【正文】 值。 a） KH 值高， n 值也偏高。 第三節(jié) 熟料礦物組成的計算 此處 省略，計算方面不會涉及太多，個人意見。 第一節(jié) 原料 生產硅酸鹽水泥的主要原料石灰質原料、粘土質原料和鐵質原料 ， 還可以利用工業(yè)廢渣作為水泥的原料或混合材料進行生產。一般均只代替部分粘土。為了彌補這些成分的不足，一般選用鐵質、硅質和鋁質三種校正原料。 （一）、固體燃料煤的種類 固體燃料煤，可用無煙煤、煙煤和褐煤。其收到基低熱值一般為 2090031400kJ/kg（ 50007500kcal/kg）。 ②氫（ H）：是燃料中的一種可燃成分，對燃料的性質的影 響較大。污染環(huán)境，腐蝕設備，影響產品質量，是燃料中的有害成分。 總之，煤灰對水泥生產的影響是多方面的。 第一節(jié) 原料 (三 )、回轉窯對燃煤的質量要求 1．熱值 揮發(fā)分 煤的著火溫度隨揮發(fā)分增加而降低，揮發(fā)份含量高的煤著火早，而且使煤的發(fā)熱過程持續(xù)較長的距離，因此火焰長。 對正常運轉的回轉窯，在燃燒溫度和系統(tǒng)通風量基本穩(wěn)定的情況下，煤粉的燃燒速度與煤粉的細度、灰分、揮發(fā)分和水分含量有關。通常熟料的煅燒溫度為 14201480℃。生料煅燒過程升溫速度快，有利于提高新生態(tài)產物的活性，易燒性好。 第五章 硅酸鹽水泥熟料的煅燒 概念：一次空氣、二次空氣、三次空氣、窯頭、窯尾、物料進窯方向、廢氣出窯方向。 此帶同時開始發(fā)生固相反應，表現(xiàn)是結 SiO2 明顯增多。 燒成帶長度取決于火焰長度，一般為火焰長度的 倍。內部脫水速度控制整個脫水過程，所以越細越好。 碳酸鈣的分解過程 五個過程中，傳熱和傳質皆為物理傳遞過程，僅有一個化學反應過程。 加強通風，及時排出反應生成的 CO2 氣體，可加速分解反應。是決定分解速度的一個非常重要因素。對于粒狀物料，反應首先是通過顆粒間的接觸點或面進行，隨后是反應物通過產物層進行擴散遷移，因此，固相反應一般包括界面上的反應和物質遷移兩個過程。 急劇煅燒：熱力梯度大，升溫快，使脫水、 CaCO3 分解重合，新生態(tài)，活性高。 ③．阿利特形成：另一部分 Ca2+與 SiO44離子參與 C2S 吸收 fCaO 形成阿利特。 液相量↑ → 能溶解的 C2S、 CaO 亦↑ → 形成 C3S 快； 液相量↑↑ → 易結大塊，回轉窯內結圈。 影響液相粘度的因素： ①．溫度。 5．氧化鈣溶解于熟料液相的速率 C3S 的形成主要是在液相中，由 fCaO+C2S 形成，因而溶于液相速率對 C3S 形成有重要影響。 急冷使 C3S 晶體細小，可提高熟料質量。 第二節(jié) 微量元素和礦化劑對熟料煅燒和質量的影響 1．礦化劑：在生料中加入某種物質，這種物質在煅燒過程中能加速熟料礦物的形成，而本身不參加反應，或只參加中間物反應，這種物質稱為礦化劑。 氟硫復合礦化劑對窯襯有腐蝕，對大氣有污染。 第三節(jié) 回轉窯內的煅燒 一、回轉窯的結構 為使回轉窯筒體適應各帶物料反應的不同要求，往往將筒體做成各種 形狀。 ②． R2O 的堿性比 CaO 強，會取代 CaO 與熟料礦物 C2S、 C3A反應生成 KC22S12 和NC8A3，析出 CaO，使 C2S 再難吸收 CaO 形成 C3S，并增加 fCaO 的含量，從而降低熟料質量。一般 KH 偏低、煅燒溫度偏低、窯內出現(xiàn)還原氣氛、鋁率偏高時，易出現(xiàn)閃凝現(xiàn)象。 冷卻機形式：單筒、多筒、篦式 衡量冷卻機的優(yōu)缺點的準則： ①．冷卻機的熱量回收； ②．冷卻后熟料溫度； ③．動力消耗、設備重量、配套收 塵設備投資、占地在，面積 2．熟料形成熱：指在一定生產條件下，用某一基準溫度 (一般是 0℃ 或 20℃ )的干燥物料，在沒有任何物料和質量損失的重要依據(jù)下，制成 1kg 同溫度的熟料所需要的熱量。 五、熟料的冷卻 在水泥 生產中，一般均采用快冷，其作用有： 1．提高熟料質量。 d) 其它 第一節(jié) 生料在煅燒過程中的物理與化學變化 4．液相的表面張力 液相表面張力愈小，愈容易潤濕熟料顆?；蚬滔辔镔|，有利于固相反應與固液相反應，促進熟料礦物特別是 C3S 的形成。 影響液相量的因素：生料成分、燒成溫度。礦化劑和微量元素對降低共熔溫度有一定作用。 ②．貝利物再結晶：液相出現(xiàn)后， C2S 與 fCaO 都開始逐步溶解于液相中，并以 Ca2+與 SiO44離子狀態(tài)進行擴散，一部分 Ca2+與 SiO44離子參與貝利特的再結晶。提高反應溫度，可加速固相反應。 由于固體原子、分子或離子之間具有很大的作用力，因此固相反應的反應活性較低，反應速率較慢。 ④．生料懸浮分散程度。 3．影響碳酸鈣分解反應的因素 ①．反應條件。方解石的結晶程度高，晶粒粗大，則分解溫度高；相反，微晶或隱晶質礦物的分解溫度低。 4．急燒：粘土脫水后，隨著溫度的升高，會結晶或晶型轉變，導致活性↓； 急 燒可使脫水產物來不急進行上述轉變，就已進入碳酸鈣分解溫度，而與分解出的 CaO均處于高活性狀態(tài)，而易于反應，有利熟料的形成。為保證 C3S 形成：保證該帶一定溫度，因C3S 的生成速度隨溫度的升高而激增；保證該帶一定長度，使 C3S 的化學反應盡量完全，使熟料中的 fCaO 的含量最少。 物料： 150750℃ 氣流： 4001000℃ 3．碳酸鹽分解帶 物料： 7501000℃ 氣流： 10001400℃ 燒失量開始明顯減少，氧化硅開始明顯增加，碳酸鈣開始分解，由于其分解反應吸收大量熱量，所以物料升溫緩慢，此帶相對較長。為了使 生料均齊，可以在生料制備過程中的四個環(huán)節(jié)采取措施。 ⑤．礦化劑：摻加各種礦化劑，均可改善生料的易燒性。見書 P40 表 47。若煙煤揮發(fā)分 =15%，則煤粉細度應控制在 %以下。 揮發(fā)分：煤在隔絕空氣的條件下加熱時，有機質分解釋放出氣態(tài)和蒸氣狀物質所占質量百分率減去水分就是揮發(fā)分。其影響如下： ? 煤灰增加，相應地增加煤粉用量，改變工廠的物料平衡，同時會影響煤磨產量，有時需要放寬煤粉細度，這樣容易產生不完全燃燒，出現(xiàn)惡性循環(huán)。 ④硫（ S）：有三種形態(tài)，有機硫化物、金屬硫化物、無機硫化物，前兩種可揮發(fā)并參與燃燒，放出熱量，稱為可燃硫或揮發(fā)硫。 元素分析法 用化學分析方法，分析燃料的主要元素百分數(shù)，即碳（ C）、氫（ H）、氧（ O）、氮（ N）、硫（ S）及灰分（ A）和水分（ M）等?；剞D窯一般用煙煤，立窯采用無煙煤或焦煤末。(書 P39)。根據(jù)主導礦物不同，可將粘土分成高嶺石類、蒙脫石類及水云母類等。 1．種類 ①．天然的：黃土、粘土、頁巖、泥巖、河泥等。以免影響煅燒、水泥質量； 3．應具有良好的工藝性能。一般情況下，當提高 KH 值時便應降低 p 值，以降低相出現(xiàn)的溫度和粘度，有助于 C3S 的形成。 第二節(jié) 熟料的率值 五、熟料率值的控制 選擇 n 與 KH 相適應 n 值在確定時既要保證熟料中有一定數(shù)量的硅 酸鹽礦物，又必須與 KH 值相適應。實際硅酸鹽水泥熟料配料中 IM 均大于 。 當 KH＜ 2/3，即 時，熟料中無 C3S 物理意義：表示熟料中 SiO2 被 CaO 飽和形成 C3S 的程度。 對熟料煅燒及水泥性能的影響： 當 IM 增大時， C3A增多， C4 AF 相對較少，液相粘度增加，不利于 C3S 形成，且由于C3A增多，易引起水泥的快 凝； 當 IM 過低時， C3A相對含量少， C4AF 量相對較多，液相粘度小，有利于 C3S 形成，但使燒結范圍變窄，且窯內易結大塊，對燃燒不利。它是熟料中氧化鈣與酸性氧化物之和的質量分數(shù) 的比值。 ④．氧化鋁含量過高時，液相粘度過大，不利于熟料的形成；同時，此種熟料水化時，凝結時間往往太短而難以控制；當鋁酸三鈣含量大約高于 15%時，有時加石膏也不足以控制規(guī)定的凝結時間。水化生成 MH 時，固相體積膨脹 148%，在已硬化的水泥石內部產生很大的破壞應力， 輕者會降低水泥制品強度，嚴重時會造成水泥制品破壞，如開裂、崩潰等。 特點：也經過了高溫煅燒，并分散在熟料礦物中，水化較慢。特點：結構疏松多孔，遇水反應快；影響：不影響安定性。 ②．決定水泥強度的主要礦物是硅酸鹽礦物，其中又以 C3S 為主。有些礦物之間有一定的促進作用。玻璃體中礦物晶體細小，可以改善熟料性能與易磨性。③．水化熱較鋁酸三鈣低，抗沖擊性能、抗硫酸鹽性能好，耐磨。 7．水硬特性： ①．水化迅速，凝結很快，如不加緩凝劑 石膏，易使水泥急凝。凝結硬化也緩慢。 （ 3） C2S 的晶型轉變。 熟料粉化的幾種原因： （ 1）游離石灰消解。 ③．水化熱高，水化過程中釋放出約 500J/g 的水化熱。但熟料中硅酸三鈣過高時，會給煅燒帶來困難 (如窯產量降低、燒成煤耗高、窯襯壽命縮短等 )，往往使熟料中游離氧化鈣增高，從而降低水泥強度，甚至影響水泥的安定性。SiO2 可簡寫為 C2S； 。熟料的化學成分不僅決定了熟料的礦物組成，同時還與熟料的燒成工藝和資源的合理利用密切相關，直接影響優(yōu)質、高產、低消耗等經濟指標。測定水泥細度用試驗篩是孔邊為 的方孔篩。 一般稱 3d 或 7d 以前的強度為早期強度， 28d 及其后的強度稱為后期強度，也有將 3 個月以后的強度稱為后期強度。沸煮可加速氧化鈣的水化，故需用沸煮法檢驗水泥的體積安定性，測試方法可以用試餅法也可用雷氏夾法，有爭議時以雷氏夾法為準。水泥中的方鎂石 (MgO)在水泥凝結硬化后，會與水生成 Mg(OH)2。 水泥凈漿標準稠度：為測定水泥的凝 結時間、體積安定性等性能，使其具有準確的可比性，水泥凈漿以標準方法測試所達到統(tǒng)一規(guī)定的漿體可塑性程度。 當水泥中堿含量較高時，混凝土容易發(fā)生堿集料反應（反應生成物吸水膨脹，使混凝土產生內應力，導致混凝土開裂），破壞其結構。該反應比過燒的氧化鈣與水的反應更加緩慢，且體積膨脹 (148%)，會在水泥硬化幾個月后導致水泥石開裂。 P熟料煅燒好、漏生少，熟料中不溶物含量很低，回轉窯 正常煅燒的熟料約在 %%內；②．混合材 (尤其是火山灰質混合材料 )。 助磨劑：在水泥粉磨時加入的起助磨作用而又不損害水泥性能的外加劑。 石膏 分 天然石膏 和 工業(yè)副產石膏：以硫酸鈣為主要成分的工業(yè)副產物。 此外，還有推薦性國家標準，以 “GB/T”為標準代號，它表示也可以執(zhí)行其他標準，為非強制性的。如快硬硅酸鹽水泥、低熱礦渣硅酸鹽水泥等。 八、水泥的定義和分類 GB/T 41311997 水泥的命名、定義和 術語：本標準規(guī)定了水泥命名的一般原則、主要水泥產品的定義及有關術語的涵義等。優(yōu)點是制備生料時揚塵少，易于調和均勻，有利于提高熟料質量。 六、硅酸鹽水泥的生產方法 (P10) 按生料制備方法的不同，分濕法和干法兩種。 生料制備：包括原料破碎、原料預均化、原料的配合、生料的粉磨和均化等。隨著生產技術的提高，采用預均化、生料均化、先進收塵設備、預熱器、分解爐等使得單機生產能力大大提高，熱耗大大降低。 七、膠凝材料的定義和分類 1．定義：凡能在物理、化學作用下，從漿體變成堅固的石狀體，并能膠結其他物料而具有一定機械強度的物質，統(tǒng)稱為膠凝材料，又稱膠結料。 2020 年 4 月 1 日實施的新標準，增加了復合硅酸鹽水泥標準，連同 “ 五大水泥 ” ，通稱六大 ( 通用 ) 水泥。 一 標準的類別 標準就是對某項技術實行統(tǒng)一執(zhí)行的要求。 2．第二類是行業(yè)標準 3．第三類是企業(yè)標準。 活性混合材料：具有火山灰性或潛在水硬性，或兼有火山灰性和水硬性的礦物質材料。其 3d 強度比普通水泥高， 28d 強度指標完全相同。 因而該指標反映了熟料煅燒好壞、摻加石膏與混合材狀況的一項指標。 3）三氧化硫 來源：主要是生產水泥時為調節(jié)凝結時間加石膏而帶入的。 5）氯離子 硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥：≤ ，當有更低要求時，該指標由買賣雙方協(xié)商確定。 初凝為水泥加水拌合時起至標準稠度凈漿開始失去可 塑性所需的時間；終凝為水泥加水拌合時起至標準稠度凈漿完全失去可塑性并開始產生強度所需的時間。 定義：又稱體積安定性，是指水泥硬化后體積變化的均勻性。當石膏摻量過多時，水泥硬化后，在有水存在的情況下，它還會繼續(xù)與水化鋁酸鈣反應生成高硫型水化硫鋁酸鈣 (鈣礬石，簡寫成 AFt)，體積約增大 倍，引起水泥石開裂。 雷氏夾法：檢驗水泥中游離氧化鈣含量影響水泥體積安定性的方法。 細度（選擇性指標） 硅酸鹽水泥和普通硅酸鹽水泥以比表面積表示，不小于 300m2/kg； 礦渣硅酸鹽水泥、火山灰質硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥和 復合硅酸鹽水泥以篩余表示，80μ m 方孔篩篩余不大于 10%或 45μ m 方孔篩篩余不大于 30%。通常用透氣法比表面積儀測定水泥的比表面積。其它氧