【正文】 ，同時(shí)將細(xì)粉吹向磨尾，減少過粉磨現(xiàn)象，提高粉磨效率和水泥質(zhì)量。 ? 水泥冷卻的方法： ? 筒體淋水。2 水泥是不是越細(xì)越好？為什么？ ? 一般試驗(yàn)條件下，水泥顆粒大小與水化的關(guān)系是： ? 10um，水化最快； ? 330um，是水泥主要的活性部分； ? 60um，水化緩慢； ? 90um，表面水化，只起微集料作用。 ? 通常水泥細(xì)度愈細(xì)，水化速度愈快，愈易水化完全，對(duì)水泥膠凝性質(zhì)的有效利用率就愈高；水泥的強(qiáng)度，特別是早期強(qiáng)度也愈高，而且還能改善水泥的泌水性、和易性、粘結(jié)力等。 ? 對(duì)球磨機(jī)而言，大多要求入磨粒度小于 25mm或30mm； ? 立式磨可達(dá) 100mm。 ? 水泥組成材料的種類、質(zhì)量和成本。磨制水泥時(shí)加入的石膏，要求來源定點(diǎn)，種類分清，質(zhì)量均勻。 ? 其次，盡量選用運(yùn)距近，進(jìn)廠價(jià)格低的混合材料。 ? (一 )硅酸鹽水泥熟料 ? 改善熟料質(zhì)量，提高易磨性 ? 出窯熟料中含有一定數(shù)量的 fCaO，儲(chǔ)存時(shí)能吸收空氣中部分水汽，使部分 fCaO消解為 Ca(OH)2，在熟料內(nèi)部產(chǎn)生膨脹應(yīng)力，因而提高了熟料的易磨性，改善水泥安定性。 第一節(jié) 粉磨物料的性質(zhì) ?一、水泥組成材料的準(zhǔn)備 ? (一 )硅酸鹽水泥熟料 ? (二 )混合材料 ? (三 )石膏 ? 經(jīng)煅燒出窯后的熟料，需要儲(chǔ)存處理。 ? 推動(dòng)篦式冷卻機(jī)分為水平推動(dòng)式、傾斜推動(dòng)式、復(fù)合推動(dòng)式三種。單筒式冷卻機(jī)熟料出冷卻機(jī)溫度約為 150250℃ ，預(yù)熱后的空氣可達(dá) 700800℃ ，熱效率可達(dá) 5570%。 ? 圖 53 帶五級(jí)旋風(fēng)預(yù)熱器窯外分解窯的工藝流程圖 ? Q=3300t/d， q=3000kJ/kgCK（ 717kcal/kgCK） ? 分解爐 回轉(zhuǎn)窯（燃料 40%） 冷卻機(jī) ? 冷卻機(jī)三次風(fēng)入分解爐 風(fēng)機(jī) 各級(jí)旋風(fēng)預(yù)熱器 ? 圖 56 預(yù)分解窯系統(tǒng)工藝流程示意圖 第四節(jié) 熟料冷卻機(jī) ? 水泥出窯熟料溫度約為 11001300℃ ，每 1kg熟料含有 11701380KJ（ 280330kcal）熱量，若得到充分回收熟料帶走的熱量可以預(yù)熱二次空氣，提高燃燒速度和溫度以及窯和冷卻機(jī)的熱效率。其主要特點(diǎn)是把大量吸熱的碳酸鈣分解反應(yīng)從窯內(nèi)傳熱速率較低的區(qū)域轉(zhuǎn)移到懸浮預(yù)熱器與窯之間的分解爐內(nèi)進(jìn)行。 ? （ 4）旋風(fēng)筒下部卸料裝置應(yīng)保證密封性，防止漏風(fēng)。如插板、縮口、風(fēng)翅及螺旋等裝置。生料分散程度越高、與熱空氣的接觸面積越大，氣固分離越充分，傳熱效率就越高。因此，要保證入窯生料的細(xì)度，增大生料在與熱空氣接觸時(shí)的分散程度，保障熱交換的時(shí)間，才能最終做到提高窯的傳熱能力，提高窯的產(chǎn)質(zhì)量。煤與料的配合越恰當(dāng)，就能夠?yàn)槭炝系臒商峁┍匦璧臒崃?，保證熟料中各種礦物能及時(shí)快速生成，也就能夠提高窯的生產(chǎn)效率。生料易燒性好，燒成熟料所需的熱量越少，熟料越易于燒成，其產(chǎn)量也越高，質(zhì)量越好。 ? 只有掌握了生料在煅燒過程中的物理化學(xué)變化規(guī)律，才能合理選擇水泥熟料煅燒方法與窯型，正確操作，達(dá)到優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低耗的目的。 ? p值的選擇 ? 選擇 p值時(shí)也應(yīng)與 KH值相適應(yīng)。 一、確定配料方案的依據(jù) ? 配料方案主要是根據(jù)所要求生產(chǎn)的水泥品種、生產(chǎn)水泥所需的原燃料性質(zhì)、生料質(zhì)量以及生產(chǎn)所用的窯型和生產(chǎn)方式確定。 ? 矩形預(yù)均化堆場(chǎng)設(shè)兩個(gè)料堆，一個(gè)堆料，一個(gè)同時(shí)取料，交替進(jìn)行，每個(gè)料堆的儲(chǔ)量通常可使用 57天。即“平鋪直取”。 ? Cv＝ 510%時(shí)，原燃料成分有一定波動(dòng)，若生料配料準(zhǔn)確，均化效果好，可以不預(yù)均化，否則必須預(yù)均化。 ? （ 3）有利于擴(kuò)大原燃料資源，利用低品位原燃料，降低生產(chǎn)消耗與成本，提高經(jīng)濟(jì)效益，增強(qiáng)企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。 ? 烘干后各原料的入磨水分要求應(yīng)根據(jù)各生產(chǎn)工序合理確定。 ? (c)劈碎：適于軟、脆物料。 第二節(jié) 原燃料的破碎烘干及預(yù)均化 ?一、破碎 ? 破碎的目的 ? 固體物料在外力作用下，克服了內(nèi)聚力，而使固體物料破碎的過程，稱為破碎。 ? 降低水泥的凝結(jié)速度，延長(zhǎng)凝結(jié)時(shí)間。 ? 硬化水泥表面起白霜，易開裂，產(chǎn)生堿集料反應(yīng)。 ? 一般熟料中的 MgO含量在 23%以下。 五、微量元素的影響 ? （一） MgO ? 熟料中含少量 MgO，有以下作用： ? 增加液相量。無煙煤的燃盡時(shí)間約是煙煤的 ～ 。 ? 鋁質(zhì)校正原料 ? 質(zhì)量要求： Al2O3≥30% ? 且不含有害雜質(zhì)。 ? 鐵質(zhì)校正原料 ? 質(zhì)量要求： Fe2O3≥40% 不含有害雜質(zhì)。其中黃土與粘土應(yīng)用最多最廣泛。 ? 此外，為改善易燒性，有時(shí)加入少量的礦化劑。 ? 水泥出廠 ? 出磨水泥通常在水泥庫內(nèi)貯存，進(jìn)行必要的分析和檢驗(yàn)，以保證出廠水泥質(zhì)量合格，成品水泥可以經(jīng)過包裝或散裝后發(fā)運(yùn)出廠。 ? 熟料燒成 ? 熟料的煅燒現(xiàn)在主要采用預(yù)分解窯燒成，其熟料煅燒熱耗低，生產(chǎn)能力大，效率高，成本低。 ? 干法生料粉磨可以采用開路或閉路系統(tǒng)用球磨機(jī)粉磨，或用烘干兼粉磨系統(tǒng)。 3232OFeOAlp ? ? 由于現(xiàn)代新型干法水泥生產(chǎn)廣泛采用了高新技術(shù)，在生產(chǎn)全過程特別是預(yù)分解窯系統(tǒng)有很大的改進(jìn)，熟料的率值由過去的“兩高一中”即“高硅率、高鋁率、中飽和比”： ? KH=， SM=， IM= ? 調(diào)整改變?yōu)椤叭摺保? ? KH=， SM=， IM= ? 熟料中硅酸鈣含量達(dá)到 70%甚至 75%以上，硅酸三鈣達(dá)到 60%甚至 65%以上。它是指熟料的熔劑礦物中 C3A與 C4AF之比。 32322OFeOAlSiOn?? 熟料的粉化 ? 熟料的粉化是指當(dāng)熟料中二氧化硅過多，冷卻速度慢時(shí)，熟料中的 C2S在 500600℃ 會(huì)由 βC2S轉(zhuǎn)變?yōu)?γC2S，其密度由 ，體積膨脹約 11%，而使熟料脹裂崩潰，這就是熟料的粉化。 ? ? ? 通常情況下，干法預(yù)分解窯硅酸鹽水泥熟料中的 n值一般為 。 2 SiO OFeOAlCaO ?? ? ?? ?游游22 SiOSiO SOOFeOAlCaOCaO ? ???? KH值對(duì)熟料質(zhì)量和煅燒的影響 ? 在生產(chǎn)中，適當(dāng)提高 KH值，可以改善熟料強(qiáng)度，提高熟料的質(zhì)量。 ? 常用的率值有： ? 石灰飽和系數(shù)（ KH）、硅率（ SM）、鋁率或鐵率（ IM）；其他還有水硬率（ HM）等。 ? 在反光顯微鏡下觀察，方鎂石呈不規(guī)則的多角形。一般應(yīng)控制在%以下。 六、游離氧化鈣 ? 當(dāng)配料不當(dāng)，生料過粗或煅燒不良時(shí)，熟料中就會(huì)出現(xiàn)沒有被吸收的以游離狀態(tài)存在的氧化鈣，稱為游離氧化鈣，又稱為游離石灰。玻璃體的主要成分為： Al2O Fe2OCaO，還有少量的 MgO和堿（ K2O和 Na2O）等。 四、鐵鋁酸四鈣 ? 熟料中鐵鋁酸四鈣與其它少量氧化物如 Na2O等形成固溶體，由于在反光顯微鏡下呈亮白色，故又稱為白色中間相。 ? 增大熟料中硅酸二鈣含量，可以提高熟料的后期強(qiáng)度，但過高時(shí)，燒結(jié)范圍會(huì)變窄，熟料易產(chǎn)生粉化，從而降低水泥強(qiáng)度。 ? 通常硅酸二鈣與少量其它氧化物如氧化鎂、氧化鋁等形成固溶體， 稱為貝利特或 B礦。通常和少量其它氧化物如氧化鎂、氧化鋁等形成固溶體，稱為阿利特或A礦。 ? 硅酸鹽水泥熟料中主要形成四種礦物： ? 硅酸三鈣： 3 CaO. SiO2； ? 硅酸二鈣： 2 CaO. SiO2； ? 鋁酸三鈣： ； ? 鐵鋁酸四鈣： 4 . Fe2O3。 ? 熟料冷卻速度快，可以在其內(nèi)部產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，從而改善了熟料的易磨性，提高水泥粉磨的效率，降低了粉磨成本。 ? ④使 C3A形成固溶體，提高熟料的抗硫酸鹽性，克服水泥快凝。 ? 熟料在冷卻時(shí)，其中的 C2S在 500600℃ 左右時(shí)，會(huì)從 β C2S轉(zhuǎn)變?yōu)棣?C2S ，其密度由 ，體積膨脹約 11%，而導(dǎo)致熟料脹裂崩潰而使熟料粉化。 ? 熟料在冷卻過程中，將有部分熔劑礦物形成晶體析出，另一部分來不及析晶而呈玻璃態(tài)存在。 ? ④液相的表面張力 ? 液相的表面張力越小，就越易潤(rùn)濕固相顆粒表面，也就越有利于 C3S的形成。 ? （ 2）影響熟料燒結(jié)過程的因素 ? ①最低共熔溫度 ? 最低共熔溫度越小，液相出現(xiàn)越早，熟料的燒結(jié)就會(huì)越快。 ? （ 4）礦化劑 ? 采用適當(dāng)?shù)牡V化劑，可以促使 SiO2晶體活化，加速生料中的結(jié)晶 SiO2分解，從而加快固相反應(yīng)。普通原料放熱量約為420500J/g。開始形成C3A和 C4AF。 ? MgCO3=MgO+CO2↑（ 1047～ 1214） J/g ? CaCO3=CaO+CO2↑1645J/g ? （ 1）碳酸鈣分解反應(yīng)的特點(diǎn) ? 這是一個(gè)可逆的、強(qiáng)吸熱、燒失量大的反應(yīng)，其分解溫度與 CO2的分壓和礦物結(jié)晶程度有關(guān)。 ? 在 900～ 950℃ 時(shí)，無定形物質(zhì)又轉(zhuǎn)變?yōu)榫w，同時(shí)放出熱量。 ? 特點(diǎn)： ? 在預(yù)熱器中蒸發(fā)生料中少量的水分，使生料迅速升溫。 ? 只有掌握了生料在煅燒過程中的物理化學(xué)變化規(guī)律，才能合理選擇水泥熟料煅燒方法，正確操作，科學(xué)控制，最終達(dá)到 優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低耗、環(huán)保 的目的。 ? （ 2）廢品 ? 凡氧化鎂、三氧化硫、初凝時(shí)間、安定性中任一項(xiàng)不符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定時(shí)，均為廢品。O ≯ 10h ） ? （ 7）安定性 ? 經(jīng)沸煮法檢驗(yàn)必須合格。 （ P 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)硅酸鹽水泥品質(zhì)指標(biāo)的要求 ? （ 1）不溶物 ? — 不超過 %， %。分為兩種：不摻混合材料 — Ⅰ 型硅酸鹽水泥，代號(hào) P.Ⅰ ；摻加不超過 5%石灰石或?；郀t礦渣 — Ⅱ 型硅酸鹽水泥，代號(hào) P.Ⅱ 。 ? 1992年 —— 針對(duì)我國(guó)水泥面向國(guó)際市場(chǎng)，建立第二部國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。 ? 2023年： 12億噸。 ? 通用水泥有硅酸鹽水泥、普通水泥、礦渣水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥、復(fù)合水泥及石灰石水泥等七種。 ? 水泥按其性能與用途可分為： ? 通用水泥、專用水泥和特性水泥三大類。 我國(guó)水泥工業(yè)發(fā)展 ? 1889年：河北唐山啟新洋灰公司，現(xiàn)為啟新水泥廠，其后建設(shè)了大連、上海、中國(guó)、廣州水泥廠等； ?至 1949年全國(guó)解放：全國(guó)生產(chǎn)能力 300多萬噸，實(shí)際生產(chǎn) 66萬噸； ? 1952年，年產(chǎn)量 286萬噸； ?至 1987年：年產(chǎn)量 ； ? 2023年： 10億噸。 ? 1979年 —— 建立第二部水泥國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。 三、硅酸鹽水泥的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) （二）基本概念 ? 硅酸鹽水泥的定義與代號(hào) ? 凡由硅酸鹽水泥熟料、 05%石灰石或粒化高爐礦渣、適量石膏混合磨細(xì)制成的水硬性膠凝材料，稱為硅酸鹽水泥。 ? （ 3）石膏 ? 用作調(diào)節(jié)水泥凝結(jié)時(shí)間的組分材料。 ? （ 4）燒失量 ? %， %。 （ P 其他概念 ? （ 1）安定性 ? 水泥在加水后體積變化的均勻程度，稱為體積安定性，簡(jiǎn)稱安定性。 第二節(jié) 硅酸鹽水泥熟料的形成過程 ? 硅酸鹽水泥主要由熟料組成，熟料的形成過程直接決定水泥的產(chǎn)量、質(zhì)量、燃料與襯料的消耗以及窯的安全運(yùn)轉(zhuǎn)。生料中的自由水分隨物料溫度而逐漸蒸發(fā)，當(dāng)溫度升高至 100～150℃ 時(shí)，生料中自由水分全部被排除。粘土礦物脫水中一個(gè)吸熱過程，吸熱量較少，升溫速度快。由于碳酸鈣在水泥生料中占80%左右，其分解過程需要吸收大量的熱，這是熟料煅燒過程中消耗熱量最多的一個(gè)環(huán)節(jié)，也是水泥熟料煅燒的一個(gè)最重要的環(huán)節(jié)。 ? 下圖為正在分解的碳酸鈣顆粒 固相反