【正文】 ②避免 C2S產(chǎn)生晶型轉(zhuǎn)變。 γ C2S幾乎沒有水硬性，從而大大降低了熟料的強度。 ? 熟料冷卻速度快，可以使其中的 MgO形成固溶體，不至于形成難以水化的方鎂石，保證了熟料的安定性。 ? 熟料冷卻速度快，可以使其中的 C3A形成固溶體，提高了熟料的抗硫酸鹽性。 ? ⑤提高熟料的易磨性。 第三節(jié) 硅酸鹽水泥熟料的礦物組成 ? 硅酸鹽水泥熟料礦物主要由氧化鈣、氧化硅、氧化鋁和氧化鐵四種氧化物組成，同時還含有約5%的少量如氧化鎂、三氧化硫、氧化鈦、氧化磷以及堿等。 ? 熟料礦物中，氧化鈣、氧化硅、氧化鋁和氧化鐵不是以單獨的氧化物存在，而是經(jīng)高溫煅燒后，以兩種或兩種以上氧化物反應生成的多種礦物集合體，其結(jié)晶細小，通常為3060um。 ? 另外，還有少量的游離氧化鈣（ f CaO）、方鎂石（結(jié)晶氧化鎂）、含堿礦物以及玻璃體等。 第一節(jié) 熟料的礦物組成 一、硅酸三鈣 ? 硅酸三鈣在干法水泥熟料中約占 5060%。 ? 硅酸三鈣的水化特點： ? 早期強度高，總強度高； ? 水化速度較快； ? 水化熱較大； ? 抗水性差。 二、硅酸二鈣 ? 熟料中硅酸二鈣約占 20%左右。熟料中硅酸二鈣的水化速度水化較慢，約為硅酸三鈣的 20分之一。 ? 硅酸二鈣的水化特點： ? 早期強度低，總強度較高； ? 水化速度慢； ? 水化熱?。? ? 抗水性好。 三、鋁酸三鈣 ? 熟料中鋁酸三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暗灰色，故又稱為黑色中間相。 ? 鋁酸三鈣的水化特性： ? （ 1）早強較高，但后期強度差； ? （ 2）水化速度快； ? （ 3）水化放熱量大； ? （ 4）抗硫酸鹽性差。 ? 鐵鋁酸四鈣水化較快，放熱量較小，早強較高，介于硅酸三鈣與鋁酸三鈣之間。 五、玻璃體 ? 在硅酸鹽水泥熟料中，熔融液相在冷卻時來不及結(jié)晶，會產(chǎn)生玻璃體。 一般情況下，玻璃體在熟料中的含量為 2030%。 ? 玻璃體在水化時放熱較高，其易磨性較好。它在偏光顯微鏡下為無色圓形顆粒，有明顯解理。 ? 死燒的游離氧化鈣結(jié)構(gòu)致密，水化慢，在加水三天后才有明顯反應，水化生成氫氧化鈣時，體積膨脹 %，產(chǎn)生膨脹應力，嚴重時影響水泥的安定性。 七、方鎂石 ? 方鎂石為游離狀態(tài)的氧化鎂晶體。一般含應控制在%以下，經(jīng)壓蒸安定性檢驗合格后可放寬到 %。用蒸餾水浸蝕后，呈粉紅色鑲黑邊。故在生產(chǎn)控制中，不僅要控制各氧化物的含量，還應控制各氧化物之間的比例即率值。 一、石灰飽和系數(shù) ? 石灰飽和系數(shù) 是指熟料中氧化硅被氧化鈣飽和的程度，也就是氧化硅反應生成硅酸鈣所需氧化鈣的量與氧化硅完全飽和生成硅酸三鈣所需氧化鈣最大含量的比值。 ? 為使熟料順利形成，不致因游離石灰而影響熟料質(zhì)量，干法預分解窯的 KH值一般在 。但 KH值過高，則會使需要的煅燒溫度升高，保溫時間過長，耐火磚壽命減短，同時易產(chǎn)生 fCaO，降低熟料煅燒的產(chǎn)量和質(zhì)量； KH值過低，雖然煅燒溫度降低，升溫速度加快，但熟料中硅酸鹽礦物含量尤其是C3S降低，不僅煅燒時易結(jié)大塊，同時也會使熟料易粉化，熟料的強度降低，同樣也不可取。 ? 它表示熟料中硅酸鹽礦物與熔劑礦物之比。 ? 若熟料中硅率過高時，則煅燒時由于液相量顯著減少，熟料煅燒困難，特別是當氧化鈣含量低，硅酸二鈣含量多時，熟料易于粉化。當硅率低時，則熟料中硅酸鹽礦物太少而影響水泥強度，且由于液相過多，易出現(xiàn)結(jié)大塊、結(jié)爐瘤、結(jié)圈等現(xiàn)象，嚴重影響窯的操作。熟料粉化后生成的 γC2S幾乎沒有強度，因而嚴重影響熟料的質(zhì)量。以 IM或 p表示。 ? 一般情況下，熟料的 p值要求在 。鋁率過低，雖然液相粘度較小，液相中質(zhì)點易于擴散，對硅酸三鈣形成有利，但燒結(jié)范圍變窄，窯內(nèi)易結(jié)大塊，不利于窯的操作。 第二節(jié) 硅酸鹽水泥的生產(chǎn)方法與過程 ? 一、生產(chǎn)方法 ? 分為三個階段：石灰質(zhì)原料、粘土質(zhì)原料和少量校正原料經(jīng)破碎后，按一定比例配合、磨細，并配合為成分合適、質(zhì)量均勻的生料，稱為生料制備；生料在水泥窯內(nèi)煅燒至部分熔融所得以 硅酸鈣（ C3S、 C2S） 為主要成分的硅酸鹽水泥熟料，稱為熟料煅燒；熟料加適量石膏、適量混合材料或外加劑共同磨細制成水泥，稱為水泥制成。概括起來即“兩磨一燒”。烘干兼粉磨系統(tǒng)可以在立磨（輥式磨內(nèi)），也可在球磨機內(nèi)進行。 ? 為保證入窯生料具有質(zhì)量均勻、適當?shù)幕瘜W組成，除應嚴格控制原、燃料的化學成分，進行精確的配料外，還應在生料庫內(nèi)進行調(diào)配并攪拌均化。另外，世界各國還在積極研究探索新型煅燒方法，如沸騰式煅燒、電熱、激光、低溫煅燒等。另外，許多企業(yè)采用輥壓機與球磨機結(jié)合的預終粉磨或終粉磨系統(tǒng)，配合使用新型高效選粉機，其電耗低，成本低，效率高，效果好。 ? 干法（窯外分解窯）生產(chǎn)工藝流程圖 ? A、石灰石礦山 B、粘土礦山 C、破碎車間 D、生料車間 E、燒成車間 F、水泥車間 G、包裝車間 H、修理車間 J、變電所 K、化驗室與辦公樓 ? 鉆機 電鏟 自卸汽車 破碎機 皮帶 預均化堆場 電子計量秤 輥式磨 球磨機 新型高效選粉機 1排風機 1電收塵器 1旋風收塵器 1立式磨 1生料均化儲存庫 1空氣泵 1五級旋風預熱器1分解爐 1增濕塔 電收塵 2煙囪 2回轉(zhuǎn)窯 2冷卻機 2三次風管 2熟料庫 2煤粉制備2燃料 2水泥庫2鐵路 包裝機 新型干法水泥生產(chǎn)工藝流程 第二章 原燃料及生料制備 ? 根據(jù)水泥品種、原料的物理化學性能與具體的生產(chǎn)條件，確定所用原料的配合比，稱為生料的配料。 ? 當粘土中氧化硅不足時，可用高硅原料如砂巖、砂子等進行校正；當粘土中氧化鋁含量偏低時，可摻入高鋁原料如煤渣、粉煤灰、煤矸石渣等。 一、石灰質(zhì)原料 ? 常用的天然石灰質(zhì)原料有石灰石、泥灰?guī)r、白堊、貝殼等。 二、粘土質(zhì)原料 ? 天然粘土質(zhì)原料有黃土、粘土、頁巖、泥巖、粉砂巖及河泥等。其中主要礦物為高嶺土（石）、蒙脫石、伊利石等。主要為鐵質(zhì)、硅質(zhì)、鋁質(zhì)校正原料三種。 ? 常用的鐵質(zhì)校正原料有硫酸渣、鐵礦石、鉛礦渣、銅礦渣等。 ? 常用的硅質(zhì)校正原料有粉砂巖、砂巖和河砂等。 ? 常用鋁質(zhì)校正原料有鋁釩土、煤渣、煤矸石、粉煤灰等。由于無煙煤著火點高，燃燒時間長，燃盡時間與反應類型、反應溫度、煤種類、顆粒細度、過?？諝饬康扔嘘P(guān)。揮發(fā)分＜ 5%的無煙煤著火溫度比普通煙煤 (揮發(fā)分 25)高出200℃ ，說明揮發(fā)分較低的煤通常著火溫度較高，著火特性較差，無煙煤更差。 ? 對預分解窯來說，為防止結(jié)皮，還要求煤中含硫量小于 %。 ? 降低熟料熔融溫度。 ? 過多的 MgO會影響水泥安定性。 ? （二）堿 ? 堿在熟料中有以下作用： ? 微量堿可以降低燒成溫度，增加液相量。 ? 堿含量過高會降低水泥強度，使凝結(jié)時間不正常。 ? 生料堿含量過高，在干法生產(chǎn)中，易結(jié)皮堵塞。 ? 降低熟料的燒成溫度。 ? 過量的 SO3會影響水泥的安定性。 ? （五） P2O5 ? 在熟料中含有 %的 P2O5可以提高強度，過多則會加速 C3S分解，產(chǎn)生二次 fCaO，降低強度。在水泥生產(chǎn)過程中，破碎物料的目的在于提高烘干和粉磨的效率，同時亦便于物料的均化、運輸和儲存。 ? (b)磨碎：適于細小物料細碎。 ? (d)擊碎：較脆、硬物料。 ? 有利于粉狀物料的輸送、儲存及均化。通常要求如下： ? 石灰石 粘土 鐵粉 煤 混合材 ? ～ % % 5% % 2% 三、原燃料預均化 ? 預均化的目的 ? 降低原燃料成分波動，保證生料配料、粉磨及熟料煅燒的正常、高效，提高熟料產(chǎn)質(zhì)量，降低消耗。 ? （ 2）顯著降低原燃料成分波動的振幅，縮小標準偏差，提高生料成分的均勻性，穩(wěn)定熟料煅燒時的熱工制度。 ? 預均化的條件 ? 一般根據(jù)原料的變異系數(shù) Cv來判定是否進行預均化。 ? 當 Cv＜ 5%時，原燃料均勻性良好，不需要預均化。 ? Cv＞ 10%時，原燃料均勻性差，成分波動大，必須進行預均化。在取料時按垂直于料層方向的截面對所有料層切取一定厚度的物料，循序漸進，依次切取，直到整個料層物料取完為止。 ? 預均化的工藝及設施 ? 預均化堆場是一種機械化、自動化程度高的預均化設施。 ? 預均化堆場有矩形與圓形兩種。 ? 圓形預均化堆場與矩形相比，占地面積小，投資少，操作簡便，有利于自動控制。 ?矩形預均化堆場示意圖 ? 圓形預均化堆場示意圖 ? 進料膠帶機 固定溜子 堆料機 中心柱 ? 取料機 接料膠帶機 廠房 料堆 ? 圓型預均化堆場 ?圓形堆場的人字形堆料法 影響預均化效果的因素 ? 物料的粒度、形態(tài) ? 物料的含水率 ? 堆料層數(shù) ? 堆、取料方法與設備 ? 減少死料堆 第三節(jié) 干法生產(chǎn)對生料的要求及配料 ?一、有害成分含量 ?二、細度 ?三、均化效果 ? 配料方案，也就是熟料的礦物組成選擇，一般根據(jù)水泥品種、原料與燃料的品質(zhì)、生料的制備、生料的易燒性與熟料煅燒工藝等進行綜合考慮，以達到保證水泥質(zhì)量、提高產(chǎn)量、降低消耗和設備長期安全運轉(zhuǎn)的目的。 二、熟料率值的選擇 ? KH值的選擇 ? 工藝技術(shù)條件較好、入窯生料成分穩(wěn)定、生料預燒性好、看火操作水平較高或在生料中摻加礦化劑的，應選擇較高的 KH值，反之應選擇較低 KH值。 ? KH值偏低時， n值應適當增大，否則會導致生料中硅酸鹽礦物減少，熟料的強度也會降低。一般情況下，當提高 KH值時，應相應選擇 p值，以降低液相出現(xiàn)的溫度和粘度，有利于 C3S的形成。 第三章 硅酸鹽水泥熟料的煅燒 ? 硅酸鹽水泥主要由熟料組成，熟料的煅燒過程直接決定水泥的產(chǎn)量、質(zhì)量、燃料與襯料的消耗以及窯的安全運轉(zhuǎn)。因此，了解并研究熟料的煅燒過程是非常必要的。 ? ? 二、影響回轉(zhuǎn)窯產(chǎn)質(zhì)量的因素 ? 生料的易燒性 ? 配合形成生料的各種原料品位越高，成分波動越小，其中晶體含量越少，結(jié)晶越不完全，以及生料越均勻，則生料的易燒性必須會大大提高。因而，在選擇原料時，應盡可能選擇質(zhì)量好、成分波動小、含結(jié)晶氧化物越少的原料。 ? 風、煤、料的配合 ? 在煅燒操作中，風、煤的配合越合理，煤的燃燒越完全，窯內(nèi)的熱力強度越大，越有利于熟料的燒成。 ? 所以，在生產(chǎn)中要嚴格控制風、煤、料三者的比例及其波動，做到既保證生料燒成熟料有足夠的熱量，又讓煤能夠充分燃燒，不致造成能源浪費，才能提高窯的產(chǎn)、質(zhì)量，降低消耗，降低成本。要提高窯的傳熱能力，則必須使生料在形成熟料的過程中，充分與熱空氣接觸，增大其傳熱面積，加快其傳熱速度。 ? 三、懸浮預熱器窯 ? 生料預熱的特點 ? 顆粒細小、與熱氣流交換熱量的面積大、升溫速度快、時間短。 ? 生料在預熱器內(nèi)要反復經(jīng)過分散 — 懸浮 — 換熱 — 氣固分離四個過程。 ? 懸浮預熱器的類型 ? 常用的懸浮預熱器有旋風預熱器，其上部為鋼板卷制焊接而成的圓筒，下部為圓錐，故又簡稱旋風筒。 ? 為使生料能充分分散，懸浮于管道內(nèi)氣流中，應注意： ? （ 1）在生料進入每級預熱器的上升管道內(nèi)安裝生料分散裝置，使生料在上面受到?jīng)_擊而分散。 ? （ 2）物料進入管道應選擇適宜的角度、位置。 ? （ 3）保證兩級旋風筒之間有足夠長的管道，使生料易于懸浮，且有足夠的熱交換空間與時間。 ? （ 5）保證熱煙氣量、溫度與速度。 ? 四、窯外分解窯 ? 又稱為預分解窯，它是一種能顯著提高水泥回轉(zhuǎn)窯產(chǎn)量的煅燒工藝設備。生料在分解爐內(nèi)分散率極高，傳熱速度很快，碳酸鹽分解十分迅速。