【正文】 00t/d， q=3000kJ/kgCK（ 717kcal/kgCK） ? 分解爐 回轉(zhuǎn)窯（燃料 40%） 冷卻機 ? 冷卻機三次風入分解爐 風機 各級旋風預熱器 ? 圖 56 預分解窯系統(tǒng)工藝流程示意圖 第四節(jié) 熟料冷卻機 ? 水泥出窯熟料溫度約為 11001300℃ ，每 1kg熟料含有 11701380KJ（ 280330kcal）熱量，若得到充分回收熟料帶走的熱量可以預熱二次空氣，提高燃燒速度和溫度以及窯和冷卻機的熱效率。在生料入窯前，其碳酸鈣分解率可達到 9095%，使生產(chǎn)能力在懸浮預熱器的基礎(chǔ)上更進一步得到大幅度提高，熱耗也有較大的降低。其主要特點是把大量吸熱的碳酸鈣分解反應從窯內(nèi)傳熱速率較低的區(qū)域轉(zhuǎn)移到懸浮預熱器與窯之間的分解爐內(nèi)進行。 ? 一般來說，旋風筒內(nèi)傳熱量約占 1020%，絕大部分傳熱是在煙氣管道內(nèi)進行的。 ? （ 4）旋風筒下部卸料裝置應保證密封性，防止漏風。一般應使生料逆氣流方向而入，增強氣流對生料的沖擊分散作用，延長生料在管道內(nèi)的停留時間，保證熱交換的充分進行。如插板、縮口、風翅及螺旋等裝置。根據(jù)理論計算，使用五到六級旋風筒，其傳熱效果，常用的是五級旋風筒，也有四級筒。生料分散程度越高、與熱空氣的接觸面積越大，氣固分離越充分，傳熱效率就越高。其結(jié)果是生料中的碳酸鈣在入窯前，分解率得到較大幅度的提高（達到 40%左右），大大減輕了窯的熱負荷，從而提高窯的生產(chǎn)效率。因此，要保證入窯生料的細度，增大生料在與熱空氣接觸時的分散程度，保障熱交換的時間，才能最終做到提高窯的傳熱能力，提高窯的產(chǎn)質(zhì)量。 ? 窯的傳熱能力 ? 窯的傳熱能力越強，熱交換越迅速，可以加速熟料的形成，有利于提高窯的產(chǎn)量、降低消耗與提高質(zhì)量。煤與料的配合越恰當，就能夠為熟料的燒成提供必需的熱量，保證熟料中各種礦物能及時快速生成，也就能夠提高窯的生產(chǎn)效率。同時加強原料的預均化與生料的均化，降低生料的波動，提高其均勻性，就能有效提高煅燒效率，提高窯的產(chǎn)質(zhì)量。生料易燒性好，燒成熟料所需的熱量越少，熟料越易于燒成，其產(chǎn)量也越高，質(zhì)量越好。雖然水泥生產(chǎn)窯型有很多種，但窯內(nèi)形成熟料的反應基本是相同的。 ? 只有掌握了生料在煅燒過程中的物理化學變化規(guī)律，才能合理選擇水泥熟料煅燒方法與窯型，正確操作，達到優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低耗的目的。 第四節(jié) 干法生料技術(shù)參數(shù)的控制和調(diào)節(jié) ?各率值的范圍要求： ?KH=， SM=， IM= 煤的工業(yè)分析 項目 Mar Aar Var FCar Q,ar（ KJ/kg ） 數(shù)值（ %） 20930 均化鏈各環(huán)節(jié)的功能 ?搭配開采：＜ 10% ?預均化： H=710， 3540% ?粉磨： H=12， ＜ 15% ?均化： H=715， 40%。 ? p值的選擇 ? 選擇 p值時也應與 KH值相適應。 ? n值的選擇 ? n值的選擇應與 KH值相適應： ? KH值偏高， n值應適當降低，否則會導致生料中熔劑礦物減少，生料的易燒性變差，熟料中 fCaO也會增大。 一、確定配料方案的依據(jù) ? 配料方案主要是根據(jù)所要求生產(chǎn)的水泥品種、生產(chǎn)水泥所需的原燃料性質(zhì)、生料質(zhì)量以及生產(chǎn)所用的窯型和生產(chǎn)方式確定。但圓環(huán)形料堆的物料分布對稱性與均勻性較差，若作為預配料堆場時，總是在堆料端布料，難以及時調(diào)整，且受廠房直徑限制，容量比矩形堆場小，不易擴建。 ? 矩形預均化堆場設(shè)兩個料堆，一個堆料，一個同時取料，交替進行，每個料堆的儲量通?？墒褂?57天。送入堆場的原燃料，通過采用堆料機連續(xù)以薄層疊堆，形成 200500層的具有一定長度比的料堆，取料機則按垂直于料堆的縱向?qū)Ω髁蠈油瑫r切取，實現(xiàn)各層物料的混合，達到均化的目的。即“平鋪直取”。 %1 00?? xSCvx? 預均化原理 ? 經(jīng)破碎后的原燃料在堆放時，盡可能以最多的相互平行、上下重疊的同厚度料層構(gòu)成料堆。 ? Cv＝ 510%時，原燃料成分有一定波動，若生料配料準確，均化效果好，可以不預均化，否則必須預均化。 ? S— 標準偏差， — 各次測量的平均值。 ? （ 3）有利于擴大原燃料資源，利用低品位原燃料，降低生產(chǎn)消耗與成本，提高經(jīng)濟效益，增強企業(yè)的市場競爭力。 ? 預均化的作用： ? （ 1）縮短進廠原燃料成分的波動周期，為準確配料、生料粉磨提高良好的條件。 ? 烘干后各原料的入磨水分要求應根據(jù)各生產(chǎn)工序合理確定。 二、烘干 ? 原料烘干的目的： ? 保證磨機正常安全運轉(zhuǎn)，防止出現(xiàn)包球、糊磨、飽磨等不正常現(xiàn)象。 ? (c)劈碎：適于軟、脆物料。 ? 破碎的分類 ? 粗碎 ≥100mm ，中碎 ≥30mm ，細碎 ≥ 3mm ? 破碎方法 ? 破碎方法按施加外力的方法可分為： ? (a)壓碎：適于脆性堅硬物料粗碎。 第二節(jié) 原燃料的破碎烘干及預均化 ?一、破碎 ? 破碎的目的 ? 固體物料在外力作用下，克服了內(nèi)聚力，而使固體物料破碎的過程，稱為破碎。 ? （四） TiO2 ? 在熟料中含有少量 TiO2（ %）可以提高強度，過量則會降低熟料強度，故一般熟料中的 TiO2不超過 %。 ? 降低水泥的凝結(jié)速度，延長凝結(jié)時間。 ? （三） SO3 ? 在熟料中含有的 SO3有以下作用： ? 降低液相粘度，增加液相量，有利于 C3S的形成。 ? 硬化水泥表面起白霜，易開裂，產(chǎn)生堿集料反應。 ? 過多堿使 CaO難以吸收，不利于燒成。 ? 一般熟料中的 MgO含量在 23%以下。 ? 改善水泥色澤。 五、微量元素的影響 ? （一） MgO ? 熟料中含少量 MgO，有以下作用： ? 增加液相量。 ? 一般為提高無煙煤在窯系統(tǒng)的燃燒速度，要求入窯爐煤粉細度達到 35%。無煙煤的燃盡時間約是煙煤的 ～ 。 四、燃料 ? 新型干法回轉(zhuǎn)窯一般采用煙煤煅燒水泥，近幾年來，由于產(chǎn)煤地區(qū)資源及價格的差異，經(jīng)過大量研究與實踐，我國已經(jīng)成功開發(fā)出預分解窯利用無煙煤煅燒技術(shù)。 ? 鋁質(zhì)校正原料 ? 質(zhì)量要求： Al2O3≥30% ? 且不含有害雜質(zhì)。 ? 硅質(zhì)校正原料 ? 質(zhì)量要求： n≥ SiO2=7090%； R2O≤%。 ? 鐵質(zhì)校正原料 ? 質(zhì)量要求： Fe2O3≥40% 不含有害雜質(zhì)。 ? 水泥生產(chǎn)對粘土質(zhì)原料的質(zhì)量要求： ? 一等品： ? n=； p=； ? MgO≤%； ? R2O≤%； ? SO3≤%； ? 二等品： ? n= ； p值不限； ? MgO≤%； ? R2O≤%； ? SO3≤%； 三、校正原料 ? 在生產(chǎn)中當石灰質(zhì)原料和粘土質(zhì)原料配合所得生料成分不能符合配料方案要求時，必須根據(jù)所缺少的組分摻加相應的原料，以補充某些不足的成分，這種原料稱為校正原料。其中黃土與粘土應用最多最廣泛。 ? 水泥生產(chǎn)對石灰質(zhì)原料的質(zhì)量要求： ? CaO≥%； ? MgO≤%； ? SO3≤%； ? R2O≤%； ? fSiO2≤%。 ? 此外，為改善易燒性，有時加入少量的礦化劑。 ? 第一節(jié) 原燃料選擇及其對干法生產(chǎn)的影響 ? 制造硅酸鹽水泥的主要原料是石灰質(zhì)原料（主要提供氧化鈣）和粘土質(zhì)原料（主要提供氧化硅與氧化鋁，也提供部分氧化鐵）。 ? 水泥出廠 ? 出磨水泥通常在水泥庫內(nèi)貯存，進行必要的分析和檢驗，以保證出廠水泥質(zhì)量合格，成品水泥可以經(jīng)過包裝或散裝后發(fā)運出廠。 ? 水泥制成 ? 水泥粉磨通常在球磨機內(nèi)進行，可以采用開路或閉路系統(tǒng)。 ? 熟料燒成 ? 熟料的煅燒現(xiàn)在主要采用預分解窯燒成，其熟料煅燒熱耗低，生產(chǎn)能力大，效率高，成本低。 ? 生料制備 ? 當干法生產(chǎn)的原料較復雜時，原料在入磨前，也可在預均化堆場預先進行均化。 ? 干法生料粉磨可以采用開路或閉路系統(tǒng)用球磨機粉磨，或用烘干兼粉磨系統(tǒng)。 ? 二、生產(chǎn)工藝過程 ? 主要工藝過程為：生料制備（包括原料破碎烘干、原料預均化、原料的配合、生料粉磨和均化等）、熟料煅燒、水泥制成（包括水泥的粉磨與裝運）。 3232OFeOAlp ?? 由于現(xiàn)代新型干法水泥生產(chǎn)廣泛采用了高新技術(shù)，在生產(chǎn)全過程特別是預分解窯系統(tǒng)有很大的改進，熟料的率值由過去的“兩高一中”即“高硅率、高鋁率、中飽和比”： ? KH=， SM=， IM= ? 調(diào)整改變?yōu)椤叭摺保? ? KH=， SM=， IM= ? 熟料中硅酸鈣含量達到 70%甚至 75%以上，硅酸三鈣達到 60%甚至 65%以上。 ? 熟料的鋁率高，熟料中鋁酸三鈣多，相應鐵鋁酸四鈣就較少，液相粘度大，物料難燒。它是指熟料的熔劑礦物中 C3A與 C4AF之比。 三、鋁氧率 ? 也稱為鋁率、鐵率。 32322OFeOAlSi On??熟料的粉化 ? 熟料的粉化是指當熟料中二氧化硅過多，冷卻速度慢時，熟料中的 C2S在 500600℃ 會由 βC2S轉(zhuǎn)變?yōu)?γC2S，其密度由 ，體積膨脹約 11%，而使熟料脹裂崩潰，這就是熟料的粉化。粉化后的熟料強度低，嚴重影響熟料的質(zhì)量。 ? ? ? 通常情況下，干法預分解窯硅酸鹽水泥熟料中的 n值一般為 。 二、硅酸率 ? 簡稱硅率，用 SM或 n表示。 2 Si O OFeOAlCa O ??? ?? ?游游22 Si OSi O SOOFeOAlCa OCa O ? ????KH值對熟料質(zhì)量和煅燒的影響 ? 在生產(chǎn)中，適當提高 KH值，可以改善熟料強度，提高熟料的質(zhì)量。 ? KH= ? 考慮到熟料中還有游離氧化鈣、游離氧化硅與石膏，故應將上式改為： ? KH= ? 當 KH=，形成的熟料礦物為 C3S、 C3A、 C4AF，而無 C2S； ? 當 KH=，形成的熟料礦物為 C2S、 C3A、 C4AF，而無 C3S。 ? 常用的率值有： ? 石灰飽和系數(shù)（ KH）、硅率（ SM）、鋁率或鐵率（ IM）；其他還有水硬率（ HM）等。 第三節(jié) 熟料的率值 ? 水泥熟料是一種多礦物集合體，主要是由四種主要礦物組成。 ? 在反光顯微鏡下觀察，方鎂石呈不規(guī)則的多角形。其水化速度慢，水化時也會膨脹，影響水泥的安定性。一般應控制在%以下。在反光顯微鏡下用蒸餾水浸蝕后呈現(xiàn)彩虹色。 六、游離氧化鈣 ? 當配料不當，生料過粗或煅燒不良時，熟料中就會出現(xiàn)沒有被吸收的以游離狀態(tài)存在的氧化鈣，稱為游離氧化鈣，又稱為游離石灰。過多則液相量太大，易產(chǎn)生結(jié)大塊；過少則熟料不易燒結(jié)，兩種情況都會使熟料質(zhì)量變差。玻璃體的主要成分為： Al2O Fe2OCaO，還有少量的 MgO和堿（ K2O和 Na2O）等。 ? 鐵鋁酸四鈣的水化特性： ? （ 1）早強較高，后期強度較好； ? （ 2）水化速度較快； ? （ 3）水化放熱量較??； ? （ 4）抗硫酸鹽性好。 四、鐵鋁酸四鈣 ? 熟料中鐵鋁酸四鈣與其它少量氧化物如 Na2O等形成固溶體，由于在反光顯微鏡下呈亮白色，故又稱為白色中間相。 ? 鋁酸三鈣水化迅速，放熱量大，凝結(jié)很快，其強度在三天內(nèi)大部分發(fā)揮出來， 28d達到 80%以上，故早強較高，但后期強度有倒縮現(xiàn)象。 ? 增大熟料中硅酸二鈣含量，可以提高熟料的后期強度，但過高時，燒結(jié)范圍會變窄，熟料易產(chǎn)生粉化，從而降低水泥強度。至 28d僅水化 20%左右。 ? 通常硅酸二鈣與少量其它氧化物如氧化鎂、氧化鋁等形成固溶體， 稱為貝利特或 B礦。 ? 增大熟料中硅酸三鈣含量，可以提高熟料的強度，但過高時，會給煅燒帶來困難，同時熟料中游離氧化鈣增高，從而降低水泥強度，甚至會影響水泥