【正文】 起，物料中便出現(xiàn)了游離氧化鈣，它與生料中的 SiO Al2O3和 Fe2O3等通過質(zhì)點(diǎn)的相互擴(kuò)散而進(jìn)行固相反應(yīng)，形成熟料礦物。 固相反應(yīng) 固相反應(yīng) 放熱反應(yīng) 1．反應(yīng)過程 熟料形成過程的固相反應(yīng)比較復(fù)雜，其過程大致如下：見書 P113 約 800℃ ：開始形成 CA、 CF與 C2S； C＋ A－－＞ CA C＋ F－－＞ CF 2C＋ S－－＞ C2S C2S開始形成 800900℃ ：開始形成 C12A C2F； 7CA＋ 5C－－＞ C12A7 固相反應(yīng) 固相反應(yīng) 放熱反應(yīng) 1．反應(yīng)過程 約 800℃ ：開始形成 CA、 CF與 C2S； 800900℃ ：開始形成 C12A7 、 C2F ； 9001100℃ ： 2C＋ A＋ S－－＞ C2AS C2AS形成后又分解 C12A7＋ 9C－－＞ 7C3A C3A開始形成 C2F＋ 2C＋ C12A7－－＞ 7C4AF C4AF開始形成 11001200℃ ：大量形成 C3A、 C4AF， C2S含量達(dá)最大值 固相反應(yīng) 固相反應(yīng) 放熱反應(yīng) 1．反應(yīng)過程 約 800℃ ：開始形成 CA、 CF與 C2S； 800900℃ ：開始形成 C12A7 、 C2F ； 9001100℃ ： C2AS形成后又分解、 C3A、 C4AF開始形成 11001200℃ ：大量形成 C3A、 C4AF， C2S含量達(dá)最大值 由上可見，水泥熟料礦物的形成是一個(gè)復(fù)雜的多級(jí)反應(yīng)，反應(yīng)過程是交叉進(jìn)行的。 固相反應(yīng) 固相反應(yīng) 放熱反應(yīng) 1．反應(yīng)過程 約 800℃ ：開始形成 CA、 CF與 C2S； 800900℃ ：開始形成 C12A7 、 C2F ； 9001100℃ ： C2AS形成后又分解、 C3A、 C4AF開始形成 11001200℃ ：大量形成 C3A、 C4AF， C2S含量達(dá)最大值 以上化學(xué)反應(yīng)的溫度都小于反應(yīng)物和生成物的熔點(diǎn)，也就是說物料在以上這些反應(yīng)過程中都沒有熔融狀態(tài)物出現(xiàn)，反應(yīng)是在固體狀態(tài)下進(jìn)行的。通常，固相反應(yīng)總是發(fā)生在兩組分界面上，為非均相反應(yīng)。 固相反應(yīng) 固相反應(yīng) 放熱反應(yīng) 2．影響固相反應(yīng)的主要因素 ①．生料的細(xì)度和均勻性 生料愈細(xì)，則其顆粒尺寸愈小，比表面積愈大，各組分間的接觸面積愈大，同時(shí)表面的質(zhì)點(diǎn)自由能亦大，使反應(yīng)和擴(kuò)散能力增強(qiáng)，因此反應(yīng)速率愈快。因此，必須綜合平衡，優(yōu)化控制生料細(xì)度。 固相反應(yīng) 固相反應(yīng) 放熱反應(yīng) 2．影響固相反應(yīng)的主要因素 ①．生料的細(xì)度和均勻性 硅酸鹽水泥生料細(xì)度一般控制范圍： (900孔 /cm2)以上粗粒在 %以下，此時(shí) 以上粗?？梢钥刂圃?812%，最高在 15%以下； 或者使生料中以上粗粒為 %左右，則 放寬到 15%以上，甚至可以達(dá)到 20%以上。提高反應(yīng)溫度，可加速固相反應(yīng)。 急劇煅燒：熱力梯度大，升溫快，使脫水、 CaCO3分解重合，新生態(tài)，活性高。 熟料燒結(jié) 當(dāng)物料溫度升高到 12501280℃ 時(shí)，即達(dá)到其最低共熔溫度，開始出現(xiàn)以氧化鋁、氧化鐵為主的液相，液相的組分中還有氧化鎂和堿等。與此同時(shí)，晶體不斷重排、收縮、密實(shí)化，物料逐漸由疏松狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)樯珴苫液?、結(jié)構(gòu)致密的孰料．我們稱以上過程為熟料的燒結(jié)過程，簡(jiǎn)稱 熟料燒結(jié) 。 組分性質(zhì)與數(shù)目都影響系統(tǒng)的最低共熔溫度。 礦化劑和微量元素對(duì)降低共熔溫度有一定作用。 液相量 ↑ → 能溶解的 C2S、 CaO亦 ↑ → 形成 C3S快； 液相量 ↑↑ → 易結(jié)大塊，回轉(zhuǎn)窯內(nèi)結(jié)圈。 生料中的液相量隨溫度升高而緩慢增加，其燒結(jié)范圍就較寬；如生料中液相量隨溫度升高而增加很快，則其燒結(jié)范圍就較窄。 熟料燒結(jié) 影響熟料燒結(jié)的因素： 1．最低共熔溫度 2．液相量 含鐵量較高的硅酸鹽水泥，其燒結(jié)范圍就較窄，降低鐵的含量，增加鋁的含量，燒結(jié)范圍就變寬。 通常硅酸鹽水泥熟料的燒結(jié)范圍約為 150℃ 。 一般水泥熟料在燒成階段的液相量約 2030%。 熟料液相粘度隨溫度和組成 (包括少量氧化物 )而變化。溫度 ↑ → 粘度 ↓ 。液相粘度隨液相中離子狀態(tài)和相互作用力的變化而異。液相粘度隨液相中離子狀態(tài)和相互作用力的變化而異。 SiO價(jià)鍵較強(qiáng)，在粘滯流動(dòng)時(shí)，不易斷裂，因而液相粘度較高； c) Al2O3和 Fe2O3為兩性化合物，可同時(shí)離解成 MeO45和 Me3+離子，兩者的比例視各自金屬離子半徑和液相酸堿度而異。液相粘度隨液相中離子狀態(tài)和相互作用力的變化而異。 SiO價(jià)鍵較強(qiáng)，在粘滯流動(dòng)時(shí)，不易斷裂，因而液相粘度較高； c) Al2O3和 Fe2O3為兩性化合物，可同時(shí)離解成 MeO45和 Me3+離子，兩者的比例視各自金屬離子半徑和液相酸堿度而異。 熟料燒結(jié) ②．液相組成。 a) CaO離解為 Ca2+離子； b) SiO2主要離解為 SiO44陰離子團(tuán)。 ⅰ. Al 3+半徑＜ Fe3+，趨向于構(gòu)成較多的 MeO45離子，因而提高 IM，則粘度 ↑ ； 熟料燒結(jié) ②．液相組成。 a) CaO離解為 Ca2+離子； b) SiO2主要離解為 SiO44陰離子團(tuán)。 ⅱ. 液相堿性較弱時(shí)，例如有 MgO、 SO3時(shí)，則 Me2O3呈堿性，更多地離解成 Me3+離子，因而液相粘度降低；當(dāng)液相堿性較強(qiáng)，例如有 Na2O、 K2O時(shí)，則 Me2O3呈酸性，更多地離解成 MeO45離子，因而液相粘度提高。液相粘度隨液相中離子狀態(tài)和相互作用力的變化而異。 SiO價(jià)鍵較強(qiáng)，在粘滯流動(dòng)時(shí)，不易斷裂，因而液相粘度較高； c) Al2O3和 Fe2O3為兩性化合物，可同時(shí)離解成 MeO45和 Me3+離子，兩者的比例視各自金屬離子半徑和液相酸堿度而異。慢速升溫，則 Me2O3大部分離解成 MeO45離子，因而液相粘度提高；快速升溫，則 Al3+以四、六配位共存，而六配位的 Fe3+增多，因而液相粘度降低。 ①． T↑ → 表面張力 ↓ ； ②．熟料中含鎂、堿、硫等物質(zhì)時(shí)， → 表面張力 ↓ 。 ①． T↑ → 溶解速率 ↑ ； ②．粒徑 ↓ → 溶解速率 ↑ 。這有利于硅酸三鈣的形成。 熟料冷卻 冷卻的目的在于，回收熟料帶走的余熱，預(yù)熱二次、三次空氣，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。 平衡冷卻 (慢冷 )：冷卻速度非常慢，使固液相反應(yīng)充分進(jìn)行。 熟料冷卻 在水泥生產(chǎn)中，一般均采用快冷，其作用有： 1．提高熟料質(zhì)量。 急冷使 C3S晶體細(xì)小，可提高熟料質(zhì)量。 ①．快冷阻止或減少 β C2S向 γ C2S轉(zhuǎn)變，防止熟料粉化； ②． 阻止或減少 C3S → C 2S + fCaO； ③． 避免或減少 MgO結(jié)晶成方鎂石；冷卻速度越慢，結(jié)晶越粗大，膨脹 ↑↑ ；即改善了水泥的安定性?？稍鰪?qiáng)水泥的抗硫酸鹽性能；另外，結(jié)晶型的 C3A水化后易使水泥漿快凝，而非結(jié)晶的C3A水化后，不會(huì)使水泥漿快凝，因而容易掌握其凝結(jié)時(shí)間。 2．改善熟料的易磨性 ①．快冷熟料玻璃體含量高，同時(shí)造成熟料產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，缺陷多； ②．快冷使熟料礦物晶體保持細(xì)小，易磨。 熟料冷卻 在水泥生產(chǎn)中，一般均采用快冷，其作用有： 1．提高熟料質(zhì)量。 3．熟料理論熱耗： 390430kcal/kg熟料 (16501800kJ/kg)。據(jù)此，按物料在加熱過程中的化學(xué)反應(yīng)熱和物理熱，計(jì)算所得。 熟料形成的熱化學(xué) 3．熟料理論熱耗： 390430kcal/kg熟料 (16501800kJ/kg)。熟料的單位熱耗越接近熟料形成熱，煅燒設(shè)備的熱效率越高。氣固之間 80%以上的換熱在進(jìn)風(fēng)管道中完成，換熱時(shí)間僅需 ～ 秒，只有 20%以下的換熱在旋風(fēng)筒中完成。這種團(tuán)狀或股狀物料，氣流不能帶起而直接落入旋風(fēng)筒中造成 短路 。 ５ .減輕窯內(nèi)煅燒帶的熱負(fù)荷 ， 有利于縮小窯的規(guī)格及生產(chǎn)大型化 ， 并且可以節(jié)約單位建設(shè)投資 ， 延長(zhǎng)襯料壽命 ， 大幅度提高了窯系統(tǒng)的生產(chǎn)效率 ， 有利于減少大氣污染 。 在這四種型式的分解爐內(nèi)，生料及燃料分別依靠“渦旋效應(yīng)”、“噴騰效應(yīng)”、“懸浮效應(yīng)”和“流態(tài)化效應(yīng)”分散于氣流之中。 渦流燃燒式分解爐 以 RSP(Reinforced Suspension Prcheater)型為例。 ? 長(zhǎng)徑比一般為 10－ 16， ? 一般傾斜布置，斜度為 2－ 5％；氣固逆流相對(duì)運(yùn)動(dòng)； ? 轉(zhuǎn)速設(shè)計(jì)一般為 1－ 4r/min； ? 一般有三組支撐托輪； ? 窯內(nèi)砌筑一定厚度和不同材質(zhì)的耐火磚 回轉(zhuǎn)窯技術(shù) 回轉(zhuǎn)窯技術(shù) 回轉(zhuǎn)窯的功能 預(yù)分解窯系統(tǒng)中回轉(zhuǎn)窯具有五大功能 。 回轉(zhuǎn)窯技術(shù) 預(yù)分解窯工藝帶的劃分 從窯尾起至物料溫度 1280℃ 止 (也有以 1300℃) 為過渡帶，主要任務(wù)是物料升溫及小部分碳酸鹽分解和固相反應(yīng)。因料層內(nèi)部顆粒周圍被 CO2氣膜所包裹，氣膜又受上都料層的壓力，因而使顆粒周圍 CO2的壓力達(dá)到 l大氣壓，料溫在其平衡分解溫度 900℃ 以下是難以進(jìn)行分解的。 隨著時(shí)間的推移，料粉顆粒受氣流及窯壁的加熱。由于窯內(nèi)總的物料分解量大大減少，因此窯內(nèi)分解區(qū)域的長(zhǎng)度比懸浮預(yù)熱器窯縮短。 2．改善熟料的易磨性 3．回收余熱 冷卻機(jī)形式：?jiǎn)瓮?、多筒、篦? 衡量冷卻機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)的準(zhǔn)則： ①．冷卻機(jī)的熱量回收； ②．冷卻后熟料溫度； ③．動(dòng)力消耗、設(shè)備重量、配套收塵設(shè)備投資、占地面積等。 中央控制室簡(jiǎn)介 中央控制室是指能夠把全廠所有操作功能集中起來(lái)，并把生產(chǎn)過程集中進(jìn)行監(jiān)視和控制的一個(gè)中心場(chǎng)所。因此。把生產(chǎn)過程集中在中控室內(nèi)進(jìn)行顯示、報(bào)警、操作和管理，可以使操作人員對(duì)全廠的生產(chǎn)情況一目了然，便于針對(duì)生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的問題及時(shí)進(jìn)行調(diào)度指揮，從而有利于優(yōu)化操作、實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、低消耗。 集散控制系統(tǒng)將 4C技術(shù) （ 計(jì)算機(jī)技術(shù) 、 控制技術(shù) 、 通訊技術(shù) 、 CRT顯示技術(shù) ） 相結(jié)合 ， 解決了計(jì)算機(jī)集中控制所存在的問題 。減少不完全燃燒熱損失的途徑或采取以下措施： 降低熱耗、提高熱效率的措施 1．熟料理論熱耗 2．蒸發(fā)水分熱耗：料漿過濾脫水、料漿稀釋劑等 3．減少不完全燃燒熱損失 ①．過?？諝庀禂?shù)的控制：在 。 降低熱耗、提高熱效率的措施 1．熟料理論熱耗 2．蒸發(fā)水分熱耗：料漿過濾脫水、料漿稀釋劑等 3．減少不完全燃燒熱損失 ③．準(zhǔn)確的喂煤量：造成喂煤量不準(zhǔn)確，主要原因是因喂煤系統(tǒng)設(shè)備調(diào)節(jié)不靈活，不能根據(jù)窯內(nèi)溫度變化，適量地培養(yǎng)喂煤量，從而產(chǎn)生不完全燃燒熱損失。 降低熱耗、提高熱效率的措施 1．熟料理論熱耗 2．蒸發(fā)水分熱耗：料漿過濾脫水、料漿稀釋劑等 3．減少不完全燃燒熱損失 ④．加強(qiáng)密閉堵漏：窯頭、窯尾的漏風(fēng)，嚴(yán)重影響窯內(nèi)通風(fēng)和燃料燃燒，預(yù)熱器系統(tǒng)的漏風(fēng)比前兩者的影響還要大，此外，篦式冷卻機(jī)的各室串風(fēng)、漏風(fēng)現(xiàn)象，對(duì)煤粉的燃燒都有影響，窯頭、窯尾、減去機(jī)漏風(fēng)與部件材質(zhì)、管理不善等因素有關(guān)，應(yīng)加強(qiáng)管理，把漏風(fēng)控制在最低水平。其中干法窯平均為3405kJ/kgcl，占 53%，濕法窯為 1116kJ/kgcl，占 17%，半干法窯為 1428kJ/kgcl，占 %。新型干法窯出系統(tǒng)溫度為 380℃ 以下，但廢氣量很大，廢氣帶走的熱量相當(dāng)可觀。據(jù)統(tǒng)計(jì)，筒體溫度每降低 1℃約減少熱耗約 。有的企業(yè)采用中國(guó)建材研究院耐火材料所研制的新型隔熱材料，窯體溫度下降 100℃ 左右。 窯用耐火材料 窯襯：是指砌筑在窯筒體內(nèi)表面的耐火材料層。 一般窯筒體 (金屬鋼材制成 )能承受溫度 400℃ 左右，窯襯能承受 1600℃ 左右，如果窯出現(xiàn)掉磚，則會(huì)使窯筒體溫度過高，在晚上觀查時(shí)會(huì)有暗紅色，如果不及時(shí)處理，窯筒體會(huì)發(fā)生變形。 窯用耐火材料 一、窯襯的主要作用 1．減少高溫氣體與物料對(duì)筒體化學(xué)侵蝕與機(jī)械磨損，保護(hù)窯筒體。 3．窯襯可以隔熱保溫，減少窯體熱損失等。同時(shí)還要有長(zhǎng)時(shí)間暴露在高溫下不變形的特性。在停窯、開窯以及運(yùn)轉(zhuǎn)狀不穩(wěn)定的情況下，窯內(nèi)的溫度變化都比較大，這就要求窯磚在溫度劇烈變化的情況下，不能有龜裂或者是剝落的情況。 4．耐磨性及機(jī)械強(qiáng)度好 窯內(nèi)物料的滑動(dòng)及氣流中粉塵的摩擦，均會(huì)對(duì)窯襯造成很大的磨損，尤其是開窯的初期，窯內(nèi)還沒有窯皮保護(hù)時(shí)更是。 窯用耐火材料