉鋼潔凈劑其主要成分為CaO37-52％Al2O337-50％SiO22-10％國際上最早將C12A7作為商品用作煉鋼的潔凈劑是法國的Lafarge公司，牌號為LDSF，該產品明確標示采用熔融法生產，是一種完全預熔的物料。
國內也有不少工廠采用電爐熔融法、沖天爐熔融法生產高鈣型鋁酸鈣。
用電爐熔融法生產高鈣型鋁酸鈣能源消耗大，生產成本高，生產不能連續(xù)化，而且還會造成質量不穩(wěn)定。
采用回轉窯燒結法生產時，適宜形成CA和CA2，屬低鈣型鋁酸鈣，CaO的含量一般小于37％。因為高鈣型鋁酸鈣C12A7是低熔點化合物，其燒成溫度范圍狹窄，僅為10-20℃之間，而回轉窯的溫度控制范圍較寬，對較窄的溫度范圍不易控制，無法進行正常操作。曾經(jīng)有工廠試圖用回轉窯低溫煅燒的方法制取CaO含量為42％的高鈣型鋁酸鈣熟料，結果由于未能消除游離CaO的存在，使熟料在儲存和運輸中潰散成粉末而無法使用。
為了降低生產高鈣型鋁酸鈣的能源消耗、降低生產成本，提高質量，有必要對高鈣型鋁酸鈣的生產方法作進一步深入研究。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的為提供一種能源消耗少、生產成本低，質量穩(wěn)定的高鈣型鋁酸鈣的生產方法。
本發(fā)明是在通用的生產工藝中改進了原料組成，在原來的石灰石和鋁礬土中加入添加劑來完成的。
按重量百分比組成的原料為高鋁礬土30-55％，石灰石40-65％，鹵素類化合物添加劑0.5-7％。
所述鹵素類化合物添加劑為含有鹵素的鈣鹽、鋁鹽、鈉鹽、鎂鹽。可以采用其中單獨一種鹵素類化合物，也可以同時采用其中幾種鹵素類化合物。
根據(jù)煉鋼的要求石灰石原料的2-30％可由MgO或BaO或CaF2代替。
由于在原料中加入了鹵素化合物添加劑能降低高鈣型鋁酸鈣的燒結溫度，在較低的溫度下能增加鋁酸鈣中的鈣化合量、使C12A7迅速形成，并同時消除了游離CaO的存在，在整個燒結過程中，溫度控制在1300-1350℃之間，這就達到了擴大燒結溫度范圍能利高鈣型鋁酸鈣的生產目的。根據(jù)得到的產品成分分析、其中Al2O336-52％，CaO(包含MgO、BaO、CaF2)37-53％，SiO23-5％。以上的各成分的含量符合高鈣型鋁酸鈣的要求。
本發(fā)明具有以下特點1、節(jié)約能源回轉窯燒結法生產高鈣型鋁酸鈣的能耗折算為標準煤的煤耗量為257公斤/噸熟料，電熔法的電耗量為900度/噸熟料，每發(fā)一度電折合耗煤量為0.5-0.7公斤，現(xiàn)以下限計算，900度電折合耗煤量為450公斤，所以生產每噸熟料回轉窯燒結法比電熔法能節(jié)約450-257＝193公斤標準煤。最后得到的生產成本中的能源消耗費用回轉窯燒結法為150元/噸熟料，電熔法為450元/噸熟料，回轉窯燒結法能耗部分的成本僅為電熔法的1/3。
2、利用已有技術在回轉窯中生產高鈣型鋁酸鈣時，由于游離CaO的存在，使熟料在儲存和運輸中潰散成粉末而無法使用，而本發(fā)明所得熟料經(jīng)沸水煮2小時，仍然不粉化，所以無論在儲存和運輸中環(huán)境有多大的變化，產品質量仍然保持穩(wěn)定。
3、回轉窯燒結法可實現(xiàn)連續(xù)化生產，不僅有利于節(jié)能，而且便于生產條件的穩(wěn)定和控制，既便于生產管理也有利于質量的提高。


圖1為本發(fā)明回轉窯生產高鈣型鋁酸鈣的生產流程示意中顯示1為原料庫，2為料庫進口，3為原料儲存?zhèn)}，4為計量秤，5為混合器，6為球磨機，7為混合料料庫，8為混合料儲存?zhèn)}，9為回轉窯，10為冷卻器，11為熟料，19為顆粒破碎機，12為篩分器，13為顆粒產品包裝機，14為球磨機，15為粉磨機，16為粉磨產品庫，17為攪拌混合器，18為粉磨產品包裝機。
具體實施例方式
實施例1將原料高鋁礬土38.2％、石灰石58.8％、和螢石3％混合后由球磨機粉碎，達到180目篩余小于8％的細度，經(jīng)加水成球，然后送入回轉窯，經(jīng)1310-1350℃煅燒，煅燒至燒結狀態(tài)即成高鈣型鋁酸鈣熟料，熟料經(jīng)化學分析，結果如下(％)

熟料經(jīng)沸水煮二小時不粉化。
實施例2將原料高鋁礬土33％、石灰石62％、螢石5％混合后由球磨機粉碎，達到180目篩余小于8％的細度，經(jīng)加水成球，然后送入回轉窯，經(jīng)1310-1350℃煅燒，煅燒至燒結狀態(tài)，將所得熟料經(jīng)化學分析，結果如下(％)

熟料經(jīng)沸水煮二小時不粉化。
實施例3將原料高鋁礬土50％、石灰石49％、氟化鋁1％混合后由球磨機粉碎，達到180目篩余小于8％的細度，經(jīng)加水成球，然后送入回轉窯，經(jīng)1310-1350℃煅燒，煅燒至燒結狀態(tài)，將所得熟料經(jīng)化學分析，結果如下(％)

熟料經(jīng)沸水煮二小時不粉化。
實施例4將原料高鋁礬土53％、石灰石40％、菱苦土6％和螢石1％混合后由球磨機粉碎，達到180目篩余小于8％的細度，經(jīng)加水成球，然后送入回轉窯，經(jīng)1310-1350℃煅燒，煅燒至燒結狀態(tài)，將所得熟料經(jīng)化學分析，結果如下(％)

熟料經(jīng)沸水煮二小時不粉化。
實施例5將原料高鋁礬土38.2％、石灰石58.8％、硅氟酸鈉3％混合后由球磨機粉碎，達到180目篩余小于8％的細度，經(jīng)加水成球，然后送入回轉窯，經(jīng)1310-1350℃煅燒，煅燒至燒結狀態(tài)，將所得熟料經(jīng)化學分析，結果如下(％)

熟料經(jīng)沸水煮二小時不粉化。
實施例6將原料高鋁礬土38.2％、石灰石58.8％、硅氟酸鎂3％混合后由球磨機粉碎，達到180目篩余小于8％的細度，經(jīng)加水成球，然后送入電爐，在1310-1350℃內煅燒成熟料，該熟料經(jīng)沸水煮二小時不粉化。
熟料經(jīng)化學分析，結果如下(％)

實施例7將原料高鋁礬土38.2％、石灰石58.8％、和氯化鈣3％混合后由球磨機粉碎，達到180目篩余小于8％的細度，經(jīng)加水成球，然后送入倒焰窯，在1310-1350℃內煅燒成熟料，該熟料經(jīng)沸水煮二小時不粉化。
熟料經(jīng)化學分析，結果如下(％)

從實施例1-5可以看出利用回轉窯燒結法生產高鈣型鋁酸鈣本發(fā)明達到了發(fā)明目的。從實施例6-7看出，本發(fā)明也可用電爐、倒焰窯實施，并能得到與回轉爐生產的高鈣型鋁酸鈣熟料同樣的質量。
權利要求
1.高鈣型鋁酸鈣的生產方法，其特征為由下列按重量百分比組成的原料生產，高鋁礬土30-55％，石灰石40-65％，鹵素類化合物添加劑0.5-7％。
2.根據(jù)權利要求1所述的高鈣型鋁酸鈣的生產方法，其特征為鹵素類化合物添加劑為含有鹵素的鈣鹽、鋁鹽、鈉鹽、鎂鹽，可以加入單獨一種鹵素類化合物，也可以同時加入幾種鹵素類化合物。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的高鈣型鋁酸鈣的生產方法，其特征為石灰石原料的2-30％，可由MgO或BaO或CaF2代替。
全文摘要
本發(fā)明為高鈣型鋁酸鈣的生產方法，涉及煉鋼潔凈劑領域，高鈣型鋁酸鈣用電熔法生產，成本高，不能連續(xù)化生產，質量不穩(wěn)定，回轉窯燒結法生產，燒結溫度范圍窄不易控制，且存在游離CaO，易粉化，無法使用，本發(fā)明在原料中加入了0.5－7％的鹵素類化合物添加劑，使回轉窯燒結法的溫度控制范圍變寬，而且無游離的CaO存在，還具有生產能耗少，成本低，產品質量穩(wěn)定，便于生產管理的特點。
文檔編號C01F7/00GK1669930SQ200510063059
公開日2005年9月21日 申請日期2005年4月5日 優(yōu)先權日2005年4月5日
發(fā)明者王建亭, 周季婻 申請人:鄭州登峰熔料有限公司