水泥工艺学第五章水泥熟料的煅烧
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CaCO3的分解速度取决于分解的五个过程,而这五个 过程与生料的粒度、性质状态和煅烧熟料的窑型有关;
d≤0.03mm:传质、传热过程阻力较小,分解速度和时
粒 度 间取决于化学反应所需要的时间。
d≈2mm:
传质、传热过程与分解反应化学过程具有 同样重要的地低位。 次要低位。
d≈10mm: 传质、传热过程占主要地位,化学过程为
热 耗
产量与单位熟料热耗
熟料形成理论热耗 废气带走热损失 熟料带走热损失
表面散热损失
产量
图1
回转窑产量和热耗之间的关系
二、影响回转窑产量、质量和消耗的主要因素
(一)烧成制度
1、正常火焰煅烧 2、短焰急烧 3、高温长带煅烧 4、低温长带煅烧 (二)窑的传热能力 提高回转窑传热能力的措施和方法: 1、链条装置:垂链、花链 2、热交换器:料浆过滤预热器、格子式热交换器、扬料器等 3、窑后装设炉箅子加热机、各种预热器以及窑外分解炉。
(2)热量由表面以传导方式向分解面传递的过程; (3) 碳酸钙在一定温度下吸收热量,进行分解并放出CO2的 化学过程; (4)分解放出CO2,并穿过CaO层向表面扩散的传质过程; (5)表面的CO2向周围介质气流扩散的过程; 各个过程阻力不同,碳酸钙的分解速度取决于其中最 慢的过程。
3、 CaCO3的分解速度
直筒型
热(冷)端扩大型
哑铃型
回转窑的功能和特征
(1)作为燃料燃烧装置,它具有广阔的空间和热力场,可 以供应足够的空气,装设优良的燃烧装置,保证燃料充分 燃烧,为水泥煅烧提供必要的热量。 (2)作为热交换装备,它具有比较均匀的温度场,可以满足 水泥熟料生产过程各个阶段的换热要求。 (3)作为化学反应器,随着水泥熟料矿物形成不同阶段的不 同需要,它既可分阶段地满足不同矿物形成对热量、温度 的要求,又可以满足它们对时间的要求。 (4)作为输送设备,它具有更大的潜力。 到目前为止,熟料煅烧的最后烧制过程,仍采用回转 窑来完成,尚无可以替代的设备。
窑 型
立波尔窑: d≈10mm,传质、传热 预热、预分解窑: d≤0.03mm,化学反应 半干法回转窑:粒度虽细,但呈堆积状态,传质、传 热过程与分解反应化学 湿法:取决于粒度大小。
4、影响碳酸钙分解速度的因素
(1)温度 (2)CO2分压 (3)反应颗粒粗细与分布状态 (4)石灰石的结构与性质 (5)粘土性质 (6)生料悬浮分散程度
湿法窑煅烧熟料要经历:
水份蒸发→生料预热→生料分解→熟料煅烧→熟 料冷却五个阶段。
相应湿法回转窑窑体可分为:
干燥带、预热带、分解带和放热带、烧成带和冷 却带。
窑尾 窑头 生料 废气
熟料
Baidu Nhomakorabea
一、干燥带(物料温度150℃)
承担生料中水分的蒸发任务。 湿法窑物料含32-40%的水分,经干燥后,物料水分 减到22-26%,浆料失水变成球状。 干法窑由于入窑生料水分小于1%,几乎没有干燥带。 半干法窑的干燥过程在加热机上进行,在回转窑内无 干燥带。 预热器窑、窑外分解窑干燥在预热器内进行,因此回 转窑内无干燥带。
一、回转窑内物料流速和窑的煅烧特点
1、流速 在回转窑的斜度和转速不变的情况下,烧成带最慢、 碳 酸钙分解带最快。 2、煅烧特点 (1)保持烧成带一定的温度和足够的停留时间。 (2)CaCO3的分解效率是回转窑熟料煅烧过程的重要指标。 (3)降低理论热耗,提高窑的热效率是回转窑煅烧中要解 决的主要问题。 (4)回转窑的发热能力与传热之间存在矛盾。 (5)存在热工上的经济范围。(见图1)
三、固相反应
1、反应过程 800℃ 生成CA、CF,开始形成C2S 800℃ -900℃ C12A7开始形成
900℃ -1100℃ C2AS形成后又分解, C3A C4AF开始形成。 所有CaCO3分解,f-CaO达到最大值。 1100℃ -1200℃ C3A C4AF大量形成,C2S达到最大值 1250℃ -1280℃ 出现液相。 2、特点 有固相参加、反应在表面进行、受扩散的影响,反应 速度慢。
作业
7、熟料煅烧过程、影响碳酸钙分解速度的 因素及矿化剂在熟料煅烧过程中的作用
第三节
回转窑内的煅烧
煅烧熟料的热工设备有立窑和回转窑,立窑因煅烧的熟 料质量不稳定且不能大型化而逐渐被回转窑取代。 回转窑经过了湿法窑、干法窑、立波尔窑、悬浮预热器窑 到目前的预分解窑,几经改革,将物料的干燥、预热、分解 等加工过程移到窑外设备中进行,而回转窑仍然承担熟料煅 烧这个重要环节。 回转窑是一个长的钢质圆筒,内砌耐火砖衬里,与水平 略呈倾斜,可围绕窑轴线以一定的速度转动。 现代窑的直径可达6m,长度可超过180m,熟料生产能力日 产量可达万吨以上。 回转窑常见的窑体有直筒型、热端扩大型、冷端扩大型 和哑铃型。
主要承担MgCO3和CaCO3的分解任务。在预热带未分解完 的MgCO3在该带继续分解,但主要是CaCO3的分解。这一带 末端,分解产物之间产生固相反应,生成碱性的CA、CF、 C2 S。
带悬浮预热器和加热机的窑,分解反应有一部分在预 热器和加热机内进行,而带窑外分解炉的窑绝大部分的分 解反应是在分解炉内进行。
二、碳酸盐分解
主要包括碳酸钙和碳酸镁的分解 MgCO3在590℃开始分解; CaCO3在890℃开始分解。 MgCO3在生料中含量少,分解温度低,在640℃- 660℃之间 就分解完,所需的热量不多,对熟料的烧成影响不大。 CaCO3是生料中的主要成分,分解吸收的热量约为窑热耗 的一半以上,它的分解时间、速度、分解的完全程度都会影 响熟料的煅烧。 CaCO3的分解 1、反应特点 可逆、吸热过程、烧失量大。 2、反应过程 (1)气流向颗粒表面的传热过程;
回转窑的工作原理
水泥熟料的形成过程,实际上是将石灰质、粘土质、 和校正原料中的CaO 、SiO2、Al2O3、和Fe2O3等四种主要 组成,通过粉磨成细粉,在高温状态下煅烧,使之发生 化学反应,形成C3S、C2S、C3A、C4AF等四种硅酸盐水泥 熟料主要矿物的过程。这个过程新型干法回转窑可分为3 个带,即过渡带、烧成带和冷却带。熟料在各带的停留 时间大约分别为15min、12min和2min;(生料在预热带 和分解带的时间约为1min和2min。)这里回转窑主要起 到熟料烧结的功能。
该带又称烧结带,是回转窑内温度最高的一带,物料 进入这带就出现液相,在液相中C2S和游离氧化钙作用形
成C3S即:Ca0+C2S→C3S,因此,此带也叫“石灰吸收 带”。为使C3S的生成反应完全,物料在此要有一定的停 留时间,也就是烧成带应有一定长度,因此,要求回转窑 内燃料燃烧的火焰应有一定的长度和温度。 六、冷却带(物料温度1300—1000℃) 在烧成带形成的C3S、C2S、C3A、C4AF四种主要矿物的 晶体继续向前运动与温度较低的二次空气相遇,熟料温度 下降,这一区域称为冷却带。在该带快速冷却后,形成含 C3S、C2S、C3A、C4AF圆形颗粒和玻璃体落入冷却机内。
六、熟料形成的热化学 生料在煅烧过程中的一系列物理化学变化中,有的吸 收热量属吸热反应,也有的放出热量为放热反应。 游离水蒸发、粘土结合水逸出、分解、液相形成、C3S 形成为吸热过程; 粘土无定形物结晶、固相反应、熟料冷却为放热反应 过程.
第二节
一、矿化剂
微量元素和矿化剂对熟料煅烧 和质量的影响
(1)加速CaCO3分解,促进固相反应 (2)降低液相出现的温度和粘度,促进C3S形成 (3)提高水泥产量和质量 (4)降低能耗、电耗
二、微量元素
生产水泥熟料时,即使不掺加任何外加剂,原料和燃料 也总是或多或少的带入某些微量组分,这些组分虽然数量不 多,但对熟料煅烧和质量有不同程度影响。 熟料中的微量元素主要是:碱、MgO、B2O3和TiO2等。 少量的微量元素有利于熟料煅烧和质量,起到矿化剂作 用,但是过高将对熟料煅烧和质量带来影响,因此要合理利 用微量组分有利的一面。
在熟料煅烧过程中,为降低液相出现温度,加速熟料 矿物的形成,提高熟料质量,降低能耗,所加入的少量外 加物质称矿化剂。
1、种类
含氟化合物:CaF2、MgF2、 NaF及相应的氟硅酸盐等 硫化物:石膏、氟石膏、磷石膏、MnSO4等 氯化物:CaCl2 复合矿化剂:指两种或两种以上的矿化剂一起使用
2、作用
3、影响因素 物质状态、晶体缺陷和杂质、生料的细度和均匀程度、 加入矿化剂情况、温度和升温速度、原料性质等。
四、熟料的烧结
此阶段生料部分熔融出现液相,C2S和CaO在液相中反 应生成C3S。随的熟料的烧结后,物料随着温度的降低, 液相凝固,固体部分粘结成灰黑、结构致密的固体物料。 熟料烧结过程中,液相生成的温度、液相量及液相性 质对C3S的形成有很大影响 1、最低共熔温度 物料在加热过程中,两种或两种以上组分开始出现液 相的温度。 受组分的性质、数量以及矿化剂、微量元素的影响。
四、放热反应带(物料温度1000-1300℃)
在分解带分解出的大量Ca0、Si02、Al203等氧化物在该 带进行固相反应,生成大量C3A、C4AF和C2S。这些反应是 放热反应,故称“放热反应带”。由于固相反应放热,物 料温度迅速上升,使该带在窑内占的比例较小。
五、烧成带(物料温度1300-1450℃-1300℃)
2、液相量 受组分的性质、烧结温度、最低共熔温度的影响。 液相量的多少直接影响熟料的烧结范围。 所谓烧结范围是指生料加热至出现烧结所必需的、最 少的液相量时的温度(开始烧结温度)与开始出现结大块 (超过正常液相量)时温度的差值。 生料中的液相随温度升高而缓慢增加,其烧结范围就 较宽,反之则窄。 3、液相粘度、表面张力、CaO溶于液相的速度
各类窑型比较:
1、立波尔窑:干燥、预热、部分CaCO3的分解在加热机 中进行。 2、立窑:各个阶段均在竖式筒体中进行。 3、预热器窑:预热在预热器中进行。 4、预分解窑:预热在预热器中、CaCO3的分解在分解炉 中进行。 5、湿法回转窑:各带均在回转窑内进行。 1、2为半干法或半湿法;3、4为干法;5为湿法
五、熟料的冷却
冷却目的: (1)回收热量,提高窑炉热效率。 (2)提高熟料易磨性和熟料质量。 (3)降低熟料温度,有利于熟料后续工序的进行。
熟料冷却速度对熟料质量以及性能的影响:
(1)防止或减少C3S的分解。 (2)避免β - C2S 转变成γ - C2S。 (3)改善水泥安定性。 (4)使熟料C3A晶体减少,提高水泥抗硫酸盐性能。 (5)改善熟料易磨性。 (6)可克服水泥瞬凝或快凝。
二、预热带(物料温度150-750℃)
承担粘土质等原料中化学水的分解脱水任务。 当温度升到400-550℃时,粘土开始脱水分解出活性 SiO2和Al2O3,当温度升到600-700℃时,MgCO3继续分解。 带悬浮预热器和加热机的窑,预热都在窑外进行,回转窑 内预热带很短或者没有。
三、分解带(物料温度750-1000℃)
第五章
硅酸盐水泥熟料的煅烧
熟料煅烧是硅酸盐水泥生产工艺过程的第二 阶段。是指将生料制备过程中制得的生料送入煅 烧窑,经高温煅烧,发生一系列物理的、化学的 和物理化学变化后形成熟料的工艺过程。虽然生 产方法和各种煅烧窑各有不同,但熟料煅烧过程 大体相同。 下面以湿法回转窑为例,来说明熟料的煅烧过 程:
回转窑内物料温度和气体温度以及各带划分的大致情况图
第一节 生料在煅烧过程中的物理与 化学变化
一、干燥与脱水 1、干燥
自由水的蒸发; 各类窑生料的水分:立窑12-15%;湿法窑30-40%;立波 尔窑18-22%;预热器、预分解窑<1%
2、脱水
主要指粘土类矿物释放结合水,包括100℃释放吸附水、 400℃ -600℃释放结构水。脱水时,可以提高矿物的活性。
垂挂链幕布
花环链幕
陶瓷扬料器
三、降低热耗、提高热效率的措施
1、降低熟料的理论热耗 2、降低蒸发水分的热耗 3、减少废气带走的热耗 4、减少表面散热损失 5、减少熟料和冷却机废气带走的热损失 6、其它
第四节
立波尔窑、预热器窑、和窑 外分解窑内的煅烧
一、立波尔窑
立波尔窑是19世纪初发明的,它是基于提高 窑的传热能力,使烧结能力与预热能力相适应, 提高热利用率的煅烧设备的一个重要发展。
d≤0.03mm:传质、传热过程阻力较小,分解速度和时
粒 度 间取决于化学反应所需要的时间。
d≈2mm:
传质、传热过程与分解反应化学过程具有 同样重要的地低位。 次要低位。
d≈10mm: 传质、传热过程占主要地位,化学过程为
热 耗
产量与单位熟料热耗
熟料形成理论热耗 废气带走热损失 熟料带走热损失
表面散热损失
产量
图1
回转窑产量和热耗之间的关系
二、影响回转窑产量、质量和消耗的主要因素
(一)烧成制度
1、正常火焰煅烧 2、短焰急烧 3、高温长带煅烧 4、低温长带煅烧 (二)窑的传热能力 提高回转窑传热能力的措施和方法: 1、链条装置:垂链、花链 2、热交换器:料浆过滤预热器、格子式热交换器、扬料器等 3、窑后装设炉箅子加热机、各种预热器以及窑外分解炉。
(2)热量由表面以传导方式向分解面传递的过程; (3) 碳酸钙在一定温度下吸收热量,进行分解并放出CO2的 化学过程; (4)分解放出CO2,并穿过CaO层向表面扩散的传质过程; (5)表面的CO2向周围介质气流扩散的过程; 各个过程阻力不同,碳酸钙的分解速度取决于其中最 慢的过程。
3、 CaCO3的分解速度
直筒型
热(冷)端扩大型
哑铃型
回转窑的功能和特征
(1)作为燃料燃烧装置,它具有广阔的空间和热力场,可 以供应足够的空气,装设优良的燃烧装置,保证燃料充分 燃烧,为水泥煅烧提供必要的热量。 (2)作为热交换装备,它具有比较均匀的温度场,可以满足 水泥熟料生产过程各个阶段的换热要求。 (3)作为化学反应器,随着水泥熟料矿物形成不同阶段的不 同需要,它既可分阶段地满足不同矿物形成对热量、温度 的要求,又可以满足它们对时间的要求。 (4)作为输送设备,它具有更大的潜力。 到目前为止,熟料煅烧的最后烧制过程,仍采用回转 窑来完成,尚无可以替代的设备。
窑 型
立波尔窑: d≈10mm,传质、传热 预热、预分解窑: d≤0.03mm,化学反应 半干法回转窑:粒度虽细,但呈堆积状态,传质、传 热过程与分解反应化学 湿法:取决于粒度大小。
4、影响碳酸钙分解速度的因素
(1)温度 (2)CO2分压 (3)反应颗粒粗细与分布状态 (4)石灰石的结构与性质 (5)粘土性质 (6)生料悬浮分散程度
湿法窑煅烧熟料要经历:
水份蒸发→生料预热→生料分解→熟料煅烧→熟 料冷却五个阶段。
相应湿法回转窑窑体可分为:
干燥带、预热带、分解带和放热带、烧成带和冷 却带。
窑尾 窑头 生料 废气
熟料
Baidu Nhomakorabea
一、干燥带(物料温度150℃)
承担生料中水分的蒸发任务。 湿法窑物料含32-40%的水分,经干燥后,物料水分 减到22-26%,浆料失水变成球状。 干法窑由于入窑生料水分小于1%,几乎没有干燥带。 半干法窑的干燥过程在加热机上进行,在回转窑内无 干燥带。 预热器窑、窑外分解窑干燥在预热器内进行,因此回 转窑内无干燥带。
一、回转窑内物料流速和窑的煅烧特点
1、流速 在回转窑的斜度和转速不变的情况下,烧成带最慢、 碳 酸钙分解带最快。 2、煅烧特点 (1)保持烧成带一定的温度和足够的停留时间。 (2)CaCO3的分解效率是回转窑熟料煅烧过程的重要指标。 (3)降低理论热耗,提高窑的热效率是回转窑煅烧中要解 决的主要问题。 (4)回转窑的发热能力与传热之间存在矛盾。 (5)存在热工上的经济范围。(见图1)
三、固相反应
1、反应过程 800℃ 生成CA、CF,开始形成C2S 800℃ -900℃ C12A7开始形成
900℃ -1100℃ C2AS形成后又分解, C3A C4AF开始形成。 所有CaCO3分解,f-CaO达到最大值。 1100℃ -1200℃ C3A C4AF大量形成,C2S达到最大值 1250℃ -1280℃ 出现液相。 2、特点 有固相参加、反应在表面进行、受扩散的影响,反应 速度慢。
作业
7、熟料煅烧过程、影响碳酸钙分解速度的 因素及矿化剂在熟料煅烧过程中的作用
第三节
回转窑内的煅烧
煅烧熟料的热工设备有立窑和回转窑,立窑因煅烧的熟 料质量不稳定且不能大型化而逐渐被回转窑取代。 回转窑经过了湿法窑、干法窑、立波尔窑、悬浮预热器窑 到目前的预分解窑,几经改革,将物料的干燥、预热、分解 等加工过程移到窑外设备中进行,而回转窑仍然承担熟料煅 烧这个重要环节。 回转窑是一个长的钢质圆筒,内砌耐火砖衬里,与水平 略呈倾斜,可围绕窑轴线以一定的速度转动。 现代窑的直径可达6m,长度可超过180m,熟料生产能力日 产量可达万吨以上。 回转窑常见的窑体有直筒型、热端扩大型、冷端扩大型 和哑铃型。
主要承担MgCO3和CaCO3的分解任务。在预热带未分解完 的MgCO3在该带继续分解,但主要是CaCO3的分解。这一带 末端,分解产物之间产生固相反应,生成碱性的CA、CF、 C2 S。
带悬浮预热器和加热机的窑,分解反应有一部分在预 热器和加热机内进行,而带窑外分解炉的窑绝大部分的分 解反应是在分解炉内进行。
二、碳酸盐分解
主要包括碳酸钙和碳酸镁的分解 MgCO3在590℃开始分解; CaCO3在890℃开始分解。 MgCO3在生料中含量少,分解温度低,在640℃- 660℃之间 就分解完,所需的热量不多,对熟料的烧成影响不大。 CaCO3是生料中的主要成分,分解吸收的热量约为窑热耗 的一半以上,它的分解时间、速度、分解的完全程度都会影 响熟料的煅烧。 CaCO3的分解 1、反应特点 可逆、吸热过程、烧失量大。 2、反应过程 (1)气流向颗粒表面的传热过程;
回转窑的工作原理
水泥熟料的形成过程,实际上是将石灰质、粘土质、 和校正原料中的CaO 、SiO2、Al2O3、和Fe2O3等四种主要 组成,通过粉磨成细粉,在高温状态下煅烧,使之发生 化学反应,形成C3S、C2S、C3A、C4AF等四种硅酸盐水泥 熟料主要矿物的过程。这个过程新型干法回转窑可分为3 个带,即过渡带、烧成带和冷却带。熟料在各带的停留 时间大约分别为15min、12min和2min;(生料在预热带 和分解带的时间约为1min和2min。)这里回转窑主要起 到熟料烧结的功能。
该带又称烧结带,是回转窑内温度最高的一带,物料 进入这带就出现液相,在液相中C2S和游离氧化钙作用形
成C3S即:Ca0+C2S→C3S,因此,此带也叫“石灰吸收 带”。为使C3S的生成反应完全,物料在此要有一定的停 留时间,也就是烧成带应有一定长度,因此,要求回转窑 内燃料燃烧的火焰应有一定的长度和温度。 六、冷却带(物料温度1300—1000℃) 在烧成带形成的C3S、C2S、C3A、C4AF四种主要矿物的 晶体继续向前运动与温度较低的二次空气相遇,熟料温度 下降,这一区域称为冷却带。在该带快速冷却后,形成含 C3S、C2S、C3A、C4AF圆形颗粒和玻璃体落入冷却机内。
六、熟料形成的热化学 生料在煅烧过程中的一系列物理化学变化中,有的吸 收热量属吸热反应,也有的放出热量为放热反应。 游离水蒸发、粘土结合水逸出、分解、液相形成、C3S 形成为吸热过程; 粘土无定形物结晶、固相反应、熟料冷却为放热反应 过程.
第二节
一、矿化剂
微量元素和矿化剂对熟料煅烧 和质量的影响
(1)加速CaCO3分解,促进固相反应 (2)降低液相出现的温度和粘度,促进C3S形成 (3)提高水泥产量和质量 (4)降低能耗、电耗
二、微量元素
生产水泥熟料时,即使不掺加任何外加剂,原料和燃料 也总是或多或少的带入某些微量组分,这些组分虽然数量不 多,但对熟料煅烧和质量有不同程度影响。 熟料中的微量元素主要是:碱、MgO、B2O3和TiO2等。 少量的微量元素有利于熟料煅烧和质量,起到矿化剂作 用,但是过高将对熟料煅烧和质量带来影响,因此要合理利 用微量组分有利的一面。
在熟料煅烧过程中,为降低液相出现温度,加速熟料 矿物的形成,提高熟料质量,降低能耗,所加入的少量外 加物质称矿化剂。
1、种类
含氟化合物:CaF2、MgF2、 NaF及相应的氟硅酸盐等 硫化物:石膏、氟石膏、磷石膏、MnSO4等 氯化物:CaCl2 复合矿化剂:指两种或两种以上的矿化剂一起使用
2、作用
3、影响因素 物质状态、晶体缺陷和杂质、生料的细度和均匀程度、 加入矿化剂情况、温度和升温速度、原料性质等。
四、熟料的烧结
此阶段生料部分熔融出现液相,C2S和CaO在液相中反 应生成C3S。随的熟料的烧结后,物料随着温度的降低, 液相凝固,固体部分粘结成灰黑、结构致密的固体物料。 熟料烧结过程中,液相生成的温度、液相量及液相性 质对C3S的形成有很大影响 1、最低共熔温度 物料在加热过程中,两种或两种以上组分开始出现液 相的温度。 受组分的性质、数量以及矿化剂、微量元素的影响。
四、放热反应带(物料温度1000-1300℃)
在分解带分解出的大量Ca0、Si02、Al203等氧化物在该 带进行固相反应,生成大量C3A、C4AF和C2S。这些反应是 放热反应,故称“放热反应带”。由于固相反应放热,物 料温度迅速上升,使该带在窑内占的比例较小。
五、烧成带(物料温度1300-1450℃-1300℃)
2、液相量 受组分的性质、烧结温度、最低共熔温度的影响。 液相量的多少直接影响熟料的烧结范围。 所谓烧结范围是指生料加热至出现烧结所必需的、最 少的液相量时的温度(开始烧结温度)与开始出现结大块 (超过正常液相量)时温度的差值。 生料中的液相随温度升高而缓慢增加,其烧结范围就 较宽,反之则窄。 3、液相粘度、表面张力、CaO溶于液相的速度
各类窑型比较:
1、立波尔窑:干燥、预热、部分CaCO3的分解在加热机 中进行。 2、立窑:各个阶段均在竖式筒体中进行。 3、预热器窑:预热在预热器中进行。 4、预分解窑:预热在预热器中、CaCO3的分解在分解炉 中进行。 5、湿法回转窑:各带均在回转窑内进行。 1、2为半干法或半湿法;3、4为干法;5为湿法
五、熟料的冷却
冷却目的: (1)回收热量,提高窑炉热效率。 (2)提高熟料易磨性和熟料质量。 (3)降低熟料温度,有利于熟料后续工序的进行。
熟料冷却速度对熟料质量以及性能的影响:
(1)防止或减少C3S的分解。 (2)避免β - C2S 转变成γ - C2S。 (3)改善水泥安定性。 (4)使熟料C3A晶体减少,提高水泥抗硫酸盐性能。 (5)改善熟料易磨性。 (6)可克服水泥瞬凝或快凝。
二、预热带(物料温度150-750℃)
承担粘土质等原料中化学水的分解脱水任务。 当温度升到400-550℃时,粘土开始脱水分解出活性 SiO2和Al2O3,当温度升到600-700℃时,MgCO3继续分解。 带悬浮预热器和加热机的窑,预热都在窑外进行,回转窑 内预热带很短或者没有。
三、分解带(物料温度750-1000℃)
第五章
硅酸盐水泥熟料的煅烧
熟料煅烧是硅酸盐水泥生产工艺过程的第二 阶段。是指将生料制备过程中制得的生料送入煅 烧窑,经高温煅烧,发生一系列物理的、化学的 和物理化学变化后形成熟料的工艺过程。虽然生 产方法和各种煅烧窑各有不同,但熟料煅烧过程 大体相同。 下面以湿法回转窑为例,来说明熟料的煅烧过 程:
回转窑内物料温度和气体温度以及各带划分的大致情况图
第一节 生料在煅烧过程中的物理与 化学变化
一、干燥与脱水 1、干燥
自由水的蒸发; 各类窑生料的水分:立窑12-15%;湿法窑30-40%;立波 尔窑18-22%;预热器、预分解窑<1%
2、脱水
主要指粘土类矿物释放结合水,包括100℃释放吸附水、 400℃ -600℃释放结构水。脱水时,可以提高矿物的活性。
垂挂链幕布
花环链幕
陶瓷扬料器
三、降低热耗、提高热效率的措施
1、降低熟料的理论热耗 2、降低蒸发水分的热耗 3、减少废气带走的热耗 4、减少表面散热损失 5、减少熟料和冷却机废气带走的热损失 6、其它
第四节
立波尔窑、预热器窑、和窑 外分解窑内的煅烧
一、立波尔窑
立波尔窑是19世纪初发明的,它是基于提高 窑的传热能力,使烧结能力与预热能力相适应, 提高热利用率的煅烧设备的一个重要发展。