华南理工大学水泥工艺学第4章.pptx
合集下载
水泥工艺培训.ppt
C2 S + C 1420℃ C3S
为全部形成C3S应该有： 1 足够未化合的CaO 2 高于1420℃的温度 3 分布均匀的温度 4 C2S和CaO有足够的反应时间
C3S和C2S的水化反应：
+ 热量 C2S+3H
C3S+3H 水化慢
CSH+2Ca（OH）2 CSH+2Ca（OH）2+ 热量
强度
C3S
第一种情况：
△＞0 为控制C3S/C2S的比例，应限制△值。通常 3%＜△＜7% 如果△＞7% 则氧化钙含量不足。
第二种情况：
△= 0 如果煅烧理想的话：△= 0 则 f-CaO C2S 的值为0 。
这种情况是不存在的。 C2S（10-20%）很多的（3-7%）f-CaO。
第三种情况：
△＜ 0 无论烧成质量如何 熟料中的f-CaO含量会很高。
简写符号 C3S C2S C3A C4AF
生料惰性物质 C3S
SiO2 Fe2O3 CaO Al203
煅烧
C2S C3A C4AF 熟料活性物质
＋ 烧失量 CO2
四种化学成分的比例决定熟料 质量.
如果生料中的四种成分有任何变化
熟料中的矿物质的比例就会发生相 应的变化.并因此改变熟料质量.
) ☆ 水泥的水化、凝结、强度。
◇ 氧化钙不饱和系数 ◇ SM 硅酸率 N ◇ 碳酸盐品位 ◇ AM 铝氧率 P 熟料率值
熟料矿物生成顺序： C4AF C3A C2S C3S
氧化钙饱和系数
SM硅酸率
AM铝氧率
影响1、7、28天强度
影响易烧性
影响凝结时间和水化 性
◇ 氧化钙不饱和系数
2.8S +1.65A + 0.35F-C F+A+S+C
为全部形成C3S应该有： 1 足够未化合的CaO 2 高于1420℃的温度 3 分布均匀的温度 4 C2S和CaO有足够的反应时间
C3S和C2S的水化反应：
+ 热量 C2S+3H
C3S+3H 水化慢
CSH+2Ca（OH）2 CSH+2Ca（OH）2+ 热量
强度
C3S
第一种情况：
△＞0 为控制C3S/C2S的比例，应限制△值。通常 3%＜△＜7% 如果△＞7% 则氧化钙含量不足。
第二种情况：
△= 0 如果煅烧理想的话：△= 0 则 f-CaO C2S 的值为0 。
这种情况是不存在的。 C2S（10-20%）很多的（3-7%）f-CaO。
第三种情况：
△＜ 0 无论烧成质量如何 熟料中的f-CaO含量会很高。
简写符号 C3S C2S C3A C4AF
生料惰性物质 C3S
SiO2 Fe2O3 CaO Al203
煅烧
C2S C3A C4AF 熟料活性物质
＋ 烧失量 CO2
四种化学成分的比例决定熟料 质量.
如果生料中的四种成分有任何变化
熟料中的矿物质的比例就会发生相 应的变化.并因此改变熟料质量.
) ☆ 水泥的水化、凝结、强度。
◇ 氧化钙不饱和系数 ◇ SM 硅酸率 N ◇ 碳酸盐品位 ◇ AM 铝氧率 P 熟料率值
熟料矿物生成顺序： C4AF C3A C2S C3S
氧化钙饱和系数
SM硅酸率
AM铝氧率
影响1、7、28天强度
影响易烧性
影响凝结时间和水化 性
◇ 氧化钙不饱和系数
2.8S +1.65A + 0.35F-C F+A+S+C
混凝土的力学性能及变形
用比较法可得：其抗压强度标准值是30.2MPa；
因为20个数据中，小于30.2MPa的只有一个29.5MPa，百分率
为5％。
《混凝土工艺学》电子课件
12
4.1.2 混凝土的抗压强度
混凝土立方体抗压强度及强度等级
P
强 度
—
概
率
95%
分
布
曲
线
fcu,k
μfcU
混凝土立方体抗压强度标准值示意图
《混凝土工艺学》电子课件
强度换算系数 0.95 1 1.05
试件的养护条件
➢ 标准条件： 202C，相对湿度＞95%； ➢ 工程现场条件。
《混凝土工艺学》电子课件
8
4.1.2 混凝土的抗压强度
试件形状示意图
a
a 2a
立方体（英、德、中）
圆柱体（美、法、抗日压）试验
《混凝土工艺学》电子课件
9
4.1.2 混凝土的抗压强度
➢ 工程结构设计的依据； ➢ 轴心抗压强度与立方体抗压强度的关系：
fcp = (0.7~0.8)fcu
换算系数与混凝土强度有关，强度越高，系数越小。
《混凝土工艺学》电子课件
11
4.1.2 混凝土的抗压强度 问题？如何求得立方体抗压强度标准值的？
例如：一组试件的立方体抗压强度值分别为32.1, 37.5, 35.1, 38.2, 40.2 , 29.5, 43.1, 42.3, 40.6, 30.2, 32.5, 37.4, 38.1, 37.4, 36.4, 33.8, 35.8, 36.2, 37.9, 39.2(MPa) ，共有20个数据。
混凝土工艺学
原材料
配合比
拌合物性能
搅拌
水泥工艺技术精讲PPT课件
ห้องสมุดไป่ตู้第45页/共68页
冷却机性能指标
• (1) 热效率(ηc)高，各种冷却机热效率一般在 40%～80%之间。
• (2) 冷却效率(ηL)高，各种冷却机冷却效率一 般在80～95%。
• (3) 空气升温效率(φi)高。，本指标为篦冷机 评价指标之一，一般φi <0.9。
• (4) 进入冷却机的熟料温度与离开冷却机的入窑 二次风及去分解炉的三次风温度之间的差值小。
料起火、燃烧和碳酸盐分解； (6) 选择分解炉在预分解窑系统的最优部位、布置和流程，有
利于分解炉功能的充分发挥，提高全系统功效，降低NOx， SO3等有害成分排放量，确保环保达标。
第30页/共68页
新型分解炉型
• 1、“喷-旋”型分解炉 如RSP型
第31页/共68页
“喷腾”型及“喷腾 迭加”型分解炉
第38页/共68页
6.5 回转窑
预分解窑系统中回转窑功能:
1、燃料燃烧功能
2、热交换功能
3、化学反应功能
4、物料输送功能
5、降解利用废弃物功能
第39页/共68页
回转窑缺点和不足
• 一是作为热交换装置，窑内炽热气流与物料之 间主要是“堆积态”换热，换热效率低，从而 影响其应有的生产效率的充分发挥和能源消耗 的降低；
C3S 的 形 成
熟 料 烧 结
第10页/共68页
熟料烧结
影响熟料烧结
C3S形成条件：
过程的因素
温度：
• 最低共熔温度
1300~1450~1300 • 液相量
℃
• 液相粘度
液相量：
• 液相的表面张力 • C2S、CaO溶于液相的速率
20%~30%
时间：
冷却机性能指标
• (1) 热效率(ηc)高，各种冷却机热效率一般在 40%～80%之间。
• (2) 冷却效率(ηL)高，各种冷却机冷却效率一 般在80～95%。
• (3) 空气升温效率(φi)高。，本指标为篦冷机 评价指标之一，一般φi <0.9。
• (4) 进入冷却机的熟料温度与离开冷却机的入窑 二次风及去分解炉的三次风温度之间的差值小。
料起火、燃烧和碳酸盐分解； (6) 选择分解炉在预分解窑系统的最优部位、布置和流程，有
利于分解炉功能的充分发挥，提高全系统功效，降低NOx， SO3等有害成分排放量，确保环保达标。
第30页/共68页
新型分解炉型
• 1、“喷-旋”型分解炉 如RSP型
第31页/共68页
“喷腾”型及“喷腾 迭加”型分解炉
第38页/共68页
6.5 回转窑
预分解窑系统中回转窑功能:
1、燃料燃烧功能
2、热交换功能
3、化学反应功能
4、物料输送功能
5、降解利用废弃物功能
第39页/共68页
回转窑缺点和不足
• 一是作为热交换装置，窑内炽热气流与物料之 间主要是“堆积态”换热，换热效率低，从而 影响其应有的生产效率的充分发挥和能源消耗 的降低；
C3S 的 形 成
熟 料 烧 结
第10页/共68页
熟料烧结
影响熟料烧结
C3S形成条件：
过程的因素
温度：
• 最低共熔温度
1300~1450~1300 • 液相量
℃
• 液相粘度
液相量：
• 液相的表面张力 • C2S、CaO溶于液相的速率
20%~30%
时间：
水泥工艺学课件全
和控制，提高生产效率和产品质量。
02 03
详细描述
智能化水泥工艺通过采用物联网、大数据、人工智能等技术，实现了对 生产过程的实时监测、智能分析和优化控制，提高了生产效率和产品质 量，降低了能耗和物耗。
发展趋势
随着信息技术的发展和应用，智能化水泥工艺将成为未来水泥工业的重 要支撑和核心竞争力。
THANKS
水泥工艺学课件
目录
Contents
• 水泥的原料 • 水泥的生产工艺 • 水泥的性能和应用 • 水泥的生产质量控制 • 水泥工艺学的未来发展
01 水泥的原料
石灰石
石灰石是水泥生产中的主要原料，主要提供钙元素，是水泥中氧化钙的主要来源。
石灰石的质量对水泥质量有重要影响，要求石灰石的纯度高、含氧化钙高且含碱度 低。
03 水泥的性能和应用
水泥的物理性能
凝结时间
水泥从加水搅拌开始， 到失去流动性所需的时
间。
强度
水泥在硬化过程中和硬 化后，抵抗外力破坏的
能力。
耐磨性
水泥地面抵抗磨损的能 力。
抗渗性
水泥制品抵抗水、油等 液体渗透的能力。
水泥的化学性能
01
02
03
04
熟料矿物组成
硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三 钙和铁铝酸四钙等。
辅助性原料的添加量和使用方法需要 根据具体的生产工艺和产品要求进行 选择和控制。
常见的辅助性原料包括石膏、矿渣、 粉煤灰等，它们可以调节水泥的凝结 时间、提高水泥的强度和改善水泥的 性能。
02 水泥的生产工艺
破碎与预均化
破碎
将原料进行破碎，使其达到一定 的粒度要求，以便于后续的粉磨 和混合。
预均化
成品质量控制
水泥工艺学课件全
2010年12月
目录
绪论 第一章 水泥基础知识 第一节 基本概念 第二节 硅酸盐水泥的技术指 标 第二章 硅酸盐水泥熟料的组 成 第三节 硅酸盐水泥熟料的化 学成分 第四节 熟料的矿物组成 第五节 熟料的率值 第三章 硅酸盐水泥的生产方 法及工艺 第六节 生产方法分类 第四章 硅酸盐水泥熟料的主 要原料 第七节 原料的种类 第八节 原料的开采和运输
5、道路硅酸盐水泥：由道路硅酸盐水泥熟料， 0%－10%活性混合材料和适量石膏磨细制成的水 硬性胶凝材料,称为道路硅酸盐水泥，（简称道路 水泥）。 6、砌筑水泥：由活性混合材料，加入适量硅 酸盐水泥熟料和石膏，磨细制成主要用于砌筑砂 浆的低标号水泥。 7、油井水泥：由适当矿物组成的硅酸盐水泥 熟料、适量石膏和混合材料等磨细制成的适用于 一定井温条件下油、气井固井工程用的水泥。 8、石膏矿渣水泥：以粒化高炉矿渣为主要 组分材料，加入适量石膏、硅酸盐水泥熟料或石 灰磨细制成的水泥。
四、硅酸盐水泥
（一）通用硅酸盐水泥 1、 硅酸盐水泥：由硅酸盐水泥熟料、0%－5%
石灰石或粒化高炉矿渣、适量石膏磨细制成的水 硬性胶凝材料，称为硅酸盐水泥，分P.I和P.II,即 国外通称的波特兰水泥。 2、普通硅酸盐水泥：由硅酸盐水泥熟料、6%－ 15%混合材料，适量石膏磨细制成的水硬性胶凝 材料,称为普通硅酸盐水泥（简称普通水泥）,代 号：P.O。 3、矿渣硅酸盐水泥：由硅酸盐水泥熟料、粒化 高炉矿渣和适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材 料, 称为 矿渣硅酸盐水泥，代号：P.S。
国家标准中把硅酸盐水泥的标号设置为
325、325R；425、425R；525、525R； 625、625R；725、725R几等。标号是根 据水泥28D抗压强值确定的。
目录
绪论 第一章 水泥基础知识 第一节 基本概念 第二节 硅酸盐水泥的技术指 标 第二章 硅酸盐水泥熟料的组 成 第三节 硅酸盐水泥熟料的化 学成分 第四节 熟料的矿物组成 第五节 熟料的率值 第三章 硅酸盐水泥的生产方 法及工艺 第六节 生产方法分类 第四章 硅酸盐水泥熟料的主 要原料 第七节 原料的种类 第八节 原料的开采和运输
5、道路硅酸盐水泥：由道路硅酸盐水泥熟料， 0%－10%活性混合材料和适量石膏磨细制成的水 硬性胶凝材料,称为道路硅酸盐水泥，（简称道路 水泥）。 6、砌筑水泥：由活性混合材料，加入适量硅 酸盐水泥熟料和石膏，磨细制成主要用于砌筑砂 浆的低标号水泥。 7、油井水泥：由适当矿物组成的硅酸盐水泥 熟料、适量石膏和混合材料等磨细制成的适用于 一定井温条件下油、气井固井工程用的水泥。 8、石膏矿渣水泥：以粒化高炉矿渣为主要 组分材料，加入适量石膏、硅酸盐水泥熟料或石 灰磨细制成的水泥。
四、硅酸盐水泥
（一）通用硅酸盐水泥 1、 硅酸盐水泥：由硅酸盐水泥熟料、0%－5%
石灰石或粒化高炉矿渣、适量石膏磨细制成的水 硬性胶凝材料，称为硅酸盐水泥，分P.I和P.II,即 国外通称的波特兰水泥。 2、普通硅酸盐水泥：由硅酸盐水泥熟料、6%－ 15%混合材料，适量石膏磨细制成的水硬性胶凝 材料,称为普通硅酸盐水泥（简称普通水泥）,代 号：P.O。 3、矿渣硅酸盐水泥：由硅酸盐水泥熟料、粒化 高炉矿渣和适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材 料, 称为 矿渣硅酸盐水泥，代号：P.S。
国家标准中把硅酸盐水泥的标号设置为
325、325R；425、425R；525、525R； 625、625R；725、725R几等。标号是根 据水泥28D抗压强值确定的。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
降低生料水分，从而降低热耗，提高窑产量。回转 窑型的发展朝此方向不断改进。
二、粘土矿物脱水
两种化合水
层间吸附水 晶体配位水
以H2O分子状态吸附在 晶体结构间，100 ℃脱去
以OH-离子状态存在于 晶体结构内，400～600 ℃脱去
高岭石 600 ℃脱水
1000～
无定形偏 1100 ℃晶 高岭石 型转变
CaO+CO2-1645kJ/kg 890 ℃ MgO+CO2-1047~1214kJ/kg 590 ℃
1.碳酸盐分解反应的特点
（1）可逆反应：受温度、CO2分压影响 保持较高温度，降低CO2分压或CO2浓度
（2）强吸热反应：热耗占湿法回转窑的1/3，干法回转窑的1/2 保持较高温度，供给足够热量
（3）反应在600℃左右开始但速度缓慢，900℃以后快速进行。
第四章 硅酸盐水泥熟料的煅烧
学习本章的意义
1.煅烧直接决定水泥的产质量、燃料消耗和窑的安全运转，有必要了解和 研究； 2.煅烧过程因窑型不同有差别，但基本反应是类同的，有必要了解六个基 本反应。
学习的目的和要求
1.了解物料在煅烧过程中所经历的一系列物理化学变化； 2.了解各种水泥窑的生产方法； 3.了解影响熟料煅烧过程的主要工艺因素。
吸热
活性高
晶体莫 来石
放热
蒙脱石、伊利石 脱水
仍是晶体结构 活性低
急烧，提高脱水过程的温度梯度，使高岭石脱水温度滞后， 脱水后的产物偏高岭石来不及进行晶型转变，就已经进入 碳酸钙分解温度，使无定形偏高岭石和碳酸钙分解产物CaO， 均处于高活性状态而进行反应，有利于熟料的形成。
三、碳酸盐分解
CaCO3 MgCO3
反
提高反应速度
应
五、熟料的烧成
温度升高至1250～1280℃时，达到最低共熔温度，C3A、C4AF 熔成液相，出现主要由Fe2O3、Al2O3、CaO组成，还有MgO和 碱等的液相。
在高温液相的作用下，熟料逐渐烧结；同时，C2S与fCaO溶解于 液相，以Ca2＋离子扩散与SiO44－离子、C2S反应，形成C3S。
生料细度、均匀性
接触面积大,表面自由能高,反应和扩散能力增强
温度和时间 矿化剂
较高的温度,一定的时间 可加速固相反应
矿化剂：能改善水泥生料的易烧性，加速熟料矿物形成
的少量外加剂。
与反应物形成固溶体
活化晶格,增加反应能力
矿 化
剂
加
与反应物形成低共熔物
降低液相出现温度， 加速扩散和溶解作用
速 固
相
使反应物断键
❖通常硅酸盐水泥熟料的烧结范围约为150℃（1300～1450 ℃ ）。 ❖液相量随温度升高而缓慢增加，烧结范围就较宽；反之，烧结范围就校窄。 ❖烧结范围宽的生料，窑内温度波动时，不易发生生烧或结大块现象。 ❖含铁量较高的硅酸盐水泥，其烧结范围就较窄。
3.液相粘度
取决于组分的性质、含量和煅烧温度
IM大，粘度大；碱多，粘度大；温度高，粘度小。
液相
C2S + CaO
C3S
1.液相出现温度
取决于组分的性质和数目
系统 C3S-C2S-C3A-Na2O C3S-C2S-C3A-MgO C3S-C2S-C3A-Na2O-MgO
液相出现温度（ ℃ ） 1430 1375 1365
2.液相量
取决于组分的性质、含量和煅烧温度
温度（ ℃ ） 1400 1450 1500
悬浮分散好,传热面积大,传质阻力小
粘土质组分的性质
活性高的高岭石,可加速分解反应; 蒙托石、伊利石，影响分解反应速度
四、固相反应
1.定义：无论有无气、液相参加，一种或一种以上物质
转变成为一种或一种以上物质的反应。
2.反应过程：碳酸钙分解产物CaO，与生料中的SiO2、Fe2O3
和Al2O3通过质点的互相扩散进行固相反应，形成熟料矿物。
生料悬浮于气流中,传热面积大, 传热系数高,传质阻力小
取决化学反应速度
3.影响碳酸钙分解反应的因素
石灰石结构 生料细度
结构致密,结晶粗大,晶体缺陷少,分解反应困难
细度小且均匀,比表面积大,传热 和传质速度快,有利于分解反应
反应条件
温度高,化学反应速度快,CO2扩散快;通风好,及时排出CO2
生料悬浮分散程度
第一节 物料在煅烧过程中的物理化学变化
一、干燥
生料中自由水的蒸发。100～150 ℃
窑型
立窑、立波尔窑 湿法回转窑 干法回转窑
生料状态
料球 料浆 干粉
生料所含水分 （％） 12～15
30～40
<1
热耗：100 ℃ ，蒸发1kg熟料蒸发水分热耗2210kJ，占湿 法窑热耗的35％。
液相粘度影响C3S形成速度和晶体尺寸，粘度小，质点扩散速度快， 有利于C3S的形成及晶体的发育。
4.液相表面张力
取决于镁、碱、硫含量和煅烧温度
液相表面张力越小，越容易润湿熟料颗粒，有利于固相反应和固液 相反应。促进熟料矿物尤其是C3S的形成。
温度高 含有镁、碱、硫
液相表面张力降低
5.CaO溶解于液相的速率 烧成温度
～800℃，
CA、CF和C2S开始形成；
800～900℃， C12A7、C2F开始形成；
900～1100℃， C3A、C4AF开始形成；CaCO3全部分解，CaO
达最高值；
1100～1200℃，大量形成C3A和C4AF，C2S达最大值。
3.影响固相反应的主要因素
原料性质
结晶质SiO2,方解石结晶粗大,影响固相反应速度
液相量 P=2.95A+2.2F P=3.0A+2.25F P=3.3A+2.6F
MgO 和碱等组分可认为全部变成液相，所以MgO和碱 的存在及其含量影响液相量的多少。
一般熟料的液相量约为20～30％，白水泥熟料的液相 量只有15％左右（采用白土，熟料中Fe2O3< 0.5%）。
烧结范围：是指水泥生料加热至出现烧结所需的、最少的液相时的温度 （开始烧结的温度）与开始出现结大块（超过正常液相量）时温度的差值。
2.碳酸钙的分解过程
热气流 Q 颗粒表面 Q 分解面
反 应
CO2 扩散 颗粒表面 扩散 周围介质
两个传热过程,一个化学反应,两个传质过程——反应速度受控于最慢的一个过程
湿法回转窑
物料呈堆积状态,传热面积小,传热系数低
取决传热过程
立窑 立波尔窑
干法回转窑
料球球径较大,传热速度慢,传质阻力大
取决传热和 传质过程
CaO颗粒大小
溶解速度快
6.反应物存在的状态
（1）CaO、C2S晶体尺寸小，处于晶体缺陷多的新生态，活性大，反应能力强； （2）极快速升温（600℃/min以上），使粘土脱水、碳酸盐分解、固相反应、
二、粘土矿物脱水
两种化合水
层间吸附水 晶体配位水
以H2O分子状态吸附在 晶体结构间，100 ℃脱去
以OH-离子状态存在于 晶体结构内，400～600 ℃脱去
高岭石 600 ℃脱水
1000～
无定形偏 1100 ℃晶 高岭石 型转变
CaO+CO2-1645kJ/kg 890 ℃ MgO+CO2-1047~1214kJ/kg 590 ℃
1.碳酸盐分解反应的特点
（1）可逆反应：受温度、CO2分压影响 保持较高温度，降低CO2分压或CO2浓度
（2）强吸热反应：热耗占湿法回转窑的1/3，干法回转窑的1/2 保持较高温度，供给足够热量
（3）反应在600℃左右开始但速度缓慢，900℃以后快速进行。
第四章 硅酸盐水泥熟料的煅烧
学习本章的意义
1.煅烧直接决定水泥的产质量、燃料消耗和窑的安全运转，有必要了解和 研究； 2.煅烧过程因窑型不同有差别，但基本反应是类同的，有必要了解六个基 本反应。
学习的目的和要求
1.了解物料在煅烧过程中所经历的一系列物理化学变化； 2.了解各种水泥窑的生产方法； 3.了解影响熟料煅烧过程的主要工艺因素。
吸热
活性高
晶体莫 来石
放热
蒙脱石、伊利石 脱水
仍是晶体结构 活性低
急烧，提高脱水过程的温度梯度，使高岭石脱水温度滞后， 脱水后的产物偏高岭石来不及进行晶型转变，就已经进入 碳酸钙分解温度，使无定形偏高岭石和碳酸钙分解产物CaO， 均处于高活性状态而进行反应，有利于熟料的形成。
三、碳酸盐分解
CaCO3 MgCO3
反
提高反应速度
应
五、熟料的烧成
温度升高至1250～1280℃时，达到最低共熔温度，C3A、C4AF 熔成液相，出现主要由Fe2O3、Al2O3、CaO组成，还有MgO和 碱等的液相。
在高温液相的作用下，熟料逐渐烧结；同时，C2S与fCaO溶解于 液相，以Ca2＋离子扩散与SiO44－离子、C2S反应，形成C3S。
生料细度、均匀性
接触面积大,表面自由能高,反应和扩散能力增强
温度和时间 矿化剂
较高的温度,一定的时间 可加速固相反应
矿化剂：能改善水泥生料的易烧性，加速熟料矿物形成
的少量外加剂。
与反应物形成固溶体
活化晶格,增加反应能力
矿 化
剂
加
与反应物形成低共熔物
降低液相出现温度， 加速扩散和溶解作用
速 固
相
使反应物断键
❖通常硅酸盐水泥熟料的烧结范围约为150℃（1300～1450 ℃ ）。 ❖液相量随温度升高而缓慢增加，烧结范围就较宽；反之，烧结范围就校窄。 ❖烧结范围宽的生料，窑内温度波动时，不易发生生烧或结大块现象。 ❖含铁量较高的硅酸盐水泥，其烧结范围就较窄。
3.液相粘度
取决于组分的性质、含量和煅烧温度
IM大，粘度大；碱多，粘度大；温度高，粘度小。
液相
C2S + CaO
C3S
1.液相出现温度
取决于组分的性质和数目
系统 C3S-C2S-C3A-Na2O C3S-C2S-C3A-MgO C3S-C2S-C3A-Na2O-MgO
液相出现温度（ ℃ ） 1430 1375 1365
2.液相量
取决于组分的性质、含量和煅烧温度
温度（ ℃ ） 1400 1450 1500
悬浮分散好,传热面积大,传质阻力小
粘土质组分的性质
活性高的高岭石,可加速分解反应; 蒙托石、伊利石，影响分解反应速度
四、固相反应
1.定义：无论有无气、液相参加，一种或一种以上物质
转变成为一种或一种以上物质的反应。
2.反应过程：碳酸钙分解产物CaO，与生料中的SiO2、Fe2O3
和Al2O3通过质点的互相扩散进行固相反应，形成熟料矿物。
生料悬浮于气流中,传热面积大, 传热系数高,传质阻力小
取决化学反应速度
3.影响碳酸钙分解反应的因素
石灰石结构 生料细度
结构致密,结晶粗大,晶体缺陷少,分解反应困难
细度小且均匀,比表面积大,传热 和传质速度快,有利于分解反应
反应条件
温度高,化学反应速度快,CO2扩散快;通风好,及时排出CO2
生料悬浮分散程度
第一节 物料在煅烧过程中的物理化学变化
一、干燥
生料中自由水的蒸发。100～150 ℃
窑型
立窑、立波尔窑 湿法回转窑 干法回转窑
生料状态
料球 料浆 干粉
生料所含水分 （％） 12～15
30～40
<1
热耗：100 ℃ ，蒸发1kg熟料蒸发水分热耗2210kJ，占湿 法窑热耗的35％。
液相粘度影响C3S形成速度和晶体尺寸，粘度小，质点扩散速度快， 有利于C3S的形成及晶体的发育。
4.液相表面张力
取决于镁、碱、硫含量和煅烧温度
液相表面张力越小，越容易润湿熟料颗粒，有利于固相反应和固液 相反应。促进熟料矿物尤其是C3S的形成。
温度高 含有镁、碱、硫
液相表面张力降低
5.CaO溶解于液相的速率 烧成温度
～800℃，
CA、CF和C2S开始形成；
800～900℃， C12A7、C2F开始形成；
900～1100℃， C3A、C4AF开始形成；CaCO3全部分解，CaO
达最高值；
1100～1200℃，大量形成C3A和C4AF，C2S达最大值。
3.影响固相反应的主要因素
原料性质
结晶质SiO2,方解石结晶粗大,影响固相反应速度
液相量 P=2.95A+2.2F P=3.0A+2.25F P=3.3A+2.6F
MgO 和碱等组分可认为全部变成液相，所以MgO和碱 的存在及其含量影响液相量的多少。
一般熟料的液相量约为20～30％，白水泥熟料的液相 量只有15％左右（采用白土，熟料中Fe2O3< 0.5%）。
烧结范围：是指水泥生料加热至出现烧结所需的、最少的液相时的温度 （开始烧结的温度）与开始出现结大块（超过正常液相量）时温度的差值。
2.碳酸钙的分解过程
热气流 Q 颗粒表面 Q 分解面
反 应
CO2 扩散 颗粒表面 扩散 周围介质
两个传热过程,一个化学反应,两个传质过程——反应速度受控于最慢的一个过程
湿法回转窑
物料呈堆积状态,传热面积小,传热系数低
取决传热过程
立窑 立波尔窑
干法回转窑
料球球径较大,传热速度慢,传质阻力大
取决传热和 传质过程
CaO颗粒大小
溶解速度快
6.反应物存在的状态
（1）CaO、C2S晶体尺寸小，处于晶体缺陷多的新生态，活性大，反应能力强； （2）极快速升温（600℃/min以上），使粘土脱水、碳酸盐分解、固相反应、