【正文】 開始形成 12CaO7A12O3(C12A7)； ? 900～ 1100℃ ： 2CaOA12O3SiO2(C2AS)形成后又分解，開始形成 3CaOAl2O3(C3A)和 4CaOA12O3Fe2O3(C4AF)所有碳酸鈣均分解，游離氧化鈣達(dá)最高值； ? 1100～ 1200℃ ：大量形成 C3A和 C4AF， C2S含量達(dá)最大值。 ?影響上述固相反應(yīng)的因素很多，主要與原料配比及性質(zhì)、生料細(xì)度、均勻程度以及加熱條件 (溫度及溫度梯度 —— 單位時(shí)間內(nèi)溫度的變化量 )有關(guān)。生料磨得越細(xì)，比表面積越大，則完成反應(yīng)所需要的時(shí)間越短，因?yàn)楣滔喾磻?yīng)的速度與參加反應(yīng)的物料顆粒尺寸的平方成反比。然而，當(dāng)生料磨細(xì)到一定程度后，繼續(xù)粉磨對反應(yīng)速度的增加并不明顯，而磨機(jī)產(chǎn)量卻會大大下降，電耗也會急劇增加。故生料細(xì)度控制值，應(yīng)以粉磨和煅燒的綜合效益高為適宜。 ? 同時(shí)，上述反應(yīng)進(jìn)行時(shí)均放出一定的熱量，故它們也稱為放熱反應(yīng)。當(dāng)用石灰石和粘土為主要原料配制生料時(shí)，此種生料在煅燒過程中的固相反應(yīng)放熱量約為 420～ 500J／ g。 ?(4)硅酸三鈣的形成和熟料的燒結(jié) ?在生產(chǎn)條件下，在出現(xiàn)液相之前，主要熟料礦物 C3S 一般不會生成。開始出現(xiàn)液相的溫度約 1300℃ (1250～ 1280℃ )，液相的主要組成為 C3S、C4AF、 MgO及 R2O等熔劑礦物。在高溫液相的作用下，固相的 C2S和CaO逐漸溶解于液相中，相互反應(yīng)生成硅酸三鈣，其反應(yīng)式如下： ? 這一 過程稱為石灰吸收 過程。隨著溫度的升高和時(shí)間的延長，液相量增加，液相粘度降低， C3S晶核不斷形成，小晶體逐漸長大并發(fā)育，最終形成幾十微米大小的阿利特晶體，完成熟料的燒結(jié)過程。未應(yīng)用礦化劑時(shí)，硅酸鹽水泥熟料的燒結(jié)溫度范圍一般為 1300～ 1450℃ 。在 1450～1300℃ 的降溫過程中，阿利特晶體長大、增多，直到物料溫度降到1300℃ ，液相開始凝固， C3S生成反應(yīng)也結(jié)束。這時(shí)，物料中如果還有少量未參與化合反應(yīng)的氧化鈣，則稱它為一次游離氧化鈣。 SCC a OSC 32 ?? ??? 液相?在熟料燒結(jié)過程中，物料逐漸由疏松轉(zhuǎn)變?yōu)樯珴苫液凇⒔Y(jié)構(gòu)致密的熟料，并伴隨有體積收縮。 ?C3S的生成反應(yīng)與生料的化學(xué)組成、燒結(jié)溫度及反應(yīng)時(shí)間等因素有關(guān)。生料化學(xué)組成影響液相量和液相粘度，生料中氧化物的組分?jǐn)?shù)還影響到出現(xiàn)液相溫度的高低。組分?jǐn)?shù)越多，出現(xiàn)液相的最低溫度越低。溫度也是影響液相百分含量、液相粘度的重要因素。液相量多，液相粘度低，均有利于 C3S的形成，使形成一定量 C3S 的時(shí)間縮短。但液相量太多或液相粘度太小，會給煅燒操作帶來困難，如立窯容易產(chǎn)生煉邊 (爐窯邊壁處大量液化 )和結(jié)大塊，回轉(zhuǎn)窯易產(chǎn)生燒流等。在生產(chǎn)條件下， C3S的形成階段，所用時(shí)間約為 20～ 30min，液相量一般為20％～ 30％，其形成反應(yīng)一般認(rèn)為是微吸熱反應(yīng)。 ?當(dāng)然， C3S的形成也可以通過純固相反應(yīng)實(shí)現(xiàn)，條件是需要把生料粉磨得很細(xì)，并要燒到較高的溫度 (1650℃以上 )，這在現(xiàn)有的生產(chǎn)條件下是不可能的。 ?(5)熟料的冷卻 ?水泥熟料冷卻的目的在于：回收熟料帶走的熱量，預(yù)熱二次空氣，提高窯的熱效率；迅速冷卻熟料以改善熟料質(zhì)量與易磨性；降低熟料溫度，便于熟料的運(yùn)輸、貯存與粉磨。 ? 熟料冷卻速度對熟料礦物組成有很大的影響。 ? 計(jì)算表明：對于鋁率 (所含的鋁的氧化物或鋁酸鹽的含量 )高或中等的熟料，快冷所得熟料的 C3S含量較慢冷的為高； ? 對于鋁率較低的熟料則相反。 ? 熟料在冷卻時(shí)，形成的礦物還會進(jìn)行相變，其中貝利特晶體轉(zhuǎn)化為 r型和阿利特晶體的分解對熟料質(zhì)量有重要影響。冷卻速度快并固溶一些離子等可以阻止上述相變。 ? 硅酸三鈣在 1250℃ 以下不穩(wěn)定，會分解為硅酸二鈣和二次游離鈣，降低水硬性，但不影響安定性。 ? 水泥的安定性受方鎂石晶體大小的影響很大，晶體越大，影響越嚴(yán)重。不影響水泥安定性的方鎂石晶體的最大尺寸約為 5～ 8μm，而熟料慢冷時(shí)，方鎂石尺寸可達(dá) 60μm?？焖倮鋮s可以使得方鎂石結(jié)晶細(xì)小，從而減輕對安定性的影響。 ?熟料慢冷將促使熟料礦物晶體長大。阿利特晶體大小不僅影響熟料的易磨性，而且影響水泥的水化速度和活性。 ?煅燒良好和急冷所得熟料中尺寸細(xì)小并發(fā)育良好的阿利特晶體，可產(chǎn)生較高的強(qiáng)度。 ?熟料急冷也能增強(qiáng)水泥的抗硫酸鹽性能，這與熟料急冷時(shí)C3S主要呈玻璃體狀存在有關(guān)。 ?另外，急冷熟料時(shí)，玻璃體含量較高，且它的礦物晶體較小，使這種熟料的粉磨比慢冷的熟料要容易得多。 ? 二、硅酸鹽水泥的生產(chǎn)方式 ?水泥的生產(chǎn)方式按照生料制備的方法不同，有干法和濕法兩種。 ?按照燒制設(shè)備又有 回轉(zhuǎn)窯 與 立窯 之分。 ?采用烘干生料粉，或是原料的粉磨與烘干同時(shí)進(jìn)行，或先烘干后再粉磨，而后煅燒成熟料，再用其生產(chǎn)水泥的方法稱為 干法生產(chǎn) ； ?而將原料加水粉磨成生料漿后直接煅燒成熟料，再以其生產(chǎn)水泥的方法稱為 濕法生產(chǎn) ； ?若將生料粉加入適量水分制成生料球、而后煅燒成熟料生產(chǎn)水泥的方法，一般稱為 半干法 ； ?將濕法制成的生料漿脫水后，制成生料塊人窯煅燒直接生產(chǎn)水泥的方法，則稱之為 半濕法生產(chǎn) 。 ? (一 )回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)方式 ? 1．立波爾窯 ? 這種煅燒設(shè)備及工藝的主要特征是：一臺較短的回轉(zhuǎn)窯與一臺回轉(zhuǎn)式爐蓖子加熱機(jī)連接工作，其加熱機(jī)一般分為兩室 (也可分為三室 )。 ? 將料球或料塊 (干生料加水成球，或濕料漿過濾后的濾餅成塊 )較均勻地鋪散在爐蓖子加熱機(jī)上，料層厚度 150～ 200mm。濕料球先在干燥室干燥，然后進(jìn)入溫度較高的余熱室，最后已經(jīng)部分分解的生料加入回轉(zhuǎn)窯內(nèi)進(jìn)一步煅燒成熟料，如圖 511。 ?(二 )立窯生產(chǎn)方式 ?立窯是一種內(nèi)部填滿料球的豎式固定床鍛燒設(shè)備，內(nèi)襯耐火材料。 ?它分普通立窯和機(jī)械化立窯。 ?機(jī)械化立窯是指機(jī)械加料和機(jī)械卸料的立窯。立窯的主體由上到下包括喂料裝置、窯體、卸料裝置 (含密封系統(tǒng) )三部分構(gòu)成，其窯體與煉鐵高爐的爐體相似。其基本生產(chǎn)過程是，含煤的生料球從窯頂喂人，空氣從窯下部用高壓風(fēng)機(jī)鼓人，窯內(nèi)物料借自重自上而下移動；料球在窯內(nèi)經(jīng)預(yù)熱、分解、燒結(jié)和冷卻等一系列物理、化學(xué)變化，形成熟料并從窯底部卸出，廢氣經(jīng)窯罩、煙囪排出。 ?立窯具有熱耗較低、構(gòu)造簡單、占地面積小、單位投資少、省鋼材、建廠較快等優(yōu)點(diǎn)，適合因地置宜的小規(guī)模生產(chǎn)。 ?但是，由于立窯廠規(guī)模較小，勞動生產(chǎn)率較低，成本較高，同時(shí)因立窯鍛燒溫度不均，對熟料質(zhì)量有一定的影響。因此，這種生產(chǎn)方法有被淘汰的趨向。 ? 習(xí) 題 ? 1．試用框圖表示浮法生產(chǎn)無機(jī)玻璃的生產(chǎn)工藝流程。 ? 2．玻璃生產(chǎn)常用的原料有哪些 ?各種原料主要提供哪些氧化物成分 ? ? 3．要制備合格質(zhì)量的玻璃生產(chǎn)的配合料，應(yīng)該注意哪些問題 ? ? 4．玻璃的形成過程可以分為哪幾個階段 ? ? 5．玻璃的成形方法有哪幾種 ?簡述浮法玻璃的成形過程和應(yīng)注意的問題。 ? 6．試說明普通陶瓷有哪些原料組成 ?各起什么作用 ? ? 7．簡述普通陶瓷制品的生產(chǎn)工藝流程。 ? 8．何為一次燒成、二次燒成，各具什么特點(diǎn) ? ? 9．什么是釉 ?釉層是如何形成的 ?它具有哪些性質(zhì) 7． ? 10．試述燒結(jié)耐火制品的主要生產(chǎn)工藝過程 ? 11．不定形耐火材料的生產(chǎn)過程與燒結(jié)耐火材料制品的生產(chǎn)工藝流程有什么不同 ? ? 12．什么是硅酸鹽水泥和普通酸鹽水泥 ? ? 13．簡述硅酸鹽水泥的生產(chǎn)過程。 ? 14．在水泥生產(chǎn)過程中，熟料煅燒過程中發(fā)生了哪些物理化學(xué)變化 ?熟料急冷有哪些好 ? 15．簡述立波爾窯、懸浮預(yù)熱窯、預(yù)分解窯及立窯生產(chǎn)水泥的基本原理。