水泥生產(chǎn)基本知識(shí)及控制97頁(yè)(編輯修改稿)
2025-03-16 12:14 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 困難。 灰分造成制品污染，影響制品成分及質(zhì)量。 灰渣破壞爐內(nèi)耐火材料和堵塞爐柵。 固體燃料的灰分可達(dá) 20％以上，而液體燃料中一般不超過(guò) ％。 1）揮發(fā)分（ V）： 受熱以后分解出來(lái)的可燃?xì)鈶B(tài)物質(zhì)，主要是碳?xì)浠衔?、碳氧化合物、氫氣和焦油蒸氣等，是燃料中燃燒放熱的重要部分，它影響火焰長(zhǎng)度及著火溫度。 一般， V↑ ，燃燒火焰 ↑ ，著火溫度 ↓ 。 （ 2）工業(yè)分析法表示的組分 揮發(fā)分（ V）、固定碳（ FC）、水分（ M）和灰分（ A）的含量 其余組成的作用與元素分析相似。 ①熱值（發(fā)熱量）： 單位質(zhì)量或體積的燃料完全燃燒，當(dāng)燃燒產(chǎn)物冷卻到燃燒前的溫度時(shí)所放出的熱量， kJ/kg（ kJ/Bm3） 。 ②低位發(fā)熱量 Q：?jiǎn)挝蝗剂贤耆紵?，燃燒產(chǎn)物冷卻到反應(yīng)前的室溫，而燃燒產(chǎn)物中的 水蒸氣冷卻為 20℃ 的水蒸氣 時(shí)所放出的熱量。 （ 3）發(fā)熱量 標(biāo)準(zhǔn)煤 ： Q， ar=29300kJ/kg 標(biāo)準(zhǔn)油 ： Q=41820KJ/Kg的燃油為 標(biāo)準(zhǔn)氣： Q=41820KJ/NM3的燃?xì)鉃椤? 換算： 【 例 】 甲廠生產(chǎn) 1t水泥熟料消耗甲地煤 160Kg，甲地煤發(fā)熱量 Q， ar=25120KJ/Kg；乙廠生產(chǎn) 1t熟料消耗乙地煤 150Kg， Q， ar=28470KJ/Kg，試比較哪個(gè)水泥廠燃料消耗低？ 【 解 】 甲廠消耗標(biāo)準(zhǔn)煤 160 25126/29300=137 Kg 乙廠消耗標(biāo)準(zhǔn)煤 150 28470/29300=146 Kg 故甲廠燃料消耗低。 4）標(biāo)準(zhǔn)燃料 硅酸鹽水泥熟料的組成 水泥生料經(jīng)高溫煅燒形成部分熔融得以硅酸鈣為主要成分的顆粒物稱為水泥熟料。 1)水泥熟料的礦物組成 ： 硅酸三鈣（ 50%左右）、硅酸二鈣（合計(jì)占 75%左右）、鋁酸三鈣（ 7%15%左右） 、鐵鋁酸四鈣（合計(jì)占 25%左右 ）。 氧化鈣 62%— 67%； 氧化硅 20%— 24%、 氧化鋁 4%— 7%、 氧化鐵 %— 15% 約占 95%以上 2)熟料中的主要氧化物： 水泥熟料的組成 熟料礦物的特性 ◆ 硅酸三鈣 ◇ 存在形式： 純 C3S只在 2065℃ ~1250℃ 溫度范圍內(nèi)穩(wěn)定 ， 在 2065℃ 以上不一致熔融為 CaO 與液相；在 1250℃ 以下分解為 C2S和 CaO。 調(diào)整純 C3S具有同質(zhì)多晶現(xiàn) 象 ,熟料中 C3S不純 ， 總是與少量 的其他氧化物如 Al2O Fe2O MgO、 R 2O等形成固溶體 。 在反光 顯微鏡下為黑色多角形顆粒 ， 又稱阿利特 （ Alite） ， 簡(jiǎn)稱 A礦 。 ◆ 硅酸三鈣 ◇ 礦物水化特性： 水化較快 ， 水化反應(yīng)主要在 28d以內(nèi)進(jìn)行 ， 約經(jīng)一年后水化過(guò)程基本結(jié)束 。 早期強(qiáng)度高 ， 強(qiáng)度的絕對(duì)值和增進(jìn)率較大 。 其28d強(qiáng)度可達(dá)到一年強(qiáng)度的 70%～ 80%。 水化熱較高；抗水性較差 。 熟料礦物的特性 2． 4 熟料礦物的特性 ◆ 硅酸二鈣 ◇ 多晶轉(zhuǎn)變 純 C2S在 1450℃ 以下有同質(zhì)多晶現(xiàn)象 。 其中： γ C2S的密度為 ， β C2S的密度為， 故發(fā)生 β → γ 轉(zhuǎn)變時(shí) ， 伴隨著體積膨脹10%， 結(jié)果是熟料崩潰 ， 生產(chǎn)中稱之為粉化 。 而 γ C2S幾乎無(wú)水硬性 。 2． 4 熟料礦物的特性 ◆ 硅酸二鈣 ◇ 礦物特性 熟料中硅酸二鈣通常固溶有少量氧化物如 Al2OFe2O MgO、 R 2O等形成固溶體 ， 稱貝利特（ Belite） ， 簡(jiǎn)稱 B礦 。 在反光顯微鏡下呈圓粒狀 ，常具有黑白交叉雙晶條紋 。 熟料礦物的特性 ◆ 硅酸二鈣 ◇ 水化特性 水化反應(yīng)比 C3S慢的多 ， 28d只水化 20%左右 ，凝結(jié)硬化慢； 早期強(qiáng)度低 ， 但 28d后強(qiáng)度仍能較快增長(zhǎng) ， 一年后其強(qiáng)度可趕超阿利特； 水化熱??；抗水性好 。 熟料礦物的特性 ◆ 鋁酸三鈣 ◇ 礦物特性 C3A可固溶有少量 SiO Fe2O MgO、 R 2O等形成固溶體 ， 在反光鏡下 ， 其反光能力弱 ， 呈暗灰色 ， 并填充在 A礦與 B礦中間 ， 又稱黑色中間相 。 熟料礦物的特性 ◆ 鋁酸三鈣 ◇ 水化特性 水化迅速 ， 凝結(jié)較快 ， 如不加石膏等緩凝劑 ， 易使水泥急凝；早期強(qiáng)度較高 ， 但絕對(duì)值不高 ， 其強(qiáng)度 3d之內(nèi)大部分發(fā)揮出來(lái) ， 以后幾乎不增長(zhǎng) ， 甚至倒縮； 水化熱高；干縮變形大 ，脆性大 ， 耐磨性差 ， 抗硫酸鹽性能差 。 2． 4 熟料礦物的特性 ◆ 鐵鋁酸四鈣 ◇ 礦物特性 鐵鋁酸四鈣代表的是一系列連續(xù)的鐵相固溶體 。 通常固溶有少量的 MgO、 SiO2等氧化物 ， 又稱才利特 （ Celite） 或 C礦 。 在反光鏡下其反射能力強(qiáng) ， 呈亮白色 ， 并填充在 A礦與 B礦之間 ， 也稱白色中間相 。 熟料礦物的特性 ◆ 鐵鋁酸四鈣 ◇ 水化特性 水化速度在早期介于鋁酸三鈣與硅酸三鈣之間 ，但隨后的發(fā)展不如硅酸三鈣； 早期強(qiáng)度類(lèi)似于鋁酸三鈣 ， 而后期還能不斷增長(zhǎng) ，類(lèi)似于硅酸二鈣； 水化熱較鋁酸三鈣低 ， 抗沖擊性能和抗硫酸鹽性能較好 。 熟料礦物的特性 ◆ 玻璃體 ◇ 形成 部分熔融液相被快速冷卻來(lái)不及結(jié)晶而成為過(guò)冷凝體 ◇ 主要成分 Al2O Fe2O CaO、 MgO、 R 2O ◇ 含量 取決于液相量及冷卻條件 ◇ 性能 不及晶體穩(wěn)定 ， 水化熱較大；可改善熟料性能與易磨性 。 熟料礦物的特性 ◆ 游離氧化鈣 （ fCaO） ◇ 定義 是指熟料中沒(méi)有以化合狀態(tài)存在而是以游離狀態(tài)存在的氧化鈣 。 ◇ 游離氧化鈣的種類(lèi)及其對(duì)安定性的影響 種類(lèi) 產(chǎn)生原因 特點(diǎn) 對(duì)水泥安定的影響性 欠燒 fCaO 熟料煅燒過(guò)程中因欠燒、漏生，在1100～ 1200℃ 低溫下形成 結(jié)構(gòu)疏松多孔 不大 一次 fCaO 因配料不當(dāng) 、 生料過(guò)粗或煅燒不良 ，尚未與 S、 A、 F反應(yīng)而殘留的 CaO 呈 “死燒狀態(tài) ”，結(jié)構(gòu)致密 大 二次 fCaO 熟料慢冷或還原氣氛下 ， C3S分解而形成的 經(jīng)過(guò)高溫，水化較慢 較大 ◆ 方鎂石 （ MgO） 指游離狀態(tài)的氧化鎂晶體 。 ◇ 產(chǎn)生 一部分氧化鎂存在于玻璃體中 ， 一部分結(jié)晶呈游離狀態(tài) 。 當(dāng)熟料快冷時(shí) ， 結(jié)晶細(xì)小 ， 慢冷時(shí)晶體發(fā)育較大 ， 結(jié)構(gòu)致密 。 ◇ 危害 方鎂石與水反應(yīng)速度很慢 ， 幾個(gè)月甚至幾年才明顯反映出來(lái) 。 水化生成 Mg(OH)2時(shí) ， 體積膨脹 148%， 在水泥石內(nèi)產(chǎn)生應(yīng)力 ， 輕者會(huì)降低水泥制品強(qiáng)度 ， 重者會(huì)造成水泥制品破壞 。 方鎂石含量越多 ， 晶體尺寸越大 ， 引起的破壞越嚴(yán)重 ， 因此 ， 應(yīng)限制其含量及晶體尺寸 。 熟料冷卻速度越快 ， 方鎂石晶體越小 ， 含量越少 。 熟料的率值 硅酸鹽水泥熟料中各主要氧化物含量之間比例關(guān)系的系數(shù)稱作率值 。 表示化學(xué)成分與礦物組成之間的關(guān)系 ， 水泥熟料的性能及其對(duì)煅燒的影響 。 在一定的工藝條件下 ， 率值是水泥生產(chǎn)質(zhì)量控制的主要指標(biāo) 。 我國(guó)主要采用石灰飽和系數(shù) （ KH） 、 硅率 （ n） 、 鋁率 （ p） 三個(gè)率值 。 石灰飽和系數(shù) ◇ 物理意義： KH表示水泥熟料中的總 CaO含量扣除飽和酸性氧化物 （ 如 Al2O Fe2O3） 所需要的氧化鈣后 ， 剩下的與二氧化鈣化合的氧化鈣的含量與理論上二氧化硅全部化合成硅酸三鈣所需要的氧化鈣含量的比值 。 簡(jiǎn)言之 ， 石灰飽和系數(shù)表示熟料中二氧化硅被氧化鈣飽和成硅酸三鈣的程度 。 石灰飽和系數(shù)反映了熟料中的氧化鈣被飽和成硅酸三鈣的程度 在相同條件下， KH值越高，熟料中的 C3S越高，C2S越低，早期強(qiáng)度高，快硬；要求煅燒溫度越高，煅燒不充分時(shí)，熟料中游離氧化鈣高，影響安定性。 KH=— 預(yù)分解窯多采用“兩高一中”的配料方案即高硅率（ — ）、高鋁率（ — ）、中飽和比（ —— ） KH = CaO總 23232 ???◇ 數(shù)學(xué)表達(dá)式：
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