第一节水泥熟料的形成过程精选文档.ppt

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1、第一节水泥熟料的形成过程本讲稿第一页，共三十四页 第一节第一节 水泥熟料的形成过程水泥熟料的形成过程硅酸盐水泥的生产方法硅酸盐水泥的生产方法硅酸盐水泥生产过程硅酸盐水泥生产过程生料制备生料制备熟料煅烧熟料煅烧水泥粉磨水泥粉磨生产方法生产方法(按生料制备方按生料制备方法不同分法不同分)干法：干法：将原料同时烘干与粉磨或先烘干后将原料同时烘干与粉磨或先烘干后粉磨成生料粉，而后喂入干法窑内粉磨成生料粉，而后喂入干法窑内煅烧成熟料。煅烧成熟料。湿法湿法：将原料加水粉磨成，生料浆后喂入湿将原料加水粉磨成，生料浆后喂入湿法回转窑煅烧成熟料法回转窑煅烧成熟料。可为新型干法、半干法可为传统湿、湿磨干烧本讲稿第

2、二页，共三十四页硅酸盐水泥的生产工艺流程硅酸盐水泥的生产工艺流程 工艺流程:生料粉磨 熟料煅烧 熟料粉磨 矿山破碎预矿山破碎预均化均化粉磨粉磨贮存贮存煤粉制备煤粉制备熟料烧成熟料烧成水泥粉磨及贮存水泥粉磨及贮存本讲稿第三页，共三十四页硅酸盐水泥熟料的组成硅酸盐水泥熟料的组成 水泥的质量主要取决于熟料的质量，优质熟料应该具有水泥的质量主要取决于熟料的质量，优质熟料应该具有合适的矿物组成和岩相结构。因而控制组成十分关键。合适的矿物组成和岩相结构。因而控制组成十分关键。高铝水泥高铝水泥CaOAl2O3 SiO2 硅砖硅砖玻璃玻璃酸性矿渣酸性矿渣硅灰石瓷硅灰石瓷碱性矿渣碱性矿渣硅酸盐水泥硅酸盐水泥石灰

3、质耐火材石灰质耐火材料料石英石英半硅砖半硅砖瓷瓷粘土粘土高铝砖高铝砖电熔莫来石电熔莫来石刚玉刚玉图图6.90CaO-Al2O3-SiO2系统中各种材料组成范围示意图系统中各种材料组成范围示意图 本讲稿第四页，共三十四页化化学学组组成成：主主要要由由氧氧化化钙钙(CaO)、二二氧氧化化硅硅（SiO2)、三三氧氧化化二二铝铝(A12O3)和和三三氧氧化化二二铁铁(Fe2O3)四四种种氧氧化化物物组组成成，通通常常占占熟熟料料的的95以以上上，同同时时，含含有有5以以下下的的少少量量氧氧化化物物，如如氧氧化化镁镁(MgO)、三三氧氧化化硫硫(SO3)、二二氧氧化化钛钛(TiO2)、五五氧氧化化二二磷

4、磷(P2O5)、以以及及碱碱(K2O和和Na2O)等。等。据据统统计计，四四种种主主要要氧氧化化物物的的波波动动范范围围一一般般为为：CaO:62-67；SiO2:20-24；Al2O3:4-7；Fe2O3:2.5-6.0。硅酸盐水泥熟料的化学组成硅酸盐水泥熟料的化学组成 本讲稿第五页，共三十四页在硅酸盐水泥熟料中，氧化钙、氧化硅、氧化铝和氧化铁并不是以单独的氧在硅酸盐水泥熟料中，氧化钙、氧化硅、氧化铝和氧化铁并不是以单独的氧化物存在，而是经高温燃烧后，以两种或两种以上的氧化物反应生成的多种化物存在，而是经高温燃烧后，以两种或两种以上的氧化物反应生成的多种矿物集合体，其结晶细小，通常，在硅酸盐

5、水泥熟料中主要形成四种矿物；矿物集合体，其结晶细小，通常，在硅酸盐水泥熟料中主要形成四种矿物；硅酸三钙硅酸三钙 3CaO3CaOSiOSiO2 2，可简写为，可简写为C C3 3S S，38-55%38-55%；硅酸二钙硅酸二钙 2CaO2CaOSiOSiO2 2，可简写为，可简写为C C2 2S S，20-33%20-33%铝酸三钙铝酸三钙 3CaO3CaOAlAl2 2O O3 3：可简写为：可简写为C C3 3A:4-15%A:4-15%铁相固溶体铁相固溶体 通常以铁铝酸四钙通常以铁铝酸四钙4CaO4CaO Al Al2 2O O3 3 Fe Fe2 2O O3 3代替，可简写为代替，可

6、简写为C C4 4AF:10-AF:10-18%18%。另外，还有少量的游离氧化钙另外，还有少量的游离氧化钙(f-CaO)(f-CaO)、方镁石、方镁石(结晶氧化镁结晶氧化镁f-MgO)f-MgO)、合碱矿、合碱矿物以及玻璃体等。物以及玻璃体等。硅酸盐水泥熟料的矿物组成硅酸盐水泥熟料的矿物组成本讲稿第六页，共三十四页石灰石饱和系数的意义及计算公式n表示熟料中氧化硅被氧化钙饱和形成硅酸三钙的程度表示熟料中氧化硅被氧化钙饱和形成硅酸三钙的程度用用KHKH表示：表示：n KH=KH=Cao-(1.65Al2O3+0.35Fe2O3+0.7SO3)/2.8SiO Cao-(1.65Al2O3+0.35

7、Fe2O3+0.7SO3)/2.8SiO2 2n反映了熟料在煅烧过程中生成反映了熟料在煅烧过程中生成C3SC3S含量的多少，含量的多少，KHKH高，煅烧困难，高，煅烧困难，容易产生游离氧化钙，但对煅烧良好的熟料，熟料强度高，硬化容易产生游离氧化钙，但对煅烧良好的熟料，熟料强度高，硬化快。快。本讲稿第七页，共三十四页硅酸率的意义及计算公式n又称硅率，是指熟料中氧化硅与氧化铝、氧化铁之和又称硅率，是指熟料中氧化硅与氧化铝、氧化铁之和的质量比，用的质量比，用SMSM或或n n表示，也表示熟料中硅酸盐矿物表示，也表示熟料中硅酸盐矿物与熔剂矿物的比例与熔剂矿物的比例n SiO2 SiO2 n=n=Al2

8、O3 +Fe2O3 Al2O3 +Fe2O3n硅酸率高煅烧困难，熟料硬化速度减缓；硅酸率低液相量硅酸率高煅烧困难，熟料硬化速度减缓；硅酸率低液相量过多，煅烧时容易出现结大块、结圈等现象熟料强度降低过多，煅烧时容易出现结大块、结圈等现象熟料强度降低本讲稿第八页，共三十四页铝氧率的意义和计算公式n又称铁率或铝率。表示熟料中氧化铝与氧化铁含量的质量比，用IM或p表示:Al2O3np=Fe2O3n既关系到熟料水化速度的快慢也影响熟料煅烧的难易，在熔剂矿物含量一定时，铝氧率高熟料液相黏度增加，生成C3S速度慢，熟料煅烧困难；反之，熟料易于成型，但烧结范围变窄，容易结大块本讲稿第九页，共三十四页硅酸盐水泥

9、熟料的煅烧硅酸盐水泥熟料的煅烧 本章主要介绍新型干法水泥生产过程中的熟料煅烧技术以及煅烧过程中的物理化学变化，以旋风本章主要介绍新型干法水泥生产过程中的熟料煅烧技术以及煅烧过程中的物理化学变化，以旋风筒筒换热管道换热管道分解炉分解炉回转窑回转窑冷却机为主线，着重介绍当代水泥工业发展的主流和最先进冷却机为主线，着重介绍当代水泥工业发展的主流和最先进的煅烧工艺及设备、生产过程的控制调节等。的煅烧工艺及设备、生产过程的控制调节等。一、水泥熟料的形成过程一、水泥熟料的形成过程一、水泥熟料的形成过程一、水泥熟料的形成过程熟料的煅烧过程直接决定水泥的产量、质量、燃料与衬料的消耗熟料的煅烧过程直接决定水泥的

10、产量、质量、燃料与衬料的消耗以及窑的安全运转。水泥窑有多种功能：反应炉、熔炉、燃烧炉以及窑的安全运转。水泥窑有多种功能：反应炉、熔炉、燃烧炉和传热设备、物料和气体的输送设备。和传热设备、物料和气体的输送设备。石灰石、粘土质和少量铁质原料，按一定要求的比例（大体上75：20：5）配合，经过均化、粉磨、调配以后即制成生料。由于制备方法不同，生料可制成料浆（含水份约3240）、料球（成球水份约1214）和料粉（含水份1）。喂入水泥窑系统内，相应经烘干、预热、预煅烧（包括预分解）、最后烧制成熟料的全过程统称煅烧过程统称煅烧过程。本讲稿第十页，共三十四页生料煅烧过程中的物理、化学变化生料煅烧过程中的物理

11、、化学变化 尽管煅烧过程因窑型不同而有所差异，但物理、化尽管煅烧过程因窑型不同而有所差异，但物理、化学变化过程基本相似学变化过程基本相似.其过程可概括为：其过程可概括为：干燥与脱水干燥与脱水碳酸盐分解碳酸盐分解固相反应固相反应液相和熟料的烧结液相和熟料的烧结熟料的冷却熟料的冷却本讲稿第十一页，共三十四页熟料煅烧过程概述如下：熟料煅烧过程概述如下：150150以前以前生料中物理水蒸发生料中物理水蒸发500500左右左右粘土质原料释放出化合水；并开始分解为单独氧化物如粘土质原料释放出化合水；并开始分解为单独氧化物如SiO2，Al2O3；900900左右左右碳酸盐分解放出碳酸盐分解放出CO2和新生态

12、和新生态CaO；90090012001200粘土的无定形脱水产物结晶，各种氧化物间进行固相反应；粘土的无定形脱水产物结晶，各种氧化物间进行固相反应；1250125012801280所产生的矿物部分熔融出现液相；所产生的矿物部分熔融出现液相；1280128014501450液相量增多，液相量增多，C2S通过液相吸收通过液相吸收CaO形成形成C3S。直至熟料矿。直至熟料矿物全部形成；物全部形成；1450145013001300熟料矿物冷却。熟料矿物冷却。本讲稿第十二页，共三十四页生料的干燥与脱水生料的干燥与脱水干燥干燥 自由水的蒸发。这一过程由于煅烧方式的不同而有所自由水的蒸发。这一过程由于煅烧方

13、式的不同而有所差异。差异。干法窑干法窑生料含水量一般生料含水量一般不超过不超过1.0；半干法立波尔窑和；半干法立波尔窑和立窑为便于生料成球，通常含水立窑为便于生料成球，通常含水12-15%，半湿法立波尔窑过滤水，半湿法立波尔窑过滤水分后的料块通常为分后的料块通常为18-22%；湿法为保证料浆的可泵性则通常；湿法为保证料浆的可泵性则通常为为30-40%。自由水蒸发热耗：自由水蒸发热耗：100时，时，2257kJ/kgH2O（539kCal/kg）本讲稿第十三页，共三十四页脱水脱水指黏土矿物分解释放化学结合水。指黏土矿物分解释放化学结合水。层间水在层间水在100左右即可排除，而配位水则必须高达左右

14、即可排除，而配位水则必须高达400600以上才能脱去。以上才能脱去。（2）蒙脱石脱水）蒙脱石脱水 Al2O3.4SiO2.mH2OAl2O3.4SiO2+m H2O (晶体结构晶体结构活性低活性低)（3）伊利石脱水）伊利石脱水 产物也是晶体结构产物也是晶体结构,伴随体积膨胀伴随体积膨胀 （1）高岭石脱水）高岭石脱水粘土矿物的化合水存在形式：粘土矿物的化合水存在形式：层间水层间水：以水分子形式吸附于晶层结构中。：以水分子形式吸附于晶层结构中。配位水配位水：以：以OH状态存在于晶体结构中。状态存在于晶体结构中。本讲稿第十四页，共三十四页 二、碳酸盐分解反应机制二、碳酸盐分解反应机制 碳酸盐的分解主

15、要为碳酸钙和碳酸镁的分解，其化学反碳酸盐的分解主要为碳酸钙和碳酸镁的分解，其化学反应式为：应式为：1、碳酸盐分解反应、碳酸盐分解反应 碳酸盐（主要是碳酸钙、少量碳酸镁）的分解反应是典碳酸盐（主要是碳酸钙、少量碳酸镁）的分解反应是典型的缩核型强吸热的气固相反应。型的缩核型强吸热的气固相反应。本讲稿第十五页，共三十四页分解过程分五步进行：分解过程分五步进行：（1）气流向颗粒表面的传热过程；）气流向颗粒表面的传热过程；（2）热量由表面以热传导方式向分解面传递过程；）热量由表面以热传导方式向分解面传递过程；（3）碳酸盐在一定温度下吸收热量，进行分解并放出）碳酸盐在一定温度下吸收热量，进行分解并放出CO

16、2的化学过程；的化学过程；（4）分解出的）分解出的CO2，穿过，穿过CaO层面向表面扩散的传质过程；层面向表面扩散的传质过程；（5）表面的）表面的CO2向周围介质气流扩散过程向周围介质气流扩散过程CaOCaCO3 2 2、石灰石颗粒的分解机制、石灰石颗粒的分解机制、石灰石颗粒的分解机制、石灰石颗粒的分解机制本讲稿第十六页，共三十四页3 3、碳酸钙分解反应的动力学关系、碳酸钙分解反应的动力学关系、碳酸钙分解反应的动力学关系、碳酸钙分解反应的动力学关系 碳酸钙分解反应的动力学表达式，根据碳酸钙分解反应的动力学表达式，根据A Mlle大量试验大量试验结果，将温度、粒度尺寸及环境条件考虑在内，有如下实

17、用结果，将温度、粒度尺寸及环境条件考虑在内，有如下实用关系：关系：式中：式中：碳酸钙分解率，碳酸钙分解率，%；A反应的频率因子，反应的频率因子，3.05106Pam/s；E反应活化能，反应活化能，171.850J/molK；本讲稿第十七页，共三十四页R气体常数，气体常数，8.314 J/molK；T反应温度，反应温度，；颗粒直径，颗粒直径，m；碳酸钙分解时，碳酸钙分解时，CO2平衡压力，其值是温度函数，平衡压力，其值是温度函数，Pa；环境介质中环境介质中CO2分压，包括分解产生的分压，包括分解产生的CO2和燃气和燃气中中CO2之和，之和，Pa。本讲稿第十八页，共三十四页4 4、影响碳酸钙分解因

18、素的讨论：、影响碳酸钙分解因素的讨论：、影响碳酸钙分解因素的讨论：、影响碳酸钙分解因素的讨论：上式很明确表达了影响碳酸钙分解的诸因素及其相互联上式很明确表达了影响碳酸钙分解的诸因素及其相互联系。系。u根据粗略估算：反应温度每升高根据粗略估算：反应温度每升高10，反应时间可缩，反应时间可缩短短50%；u环境中环境中CO2分压每降低分压每降低2%，反应时间可缩短，反应时间可缩短10%。u颗粒的粗细，愈细，分解愈快。颗粒的粗细，愈细，分解愈快。其他因素略。其他因素略。本讲稿第十九页，共三十四页影响碳酸盐分解速率的因素影响碳酸盐分解速率的因素温度温度 随温度升高，分解速率常数和压力倒数差相应增大，随温

19、度升高，分解速率常数和压力倒数差相应增大，分解速率和时间缩短；分解速率和时间缩短；(单个颗粒碳酸盐分解动力学方程单个颗粒碳酸盐分解动力学方程)式中：式中：t分解时间；分解时间；K分解常数；分解常数；PCO2的分压；的分压；分解率分解率 d生料等效粒径；生料等效粒径；本讲稿第二十页，共三十四页 窑系统的窑系统的CO2分压分压 通风良好通风良好,CO2分压较低分压较低,有有利于碳酸盐分解利于碳酸盐分解;生料细度和颗粒级配生料细度和颗粒级配 生料细度细生料细度细,颗粒均匀颗粒均匀,粗粗粒少粒少,分解速率快分解速率快;生料悬浮程度生料悬浮程度 生料悬浮分散良好生料悬浮分散良好,相对减小颗相对减小颗粒尺

20、寸粒尺寸,增大了传热面积增大了传热面积,提高了碳酸盐分解速率提高了碳酸盐分解速率;石灰石的种类和物理性质石灰石的种类和物理性质 结构致密结构致密,结晶粗结晶粗大的石灰石大的石灰石,分解速率慢分解速率慢;生料中粘土质组分和性质生料中粘土质组分和性质 粘土质中的矿物组粘土质中的矿物组分的活性依次按高岭土、蒙脱石、伊利石、石英降低分的活性依次按高岭土、蒙脱石、伊利石、石英降低.粘土粘土质原料活性越大，可加速碳酸盐的分解过程质原料活性越大，可加速碳酸盐的分解过程.本讲稿第二十一页，共三十四页在碳酸盐分解的同时，石灰质与粘土质组分间进行在碳酸盐分解的同时，石灰质与粘土质组分间进行固固相反应相反应，其过程

21、如下：，其过程如下：800：CaO Al2O3，CaOFe2O3与与2CaOSiO2开始形开始形成；成；800 900：开始形成：开始形成12CaO7Al2O3(C12A7);900 1000:2CaO Al2O3SiO2(C2AS)形成后又分形成后又分解。开始形成解。开始形成3CaOAl2O3(C3A)和和4CaO Al2O3Fe2O3(C4AF)。所有碳酸盐均分解。所有碳酸盐均分解,游离氧化钙达到最游离氧化钙达到最高值。高值。1100 1200:大量形成大量形成C3A和和C4AF，C2S含量达最含量达最大值。大值。三、熟料矿物形成三、熟料矿物形成本讲稿第二十二页，共三十四页影响固相反应的因

22、素影响固相反应的因素生料的细度生料的细度 生料愈细，比表面积越大，组分接触面越大，同时表生料愈细，比表面积越大，组分接触面越大，同时表面质点的自由能越大，使扩散和反应能力增强，因而反应速面质点的自由能越大，使扩散和反应能力增强，因而反应速率加快；率加快；生料的均化程度生料的均化程度 生料的均匀混合，可增加各组分间接触，也有生料的均匀混合，可增加各组分间接触，也有利于加速反应；利于加速反应；压力压力 在固相反应中，增大压力可加速物质的传递过程在固相反应中，增大压力可加速物质的传递过程.但熟但熟料烧结过程是多相共存、多反应同时进行的过程料烧结过程是多相共存、多反应同时进行的过程.因因此，提高压力有

23、时并不表现出积极作用；此，提高压力有时并不表现出积极作用；矿化剂矿化剂 矿化剂可通过与反应物形成固溶体使晶格活化，反矿化剂可通过与反应物形成固溶体使晶格活化，反应能力加强；也可以形成低共熔物，使物料在较低温应能力加强；也可以形成低共熔物，使物料在较低温度下形成液相，从而加速扩散和和固相的溶解作用度下形成液相，从而加速扩散和和固相的溶解作用本讲稿第二十三页，共三十四页液相的形成与熟料的烧结液相的形成与熟料的烧结液相的组成液相的组成：由氧化铁、氧化铝、氧化：由氧化铁、氧化铝、氧化钙、氧化镁和碱及其他组分。钙、氧化镁和碱及其他组分。最低共熔温度：最低共熔温度：物料在加热过程中，两种或两种以上组分物料

24、在加热过程中，两种或两种以上组分开始出现液相的温度称为最低共熔温度。其大小与组分的开始出现液相的温度称为最低共熔温度。其大小与组分的性质与数目有关。性质与数目有关。液相量：液相量：液相量与组分的性质、含量、温度等因素有关液相量与组分的性质、含量、温度等因素有关(一般一般为为2030%)。对。对CSAF四元系统，在不同温度下的四元系统，在不同温度下的液相量（液相量（L）可按下式计算：）可按下式计算：p液相的形成液相的形成 烧结范围：烧结范围：指水泥生料加热至出现烧结所必需的、最少的液相量时指水泥生料加热至出现烧结所必需的、最少的液相量时的温度的温度(开始烧结温度开始烧结温度)与开始出现结大块与开

25、始出现结大块(超过正常液相量超过正常液相量)时的温度时的温度差值差值本讲稿第二十四页，共三十四页液相的粘度液相的粘度：它直接影响硅酸三钙的形成速率及晶体发育。：它直接影响硅酸三钙的形成速率及晶体发育。其大小与液相的组分性质与温度有关。温度越高，粘度越低；其大小与液相的组分性质与温度有关。温度越高，粘度越低；铝率越高，粘度越大铝率越高，粘度越大；多数微量元素可降低液相粘度。；多数微量元素可降低液相粘度。1400L2.95Al2O32.20Fe2O3+R 1450L3.00Al2O32.25Fe2O3+R 1500 L3.30Al2O32.60Fe2O3+R可以认为水泥熟可以认为水泥熟料中的其它组

26、分料中的其它组分全部进入液相。全部进入液相。不同温度下，液相的计算公式：不同温度下，液相的计算公式：本讲稿第二十五页，共三十四页a)SiO2主要离解为主要离解为SiO44-阴离子团。阴离子团。Si-O价键较强，在粘滞流动价键较强，在粘滞流动时，不易断裂，因而液相粘度较高；时，不易断裂，因而液相粘度较高；b)Al2O3和和Fe2O3为两性化合物，可同时离解成为两性化合物，可同时离解成MeO45-和和Me3+离子，两者的比例视各自金属离子半径和液相酸碱度而异。离子，两者的比例视各自金属离子半径和液相酸碱度而异。以以MeO45-离子状态存在时，有离子状态存在时，有4个个O2-配位，构成配位，构成较紧

27、密的四面体，较紧密的四面体，Me-O价键较强，在粘滞流动时，价键较强，在粘滞流动时，不易断裂，因而液相粘度较高；不易断裂，因而液相粘度较高；以以Me3+离子状态存在时，有离子状态存在时，有6个个O2-配位，构成松散的配位，构成松散的八面体，八面体，Me-O价键较弱，在粘滞流动时，易于断裂，价键较弱，在粘滞流动时，易于断裂，因而液相粘度较低。因而液相粘度较低。本讲稿第二十六页，共三十四页.液相碱性较弱时，例如有液相碱性较弱时，例如有MgO、SO3时，则时，则Me2O3呈碱性，更呈碱性，更多地离解成多地离解成Me3+离子，因而液相粘度降低；当液相碱性较强，例如离子，因而液相粘度降低；当液相碱性较强

28、，例如有有Na2O、K2O时，则时，则Me2O3呈酸性，更多地离解成呈酸性，更多地离解成MeO45-离子，离子，因而液相粘度提高。因而液相粘度提高。.Al3+半径半径Fe3+，趋向于构成较多的，趋向于构成较多的MeO45-离子，因而提高离子，因而提高IM，则粘度，则粘度；本讲稿第二十七页，共三十四页n液相的表面张力液相的表面张力：其大小与组分性质、温度有关。：其大小与组分性质、温度有关。它影响着液相能润湿固相的程度，表面张力越小，它影响着液相能润湿固相的程度，表面张力越小，润湿性越好，有利于润湿性越好，有利于C3S的形成。的形成。T 表面张力表面张力；熟料中含镁、碱、硫等物质时，熟料中含镁、碱

29、、硫等物质时，表面张力表面张力。本讲稿第二十八页，共三十四页物理化学变化过程物理化学变化过程：随着时间延长和温度升高，液相量逐渐增：随着时间延长和温度升高，液相量逐渐增加，氧化钙、硅酸二钙不断溶解、扩散，硅酸三钙晶核不断形成，加，氧化钙、硅酸二钙不断溶解、扩散，硅酸三钙晶核不断形成，小晶体逐渐发育长大，最终形成几十微米大小、结晶良好的阿利小晶体逐渐发育长大，最终形成几十微米大小、结晶良好的阿利特晶体。特晶体。硅酸三钙的形成硅酸三钙的形成：影响因素影响因素：物料的化学组成、煅烧方法、升温速率、矿化剂与其物料的化学组成、煅烧方法、升温速率、矿化剂与其他微量元素等。他微量元素等。p熟料的烧结熟料的烧

30、结 本讲稿第二十九页，共三十四页熟料的冷却熟料的冷却 减少减少C3S分解；防止分解；防止-C-C2 2S S向向-C-C2 2S S转化，提高熟料质量；转化，提高熟料质量；防止方镁石晶体长大，防止方镁石晶体长大，有利于有利于水泥安定性；急冷熟料晶粒小，活水泥安定性；急冷熟料晶粒小，活性高；性高；C3A主要呈玻璃体，抗硫酸盐性能提高；易磨性好等。主要呈玻璃体，抗硫酸盐性能提高；易磨性好等。目的目的：回收熟料带走的热量，预热二次空气，提高窑的热效率；：回收熟料带走的热量，预热二次空气，提高窑的热效率；改善熟料质量与易磨性；便于熟料运输、贮存与粉磨。改善熟料质量与易磨性；便于熟料运输、贮存与粉磨。过

31、程过程：液相的凝固和相变两个过程：液相的凝固和相变两个过程.熟料为何要急冷？熟料为何要急冷？本讲稿第三十页，共三十四页温度（温度（）反应反应热效应热效应数值数值100150游离水蒸发游离水蒸发吸热吸热2249kJ/kg水水450粘土结合水逸出粘土结合水逸出吸热吸热932kJ/kg-kao600MgCOMgCO3 3分解分解吸热吸热1421kJ/kg-MC900粘土无定形脱水产物结晶粘土无定形脱水产物结晶放热放热259-284kJ/kg-meta-kao900碳酸钙分解碳酸钙分解吸热吸热1655kJ/kg-CC900-1200固相反应固相反应放热放热418-502kJ/kg-cl1250-128

32、0形成液相形成液相吸热吸热105kJ/kg-cl130-1450硅酸三钙形成硅酸三钙形成微吸热微吸热8.6kJ/kg-cl四、熟料形成的热化学四、熟料形成的热化学生料在加热过程中所发生的物理化学变化有吸热和放热反应生料在加热过程中所发生的物理化学变化有吸热和放热反应水泥熟料形成各反应的热效应经计算，熟料的理论形成热：经计算，熟料的理论形成热：1630-1800kJ/kg-1630-1800kJ/kg-熟料熟料 本讲稿第三十一页，共三十四页n实际生产中形成的熟料和废气不可能冷却到实际生产中形成的熟料和废气不可能冷却到0，因而必然，因而必然带走一部分热量；生产过程不可能没有物料损失及物料循环带走一

33、部分热量；生产过程不可能没有物料损失及物料循环的存在，其煅烧设备还要向外散失热量，因此，实际生产每的存在，其煅烧设备还要向外散失热量，因此，实际生产每1kg熟料消耗的热量，必然比熟料形成热要大得多，干法水泥熟料消耗的热量，必然比熟料形成热要大得多，干法水泥生产，一般在生产，一般在2800-3500kJ/kg范围内，这就是熟料的单位范围内，这就是熟料的单位热耗。熟料的单位热耗越接近熟料形成热，煅烧设备热耗。熟料的单位热耗越接近熟料形成热，煅烧设备的热效率越高。的热效率越高。理论形成热：理论形成热：指在一定生产条件下，用某一基准温度指在一定生产条件下，用某一基准温度(一般是一般是0或或20)的干燥

34、物料，在没有任何物料和质量损的干燥物料，在没有任何物料和质量损失的重要依据下，制成失的重要依据下，制成1kg同温度的熟料所需要的热量。同温度的熟料所需要的热量。本讲稿第三十二页，共三十四页在在900以下主要是吸热反应，可视为以下主要是吸热反应，可视为预烧阶段预烧阶段。10001450则以放热反应为主。固相反应矿物形成的总放热则以放热反应为主。固相反应矿物形成的总放热量还可按下式进行估算：量还可按下式进行估算：kJ/kg熟料熟料 由此说明在此阶段重要的是要保持一定的温度位和保温由此说明在此阶段重要的是要保持一定的温度位和保温时间，才能使反应得以完成。被称为时间，才能使反应得以完成。被称为烧成阶段

35、烧成阶段。本讲稿第三十三页，共三十四页熟料的外观质量的判断与分析熟料的外观质量的判断与分析n正常熟料：黑色致密块状，灰黑色葡萄串状结构致密正常熟料：黑色致密块状，灰黑色葡萄串状结构致密n欠烧熟料：淡灰色，疏松，欠烧熟料：淡灰色，疏松，f-CaOf-CaO高，强度低，卸料快，高温高，强度低，卸料快，高温区停留时间短，烧成温度低区停留时间短，烧成温度低n还原熟料：棕色或白色还原气氛，强度低，还原熟料：棕色或白色还原气氛，强度低，f-CaO f-CaO高易磨高易磨性差配煤适当，均匀，粒度，通风性差配煤适当，均匀，粒度，通风n生烧料：黄粉、黄球、黄心料，强度低，生烧料：黄粉、黄球、黄心料，强度低，f-CaO f-CaO高，高，易易烧性差，漏生烧性差，漏生n粉化料：细粉，灰黄色，棕褐色，灰白色粉化料：细粉，灰黄色，棕褐色，灰白色,C,C2 2S S过高，配料不当，过高，配料不当，成分不均匀，配煤不合理，慢冷成分不均匀，配煤不合理，慢冷本讲稿第三十四页，共三十四页