什么是熟料

水泥熟料

[编辑本段]水泥熟料简介

cement clinker

以石灰石和粘土、铁质原料为主要原料，按适当比例配制成生料，烧至部分或全部熔融，并经冷却而获得的半成品。在水泥工业中，最常用的硅酸盐水泥熟料主要化学成分为氧化钙、二氧化硅和少量的氧化铝和氧化铁。主要矿物组成为硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙和铁铝酸四钙。硅酸盐水泥熟料加适量石膏共同磨细后，即成硅酸盐水泥。

[编辑本段]（1) 化学成分

主要由CaO.SiO2.Al2O3和Fe2O3组成，其含量总和通常都在95%以上。

（2）矿物组成

熟料中CaO.SiO2.Al2O3和Fe2O3不是以单独的氧化物存在的，而是两种或两种以上的氧化物经高温化学反应生成的多种矿物的集合体，主要有：

硅酸三钙3CaO.SiO2 硅酸二钙2CaO.SiO2

铝酸三钙3CaO.Al2O3

铁铝酸四钙4CaO.Al2O3.Fe2O3

通常熟料中硅酸三钙和硅酸二钙含量约占75%左右，铝酸三钙和铁铝酸四钙的理论含量约占22%左右。

（3）水泥熟料的形成过程

1、水分蒸发：

自由水分随物料温度而逐渐蒸发，当温度升高至100～150℃时，生料中自由水分全部被排除。

湿法生产中，料浆可达32～40%，故此干燥过程对产量、质量及热耗影响极大。

2、粘土质原料脱水：

生料温度升至450℃时，高岭土脱去化学结合水。

在900°～950℃时，无定形物质又转变为晶体，同时放出热量。

3、碳酸盐分解：

碳酸钙与碳酸镁在600℃都开始分解，碳酸镁在750℃时分解即剧烈进行，而碳酸钙约在900℃时才快速分解。

MgCO3＝MgO+CO2

CaCO3＝CaO+CO2

4、固相反应：

水泥熟料中的主要矿物在800～1300℃时可以由固相物质相互反应而生成。

800～900℃时,CaO与Al2O3、Fe2O3反应，生成CA、CF；

900～1100℃时, 生成C12A7、C2F、C2S；

1100～1300℃时, 生成C3A、C4AF。

以上反应进行时放出一定热量，物料本身温度上升很快。

5、硅酸三钙（C3S）的形成和烧成反应：

硅酸三钙要在液相中才能大量形成。当温度升高到近1300℃时，C3A、C4AF、R2O等熔剂矿物变成液相，C2S与CaO溶解在高温液相中，互相反应生成C3S；

C3S的生成速度与烧成温度和反应时间有关。其生成温度范围一般为1300～1450～1300℃。

熟料烧成后，温度开始下降，C3S形成速度减慢直至液相凝固。

6、熟料的冷却过程：

在冷却过程中，将有部分熔剂矿物形成晶体析出，另一部分来不及析晶而呈玻璃态存在。

C3S在1250℃时容易分解，所以要求在1300℃以下熟料要快冷，使C3S来不及分解，越过1250℃以后，C3S就比较稳定了。

C2S在<500℃时，由β－C2S转变为γ－C2S，密度减少而使体积增大10%左右，从而使熟料块变成粉末状。粉化后的γ－C2S与水反应时，几乎没有水硬性，因此在<500℃温度段时应急冷，使其来不及转化。

[编辑本段]除此之外，熟料快冷还有以下优点：

1）防止C3S晶体长大或熟料矿物完全变成晶体。晶体粗大的C3S将使熟料强度下降，矿物完全晶化使熟料难磨。

2）使MgO凝结于玻璃体中或以细小晶体析出，能加快MgO的水化速度，改善安定性。

3）使C3A晶体减少，避免快凝现象，且有利于提高抗硫酸盐性能。

4）使熟料块内部产生应力，增大了熟料的易磨性。

在熟料冷却过程中，可部分回收熟料带出窑的热量，从而降低热耗。

熟料形成过程是复杂的，各个过程之间互相影响、互相联系而又互相交叉。