Диплом Яковлев. 1 аналитический обзор 1 Общие сведения о портландцементе
 Скачать 0.81 Mb.
|
|
2 ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ РАБОТЫ Целью дипломной работы является исследование возможности повышения прочностных характеристик портландцемента путем механоактивации клинкера и сырьевой шихты в активаторе «Активатор - 2SL». Для достижения цели были поставлены следующие задачи:
3 ПАТЕНТНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ 1. Патентные исследования в рамках темы дипломной работы проводились с 05 по 21 мая 2013 г. Целью патентных исследований является: - исследование уровня и тенденций совершенствования увеличения прочностных характеристик портландцемента методом механоактивации клинкера и сырьевой шихты. - анализ применяемости прогрессивных решений в дипломном работе по сравнению с выявленными в процессе патентного поиска наиболее совершенными отечественными разработками. Патентные исследования проводилось на глубину 11 лет с 2013 по 2003 годы без пробелов. Для проведения патентных исследований был определен следующий предмет поиска по теме дипломной работы, подлежащего исследованию: «увеличение прочностных характеристик портландцемента методом механоактивации ». 2. Поиск проводится по информационным ресурсам Федерального института промышленной собственности федеральной службы по интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакам (ФГУ ФИПС) на http://www.fips.ru.[14] Источником информации об отечественных изобретениях и полезных моделях является официальный бюллетень РФ «Изобретения. Полезные модели». 3. Классификационные индексы предмета поиска для изобретений и полезных моделей определялись по Международной Патентной Классификации C04B7/02, C04B7/00, C04B7/02, C04B7/00, C04B7/43, C04B40/00, C04B7/44, C04B7/52, C04B7/36, B02C19/06, B02C19/18, B02C19/00, B02C13/14 , F27B7/20, B02C7/10. Для составления полного списка изобретений, имеющих отношение к теме поиска, использовались годовые и систематические указатели к официальному бюллетеню. В процессе поиска за период с 2013 по 2003 годы выявлено 15 изобретений, касающихся к увеличению прочностных характеристик портландцемента методом механоактивациии. Список охранных документов, имеющих отношение к теме поиска, представлен в таблице 2. Таблица 2 - Перечень отобранных патентных материалов (патенты, свидетельства, заявки)
Продолжение таблицы 2
Таблица 3 - Количество опубликованных охранных документов по годам (изобретательская активность)
4. После предварительного ознакомления с сущностью выявленных изобретений для анализа были отобраны 5 изобретений, наиболее схожих теме дипломной работы. Краткая характеристика отобранных изобретений по годам приоритета — от более ранних до более поздних приведена ниже. 1) Механоактиватор цемента и способ измельчения и механической активации с его использованием (11) 2371403 (21) 2008113236/03 (22) 28.03.2008 (51) C04B7/36, B02C7/10 (72) Ольховский Эдуард Васильевич (RU) (73) Общество с ограниченной ответственностью "МОНОЛИТ" (RU) (57) Изобретение относится к изготовлению цемента. Механоактиватор цемента включает корпус, станину, встречно вращающиеся с одинаковой скоростью диски, систему управления параметрами помола и два электродвигателя. Диски полностью или частично покрыты диэлектрическим материалом или изготовлены из него и снабжены шайбами для регулирования зазора между ними. Каждый из двигателей снабжен полым валом для подачи цемента и воздуха в этот зазор. Диски выполнены с окружными канавками овальной или круглой формы, расположенными синхронно напротив друг друга и расположенными асинхронно со смещением относительно друг друга. Скорость вращения составляет 1500 об/мин при диаметре дисков 1200 мм. В качестве диэлектрического материала могут использовать стекло. Способ измельчения и механоактивации цемента включает обработку цемента в указанном механоактиваторе при скоростях вихревых потоков в нем 100000-3000000 об/мин. Обработку могут осуществлять с дополнительным введением нанокомпозитных добавок. Технический результат изобретения - обеспечение заданной тонины помола, достаточной монодисперсности, отсутствие агрегирования цемента, снижение расхода цемента, повышение надежности и долговечности механоактиватора. Средство достижение технического результата изобретения заключается в механоактивации цемента включающую обработку цемента в указанном механоактиваторе при скоростях вихревых потоков в нем 100000-3000000 об/мин. 2) Способ получения цемента (11) 2398749 (21) 2008138031/03 (22) 23.09.2008 (72) Захарченко Юрий Семенович (RU) (73) ООО "Сухоложский цементный завод" (ООО "СЦЗ") (RU) (24) 23.09.2008 (57) Изобретение относится к строительным материалам, к производству облегченных тампонажных цементов для умеренных температур. В способе получения цемента, включающем высушивание кремнеземистой осадочной породы - опоки, трепела, диатомита, смешивание и измельчение ее с портландцементным клинкером и гипсом, указанное высушивание осуществляют при температуре 150-190°С до влажности 0,3-0,7%. Перед измельчением дополнительно вводят углесодержащий компонент в количестве 0,2-0,4% по углероду. Технический результат изобретения - повышение прочностных свойств цемента за счет активации центров гидроксильных групп (-ОН) кремнеземистой осадочной породы. Средство достижение технического результата изобретения заключается в введении углеродосодержащего компонента перед измельчением. 3) Способ и установка для производства цементного клинкера (11) 2387606 (51) МПК C04B7/36; F27B7/20 (21) 2008148609/03 (22) 21.03.2007 (45) 27.04.2010 (73) Ф.Л. СМИДТ А/С (DK) (57) В способе производства цементного клинкера цементные сырьевые материалы предварительно подогревают в преднагревателе , прокаливают во взвешенном состоянии горячими газами в печи прокаливания, отделяют от газов в циклоне , обжигают в цементный клинкер в печи и затем охлаждают в холодильнике . Некоторое количество прокаленного сырьевого материала с высоким содержанием СаО извлекают через стадию прокаливания посредством дополнительного циклона разделения . Газы, которые отводят из дополнительного циклона разделения через отдельную систему , содержащую вентилятор, охлаждают до температуры максимально 850 °С введением в газовый поток цементных сырьевых материалов. Описана установка для производства цементного клинкера. Технический результат изобретения - более надежное регулирование количества материала, извлекаемого посредством дополнительного циклона, снижение риска щелочного засорения. Средство достижение технического результата изобретения заключается в извлечении через стадию прокаливанию некоторого количество прокаленного сырьевого материала с высоким содержанием СаО. 4) Устройство для активации цемента (51) B02C19/18 (11) 2149688 (21) 99101020/03 (22) 18.01.2003 (72) Малинский Д.А., Галкин А.Г. (73) Военный инженерно-технический университет (57) Изобретение относится к устройствам для сухого помола порошкообразных материалов и может быть использовано для активации цемента. Устройство для активации цементных смесей содержит загрузочный бункер, вертикальную эластичную камеру измельчения с коаксиально установленным в ней стержнем. Стержень выполнен с насечкой и соединен с виброприводом. Под камерой измельчения расположена емкость с электродами генератора электрических импульсов и рабочей жидкостью в ней. Оно снабжено сортирующим приспособлением, выполненным в виде соединенной с вибратором решетки и отводного патрубка, установленным под камерой измельчения. Емкость с рабочей жидкостью расположена с наружной стороны камеры измельчения и выполнена, по крайней мере, из двух отдельных камер, расширяющихся по направлению к стенкам камеры измельчения и примыкающих к ним наклонно по всей высоте таким образом, что дно каждой камеры расположено ниже дна измельчения. Каждая камера выполнена с парой электродов и заполнена рабочей жидкостью не более чем на 1/3 ее объема. Изобретение позволит повысить качество цемента. Технический результат изобретения - увеличение прочностных характеристик цемента с помощью активации сырьевых компонентов. Средство достижение технического результата изобретения заключается в активации цементных смесей при сухом помоле порошкообразных материалов. 5) Способ и установка для производства цементного клинкера (11) 2283816 (21) 2004129743/03 (22) 06.02.2003 (43) 10.04.2005 (72) ЕНСЕН Ларс Скоруп (DK) (73) Ф.Л.СМИДТ А/С (DK) (57) Способ производства цементного клинкера включает кальцинирование цементной сырьевой смеси в кальцинаторе, содержащем верхнюю зону и нижнюю зону, причем топливо, газообразный продукт горения и сырьевую смесь вводят в верхнюю зону кальцинатора и направляют вниз через кальцинатор. Газообразный продукт горения и сырьевую смесь вводят в кальцинатор в тангенциальном направлении и подвергают вращению, следуя по спиралевидному пути потока, причем, под действием силы тяжести сырьевую смесь, в основном, направляют вниз по стенке кальцинатора. Вращение газообразного продукта горения, по меньшей мере, в нижней зоне кальцинатора подвергают торможению посредством прохождения указанного газообразного продукта горения через крестообразное свободное пространство, образованное смесительным узлом, установленным в указанной нижней зоне кальцинатора, при этом, по меньшей мере, часть газообразного продукта горения и, по меньшей мере, часть сырьевой смеси в нижней зоне кальцинатора отклоняют в направлении к центральной оси кальцинатора. Охарактеризована установка для реализации способа. Технический результат изобретения - повышение эффективности обжига сырьевой смеси и эффективности сгорания топлива. Средство достижение технического результата изобретения заключается в кальцинирование цементной сырьевой смеси в кальцинаторе, содержащем верхнюю зону и нижнюю зону. На основе изучения и анализа отобранных патентных документов проведена их систематизация по годам, с целью определения уровня и тенденций развития исследуемой темы в соответствии с техническими решениями, направленными на выполнение одной и той же технической задачи. С этой целью была построена двухмерная матрица «Технический результат — средство достижения технического результата», представленная в таблице 4. Таблица 4 - Технический результат — средство достижения технического результата.
Обобщенные выводы по результатам проведенных патентных исследований представлены ниже в заключении. Заключение Проделанное исследование патентной документации выявило: 1. Все перечисленные в таблице 2 в патентах изобретения направлены на совершенствование прочностных характеристик портландцемента методом механоактивации клинкера и сырьевой шихты. 2. Динамика патентования изобретений по исследуемой теме, как это следует из анализа таблицы 3, неравномерна по годам. Пик изобретательской активности приходится на 2010 год. В 2005, 2006, 2012 и в текущем году году публикуется одно изобретение. В 2003,2004 и 2011 году изобретения по исследуемой теме не публиковались. 3. Из анализа таблицы 3 следует, что: 1) Уровень совершенствования метода механоактивации сырьевой шихты и клинкера определяется: - увеличением прочностных характеристик цемента за счет- активации цементных смесей при сухом помоле порошкообразных материалов и обработку цемента в механоактиваторе при скоростях вихревых потоков в нем 100000-3000000 об/мин. -точным регулированием количества материала, извлекаемого посредством дополнительного циклона, снижение риска щелочного засорения - повышением эффективности обжига сырьевой смеси и эффективности сгорания топлива, за счет кальцинирования цементной сырьевой смеси в кальцинаторе, содержащем верхнюю зону и нижнюю зону. 2) Основной тенденцией развития метода механоактивации портландцемента является стремление увеличения прочночностных характеристик портландцемента, т.е. увеличение марочности портландцемента (таблица 4 – три патента). 4. Наиболее близким к теме дипломной работы является патент на изобретение № 2371403 «МЕХАНОАКТИВАТОР ЦЕМЕНТА И СПОСОБ ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ И МЕХАНИЧЕСКОЙ АКТИВАЦИИ ЦЕМЕНТА С ЕГО ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ», в котором разработан способ обеспечения заданной тонины помола, достаточной монодисперсности, отсутствие агрегирования цемента, снижение расхода цемента, повышение надежности и долговечности механоактиватора. Данный способ имеет большое сходство со способом маханоактивации клинкера и сырьевой шихты, использованный в дипломной работе. Различие состоит в том, что способ представленный в дипломной работе позволяет получить значительно улучшить качество получаемого продукта без изменения состава шихты и режима обжига, а именно увеличение прочностных характеристик. Выявленная общность характеризует наличие прогрессивных решений в дипломном работе по сравнению с выявленными в процессе поиска наиболее совершенными отечественными разработками в исследуемой области. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||