【正文】 根據(jù)式（34）可得GA = qAyS/(Qy100)=3350100/(20930100) =n 3. 計算干燥原料配合比216。據(jù)此，調(diào)整原料配合比為：%，%，%。 n （5）計算出生料和熟料的化學組成、率值；計算出熟料的礦物組成。 n 不同窯型入窯生料水分： 干法窯：＜% 立波爾窯、立窯：12～15% 濕磨干燒（過濾塊）：18～22% 濕法窯：30～40%（二）粘土礦物脫水粘土礦物的化合水有兩種n 一種以 OH離子狀態(tài)存在于晶體結(jié)構(gòu)中，稱為晶體配位水；n 一種以水分子狀態(tài)吸附在晶層結(jié)構(gòu)間，稱為晶層間水或?qū)娱g吸附水。SiO2），至1000～1100℃轉(zhuǎn)變成莫來石（3Al2O3 （三）碳酸鈣的分解過程兩個傳熱過程n （1）氣流向碳酸鈣顆粒表面的傳熱 n （2）熱量以傳導方式由表面通過CaO產(chǎn)物層向反應界面的傳遞 一個化學反應過程n （3）碳酸鈣部分達到分解溫度發(fā)生分解反應， 放出CO2 兩個傳質(zhì)過程n （4）分解放出的CO2通過CaO產(chǎn)物層向表面擴散 n （5）顆粒表面的CO2向周圍介質(zhì)氣流擴散n 物理傳遞過程216。 n 這就是說，上述關(guān)于單一碳酸鈣顆粒分解動力學公式同樣適用于碳酸鈣顆粒群的場合。反之，如果粘土的主導礦物是活性差的蒙脫石和伊利石，則要影響 CaCO3 分解的速度，由結(jié)晶 SiO2 組成的石英砂的反應活性最低。Fe2O3 (C2F) n 900～1100℃：C2AS形成然后又分解；所有的CaCO3幾乎全部分解，fCaO達最大值n 2CaO+Al2O3+SiO2 → 2CaOFe2O3 ） n 1100~1200℃：大量形成C3A和C4AF，C2S含量達最大值。（三）影響固相反應的主要因素 n 生料的細度和均勻性 n 生料愈細，比表面積愈大，各組分之間的接觸面積愈大，同時表面的質(zhì)點自由能亦大，使反應和擴散能力增強，因此反應速度愈快。n 燒結(jié)是指固態(tài)粉粒經(jīng)煅燒后，物料體積收縮、致密，并具有一定的強度。100=。由此液相量可以計算如下：P=（）=溫度高于T2點時體系液相量計算：n 1400℃。在T2點出現(xiàn)液相時，固相組成由T2L延長線移動，當固相組成到達C3SC2SC3A平面時，C4AF消失，液相組成即將離開T2點，對應的液相量即為T2點的最大液相量。n 加入礦化劑可以通過與反應物形成固溶體而使晶格活化，從而增加反應能力；n 或是與反應物形成低共熔物，使物料在較低溫度下出現(xiàn)液相，加速擴散和對固相的溶解作用；n 或是可促使反應物斷鍵而提高反應物的反應速度。（二）固相反應階段的特征n 生料組分之間的固相反應是一系列放熱反應，整個固相反應階段的發(fā)熱量約為420～500kJ/kg； n 理論上放熱420kJ/kg時生料體系溫度可升高300℃以上； n 所以，在固相反應階段物料的升溫速度比碳酸鈣分解帶高得多。7Al2O3→ 7 （4CaO7Al2O3 (C12A7 ）n CaO n （4） 生料懸浮分散程度n 在新型干法生產(chǎn)時，生料粉在預熱器和分解爐內(nèi)的懸浮分散性好，則可提高傳熱面積，減少傳質(zhì)阻力，迅速提高分解速度。 (1(1e )1/3)/((2kp0)180。n （3）溫度提高分解速率加快n 反應的起始溫度較低，約在 600℃時就有 CaCO3 進行分解反應，但速度非常緩慢，至 894℃時，分解放出的CO2分壓達 , 分解速度加快，1100℃ 1200℃時，分解速度極為迅速。2H2O ==== 2SiO2 + Al2O3 + 2H2O n 蒙脫石、伊利石脫水以后形成具有完整晶體結(jié)構(gòu)的無水礦物，與高嶺石類粘土相比活性稍差； n 高嶺石分解后形成的無定形Al2O3和SiO2隨著溫度的升高會重新轉(zhuǎn)變成結(jié)晶態(tài)的無水礦物。故可以停止遞減計算。 n （4）計算遞減總和，驗算化學成分和各個率值的偏差。則熟料的率值計算如下：KH=（）/=（） /（）=SM=SC/(AC+FC)=(+)=IM=AC/FC=上述計算結(jié)果可知，KH過低，SM過低，IM較接近。要求熟料的3個率值為“二高一中”配方，即KH=~，SM=~，IM=~。 100 =pAyS/100 式中 GA——熟料中煤灰的摻入量，%； q——單位熟料熱耗，kJ/kg熟料； Qy——煤的應用基低熱值， kJ/kg煤； Ay——煤的應用基灰分含量，%； S——煤灰沉落率； p——煤耗，kg煤/kg熟料。熟料煅燒過程：n 生料干燥蒸發(fā)物理水；n 粘土礦物分解放出結(jié)晶水；n 有機物質(zhì)的分解揮發(fā)；n 碳酸鹽分解放出二氧化碳；n 液相出現(xiàn)使熟料燒成。窯型與規(guī)格n 回轉(zhuǎn)窯n 立窯n 立波爾窯n 預分解窯生料的易燒性n 生料的易燒性是指水泥生料按一定制度煅燒后的氧化鈣吸收反應程度，也可理解為水泥生料經(jīng)高溫煅燒之后轉(zhuǎn)變成熟料的難易程度。 工藝設計的依據(jù)216。2H2O)=ω(H2O+)n A類產(chǎn)品和M類產(chǎn)品的品位計算ω(CaSO4)+ω(CaSO42H2O）的質(zhì)量分數(shù)之和表示其品位，且C (CaSO4) /[C(CaSO4) +C (CaSO4五、燃料n 煅燒水泥熟料的燃料主要是煤。（2）煤矸石、粉煤灰：n 煤矸石是采煤時廢棄的含煤量較低的黑色廢石，經(jīng)煅燒后呈粉紅色；n 粉煤灰是火力發(fā)電廠燃煤鍋爐排出的粉狀煤渣； n 煤矸石和粉煤灰的化學成分很相似，與粘土相比SiO2偏低，Al2O3偏高。n 化學成分：氧化硅、氧化鋁 SM：~； IM：~n 密度：~（2）粘土化學成分、雜質(zhì)限制及各項工藝性能1）粘土化學成分要求： n SM：，IM：，對應的SiO2含量為55～72%； n SM過高（），可能含粗砂過多，不易粉磨，從而對煅燒不利； n SM過低（），意味著SiO2含量偏低，主要礦物為高嶺石，不利于配料，需要添加難磨難燒的硅質(zhì)校正原料。 n 在中國，大部分地區(qū)的水泥廠使用的鈣質(zhì)原料主要是石灰?guī)r和泥灰?guī)r，只有河南、陜西、四川等地有儲量不大的白堊；在浙江、湖南、海南島等地有一定儲量的貝殼類原料。KH+1) 180。（三）熟料礦物組成的實測n 實測的方法通常有光學顯微鏡定量方法、X射線定量分析方法、紅外光譜定量分析方法等。n 設水泥熟料的礦物組成為C3S、C2S、C3A、C4AF、CaSO4，則每個熟料礦物的化學成分可計算得到，如下表所示：由上表可以得到以下關(guān)系式：n CaO=++ ++n SiO2=+ n Al2O3=+ n Fe2O3= n SO3=由熟料化學組成計算礦物組成解方程組，可以得到以下計算式： n C3S=– SiO2– Al2O3– Fe2O3– SO3n C2S= SiO2– C3S n C3A=180。SiO2 n C3A=180。四、熟料礦物組成的計算 （一） 水泥熟料礦物組成計算意義 n （1）熟料礦物組成與水泥性能之間存在一定相關(guān)性，了解礦物組成有助于指導生產(chǎn)，預見生產(chǎn)水泥的性能。三、硅率n （一）硅率：水泥熟料中SiO2與Al2OFe2O3含量之和的比值，用SM表示，有時也用n表示， n （二）計算式如下： SM=SiO2/(Al2O3+Fe2O3) n （三）一般控制范圍為： SM：～ 特殊品種硅酸鹽水泥，硅率的取值會超出上述范圍。 Cs（2）n 解方程組（1）（2）便可得到Cs和Sc、與C3S、C2S之間的關(guān)系。（五）石灰飽和系數(shù)與熟料礦物組成之間的關(guān)系n KH=（C3S+）/（C3S+）n 推導過程如下： 設熟料中用于形成C3S和C2S的CaO為Cs，用于形成C3S和C2S的SiO2為Sc，則有： KH=Cs/ n 又假定熟料形成過程中先是Sc與部分Cs反應形成C2S，此時所消耗的CaO為C1，而剩余的CaO（C2）再與先前形成的C2S作用形成C3S。n CCF=MCaO/MFe2O3=n CaOmax=++n 實際情況：并不是所有的酸性氧化物都會按預期目標全部與氧化鈣反應生成最高堿度的熟料礦物。第二節(jié) 熟料的率值n 目前中國水泥生產(chǎn)中普遍采用的率值為石灰飽和系數(shù)KH，硅率SM，和鋁率IM n 一、石灰飽和系數(shù)KH n （一）石灰飽和系數(shù)KH的含義 n 水泥熟料中所有氧化硅反應生成硅酸鹽礦物（C3S+C2S）所需的氧化鈣的量與所有氧化硅反應后全部形成C3S所需的氧化鈣的量的比值。所以，由方鎂石引起的水泥安定性的檢驗需要更強化的條件，國家標準規(guī)定采用壓蒸法檢驗。 n 只有超過這個固溶極限時，多余的氧化鎂才有可能以方鎂石的形式出現(xiàn)，并且對水泥安定性產(chǎn)生危害。 n 游離氧化鈣晶體結(jié)構(gòu)致密、尺寸大，水化速度極其緩慢。四、游離氧化鈣和方鎂石 n 熟料煅燒過程中未與酸性氧化物結(jié)合形成水泥礦物的、以單獨的結(jié)晶形態(tài)存在于水泥熟料中的CaO和MgO，稱為游離氧化鈣和方鎂石。有研究數(shù)據(jù)表明，鐵相固溶體的水硬活性與其A/F比有一定的關(guān)系。 n 密度：C3A水硬特性：n 水化速度快，水化放熱大而集中，凝結(jié)很快，摻加二水石膏后凝結(jié)正常； n 硬化體強度發(fā)展快，3天內(nèi)基本完成強度發(fā)展，強度絕對值并不大，后期強度增長不多，甚至會發(fā)生倒縮； n 干縮變形大，抗硫酸鹽性能差。 n 中間相主要包括：鋁酸鹽、鐵酸鹽、以及組成不定的玻璃體，和含堿化合物。不同方法合成的b C2S：n 經(jīng)水熱合成后再在低溫下煅燒得到的bC2S比普通高溫煅燒的水泥熟料中的貝利特具有更高的水化活性，稱之為活性bC2S。多見為bC2S。二、硅酸二鈣n C2S在熟料中的含量大約18%左右； n C2S的多晶轉(zhuǎn)變：純的C2S在低于1450℃的溫度下，經(jīng)歷以下多晶轉(zhuǎn)變： n不同晶型C2S之間的性質(zhì)差別：n 不同晶型的C2S之間以g 型性質(zhì)差別最大，具體表現(xiàn)為密度偏小，水硬性能喪失。n 阿利特的密度：～如果水泥生料中含有較多的隧石等結(jié)晶二氧化硅（結(jié)晶的α石英），由于結(jié)晶SiO2的活性差，與CaO反應慢，所形成的C2S來不及再吸收液相中的CaO，而被通過富鈣液相作用較快形成的C3S所包裹，阿利特中常常包裹有大量貝利特，出現(xiàn)所謂阿利特包裹體結(jié)構(gòu)。單斜晶系的阿利特單晶呈假六方片狀或板狀。C3S的多晶轉(zhuǎn)變：n 隨著溫度的降低，C3S在不同溫度下經(jīng)歷三個晶系七種晶型的多晶轉(zhuǎn)變：斜方晶系R型；單斜晶系M型；三斜晶系T型。SiO2，簡寫為C2S n 鋁酸三鈣：3CaOB. 發(fā)展狀況n 1）到2005年底，全國累計建成投產(chǎn)的新型干法生產(chǎn)線有600條以上，預分解窯水泥產(chǎn)量占全國水泥總產(chǎn)量的比例，%%。1981年一年年產(chǎn)量就達9700萬噸。 n 60年代初：以電子計算機為代表的新技術(shù)在水泥工業(yè)中開始得到應用。 n 具有水硬性，且強度能在一定的條件下繼續(xù)增長 n 具有可塑性　可澆筑成各種形狀的構(gòu)件 n 適應性強　海上、地下、深水、各種氣候條件地區(qū)、耐蝕、防輻射等。 水泥的分類水泥的種類繁多，據(jù)稱迄今為止全世界使用中的水泥種類已達100多種。 要點說明：（1）水泥是一種水硬性膠凝材料。大約公元前20003000年，我國、埃及、希臘以及羅馬等就已開始利用經(jīng)過煅燒所得的石膏或石灰來調(diào)制砌筑砂漿。如向體系中加入少量化學物質(zhì)便屬于化學作用。 在體系中加水、給體系加熱、用光照射、甚至用射線輻射等，這些都是屬于物理作用。二、膠凝材料的分類膠凝材料種類繁多，習慣上按其化學屬性和硬化條件分類如下： 無機： 水硬性：各種水泥 非水硬性：石灰石膏、粘土等 有機：瀝青 各種樹脂：聚氯乙烯樹脂、聚苯乙烯樹脂、 聚酯樹脂、呋喃樹脂，酚醛樹脂等2. 按硬化條件分 水硬性（水作用下硬化）：各種水泥 非水硬性（非水作用下硬化）：熱硬性：各種樹脂，聚合物氣硬性：石灰、石膏、玻璃膠等 光硬性：光敏性樹脂三、膠凝材料的發(fā)展簡史膠凝材料的發(fā)展，有著極為悠久的歷史：距今約400010000年的新石器時代：使用粘土，還發(fā)現(xiàn)用天然姜石夯實而成的基礎以及鋪墁的地面和四壁。四、水泥的定義和分類水泥的定義： 水泥：與適量的水調(diào)和后既能在空氣中硬化又能在水中硬化，并能膠結(jié)其他塊狀或粉狀物料，最終形成具有抵抗外力能力的凝固體的無機粉狀水硬性膠凝材料。如液體水玻璃。 n 能耗低　混凝土單位質(zhì)量的能耗為鋼材的1/5－1/6，鋁合金的1/25，比紅磚還低35%。 n 1950年：懸浮預熱器窯的發(fā)明，更使熟料熱耗大幅度降低；熟料冷卻設備也有了較大發(fā)展，其他的水泥制造設備也不斷更新?lián)Q代 。1952年到1980年28年間水泥總產(chǎn)為5100萬噸。 n （5）產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整 蓬勃