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水泥熟料的烧成

•水泥熟料的烧成•第一节水泥熟料的形成过程•一、干燥与脱水•1.干燥•入窑物料当温度升高到100～150℃时，生料中的自由水全部被排除，特别是湿法生产，料浆中含水量为32～40%，此过程较为重要。

而干法生产中生料的含水率一般不超过1.0%。

•2.脱水•当入窑物料的温度升高到450℃，粘土中的主要组成高岭土（Al2O3·2SiO2·2H2O）发生脱水反应，脱去其中的化学结合水。

此过程是吸热过程。

•Al2O3·2SiO2·2H2OAl2O3+2SiO2+2H2O•(无定形)(无定形)•脱水后变成无定形的三氧化三铝和二氧化硅，这些无定形物具有较高的活性。

•二、碳酸盐分解•当物料温度升高到600℃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分压为一个大气压下，碳酸镁和碳酸钙的剧烈分解温度分别是750℃和900℃。

•MgCO3MgO+CO2•CaCO3CaO+CO2•碳酸钙分解反应的特点•碳酸钙的分解过程是一个强吸热过程（1645kJ/kg），是熟料形成过程中消耗热量最多的一个工艺过程；该过程的烧失量大，在分解过程中放出大量的CO2气体，使CaO疏松多孔，强化固相反应。

•三、固相反应•1.反应过程•从原料分解开始，物料中便出现

了性质活泼的游离氧化钙，它与生料中的SiO2、Al2O3、Fe2O3进行固相反应，形成熟料矿物。

•2.影响固相反应的主要因素•⑴生料细度及其均匀程度；•⑵温度对固相反应的影响；•四、熟料烧结•水泥熟料主要矿物硅酸三钙的形成需在液相中进行，液相量一般在22～26％。

•2CaO·SiO2+CaO3CaO·SiO2•该反应称为烧结反应，它是在1300～1450～1300℃范围进行，故称该温度范围为烧成温度范围；在1450℃时反应迅速，故称该温度为烧成温度。

为使反应完全，还需有一定的时间，一般为15～25分钟。

•五、熟料冷却•熟料冷却时需急速冷却，其目的和作用是：•1、为了防止C3S在1250℃分解出现二次游离氧化钙（对水泥安定性没大影响），降低熟料的强度；•2、为了防止C2S在500℃时发生晶型转变，产生“粉化”现象；•3、防止C3S晶体长大而强度降低且难以粉磨；•4、减少MgO晶体析出，使其凝结于玻璃体中，避免造成水泥安定性不良；•5、减少C3A晶体析出，不使水泥出现快凝现象，并提高水泥的抗硫酸盐性能；•6、使熟料产生应力，增大熟料的易磨性。

第二节水泥熟料的形成热一、熟料的形成热•1.定义：•在一定生产条件下，用某一基准温度（一般是0℃或代末德国KHD公司首先设计应用的。

其优点是避免了窑基础下沉或运转中遇到暴雨，引起窑的弯曲或其它原因造成窑体翘起，致使应力集中在一个轮带上。

上述应力几乎为正常设计值的二倍，因而在生产过程中易于损坏。

而两档窑受力均衡，有利于生产维护。

两档窑的其它优点是土建受力较三档窑小14％，传动动力也小10%左右，相应设备重量也减轻11．5％。

因此，在工艺条件允许窑的长径比L/D＝10～12的前提下，应推广采用这种结构的窑型。

•新疆水泥厂，目前尚有4台用于代后期出现的多通道（主要指四通道）燃烧器在机理及主要作用上与三通道燃烧器并没有大区别，其主要特点在于以下几点：•（1）.在保证三通道燃烧器各项优良性能的同时，进一步将一次风量由12%~14%降低到4%~7%；一次风速由1代开发的第三代箆冷机，由上壳体、下壳体、箆床、箆床传动装置、箆床支承装置、熟料破碎机、漏料锁风装置、漏料拉链机、自动润滑装置及冷却风机组等组成。

•热熟料从窑口卸落到箆床上，沿箆床全长分布开，形成一定厚度的料床，冷却风从料床下方向上吹入料层内，渗透扩散，对热熟料进行冷却。

透过熟料后的冷却风成为热风，热端高温风被作为燃烧空气人窑及分解炉，部分热风还可作烘干之用。

有效的热风利用可提高热回收，而降低系统热耗；多余的热风经过收尘处理后排入大气。

•冷却后的小块熟料经过栅筛落入篦冷机后的输送机中；大块

熟料则经过破碎、再冷却后汇入输送机中；细粒熟料及粉尘通过篦床的篦缝及篦孔漏下进入集料斗，当斗中料位达到一定高度时、由料位传感系统控制的锁风阀门自动打开，漏下的细料便进入机下的漏料拉链机中而被输送走。

当斗中残存的细料还不足以让风穿透锁风阀门时；阀板即行关闭，从而保证了良好密封性能。

TC篦冷机配有三元自动控制系统和全套安全监测装置，以确保高效、稳定；安全可靠地工作。

•2.TC篦冷机的技术措施•①TC充气梁装置篦板的开发•TC充气篦板是“充气篦床”的核心机件，采用整体铸造结构(国外多为组合结构)，以减少加工量并有良好的抗高温变形能力。

TC篦扳内部气道和气流出口设计力求有良好的气动性能，出口冷却气流顺着料流的方向喷射并向上方渗透，强化冷却效果。

TC型“充气篦板”的气流出口为缝隙式结构，加之良好密闭的充气梁小室，几乎使所有的鼓进的冷风都通过出口缝隙；因而其气流速度明显高于普通篦板的篦孔气流速度。

•“充气篦板”具有两个特性：一是高阻力；另一是气流高穿透性。

它对熟料冷却工艺有重要意义，前者增加了篦床阻力对系统总阻力的百分比，相对缓解了料层阻力变化的影响。

当料层波动时仍可保持冷却风均匀分布，确保冷却效果；第二个特点则有利于料层深层次的气固热交换，特别是对红热细料

的冷却更有特殊的作用，有利于消除“红河”现象，解决了第二代篦冷机难以克服的主要问题。

•②低漏料阻力篦板的应用•在篦床的中温区，采用TC型低漏料阻力篦板。

这种篦板既减少细粒熟料的漏料量，又增加了篦板的通风阻力。

篦板阻力的增加同样可降低不均匀料层阻力对笆床总阻力的影响；因而虽然用冷风室供风，对熟料进行冷却仍可满足冷却需要。

•③合理的篦床配置•TC型篦冷机采用组合式篦床，篦床配置通常分为如下三部分：•高温区；熟料淬冷区和热收回区，在该区域采用TC型“充气梁”装置，其中前端采用若干排倾斜15°固定或倾斜3°的活动充气梁，以获得高冷却效率和高热回收串，应该强调指出的是在高温区采用“固定式充气梁”装置，将大大降低了热端篦床的机械故障率。

•中温区：采用低漏料阻力篦板，该篦板有集料槽和缝隙式通风口，因冷却风速较高而具有较高的篦扳通风阻力；因而具有降低料层阻力不均匀影响的良好作用，有利于熟料的进一步冷却和热回收。

•低温区：即后续冷却区。

经过前端TC充气篦板区和低漏料篦扳区的冷却，熟料已显著降温，故仍采用改型Fuller篦板，完全可以满足该机的性能要