水泥熟料形成热的计算方法
大体积混凝土水化热计算

大体积混凝土水化热计算混凝土的水化热是指在混凝土浆体中水和水泥反应生成水化产物时所释放出的热量。
水化热是混凝土在初凝和硬化过程中产生的主要热源之一,它对混凝土的温度变化和内部应力的发展具有重要的影响。
混凝土的水化反应是一个复杂的过程,其中涉及到水泥和水之间的化学反应、水泥水化产物的形成和生长等。
一般来说,混凝土的水化反应可以分为三个阶段:溶胶-凝胶转变阶段、凝胶形成和凝结阶段以及结构的形成和强化阶段。
在混凝土的水化反应中,水化热的产生量与混凝土配合比、水泥的种类和含量、温度等因素直接相关。
下面以大体积混凝土的水化热计算为例进行分析。
1.确定混凝土的配合比和水泥的种类和含量。
配合比是混凝土设计的基本要素,它决定了混凝土中水化反应发生的程度和热能释放量的大小。
混凝土配合比可以根据工程要求和试验数据进行确定。
水泥的种类和含量也对水化热产生量有直接影响,一般来说,大体积混凝土中常使用硅酸盐水泥。
2.计算混凝土中的水化热产生量。
根据混凝土的配合比和水泥的含量,可以计算出混凝土中水化热的产生量。
水化热的计算可以采用经验公式或者直接通过实验测定得出。
其中,主要的参数包括水化热生成率、水化热影响深度、混凝土总质量等。
3.分析混凝土的温度变化和内部应力的发展。
混凝土在水化过程中释放的热量会导致温度的升高,进而引起混凝土内部的应力发展。
通过数值计算或者实验分析,可以得到混凝土温度的变化规律和内部应力的发展情况。
这对混凝土的性能评价和施工安全有着重要的意义。
4.采取措施控制混凝土的温度和内部应力。
针对混凝土水化热引起的温度和内部应力的变化,可以采取一系列的措施进行控制。
例如,通过选用低热水泥、添加矿渣等对水化热进行调控;采用降温剂、遮阳措施等对温度进行控制;通过配置喷水降温系统、采用预应力等对内部应力进行控制。
这些措施能够有效地降低混凝土的温度升高和内部应力的发展,从而提高混凝土的耐久性和安全性。
总之,大体积混凝土的水化热计算是一个复杂的过程,需要综合考虑混凝土的配合比、水泥的种类和含量、温度等因素。
还原熟料形成机理
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在水泥生产中正常熟料是在窑内空气略有过剩的情况下烧成的,即有足够的氧使燃料中的碳完全燃烧成CO2,放出热量。
1 前言在水泥生产中正常熟料是在窑内空气略有过剩的情况下烧成的,即有足够的氧使燃料中的碳完全燃烧成CO2,放出热量。
如窑内氧气不足,燃料燃烧不完全,产生CO时,就形成还原气氛,其反应式为:C+O2→CO2+408630J/molC+12O2→CO+123053J/mol在还原气氛条件下生产出来的熟料,我们称之为“还原熟料”。
在还原气氛下烧成时,窑内热力强度低,高价的过渡型的元素氧化物被还原成低价的,产生各种异常颜色的熟料。
据此特点,一般把还原料分为黄心料、绿心料、析铁料三种。
还原熟料常见的为黄心料,在熟料中所占比例也较大。
而绿心料、析铁料较少出现,即使存在,量也不多。
还原熟料的危害很多,影响窑的产量、质量、煤耗、热工制度的稳定;影响熟料、水泥的质量外观颜色等。
特别是熟料、水泥的外观上,还原料较多时,不仅熟料颜色难看,就连磨制出的水泥颜色也发黄,水泥用户极易把此熟料水泥比作立窑的废品熟料黄料球来看待,使用户购买使用都不放心,影响企业的声誉,因此,必须采取措施进行解决。
1.1 黄心料窑外分解窑产生的黄心料,可分为:疏松性黄心料和致密性黄心料,疏松性黄心料结构疏松,熟料烧失量高, fCaO也高,后期强度明显降低,它是在窑头温度低,窑尾存在还原气氛下产生的。
而致密性黄心料外壳的颜色与正常熟料相似,结粒较大,砸开熟料球,核心呈大小不等的黄心,它是在还原气氛或煤粉直接还原作用下,氧化铁还原致使熟料颜色发黄,当冷却时,表层熟料因再氧化而呈黑色。
黄心料其化学成分上最突出的变化就是随黄心程度的增加其中FeO含量也增加,而总的铁含量却没有明显变化;而有些黄心料中SiO2和Al2O3的含量较高,这主要是煤灰掺入造成的。
致密性黄心料在岩相结构上有两个特征:其一,B矿呈手指状、树叶状,这种B矿的产生与还原气氛下C2S和CFS固溶体的分离有关。
电石渣配料时熟料形成热计算公式的推导

将( 2 ) 代 入方程 ( 5 ) 得到 :
Qc o =4 . 8 0 3 c H +7 . 6 4 6 c c +0 . 1 1 4 c R
一
( 6 )
计算所需 的基础热力学数据可以查无机化学热 力 学数据 手册 1 得知 , 氢氧化 钙分解 反应 过程 为 : C a ( OH) 2 一 Ca O+H2 o ( g )
0 . 2 8 6 a -0 . 8 8 9 / ’
L 4
式中 : C, S, a, f一分 别 为 1 0 0 g 熟料 中 C a O, S i O , A 1 : O , , F e 0 的质量分 数 , %。 所以 , 我们 把 所有 含 氧 化钙 的热效 应 结合 在 一 起, 把方程( 1 ) 、 ( 3 ) 、 ( 4 ) 相加 在 一起 , 得 到氧 化钙 的 热 效应 :
化 学 热力 学 理论 , 推导 了电石 渣作 为 钙质 原 料制 备
熟料 , 其 氧化 钙 是 由氢 氧化 钙 和碳 酸 钙分 解 以及 除 氢 氧化 钙和碳 酸钙之 外原 料 中的 , 则有 :
f =f H +f ( 、 +c R ( 2 )
水泥熟料形成热的简易计算公式 , 并进行 了实例分 式 中 : f —l 0 0 g 熟料 中的氧化钙 ; C H, C c , c 分别 析和 实验 测 试 验证 , 为 快捷 简 便 地计 算 电石 渣制 水 为 1 0 0 g 熟 料 中 由氢 氧化与石灰 石配 料 的区别是熟 料 中
氧 化钙 主 要来 自于氢 氧化 钙 的分 解 , 电石渣 配 料 的
的经验公式计算熟料形成热 , 而水泥窑热工测量 中 的经验公式是基于以石灰石为钙质原料配料 , 对于 电石 渣 等 工 业废 渣 配 料 的情 况 , 须采用 J C / T 7 3 0 _ _ 2 0 0 7 附录B t 2 ] 中介 绍 的方法 进行计 算 , 该方法 相 当繁 琐, 计算 工作 量大 , 且有些 数据 不易 取得 。本文 运用
水泥 熟料综合热耗

水泥熟料综合热耗
水泥熟料的综合热耗是指在水泥生产过程中,生产单位水泥熟
料所需的热能消耗。
热耗是衡量水泥生产能耗的重要指标之一,也
是评价水泥生产技术和设备能效的重要依据。
从工艺角度来看,水泥熟料的综合热耗主要包括煤粉、燃料油
或天然气的燃烧热耗、熟料配比热耗、熟料煅烧热耗、熟料冷却热
耗等。
这些热耗来源于水泥生产过程中的各个环节,包括破碎、磨矿、煤粉制备、熟料煅烧、冷却等,每个环节都会消耗一定的热能。
从设备角度来看,水泥熟料的综合热耗还与生产设备的能效密
切相关。
例如,采用先进的窑炉、制粉设备和余热利用装置等高效
节能设备,可以降低热耗。
此外,合理设计生产工艺、优化操作管
理也能有效降低热耗。
另外,从原材料角度来看,熟料配比的合理性也会影响综合热耗。
合理的熟料配比可以降低熟料的煅烧温度和煅烧时间,从而减
少能耗。
综合来看,降低水泥熟料的综合热耗需要从工艺、设备、原材
料等多个角度进行综合考虑和优化。
通过技术改进、设备更新、工艺优化等措施,可以有效降低水泥熟料的综合热耗,提高水泥生产的能效水平。
水泥熟料

铝率高,熟料中铝酸三钙多,液相粘度大 ,物料难烧,水泥凝结快。但铝率过低, 虽然液相粘度小,液相中质点易扩散对硅 酸三钙形成有利,但烧结范围窄,窑内易 结大块,不利于窑的操作。
熟料热耗
水泥原料在加热过程中所发生的一系列物理化学变化,有吸热 反应和放热反应。各反应发生的温度和热变化情况见表
• 相应的计算公式: KH=(CaO-1.65 Al2O3-0.35 Fe2O3)/2.8 SiO2 (A1203/Fe2O3≥0.64) KH=(CaO-1.1 Al2O3-0.7 Fe2O3)/2.8 SiO2 (A1203/Fe2O3≤0.64)
考虑到熟料中还有游离 Ca0 、游离 Si02和石 膏 上述公式为:
CONTENTS
熟料率值 熟料热耗 熟料质量控制指标
熟料率值
描述水泥熟料中各氧化物含量之间比例关系的系 数。简单明了地表示熟料化学成分与矿物组成之 间的关系,明确地表示出水泥熟料的性能及其对 煅烧的影响。我国主要采用的率值有三个:石灰 饱和系数、硅率、铝率
1、石灰饱和系数 KH 石灰饱和系数 KH 是熟料中全部 氧化硅生成硅酸钙 所需的氧化钙 含量 与全部二氧化硅理论上全部 生成硅酸三钙所需的氧化钙含量 的比值,也即表示熟料中氧化硅 被氧化钙饱和成硅酸三钙的程度。
游离氧化钙含量
◇回转窑熟料f-CaO≤1.5 %,合格率85%,测定次 数自定。 ◇立窑熟料fCaO≤2.5%,合格率≥85 %,分窑每4 h测定一次。
熟料的烧失量
熟料烧失量控制指标: ≤1.0%,每班每窑测定一 次。
熟料中氧化镁含量
• MgO含量必须小于5.0%,对MgO含量高于 5.0%而低于6.0%的熟料,应进行其水泥 压蒸安定性试验。
日产5000t水泥熟料NSP窑的设计(说明书)
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洛阳理工学院课程设计说明书课程名称:新型干法水泥生产技术与设备设计课题:5000t/d水泥熟料NSP窑的设计专业:无机非金属材料工程班级:学号:姓名:成绩:指导教师(签名):年月日课程设计任务书设计课题:5000t/d水泥熟料NSP窑的设计一、课题内容及要求:1.物料平衡计算2.热平衡计算3.窑的规格计算确定4.主要热工技术参数计算5.NSP窑初步设计:工艺布置与工艺布置图(窑中)二、课题任务及工作量1.设计说明书(不少于1万字,打印)2.NSP窑初步设计工艺布置图(1号图纸1张,手画)三、课题阶段进度安排1.第15周:确定窑规格、物料平衡与热平衡计算、主要热工参数计算2.第16周:NSP窑工艺布置绘图四、课题参考资料李海涛. 新型干法水泥生产技术与设备[M].化学工业出版社严生.新型干法水泥厂工艺设计手册[M].中国建材工业出版社金容容.水泥厂工艺设计概论[M].武汉理工大学出版社2011.5.3设计原始资料一、物料化学成分(%)二、煤的工业分析及元素分析三、热工参数1. 温度a. 入预热器生料温度:50℃;b. 入窑回灰温度:50℃;c. 入窑一次风温度:20℃;d. 入窑二次风温度:1100℃;e. 环境温度:20℃;f. 入窑、分解炉燃料温度:60℃;g. 入分解炉三次风温度:900℃;h. 出窑熟料温度:1360℃;i. 废气出预热器温度:330℃;j. 出预热器飞灰温度:300℃;2. 入窑风量比(%)。
一次风(K1):二次风(K2):窑头漏风(K3)=10:85:5;3. 燃料比(%)。
回转窑(Ky ):分解护(KF)=40:60;4. 出预热器飞灰量:0.1kg/kg熟料;5. 出预热器飞灰烧失量:35.20%;6. 各处过剩空气系数:窑尾αy =l.05;分解炉出口αL=1.15;预热器出口αf=1.40;7.入窑生料采用提升机输送;8.漏风:预热器漏风量占理论空气量的比例K4=0.16;分解炉及窑尾漏风(包括分解炉一次空气量),占分解炉用燃料理论空气量的比例K6=0.05;9. 袋收尘和增湿塔综合收尘效率为99.9%;10. 熟料形成热:根据简易公式(6-20)计算;11. 系统表面散热损失:460kJ/kg熟料;12. 生料水分:0.2%;13. 窑的设计产量:5000t/d(或208.33t/h)。
水泥生产工艺及水泥熟料的形成
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水泥生产工艺及水泥熟料的形成水泥生料经过连续升温,达到相应的温度时,其煅烧会发生一系列物理化学变化,最后形成熟料。
硅酸盐水泥熟料主要由硅酸三钙(C3S)、硅酸盐二钙(C2S)、铝酸三钙(C3A)、铁铝酸四钙(C4AF)等矿物所组成。
硅酸盐水泥生料通常是用石灰石、黏土及少量铁矿石等按适当的比例配制而成。
石灰石的主要组成是碳酸钙(CaCO3)和少量的碳酸镁(MgCO3),黏土的主要矿物是高岭石(2SiO2·Al2O3·2H2O)及蒙脱石(4SiO2·Al2O3·9H2O)等,铁矿石的主要组成是氧化铁(Fe2O3)。
硅酸盐水泥熟料形成的过程,实际上是石灰石、黏土、铁矿石等主要原料经过加热,发生一系列物理化学变化形成C3A、C4AF、C2S和C3S等矿物的过程,不论窑型的变化如何,其过程是不变的。
一、煅烧过程物理化学变化水泥生料在加热煅烧过程中所发生的(一)自由水的蒸发(二)黏土质原料脱水和分解(三)石灰石的分解(四)固相反应(五)熟料烧成(六)熟料的冷却(一)自由水的蒸发无论是干法生产还是湿法生产,入窑生料都带有一定量的自由水分,由于加热,物料温度逐渐升高,物料中的水分首先蒸发,物料逐渐被烘干,其温度逐渐上升,温度升到100~150℃时,生料自由水分全部被排除,这一过程也称为干燥过程。
(二)黏土质原料脱水和分解黏土主要由含水硅酸铝所组成,其中二氧化硅和氧化铝的比例波动于2:1~4:1之间。
当生料烘干后,被继续加热,温度上升较快,当温度升到450℃时,黏土中的主要组成高岭土(Al2O3·2SiO2·2H2O)失去结构水,变为偏高岭石(2SiO2·Al2O3)。
高岭土进行脱水分解反应时,在失去化学结合水的同时,本身结构也受到破坏,变成游离的无定形的三氧化二铝和二氧化硅,其具有较高的化学活性,为下一步与氧化钙反应创造了有利条件。
在900-950℃,由无定形物质转变为晶体,同时放出热量。
第五章硅酸盐水泥的煅烧
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两个传热、一个化学 反应、两个传质
反应条件 悬浮程度 粘土质性质
CA、CF、C2S C12A、C2F C3A、C4AF C3A、C4AF、C2S
生料的细度均匀性 温度和时间 原料性质 矿化剂
C2S+CaO C3S
提高熟料的质量 改善熟料的易磨性 回收余热 易于熟料的输送、 储存和粉磨
最低共熔温度 液相量 液相粘度 液相表面张力 氧化钙溶解速率 反应物存在状态
作用
含氟化合物:常用萤石(CaF2) 硫化物:常用石膏(天然石膏、工业副产石膏) 氯化物:CaCl2 其他:铜矿渣、磷矿渣等 萤石:氟离子破坏晶格;降低液相生成温度;降低液相粘度
硫化物:能降低液相出现温度,降低液相粘度和表面张力 复合矿化剂(萤石-石膏、萤石-重晶石)
晶种:硅酸盐水泥熟料
挥发性组分:碱、氯、硫
4. 入窑物料碳酸钙分解率达30~40%,从而减轻了回转窑 的负荷,使窑的长度缩短。
5. 窑内没有干燥带、预热带,只有其余四个带。
5.5.3 预分解窑内熟料的煅烧
熟料煅烧特点
1. 分解炉中,温度为820~900℃时,分解率可达85~95%, 分解时间 4~10 s,而在窑内分解需30多分钟。
(1)尽可能多地回收熟料的热量,以提高入窑二次空气 温度,降低熟料热耗。 (2)缩短熟料的冷却时间,以提高熟料质量,改善易磨 性。 (3)冷却单位质量熟料的空气消耗量要小,以便提高二 次空气温度,减少粉尘飞扬,降低电耗。 (4)结构简单,操作方便,维修容易,运转率高。
2. 分类:
水泥熟料冷却机
筒式冷却机
5.5.1 回转窑内熟料的煅烧
燃料
低端 窑头 热端
传动大齿轮
高端 窑尾 冷端 生料
中热水泥熟料率值控制-概述说明以及解释

中热水泥熟料率值控制-概述说明以及解释1.引言1.1 概述热水泥熟料是水泥生产中的重要材料,它是通过高温煅烧原料混合物得到的。
而中热水泥熟料率值则是评估煅烧过程中熟料形成程度的重要参数。
熟料的形成程度直接关系到水泥的质量和性能,因此中热水泥熟料率值的控制成为了水泥生产过程中的重要环节。
在水泥生产过程中,如果熟料形成程度不够,会导致水泥的强度不足,影响建筑物的承重能力,甚至造成安全隐患。
而如果熟料形成程度过高,则会影响水泥的延缓硬化性能,使得水泥的工艺性能下降,难以进行施工。
因此,合理控制中热水泥熟料率值,即达到熟料形成程度的最佳状态,对于保证水泥的质量和性能至关重要。
中热水泥熟料率值的控制方法多种多样。
一种常用的方法是通过合理调整原料比例和煅烧工艺参数来控制熟料的形成程度。
例如,可以通过调整煅烧温度、煅烧时间和熟料煅烧工艺来控制中热水泥熟料率值。
此外,还可以添加一定的矿物掺合料,如矿渣粉、石膏等,来改变原料组成和物理化学特性,以达到控制中热水泥熟料率值的目的。
总之,中热水泥熟料率值的控制对于水泥生产过程和水泥质量的保证至关重要。
通过合理调整原料比例和煅烧工艺参数,以及添加适量的矿物掺合料,我们能够有效控制中热水泥熟料率值,提高水泥的质量和性能。
因此,在水泥生产过程中,我们应该重视中热水泥熟料率值的控制,并不断探索更加精细化的控制方法,以满足不同建筑物工程对水泥的需求。
1.2文章结构【1.2 文章结构】本文主要围绕中热水泥熟料率值的控制展开,以下为文章的基本结构:第一部分为引言,首先概述了中热水泥熟料以及其在水泥生产中的重要性。
接着介绍了文中的结构和内容安排,并明确了文章的目的和意义。
通过引言部分,读者可以对文章的主题和结构有所了解。
第二部分为正文,首先对热水泥熟料进行了定义和特点的介绍,包括其在水泥生产中的作用和特性,为后续中热水泥熟料率值的控制打下基础。
然后详细探讨了中热水泥熟料率值的意义,包括对水泥产品品质、生产成本和环境影响等方面的影响。
混凝土加热变形量计算公式

混凝土加热变形量计算公式引言。
混凝土是建筑工程中常用的材料,其性能对工程的质量和安全至关重要。
在一些特殊情况下,混凝土可能会受到高温的影响,导致其发生变形。
因此,混凝土加热变形量的计算成为了工程中的重要问题。
本文将介绍混凝土加热变形量的计算公式及其应用。
混凝土加热变形量计算公式。
混凝土在受到高温影响时,会发生热胀冷缩的现象,导致其发生变形。
为了计算混凝土在加热过程中的变形量,可以采用以下公式:ΔL = α L0 ΔT。
其中,ΔL为混凝土的变形量,α为混凝土的线膨胀系数,L0为混凝土的原始长度,ΔT为混凝土受热后的温度变化。
在这个公式中,混凝土的线膨胀系数α是一个重要的参数,它反映了混凝土在受热过程中的膨胀性能。
一般来说,混凝土的线膨胀系数与温度有关,可以通过实验或者文献资料来获取。
应用举例。
为了更好地理解混凝土加热变形量的计算公式,我们可以通过一个具体的应用举例来说明。
假设一根混凝土梁在受到高温影响后,温度发生了ΔT的变化,梁的原始长度为L0。
现在我们需要计算在这种情况下,混凝土梁的变形量ΔL。
首先,我们需要获取混凝土的线膨胀系数α。
假设通过实验或者文献资料得知,混凝土的线膨胀系数为α=10×10^-6/℃。
然后,我们可以通过混凝土加热变形量计算公式来计算混凝土梁的变形量ΔL:ΔL = α L0 ΔT。
= 10×10^-6/℃ L0 ΔT。
通过这个公式,我们可以得知在温度变化ΔT的情况下,混凝土梁的变形量ΔL是多少。
这样的计算可以帮助工程师们更好地预测混凝土在高温环境下的性能,从而采取相应的措施来保证工程的质量和安全。
注意事项。
在进行混凝土加热变形量的计算时,需要注意一些重要的事项。
首先,混凝土的线膨胀系数α是一个重要的参数,其值会受到多种因素的影响,如混凝土的配合比、水灰比、骨料类型等。
因此,在进行计算时需要选择合适的线膨胀系数α。
其次,需要注意混凝土在受热过程中可能发生的裂缝和破坏。
第6章 水泥熟料的烧成2-形成热计算

( ) q0 = q − q' = (q1 + ⋅⋅⋅⋅⋅⋅ +q6 ) − q1' + ⋅⋅⋅⋅⋅⋅ +q5'
式中,q0—形成 1kg 熟料理论热耗量,kJ/kg-clinker;
q—熟料形成过程中吸收热量之和,kJ/kg-clinker; q' —熟料形成过程中放出热量之和,kJ/kg-clinker。 上述计算比较麻烦,可用下列简易公式进行计算,即
q1'
= mr AS2 H 2
M AS2 M AS2H2
×
301
=
mr AS2 H 2
× 301× 0.86
式中, q1' —黏土脱水后无定形物质结晶放热,kg/kg-clinker;
0.86—脱水高岭土(Al2O3·2SiO2)和高岭土(Al2O3·2SiO2·2H2O)相
对分子质量之比;
301—脱水高岭土的结晶热,kJ/kg-AS2。 ⑵ 熟料矿物形成放出热量,与各矿物的含量有关,其矿物含量可根据
⑷ 碳酸盐分解吸收热量
q4
=
Mr CaCO3
×1660 +
Mr MgCO3
× 1420
式中,q4—碳酸盐分解吸收的热量,kJ/kg-clinker;
1660—碳酸钙分解热效应,kJ/kg-CaCO3;
1420—碳酸镁分解热效应,kJ/kg- MgCO3。
⑸ 物料由 900℃加热到 1400℃时吸收的热量
C4 AF = 3.04Fe2O3k ( P > 0.64)
式中,C3S,C2S,C3A,C4AF—熟料各种矿物的含量,%; CaOk,SiO2k,Al2O3k,Fe2O3k—熟料中各化学成分含量,%。
水泥熟料形成热计算方式

水泥熟料形成热的计算方式熟料形成热的计算方式很多,有理论计算方式,也有体会公式计算方式。
现介绍我国《水泥回转窑热平稳、热效率综合能耗计算通那么》中所采纳的方式。
第一是依照熟料成份、煤灰成份与煤灰掺入量直接计算出煅烧1kg熟料的干物料消耗量,然后再计算形成lkg熟料的理论热消耗量。
假设采纳一般原料(石灰石、粘土、铁粉)配料,以煤粉为燃料,其具体计算方式如下:第一确信计算基准,一样物料取1kg熟料,温度取0℃,并给出如下已知数据:(1)熟料的化学成份;(2)煤的工业分析及煤灰的化学成份*(*假设采纳矿渣或粉煤灰配料还应给出矿渣或粉煤灰的化学成份及配比);(3)熟料单位煤耗,关于设计计算要依照生产条件确信,关于热工标定计算通过测定而得。
(一)生成lkg熟料干物料消耗量的计算1.煤灰的掺入量m = m A a —!—(1-1)A r ar 100式中mA——生成lkg熟料,煤灰的掺入量(kg/kg-ck);m r—每熟料的耗煤量(kg / kg-ck)A.——煤灰分的应用基含量(%) ara—煤灰掺入的百分比(%)。
2.生料中碳酸钙的消耗量CaO K—CaO A m M(1-2)ar^^ r - ----------------------- A- CaCOCa CO 3 100 MCaO式中m r CaCO3, ——生成lkg熟料碳酸钙的消耗量(kg/ kg-ck);CaO k——熟料中氧化钙的含量(%);CaO A——煤灰中氧化钙的含量(%);M caCO3、M CaO——别离为碳酸钙、氧化钙的分子量;同(1-1)式3 .生料中碳酸镁的消耗量MCO 2 M CaCO 3-二氧化碳的分子量;M^CO M C aCO——别离为碳酸镁及碳酸钙的分子量。
6 .生料中化合水的消耗量2 Mm r = m ----- H -O-(1-6)H 2OAS 2 H2 MAS 2 H 2式中m r O------ 生料中化合水的含量(kg / kg —ck);H2Om r MgCO3MgO K 一 MgO A m=----------------------- 100MMgCO 3M(1-3)式中m rMgCO3—生成1kg 熟料碳酸镁的消耗量(kg / kg -ck) MgOA ——煤灰中氧化镁的含量(%); MgOK —熟料中氧化镁的含量(%); M MgCO3、M MgO——别离为碳酸镁、氧化镁的分子量;m ---- 同(1-1)式。
水泥的导热系数

水泥的导热系数1. 引言水泥是一种常见的建筑材料,广泛应用于建筑、道路、桥梁等领域。
在使用水泥进行建筑施工时,了解水泥的导热性能对于保证建筑物的热工性能非常重要。
本文将介绍水泥的导热系数,包括定义、影响因素、测量方法以及应用等方面的内容。
2. 导热系数的定义导热系数(thermal conductivity)是描述物质导热性能的物理量,用于衡量物质传导热量的能力。
在建筑材料中,导热系数越小,材料的隔热性能越好。
水泥的导热系数通常用λ 表示,单位为W/(m·K)。
导热系数的数值表示单位面积上单位温度梯度下的热流量。
数值越小,说明水泥的导热性能越差,热量传导能力越低。
3. 影响因素水泥的导热系数受多个因素的影响,包括以下几个方面:3.1 成分水泥的成分对其导热系数有重要影响。
一般来说,硅酸盐水泥的导热系数较低,而铝酸盐水泥的导热系数较高。
此外,水泥中的其他添加剂、掺合料等也会对导热系数产生影响。
3.2 密度水泥的密度与导热系数之间存在一定的关系。
通常情况下,密度越大,导热系数越小,因为密度大的材料具有更好的隔热性能。
3.3 含水率水泥的含水率对其导热系数也有一定的影响。
含水率越高,水泥的导热系数越大,因为水具有较高的热导率。
3.4 温度水泥的导热系数还与温度有关。
一般来说,随着温度的升高,水泥的导热系数也会增大。
4. 测量方法测量水泥的导热系数可以采用热传导法。
该方法通过测量水泥试样在一定温度梯度下的热流量和温度差,计算得出导热系数。
具体的测量步骤如下:1.制备水泥试样:将水泥按照一定比例与其他材料混合,制备成标准的试样。
2.温度控制:将水泥试样置于恒温环境中,使其达到平衡状态。
3.温度梯度施加:在水泥试样两侧施加不同的温度,形成温度梯度。
4.测量热流量:通过测量水泥试样两侧的热流量,得到热传导速率。
5.计算导热系数:根据热传导速率和温度梯度,计算得出水泥的导热系数。
5. 应用水泥的导热系数在建筑领域有广泛的应用。
水泥工艺培训试题及答案

水泥工艺培训试题(一)车间(部门)姓名分数一、填空题:(每题6分,共30分)1、普通硅酸盐水泥中(de)()性混合材掺入量不得超过().2、挂窑皮时应采用()(de)方法.3、()太多会导致水泥(de)安定性不合格.4、物料(de)均化效果是通过()来衡量(de).5、熟料中C3S(de)水化特性:().二、判断题:(正确“√”错误“×”, 每题6分,共30分)1、在回转窑内物料与高温气流按逆流原理传热.()2、关小排风机风门开度,有利于磨内通风.()3、喂料均匀是保证磨机高产优质和维持正常操作(de)重要手段.()4、回转窑内分解带物料运动速度最快.()5、急冷对提高熟料质量有好处,所以应延长熟料在冷却带(de)时间.()三、简答题:(每题20分共40分)1、影响回转窑内物料运动速度(de)因素有哪些2、在球磨机结构中,衬板和隔仓板各起什么作用水泥工艺培训试题(一)答案一、填空题:(每题6分,共30分)1、普通硅酸盐水泥中(de)(活)性混合材掺入量不得超过(15%).2、挂窑皮时应采用(由前向后挂)(de)方法.3、(熟料中f-CaO、MgO;水泥中SO3 )太多会导致水泥(de)安定性不合格.4、物料(de)均化效果是通过(均化倍数或均化系数)来衡量(de).5、熟料中C3S(de)水化特性:(早强高,后强高,凝结正常).二、判断题:(正确“√”错误“×”, 每题6分,共30分)1、在回转窑内物料与高温气流按逆流原理传热.(√)2、关小排风机风门开度,有利于磨内通风.(×)3、喂料均匀是保证磨机高产优质和维持正常操作(de)重要手段.(√)4、回转窑内分解带物料运动速度最快.(√)5、急冷对提高熟料质量有好处,所以应延长熟料在冷却带(de)时间.(×)三、简答题:(每题20分共40分)1、影响回转窑内物料运动速度(de)因素有哪些答(要点):物料在回转窑内运动速度与窑(de)斜度、窑速、窑(de)有效内径、排风大小、窑内阻力、各带物料(de)休止角、液相粘度、物料粒度等因素有关.2、在球磨机结构中,衬板和隔仓板各起什么作用答(要点):衬板(de)作用是保护筒体、改变研磨体运动状态、改善粉磨效率;隔仓板(de)作用是分割研磨体、筛析物料、控制物料流速.水泥工艺培训试题(二)车间(部门)姓名分数一、填空题:(每题6分,共30分)1、国标规定熟料中MgO含量不得超过().2、加料、加风和提高窑转速应坚持“()、()”(de)原则.3、粘土质原料,主要为熟料提供().4、四种主要矿物中()含量高时水泥会出现急凝.5、熟料煅烧时液相粘度(de)大小与()有关 .二、判断题:(正确“√”错误“×”, 每题6分,共30分)1、水泥(de)比表面积越大,磨机(de)产量越高.()2、提高水泥(de)早期强度,主要是提高熟料中(de)硅酸二钙含量.()3、在回转窑内控制火焰长度即可保证生产优质熟料.()4、烧成温度偏低,可能会使熟料中游离氧化钙增多.()5、水泥中掺(de)混合材料越多,其早期强度越高.()三、简答题:(每题20分共40分)1、熟料冷却(de)目(de)是什么2、急冷能使熟料质量好(de)原因是什么水泥工艺培训试题(二)答案一、填空题:(每题6分,共30分)1、国标规定熟料中MgO含量不得超过(5%).2、加料、加风和提高窑转速应坚持“(均衡上)、(不回头)”(de)原则.3、粘土质原料,主要为熟料提供(SiO2、Ai2O3 ).4、四种主要矿物中(C3A)含量高时水泥会出现急凝.5、熟料煅烧时液相粘度(de)大小与(IM )有关 .二、判断题:(正确“√”错误“×”, 每题6分,共30分)1、水泥(de)比表面积越大,磨机(de)产量越高.(×)2、提高水泥(de)早期强度,主要是提高熟料中(de)硅酸二钙含量.(√)3、在回转窑内控制火焰长度即可保证生产优质熟料.(×)4、烧成温度偏低,可能会使熟料中游离氧化钙增多.(√)5、水泥中掺(de)混合材料越多,其早期强度越高.(×)三、简答题:(每题20分共40分)1、熟料冷却(de)目(de)是什么答(要点):1)、回收熟料余热,预热二次风,提高窑(de)热效率.2)、迅速冷却熟料以改善熟料质量和提高熟料易磨性.3)、降低熟料温度,便于熟料(de)运输、贮存和粉磨.2、急冷能使熟料质量好(de)原因是什么答(要点):1)、可防止或减少C3S(de)分解.2)、能防止β-C2S转化为r-C2S,导致熟料块(de)体积膨胀. 3)、能防止或减少MgO(de)破坏作用.4)、使熟料中C3A晶体减少,水泥不会出现快凝现象.5)、可防止C2S晶体长大,阻止熟料完全变成晶体.6)、增大了熟料(de)易磨性.水泥工艺培训试题(三)车间(部门)姓名分数一、填空题:(每题6分,共30分)1、一般包装水泥存放期不宜超过().2、C3S水化较(),早期强度较().3、回转窑内物料流量是通过改变回转窑()来控制(de).4、熟料形成所需热量主要来自().5、熟料SM在煅烧中(de)作用是().二、判断题:(正确“√”错误“×”, 每题6分,共30分)1、水泥比表面积越高,水泥强度越高.因此说可以通过提高比表面积来达到提高水泥强度(de)目(de).()2、罗茨风机(de)风量随系统阻力和变化而变化.()3、水泥强度随着存放期(de)延长而降低.()4、熟料(de)热耗表示生产1kg熟料所消耗(de)热量.()5、水泥中掺加石膏(de)作用是改善性能,调节强度等级,提高产量.()三、简答题:(每题20分共40分)1、影响回转窑燃烧(de)主要因素是什么2、硅率高低对熟料煅烧过程及质量(de)影响水泥工艺培训试题(三)答案一、填空题:(每题6分,共30分)1、一般包装水泥存放期不宜超过(3个月).2、C3S水化较(快),早期强度较(高).3、回转窑内物料流量是通过改变回转窑(转速)来控制(de).4、熟料形成所需热量主要来自(燃料燃烧).5、熟料SM在煅烧中(de)作用是(控制液相量).二、判断题:(正确“√”错误“×”, 每题6分,共30分)1、水泥比表面积越高,水泥强度越高.因此说可以通过提高比表面积来达到提高水泥强度(de)目(de).(√)2、罗茨风机(de)风量随系统阻力和变化而变化.(×)3、水泥强度随着存放期(de)延长而降低.(√)4、熟料(de)热耗表示生产1kg熟料所消耗(de)热量.(√)5、水泥中掺加石膏(de)作用是改善性能,调节强度等级,提高产量.(×)三、简答题:(每题20分共40分)1、影响回转窑燃烧(de)主要因素是什么答(要点):1)、煤粉(de)成分.2)、煤粉(de)细度及水分.3)、一、二次风风量及比例情况,二次风温度.4)、喷煤嘴位置及形状.5)、生料成分.6)、窑内窑皮状况及通风情况.2、硅率高低对熟料煅烧过程及质量(de)影响答(要点):1)、硅率(SM)高,熟料硅酸盐矿物多,熟料强度高,但液相量少,对煅烧不利,需提高烧成温度;2)、硅率(SM)低,熟料硅酸盐矿物少,熔剂矿物多,液相量多,煅烧时易结块或发生结圈.水泥工艺培训试题(四)车间(部门)姓名分数一、填空题:(每题6分,共30分)1、表示水泥细度,常用(de)方法有().2、()和()(de)合理配合是降低煤耗(de)主要措施之一.3、硅酸盐水泥熟料四种主要矿物是().4、熟料冷却(de)速度慢,熟料中硅酸二钙会发生(),使熟料强度().5、熟料中(de)()越多,液相粘度越高.二、判断题:(正确“√”错误“×”, 每题6分,共30分)1、熟料(de)矿物组成中C3A是决定水泥标号高低(de)关键.()2、熟料煅烧过程中控制f-CaO,主要是因为f-CaO影响水泥(de)安定性.()3、通常以28天水泥强度来划分水泥质量为不同(de)标号.()4、回转窑(de)操作手段主要指风、煤、料、窑速(de)调节.()5、影响水泥早期强度(de)矿物主要是C3S(de)含量.()三、简答题:(每题20分共40分)1、降低f-CaO(de)工艺措施有哪些2、影响水泥强度(de)主要因素有哪些水泥工艺培训试题(四)答案一、填空题:(每题6分,共30分)1、表示水泥细度,常用(de)方法有(筛余百分数、比表面积).2、(风)和(煤)(de)合理配合是降低煤耗(de)主要措施之一.3、硅酸盐水泥熟料四种主要矿物是( C3S, C2S, C3A, C4AF, )4、熟料冷却(de)速度慢,熟料中硅酸二钙会发生(晶型转变),使熟料强度(降低).5、熟料中(de)(Al2O3+SiO2)越多,液相粘度越高.二、判断题:(正确“√”错误“×”, 每题6分,共30分)1、熟料(de)矿物组成中C3A是决定水泥标号高低(de)关键.(×)2、熟料煅烧过程中控制f-CaO,主要是因为f-CaO影响水泥(de)安定性.(√)3、通常以28天水泥强度来划分水泥质量为不同(de)标号.(√)4、回转窑(de)操作手段主要指风、煤、料、窑速(de)调节.(√)5、影响水泥早期强度(de)矿物主要是C3S(de)含量.(√)三、简答题:(每题20分共40分)1、降低f-CaO(de)工艺措施有哪些答(要点):1)、配料要合理,KH不要太高;2)、合理控制生料细度.3)、物料煅烧时要保证一定(de)液相量和适宜(de)液相粘度;4)、生料要充分均化;5)、熟料急冷,以免产生体积膨胀.2、影响水泥强度(de)主要因素有哪些答(要点):1)、熟料(de)矿物组成;2)、水泥细度;3)、施工条件:a 、水灰比及密实程度 b 、养护温度 c 、外加剂水泥工艺培训试题(五)车间(部门)姓名分数一、填空题:(每题6分,共30分)1、火焰(de)()、()、()、()对熟料煅烧(de)影响很大.2、二次空气(de)风量和风速(de)调节,在一般操作是靠调节()来实现(de).3、硅酸盐水泥在磨制过程中掺加石膏(de)作用主要是().4、影响水泥安定性(de)因素主要有().5、生料配料(de)目(de):是为烧制优质、低耗(de)熟料而提供().二、判断题:(正确“√”错误“×”, 每题6分,共30分)1、SO3含量主要是影响水泥(de)安定性.()2、生料中液相量随温度升高增加很快,则其烧结范围就窄,反之则宽.()3、离心式通风机吸气口是正压,排气口为负压.()4、强度等级为(de)水泥,其28天抗压强度最低值为.()5、熟料中fcao水化后,会使体积增加约1倍. ()三、简答题:(每题20分共40分)1、煤粉发生爆炸必须具备(de)四个条件是什么2、为什么液相量多、粘度小有利于C3S(de)生成水泥工艺培训试题(五)答案一、填空题:(每题6分,共30分)1.火焰(de)(温度)、(长度)、(形状)、(位置)对熟料煅烧(de)影响很大.2.二次空气(de)风量和风速(de)调节,在一般操作是靠调节(窑尾排风)来实现(de).3.硅酸盐水泥在磨制过程中掺加石膏(de)作用主要是(调节水泥凝结时间).4.影响水泥安定性(de)因素主要有(f-CaO、氧化镁、三氧化硫).5.生料配料(de)目(de):是为烧制优质,低耗(de)熟料而提供(适当成份(de)生料).二、判断题:(正确“√”错误“×”, 每题6分,共30分)1、SO3含量主要是影响水泥(de)安定性.(×)2、生料中液相量随温度升高增加很快,则其烧结范围就窄,反之则宽.(√)3、离心式通风机吸气口是正压,排气口为负压.(×)4、强度等级为(de)水泥,其28天抗压强度最低值为.(√)5、熟料中fcao水化后,会使体积增加约1倍. (√)三、简答题:(每题20分共40分)1、煤粉发生爆炸必须具备(de)四个条件是什么答(要点):1)、可燃性物质高度分散.2)、气体可燃性物质(de)浓度在可爆炸极限之内.3)、可爆炸气体达到可爆(de)温度.4)、存在火源.2、为什么液相量多、粘度小有利于C3S(de)生成答(要点):1)、当液相时多时,CaO和C2S在其中(de)溶解量也多;2)、当粘度小时,液相量中CaO和C2S分子扩散速度大,相互接触(de)机会多,有利于C3S生成.水泥工艺培训试题(六)车间(部门)姓名分数一、填空题:(每题6分,共30分)1、回转窑内气体流动(de)方向为().2、水泥生产中窑系统(de)三个操作变量为()、()、().3、、游离氧化钙是指()(de)氧化钙.4、通用水泥中掺加混合材(de)作用是().5、水泥生产工艺可简述为两() .二、判断题:(正确“√”错误“×”, 每题6分,共30分)1、普通硅酸盐水泥中(de)非活性混合材掺入量不得超过14%.()2、挥发分高、灰分低(de)煤,其细度可以放粗些.()3、磨机在正常运行(de)情况下,均匀喂料是提高粉磨效率(de)基本条件.()4、生料均化(de)主要目(de)是保证生料成分(de)均匀性.()5、水泥中(de)C3A和C4AF(de)作用能促进C3S形成.()三、简答题:(每题20分共40分)1、喂料量与窑速同步有什么好处2、C3S(de)形成条件及其影响因素是什么水泥工艺培训试题(六)答案一、填空题:(每题6分,共30分)1、回转窑内气体流动(de)方向为(从窑头向窑尾).2、水泥生产中窑系统(de)三个操作变量为(窑喂煤量)、(窑转速)、(窑喂料量).3、、游离氧化钙是指(未化合完全而成“死烧状态”)(de)氧化钙.4、通用水泥中掺加混合材(de)作用是( 改善水泥性能,调节强度等级,提高水泥产量 ).5、水泥生产工艺可简述为两(磨一烧) .二、判断题:(正确“√”错误“×”, 每题6分,共30分)1、普通硅酸盐水泥中(de)非活性混合材掺入量不得超过14%.(×)2、挥发分高、灰分低(de)煤,其细度可以放粗些.(√)3、磨机在正常运行(de)情况下,均匀喂料是提高粉磨效率(de)基本条件.(√)4、生料均化(de)主要目(de)是保证生料成分(de)均匀性.(√)5、水泥中(de)C3A和C4AF(de)作用能促进C3S形成.(×)三、简答题:(每题20分共40分)1、喂料量与窑速同步有什么好处答(要点):1)、同步是提高窑(de)快转率、产质量(de)基础.2)、同步保证了窑内物料(de)翻动频率.3)、同步保证了窑内(de)负荷率.4)、同步能够使进入烧成带(de)物料均匀稳定,有利于煅烧.2、C3S(de)形成条件及其影响因素是什么答(要点):在高温液相(de)作用下,固相(de)C2S和CaO逐渐溶解于液相中,相互反应生成C3S.其影响因素有生料(de)化学组成、烧结温度及反应时间.。
1.1 水泥熟料形成过程
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• 3.烧失量大
• 每100kg的纯CaCO3分解后排出挥发性CO2气 体44kg,烧失量占44%。
• 4.分解温度与CO2分压和矿物结晶程度有关
• 1.1.3.2碳酸钙的分解过程 碳酸钙的分解过程 • 一颗正在分解的CaCO3颗粒,颗粒内部的分解反 应可分为下列5个过程: • ①热气流向颗粒表面传进分解所需要的热量Qi; • ②热量以传导方式由表面向分解面传递的过程; • ③在一定温度下碳酸钙吸收热量,进行分解并放 出CO2的化学过程; • ④分解放出的CO2,穿过CaO层,向表面扩散传 质; • ⑤表面的CO2向周围气流介质扩散。
• 粘土中的主要矿物高岭土发生脱水分解反应如下 式所示:
• Al2O3·2SiO2·2H2O→Al2O3·2SiO2 + 2H2O↑ • 高岭土 无水铝硅酸盐(偏高岭土) 水蒸气 • Al2O3·2SiO2→Al2O3+2SiO2
• 高岭土进行脱水分解反应属吸热过程。高岭土在 失去化合水的同时,本身晶体结构遭受破坏,生 成了非晶质的无定形偏高岭土(脱水高岭土),由 于偏高岭土中存在着因OH一基跑出后留下的空位, 故可以把它看成是无定型的SiO2和Al2O3,这些 无定形物具有较高活性。
• 3)温度 • 提高反应温度,质点能量增加,增加了质 点的扩散速度和化学反应速度,可加速固 相反应。
• 1.1.5熟料烧结 熟料烧结 • 当物料温度升高到最低共熔温度后,固相 反应形成的铝酸钙和铁铝酸钙熔剂性矿物 及氧化镁、碱等熔融成液相。在高温液相 作用下,固相硅酸二钙和氧化钙都逐步溶 解于液相中,硅酸二钙吸收氧化钙形成硅 酸盐水泥的主要矿物—硅酸三钙,其反应 式如下: • C2S+CaO→C3S
• 3.液相粘度 • 液相粘度对硅酸三钙的形成影响较大。粘度小, 液相中质点的扩散速度增加,有利于硅酸三钙的 形成。而液相的粘度又随温度与组成(包括少量氧 化物)而变化。提高温度,液相内部质点动能增加, 削弱了相互间作用力,因而降低了液相粘度。 • 提高铝率时,液相粘度增大,而降低铝率则液相 粘度减少。 • MgO、SO3的存在可使液相粘度降低。Na2O、 K2O使液相粘度增大,而Na2SO4或K2SO4则使液 相粘度降低。
技术水泥熟料的形成
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高岭土进行脱水分解反应时,在失去化学结合水的同时,本身结构也受到破坏,变成游离的无定形的三氧化二铝和二氧化硅,其具有较高的化学活性,为下一步与氧化钙反应创造了有利条件。在900-950℃,由无定形物质转变为晶体,同时放出热量。
表1 C3S-C2S-C3A系统熟料矿物组成
在熟料的冷却过程中,将有一部分熔剂矿物(C3A和C4AF)形成结晶析出,另一部分熔剂矿物则因冷却速度较快来不及析晶而呈玻璃态存在。C3S在高温下是一种不稳定的化合物,在1250 ℃时,容易分解,所以要求熟悉产自1300℃以下要进行快冷,使C3S来不及分解,越过1250℃以后C3S就比较稳定了。
(四)固相反应
黏土和石灰石分解以后分别形成了CaO、MgO、SiO2、Al2O3等氧化物,这时物料中便出现了性质活泼的游离氧化钙,它与生料中的二氧化硅、三氧化二铁和三氧化二铝等氧化物进行固相反应,其反应速度随温度升高而加快。
水泥熟料中各种矿物并不是经过一级固相反应就形成的,而是经过多级固相反应的结果,反应过程比较复杂,其形成过程大致如下:
技术水泥熟料的形成
水泥生料经过连续升温,达到相应的温度时,其煅烧会发生一系列物理化学变化,最后形成熟料。硅酸盐水泥熟料主要由硅酸三钙(C3S)、硅酸盐二钙(C2S)、铝酸三钙(C3A)、铁铝酸四钙(C4AF)等矿物所组成。
硅酸盐水泥生料通常是用石灰石、黏土及少量铁矿石等按适当的比例配制而成。石灰石的主要组成是碳酸钙(CaCO3)和少量的碳酸镁(MgCO3),黏土的主要矿物是高岭石(2SiO2·Al2O3·2H2O)及蒙脱石(4SiO2·Al2O3·9H2O)等,铁矿石的主要组成是氧化铁(Fe2O3)。
第五章 熟料的煅烧解读

5.4 熟料的烧结
当物料温度升高到1250~1280℃时,即达到其 最低共熔温度后,开始出现以氧化铝、氧化铁和 氧化钙为主体的液相,液相的组分中还有氧化镁 和碱等。在高温液相的作用下,物料逐渐烧结, 并逐渐由疏松状转变为色泽灰黑、结构致密的熟 料,此过程伴随有体积收缩。同时,硅酸二钙和 游离氧化钙都逐步溶解于液相,以Ca2+离子扩散 与硅酸根离子反应,即硅酸二钙吸收氧化钙而形 成硅酸盐水泥熟料的主要矿物硅酸三钙。
(3)反应的起始温度较低,约在600℃时就有 CaCO3进行分解反应,但速度非常缓慢。至894℃ 时,分解放出的CO2分压达0.1MPa,分解速度加 快。1100~1200℃时,分解速度极为迅速。由试 验可知,温度每增加50℃,分解速度常数约增加1 倍,分解时间约缩短50%。
二、碳酸钙的分解过程
2.温度和时间
当温度较低时,固体的化学活性低,质点的扩 散和迁移速度很慢,因此固相反应通常需要在较 高的温度下进行。提高反应温度,可加速固相反 应。由于固相反应时离子的扩散和迁移需要时间, 所以,必须保证一定的时间才能使固相反应进行 完全。 3.原料性质
当原料中含有结晶SiO2(如燧石、石英砂等)和 结晶方解石时,由于破坏其晶格比较困难,所以 使固相反应的速度明显降低,特别是原料中含有 粗粒石英砂时,其影响更大。
熟料矿物C3A和C4AF及C2S的形成是一个复杂的多 级反应,反应过程是交叉进行的。熟料矿物的固 相反应是放热反应,当用普通原料时,固相反应 的放热量约为420~500kJ/kg。 由于固体原子、分子或离子之间具有很大的作用 力,因而,固相反应的反应活性较低,反应速度 较慢。通常,固相反应总是发生在两组分界面上, 为非均相反应。对于粒状物料,反应首先是通过 颗粒间的接触点或面进行,随后是反应物通过产 物层进行扩散迁移,因此,固相反应一般包括界 面上的反应和物质迁移两个过程。
加速水泥熟料形成的方法

加速水泥熟料形成的方法说实话加速水泥熟料形成这事,我一开始也是瞎摸索。
我试过很多方法呢,今天就跟你好好唠唠。
我最早想的就是提高温度,觉得温度高那反应肯定快呗。
我就一股脑地把加热设备功率调得特别高,结果那水泥原料到处飞溅,就像锅里煮的粥扑出来一样,根本就没法正常形成熟料。
后来我才明白,温度不是越高越好,得有个合适的范围。
一般来说,在1400摄氏度到1450摄氏度之间就比较合适。
这温度啊,就像是给人做饭的火候,火候太大了,饭就焦了,同样,温度太高,水泥原料就乱套了。
还有原料的配比,这也是门学问。
我之前没太在意原料配比的时候,哪怕温度合适,那形成熟料的速度也慢得很。
就好比做面包,面粉、酵母、糖这些配料比例不对,面包就发不起来。
水泥原料里像石灰石、黏土、铁矿石这些的比例一定要合适。
我记得我慢慢调整这个配比,经过好多次试验,发现石灰石含量高一点,大概在75% - 80%这样子,黏土是10% - 15%,铁矿石是5% - 10%左右的时候,反应速度就有所提升了。
在混合原料方面,我以前就是随便搅和搅和就完事。
后来我发现,充分混合特别重要。
可以想象成把糖和盐放在一起,如果不充分捣鼓均匀,甜的还是甜的,咸的还是咸的。
所以对于水泥原料,我采用了一种像是翻耕土地似的混合方式,把它们翻来覆去好几遍,确保每个部分都能均匀地混合。
另外,我还试过添加一些助熔剂。
不过这个我还不是特别有把握,我用过萤石,感觉是有一定效果,但是加多少合适还在摸索当中。
我开始的时候就加了一大把,结果对整个熟料的质量好像产生了一些影响。
现在我觉得一点一点加,慢慢试验可能才是正道,就像给菜加盐一样,得一点一点来尝才能找到最适合的量。
还有就是关于反应的环境,要是空气不流通,就像把人憋在一个小屋子里一样难受。
对水泥来说也是这样,良好的通风能让产生的气体及时排出,这样也有助于更快地形成熟料。
所以要确保反应场所通风性比较好。
水泥回转窑物料平衡热平衡与热效率计算方

水泥工业窑热能平衡4.1.6.1 水泥工业窑热能平衡的基本概念熟料烧成综合能耗 comprehensive energy consumption of clinker burning熟料烧成综合能耗指烧成系统在标定期间内,实际消耗的各种能源实物量按规定的计算方法和单位分别折算成标准煤的总和,单位为千克(kg)。
熟料烧成热耗 heat consumption of clinker burning熟料烧成热耗指单位熟料产量下消耗的燃料燃烧热,单位为千焦每千克(kJ/kg)。
回转窑系统热效率 heat efficiency of rotary kiln system回转窑系统热效率指单位质量熟料的形成热与燃料(包括生料中可燃物质)燃烧放出热量的比值,以百分数表示(%)。
根据热平衡参数测定结果计算,热平衡参数的测定按JC/T733规定的方法进行。
窑的主要设备情况及热平衡测定结果记录表参见附录A。
熟料形成热的理论计算方法参见附录B4.1.6.2 水泥回转窑物料平衡物料平衡计算的范围是从冷却机熟料出口到预热器废弃出口(即包括冷却机、回转窑、分解炉和预热器系统)并考虑了窑灰回窑操作的情况。
物料基础:1kg熟料1.收入部分(1)燃料消耗量1)固体或液体燃料消耗量+=yr Frr shM M m M …………………………(4-1)式中:m r ——每千克熟料燃料消耗量,单位为kg/kg ;M yr ——每小时如窑燃料量,单位为kg/h ;M Fr ——每小时入分解炉燃料量,单位为kg/h ;M sh ——每小时熟料产量,单位为kg/h 。
2) 气体燃料消耗量ρ=⨯rr r shV m M …………………………………(4-2)式中:V y ——每小时气体燃料消耗体积,单位为Nm 3/h ;ρr ——气体燃料的标况密度,单位为kg/Nm 3。
ρρρρρρρρ⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯=2222222O 222O C 100m m CO CO m m C H H N H Or CO CO H H N H O………………………………………………………………………………………………… (4-3)式中:CO 2、CO 、O 2、C m H m 、H 2、N 2、H 2O ——气体燃料中各成分的体积分数,以百分数表示(%); ρ2CO 、ρCO 、ρ2O 、ρm mCH 、ρ2H 、ρ2N 、ρ2H O ——各成分的标况密度,单位为kg/m 3N,参见附录C 。
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水泥熟料形成热的计算方法熟料形成热的计算方法很多,有理论计算方法,也有经验公式计算方法。
现介绍我国《水泥回转窑热平衡、热效率综合能耗计算通则》中所采用的方法。
首先是按照熟料成分、煤灰成分与煤灰掺入量直接计算出煅烧1kg 熟料的干物料消耗量, 然后再计算形成lkg 熟料的理论热消耗量。
若采用普通原料(石灰石、粘土、铁粉)配料,以煤粉为燃料,其具体计算方法如下:首先确定计算基准,一般物料取1kg 熟料,温度取0℃,并给出如下已知数据:(1)熟料的化学成分;(2)煤的工业分析及煤灰的化学成分*(*若采用矿渣或粉煤灰配料还应给出矿渣或粉煤灰的化学成分及配比);(3)熟料单位煤耗,对于设计计算要根据生产条件确定,对于热工标定计算通过测定而得。
(一)生成lkg 熟料干物料消耗量的计算 1.煤灰的掺入量A m =1100r ar m A α(1-1) 式中 A m ──生成lkg 熟料,煤灰的掺入量(kg /kg-ck);r m —每熟料的耗煤量(kg /kg-ck)A ar ──煤灰分的应用基含量(%) α── 煤灰掺入的百分比(%)。
2.生料中碳酸钙的消耗量CaOCaCO A A K r CaCOM M m CaO CaO m 33100⋅-= (1-2)ar式中 m r CaCO3,──生成lkg 熟料碳酸钙的消耗量(kg /kg —ck);CaO k ──熟料中氧化钙的含量(%); CaO A ──煤灰中氧化钙的含量(%);M caCO3、M CaO ──分别为碳酸钙、氧化钙的分子量;A m ──同(1-1)式3.生料中碳酸镁的消耗量m r MgCO3=MgOMgCO A A K M M m MgO MgO 3100⋅- (1-3)式中 m r MgCO3──生成lkg 熟料碳酸镁的消耗量(kg /kg —ck)MgO A ──煤灰中氧化镁的含量(%); MgO K ──熟料中氧化镁的含量(%);M MgCO3、M MgO ──分别为碳酸镁、氧化镁的分子量;A m ──同(1-1)式。
4.生料中高岭土的消耗量22H AS rm =32221003232O Al H AS A AK M M m O Al O Al ⋅- (1-4) 式中 22H AS r m ——生料中高岭土的含量(kg /kg —ck);Al 2O 3k ──熟料中三氧化二铝的含量(%); Al 2O 3A ──煤灰中三氧化二铝的含量(%);22H AS M 32O Al M ──分别为高岭土和三氧化二铝的分子量;A m ──同(1-1)式。
5.生料中CO 2的消耗量2CO r m=323CaCO CO CaCO rM M m+323MgCO CO MgCO rM M m(1-5)式中 2CO r m ──生成lkg 熟料CO :的消耗量(kg /kg —ck);3MgCO r m 3CaCO r m ──同(1-3)、(1-2)式 2CO M 3CaCO M ──二氧化碳的分子量;3MgCO M 3CaCO M ──分别为碳酸镁及碳酸钙的分子量。
6.生料中化合水的消耗量2222222H AS O H H AS OH rM M m m= (1-6)式中 O H r m 2──生料中化合水的含量(kg /kg —ck);O H M 2 ──水的分子量;其他符号同(1-4)式。
7.生成lkg 熟料干生料的消耗量O H r CO r d r m m m 221++= (1-7)式中 d r m ──生成lkg 熟料干生料的消耗量(kg /kg —ck);O H r m 2 、2CO r m ──见(1-5)、(1-6)式。
若采用矿渣或粉煤灰配料时,在计算各成分含量时还要分别将熟料各成分中减去来自矿渣或粉煤灰中各相应的成分含量;若采用液体或气体燃料时,则可将各项公式中A m 作为零代入。
(二)形成lkg 熟料吸收热量的计算1.干物料从0℃'C 加热到450℃C 时吸收的热量)0450(1-=d r d r C m q (1—8 )式中 1q ──干物料从0℃加热到450 ℃时吸收的热量(kJ /kg —ck);d r m ──见 (1-7)式d r C ──干物料在0~450℃C 时的比热;一般为1.058kJ /kg ·℃;2.高岭土脱水吸收热量669022⨯=O H r m q (1-9)式中 2q ──高岭土脱水吸收的热量(kJ /kg —ck):O H r m 2──见(1-6)式.6690 ──高岭土脱水热效应(kJ /kg —H :O); 3.脱水后物料由450℃加热到900℃吸收的热量)450900()(23--=m O H r d r C m m q (1—10)式中 3q ──脱水后物料吸收的热量(kJ /kg —ck);d r m 、O H r m 2──见(1-7)、 (1-6)式;m C ──脱水后物料在450~900℃之间的平均比热一般为:1.184kJ /kg ·℃;4.碳酸盐分解吸收热量166034⨯=CaCO r m q +14203⨯MgCO r m (1-11)式中 4q ──碳酸盐分解吸收热量(kJ /kg —ck);3CaCO r m 、3MgCO r m ──见(1-2)、 (1-3)式1660──碳酸钙分解热效应(kJ /kg —CaCO 3) 1420──碳酸镁分解热效应(kJ /kg —MgCO 3)。
5.物料由900℃加热到1400℃时吸收热量)9001400()(225---=m CO r O H r d r C m m m q (1-12)式中 5q ──分解后的物料由900~C 加热到1400℃CB 寸吸收的热量(kJ /kg —ck):d r m 、O H r m 2、2CO r m ──分别见(1-7)、(1-6)、(1-5)式;m C ──物料在900~1400℃时的比热一般为1.033kJ /kg ·℃。
6.形成液相吸收热量6q =109kJ /kg —ck (1-13)(三)形成1kg 熟料放热量的汁算1.粘土脱水后无定形物质转变为晶体放出热量30186030122222221⨯⨯=⨯='•H AS r H AS AS H AS r m M M m q (1-14)式中 1q '──粘土脱水后无定形物质结晶放热(kJ /kg —ck): 22H AS r m ──见式(1—4);0.86──脱水高岭土(Al 2O 3·2SiO 2)和高岭土(Al 2O 3·2SiO 2·2H 2O)分子量之比;301──脱水高岭土的结晶热(kJ /kg —AS 2)。
2.熟料矿物形成放出热熟料矿物形成放热与各矿物的含量有关,其矿物含量可根椐熟料的化学组成由下式进行计算。
C 3S=4.07CaO K -7.60SiO K2-6.72Al 2O K 3-1.43Fe 2O K 3 C 2S=8.60SiO K 2+5.07Al 2O K 3+1.07 Fe 2O K 3-3.07 CaO KC 3A=2.65 Al 2O K 3-1.69 Fe 2O K 3 C 4AF=3.04 Fe 2O K 3(P >0.64)式中 C 3S 、C 2S 、 C 3A 、C 3A ──分别为熟料各矿物的含量(%)CaO K 、SiO K2、 Al 2O K3、 Fe 2O K 3──分别为熟料中各化学成分含量(%)熟料各矿物形成热效应如下:C 3S —465 (kJ /kg —C 3S ) C 2S —610 (kJ /kg —C 2S) C 3A —88( kJ /kg —C 3A ) C 4AF —105( kJ /kg —C 4AF) 熟料矿物形成放热等于矿物形成热效应乘以各矿物含量之总和。
1001)10588610465(43232⨯⨯+⨯+⨯+⨯='AF C A C S C S C q (1-15) 3.熟料由1400℃冷却到0℃放出的热量)01400(3-='k K C m q (1-16) 式中 3q '──熟料冷却放热量(kJ /kg —ck) K m ─—熟料量K m =1 kg ;K C ──熟料在0-1400℃时的平均比热,一般K C =1.092 kJ /kg ·℃4.碳酸盐分解出的CO 2由900℃冷却到0℃放出热量)0900(224-='CO CO r C m q (1-17) 式中 4q '──CO 2 冷却放出热量(kJ /kg —ck) 2CO r m —见(1-5)式2CO C —CO 2在0-900℃时的平均比热,2CO C =1.07 kJ /kg ·℃5.水蒸气由450℃冷却到0℃时放出热量]2490)0450([225+-='O H O H r C m q (1-18)式中 5q '──水蒸气冷却放热(kJ /kg —ck); O H r m 2──见(1-6)式;O H C 2──水蒸气在0450时的平均比热,O H C 2=1.966 kJ /kg ·℃2490──0℃时水的汽化潜热kJ /kg -H 2O (四)熟料形成热)()(51610q q q q q q q '+'-++='-=ΛΛ 由上述可见熟料形成热的理论计算比较麻烦,有时可用下列简易公式进行计算:=q 109+30.04CaO K +6.48Al 2O 3K +30.32MgO K -17.12SiO 2K -1.58Fe 2O 3K-m A (30.24CaO A +30.32MgO A +1.58Al 2O 3A )式中符号同前。