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    更新时间:2015-03-25 11:04:31 点击浏览:

     水泥熟料的形成过程,是对合格生料进行煅烧,使其连续加热,经过一系列的物理化学反应,变成熟料,再进行冷却的过程。整个过程主要分为水分蒸发、黏土质原料脱水、碳酸盐分解、固相反应、烧结反应及熟料冷却六个阶段。下面就由济南中正交通设施厂专业人士进行分析。
       
    (一)水分蒸发 入窑物料当温度从室温升高到 100150时,物料中的自由水全部被排 除,这一过程称为干燥过程。它是一个吸热过程。特别是湿法生产,因为料 浆中的含水量为 32-40%要在干燥过程中将水分全部蒸发,故此过程较为重要。

        (二)黏土质原料脱水 450 黏土中的主要组成高岭石 Al2O3·2SiO2·2H2O)将发生脱水反应,吸收热量脱去其中的化学结合水。 Al2O3·2SiO2·2H2O→ Al2O3(无定形)+2SiO2(无定形)+2H2O 脱水后变成无定形的 Al2O3 SiO2 900-950时, 由无定形物质变成 晶体,同时放出热量。此过程是放热过程。
       
    (三)碳酸盐分解 1、碳酸盐分解反应 当物料温度升高到 600以上时,石灰石中的碳酸钙和原料中夹杂的碳 酸镁进行分解,在 CO2 分压为 1atm 下,碳酸镁和碳酸钙的剧烈分解温度分别 750 900。此过程是强吸热过程。 MgCO3→MgO+ H2O CaCO3→CaO+ H2O 2、碳酸盐分解反应的特点 1)碳酸盐分解时,要放出大量的 CO2 气体。 2)碳酸盐分解时需要大量的热量,其热效应为 1660kJ/kg CaCO ,这些 3 热量大约占熟料形成热的一半左右。碳酸盐分解所需的温度不高,但所需的 热量最多。所以这一过程对于提高热的利用率有着重要的影响。 3)影响碳酸钙分解的因素 温度:当 CO2 的分压一定时,温度越高,碳酸钙分解速度越快。 CO2 的分压:当温度一定时,CO2 的分压越低,碳酸钙越易分解。 因此,在煅烧窑内加强通风,及时将 CO2 气体排出,有利于 CaCO3 的分 解。窑内废气中的 CO2 含量每减少 2%,约可使分解时间缩短 10%;当窑内通 风不畅时,CO2 含量增加,且影响燃料的燃烧,使窑温降低,延长 CaCO3 的分 解时间。

        (四)固相反应硅酸盐水泥熟料的主要矿物是硅酸三钙(C3S)、硅酸二钙(C2S)、铝酸三 、铁铝酸四钙(C4AF ,其中 C2S、铝酸三钙 C3A、铁铝酸四钙 C4AF 钙(C3A 三种矿物是由固态物质相互反应生成的。从原料分解开始,物料中便出现了 性质活泼的氧化钙,它与入窑物料中的 SiO2Al2O3 Fe2O3 行固相反应, 形成熟料矿物。

    (五)硅酸三钙(C3S)的形成和烧结反应 水泥熟料中的主要的矿物是硅酸三钙,而它的形成需在液相中进行,当 温度达到 1300时,C3AC4AF R2O 熔剂矿物熔融成液相,C2S CaO 很快 被高温熔融的液相所溶解并进行化学反应,形成 C3S 
        1
    、烧结反应: 2CaO·SiO2+CaO→3CaO·SiO2C3S 该反应也称为石灰吸收过程,它是在 130014501300范围进 行,故称该温度范围为烧成温度范围;在 1450时此反应十分迅速,故称该 温度为烧成温度。 
        2
    、影响烧结反应的因素
       
    温度:烧结反应所需的反应热甚微,但需要使物料达到烧成所需的温 度才能顺利形成 C3S,从而提高熟料的质量。 
       
    时间:使烧结反应完全进行,需保证一定的反应时间,一般为 10-20min 
       
    液相量液相量多,液相黏度低,则有利于 C3S 的形成,但容易结圈、 结块等, 难以操作; 液相量少, 则不利于 C3S 的形成, 一般控制液相量以 20-30% 为宜。 当温度降到 1300以下时,液相开始凝固,由于反应不完全,没有参与 反应的 CaO 就随着温度降低,凝固其中,这些 CaO 称为游离氧化钙,习惯上 “-CaO”符号表示。为了便于区别,称其为一次游离氧化钙,它对水泥 安定性有重要影响。

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