【正文】 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℃。而在最低共熔物中，%，%，則生成C3A中的每1%Al2O3可以生成液相量為：1/180。 Fe2O3=n 當生料組成點位于T2C3SC2SC4AF四面體之內(nèi)時（圖41M點，IM＜），加熱過程中首先是C3A消失。100=。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 礦化劑和其他微量元素對降低共熔溫度有一定作用。n 組分性質(zhì)與數(shù)目都影響系統(tǒng)的最低共溶溫度。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。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。 原料性質(zhì) n 當原料中含有結(jié)晶 SiO2 （如隧石、石英砂等）和結(jié)晶方解石時，由于破壞其晶格困難，所以使固相反應的速度明顯降低，特別是原料中含有粗粒石英砂時，其影響更大。生料細度與固相反應n %，燒成溫度為1400℃%； n %，燒成溫度為1400℃%以下 溫度和時間 n 當溫度較低時，固體的化學活性低，質(zhì)點的擴散和遷移速度很慢，因此固相反應通常需要在較高的溫度下進行，提高反應溫度，可加速固相反應。（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。（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。n 通常固相反應總是發(fā)生在兩組分界面上，為非均相反應，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(chǎn)物層進行擴散遷移。水泥熟料礦物的固相反應是放熱反應。Fe2O3 ） n 1100~1200℃：大量形成C3A和C4AF，C2S含量達最大值。7Al2O3→ 7 （4CaOAl2O3) (C3A) n 7(2CaOSiO2 (C2AS) n 12CaOFe2O3 (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 → 2CaO7Al2O3 (C12A7 ）n CaOSiO2 (C2S)n 800～900℃：C12AC2F開始形成n 7(CaOAl2O3 (CA )n CaO+Fe2O3 → CaO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。 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。n （2） 生料細度n 生料細度細，顆粒均勻，粗粒少，而且生料的比表面積增加，使傳熱和傳質(zhì)速度加快，有利于分解反應。（四）影響碳酸鈣分解反應的因素 n （1）石灰石的結(jié)構(gòu)和物理性質(zhì)n 結(jié)構(gòu)致密、質(zhì)點排列整齊，結(jié)晶粗大，晶體缺陷少的石灰石，質(zhì)地堅硬，分解反應困難，如大理石等。 n 這就是說，上述關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。 (1(1e )1/3)/((2kp0)180。盡管生料中有＞90%的顆粒小于80mm，生料中碳酸鈣的分解主要取決于傳熱和傳質(zhì)過程，而不是化學反應過程； n 在立窯和立波爾窯內(nèi)，雖然傳熱面積大于回轉(zhuǎn)窯，但是由于料球顆粒較大，決定碳酸鈣分解過程的因素仍然是傳熱和傳質(zhì)過程； n 只有在分解爐內(nèi)生料中碳酸鈣的分解才取決于化學反應過程。 傳質(zhì)n 化學反應過程碳酸鈣分解反應過程的控制因素n （1）不同粒度碳酸鈣粒子的分解過程控制機制n 根據(jù)B. Vosteen的計算，當碳酸鈣顆粒尺寸小于30mm時，傳熱和傳質(zhì)過程速度很快，整個過程的速度主要取決于碳酸鈣的分解反應過程； n ，傳熱、傳質(zhì)和化學反應速度不相上下； n 當碳酸鈣顆粒尺寸約為1cm時，傳熱和傳質(zhì)速度很慢，化學反應不再是整個過程的控制因素。 （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 （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。n 受系統(tǒng)溫度和周圍介質(zhì)中 CO2的分壓影響較大，在 CaCO3 的分解反應中，CO2 的分壓、CO2 濃度和分解溫度之間存在著一定關系，為了使分解順利進行，必須保持較高的反應溫度，降低周圍介質(zhì)中CO2分壓或減少CO2濃度。n 伊利石脫水時伴隨有體積膨脹n 而高嶺土和蒙脫石則是體積收縮n 所以立窯和立波爾窯生產(chǎn)時，不宜采用以伊利石為主導礦物的粘土，否則料球的熱穩(wěn)定性差，入窯后會引起炸裂、嚴重影響窯內(nèi)通風。SiO2），至1000～1100℃轉(zhuǎn)變成莫來石（3Al2O32H2O ==== 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。2H2O）加熱過程中脫水分解，一般認為形成了無定形的SiO2和Al2O3； Al2O3 n 高嶺石（Al2O3 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。故可以停止遞減計算。SM177。 n （2）計算以100公斤熟料中煤灰的摻入比例 以q=3350kJ/kgcli.， Qy=20930kJ/kgcoal, Ay=%，S=100%代入煤灰摻入量計算公式： Ga= (q/Qy) Ay S247。 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 （4）計算遞減總和，驗算化學成分和各個率值的偏差。遞減試湊法n （1）熟料氧化物組成總和S的設定 n （2）根據(jù)假定的S值和預定的目標率值（KH0、SM0、IM0）計算出熟料的目標氧化物組成。n KH=（）/=（） /（）=n SM=SC/(AC+FC)=(+)=n IM=AC/FC=n 所得結(jié)果KH、SM、IM均在要求范圍內(nèi)或接近于要求范圍。據(jù)此，調(diào)整原料配合比為：%，%，%。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。n GA=%，則灼燒生料配合比為（）%=%。216。解：1. 確定熟料組成 根據(jù)題意，已知熟料率值為： KH= SM= IM=n 2. 計算煤灰摻入量 根據(jù)式（34）可得GA = qAyS/(Qy100)=3350100/(20930100) =n 3. 計算干燥原料配合比216。要求熟料的3個率值為“二高一中”配方，即KH=~，SM=~，IM=~。例題：n 已知原料、燃料的有關分析數(shù)據(jù)見表37和表38。 100 =pAyS/100原料化學成分基準換算 n 應用基（y）、灼燒基（z） n 設原料應用基水分為W，燒失量為L，則 Xz i=Xy i (100L)/100 T = S Xz i （四）不同的配料計算方法n 代數(shù)法 n 嘗試誤差法（遞減試湊法 ）n 礦物組成法n 最小二乘法n 圖解法（五）計算實例嘗試誤差法原理：n （1）先按假定的原料配合比計算熟料組成，若計算結(jié)果不符合要求，則調(diào)整原料配合比，再進行重復計算，直至符合要求為止。 n 煤的工業(yè)分析數(shù)據(jù)： 煤的應用基低位熱值（Qy），揮發(fā)分（Vy），固定碳（Cy），灰分（Ay），水分（Wy）。 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。n 灼燒基準用于計算灼燒原料的配合比和熟料的化學成分。n 如果不考慮生產(chǎn)損失，則干燥原料的質(zhì)量應等于生料的質(zhì)量，即干石灰石+干粘土+干鐵粉=干生料灼燒基準n 去掉燒失量（結(jié)晶水、二氧化碳與揮發(fā)物質(zhì)等）后，生料處于灼燒狀態(tài)。以干燥狀態(tài)質(zhì)量表示的計算單位，稱為干燥基準。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。二、配料計算（一）配料計算的目的和意義 n （1）計算出各種原料之間的配合比（灼燒基、干基、天然含水基）； n （2）計算出配合生料的化學組成、熟料的化學組成和礦物組成。n 煅燒溫度為1350℃時測得的易燒性稱為“實用易燒性”。 易燒性表示方法： n （1）給定溫度下煅燒一定時間后熟料中殘留的游離氧化鈣含量； n （2）%所需的保溫時間。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。 根據(jù)其特殊要求，選擇合適的礦物組成原料品質(zhì)n 原料的化學成分和工藝性能對熟料礦物組成的選擇有很大影響n 一般情況下，盡量采用少加校正原料的配料方案n 配料方案不能保證正常生產(chǎn)時，才考慮更換原料或摻加另一種校正原料燃料品質(zhì)n 燃料品質(zhì)既影響煅燒過程又影響熟料質(zhì)量n 例如：發(fā)熱量高的優(yōu)質(zhì)燃料，其火焰溫度高，熟料的KH可高些；若燃料質(zhì)量差，除了火焰溫度低外，還會因煤灰的沉落不均勻，降低熟料質(zhì)量。 化學成分可在一定范圍內(nèi)變動，可以采用多種配料方案216。%； n （6）生料易燒性：原料的化學反應活性水泥品種和強度等級n 生產(chǎn)普通硅酸鹽水泥216。 工藝設計的依據(jù)216。 配料計算n 配料的目的： 確定各原料的數(shù)量比例，以保證生產(chǎn)出符合要求的水泥熟料。 原料的選擇216。第二節(jié) 配料n 根據(jù)水泥品種，原料的物理、化學性能及具體的生產(chǎn)條件，確定所用原料的配合比，稱為生料（Raw Meal）的配合，簡稱配料。2H2O)=ω(H2O+)n A類產(chǎn)品和M類產(chǎn)品的品位計算ω(CaSO4)+ω(CaSO4如有特殊要求，由供需雙方商定；n 分級 各類產(chǎn)品按其品位分級，并應符合表33的要求。2H2O)]＜ 。該產(chǎn)品以無水硫酸鈣（CaSO4）與二水硫酸鈣（CaSO42H2O）的質(zhì)量分數(shù)之和表示其品位，且C (CaSO4) /[C(CaSO4) +C (CaSO42H2O）的質(zhì)量分數(shù)表示其品位；n A類 稱為硬石膏產(chǎn)品。六、調(diào)凝劑調(diào)凝劑的種類n 石膏n 國家標準GB/T54831996 《石膏和硬石膏》對用作水泥調(diào)凝劑、石膏膠凝材料以及其他各類用途的天然石膏和硬石膏礦產(chǎn)品做出了規(guī)定，將其按礦物組分分為以下三類：n G類 稱為石膏產(chǎn)品。n 灰分的波動會導致熟料化學成分及質(zhì)量的波動。五、燃料n 煅燒水泥熟料的燃料主要是煤。硅質(zhì)校正原料質(zhì)量指標GB 502951999 《水泥工廠設計規(guī)范》n 二氧化硅含量大于80%或硅酸率大于4；n 氧化鎂（MgO）含量小于3%；n K2O+Na2O含量小于2%。GB 502951999 《水泥工廠設計規(guī)范》n 三氧化二鐵含量大于40%；n 氧化鎂（MgO）含量小于3%；n K2O+Na2O含量小于2%。（二）硅鋁質(zhì)原料的質(zhì)量要求GB 5029