水泥熟料燒成的變化過程
2013-06-18 14:15
一、干燥與脫水
1.干燥
入窯物料當(dāng)溫度升高到100～150℃時(shí)，生料中的自由水全部被排除，特別是濕法生產(chǎn)，料漿中含水量為32～40%，此過程較為重要。而干法生產(chǎn)中生料的含水率一般不超過1.0%。
2.脫水
當(dāng)入窯物料的溫度升高到450℃，粘土中的主要組成高嶺土（ Al2O3·2SiO2·2H2O ）發(fā)生脫水反應(yīng)，脫去其中的化學(xué)結(jié)合水。此過程是吸熱過程。
Al2O3·2SiO2·2H2O== Al2O3 (無定形) + 2SiO2 (無定形) + 2H2O
脫水后變成無定形的三氧化三鋁和二氧化硅，這些無定形物具有較高的活性。
二、碳酸鹽分解
當(dāng)物料溫度升高到600℃時(shí)，石灰石中的碳酸鈣和原料中夾雜的碳酸鎂進(jìn)行分解，在CO2分壓為一個(gè)大氣壓下，碳酸鎂和碳酸鈣的劇烈分解溫度分別是750℃和900℃。
MgCO3=MgO+CO2
CaCO3=CaO+CO2
碳酸鈣分解反應(yīng)的特點(diǎn)
碳酸鈣的分解過程是一個(gè)強(qiáng)吸熱過程（1645 kJ/kg ），是熟料形成過程中消耗熱量最多的一個(gè)工藝過程；該過程的燒失量大，在分解過程中放出大量的CO2氣體，使CaO疏松多孔，強(qiáng)化固相反應(yīng)。
三、固相反應(yīng)
1.反應(yīng)過程
從原料分解開始，物料中便出現(xiàn)了性質(zhì)活潑的游離氧化鈣，它與生料中的SiO2、Al2O3、Fe2O3進(jìn)行固相反應(yīng)，形成熟料礦物 。
2.影響固相反應(yīng)的主要因素
⑴生料細(xì)度及其均勻程度；
⑵溫度對(duì)固相反應(yīng)的影響；
四、熟料燒結(jié)
水泥熟料主要礦物硅酸三鈣的形成需在液相中進(jìn)行，液相量一般在22～26％。
2 CaO· SiO2 + CaO=3 CaO· SiO2
該反應(yīng)稱為燒結(jié)反應(yīng)，它是在1300～1450～1300℃范圍進(jìn)行，故稱該溫度范圍為燒成溫度范圍；在1450℃時(shí)反應(yīng)迅速，故稱該溫度為燒成溫度。為使反應(yīng)完全，還需有一定的時(shí)間，一般為15～25分鐘。
五、熟料冷卻
熟料冷卻時(shí)需急速冷卻，其目的和作用是：
1、為了防止C3S在1250℃分解出現(xiàn)二次游離氧化鈣（對(duì)水泥安定性沒大影響），降低熟料的強(qiáng)度；
2、為了防止C2S在500℃時(shí)發(fā)生晶型轉(zhuǎn)變，產(chǎn)生“粉化”現(xiàn)象；
3、防止C3S晶體長(zhǎng)大而強(qiáng)度降低且難以粉磨；
4、減少M(fèi)gO晶體析出，使其凝結(jié)于玻璃體中，避免造成水泥安定性不良；
5、減少C3A晶體析出，不使水泥出現(xiàn)快凝現(xiàn)象，并提高水泥的抗硫酸鹽性能；
6、使熟料產(chǎn)生應(yīng)力，增大熟料的易磨性。
1.干燥
入窯物料當(dāng)溫度升高到100～150℃時(shí)，生料中的自由水全部被排除，特別是濕法生產(chǎn)，料漿中含水量為32～40%，此過程較為重要。而干法生產(chǎn)中生料的含水率一般不超過1.0%。
2.脫水
當(dāng)入窯物料的溫度升高到450℃，粘土中的主要組成高嶺土（ Al2O3·2SiO2·2H2O ）發(fā)生脫水反應(yīng)，脫去其中的化學(xué)結(jié)合水。此過程是吸熱過程。
Al2O3·2SiO2·2H2O== Al2O3 (無定形) + 2SiO2 (無定形) + 2H2O
脫水后變成無定形的三氧化三鋁和二氧化硅，這些無定形物具有較高的活性。
二、碳酸鹽分解
當(dāng)物料溫度升高到600℃時(shí)，石灰石中的碳酸鈣和原料中夾雜的碳酸鎂進(jìn)行分解，在CO2分壓為一個(gè)大氣壓下，碳酸鎂和碳酸鈣的劇烈分解溫度分別是750℃和900℃。
MgCO3=MgO+CO2
CaCO3=CaO+CO2
碳酸鈣分解反應(yīng)的特點(diǎn)
碳酸鈣的分解過程是一個(gè)強(qiáng)吸熱過程（1645 kJ/kg ），是熟料形成過程中消耗熱量最多的一個(gè)工藝過程；該過程的燒失量大，在分解過程中放出大量的CO2氣體，使CaO疏松多孔，強(qiáng)化固相反應(yīng)。
三、固相反應(yīng)
1.反應(yīng)過程
從原料分解開始，物料中便出現(xiàn)了性質(zhì)活潑的游離氧化鈣，它與生料中的SiO2、Al2O3、Fe2O3進(jìn)行固相反應(yīng)，形成熟料礦物 。
2.影響固相反應(yīng)的主要因素
⑴生料細(xì)度及其均勻程度；
⑵溫度對(duì)固相反應(yīng)的影響；
四、熟料燒結(jié)
水泥熟料主要礦物硅酸三鈣的形成需在液相中進(jìn)行，液相量一般在22～26％。
2 CaO· SiO2 + CaO=3 CaO· SiO2
該反應(yīng)稱為燒結(jié)反應(yīng)，它是在1300～1450～1300℃范圍進(jìn)行，故稱該溫度范圍為燒成溫度范圍；在1450℃時(shí)反應(yīng)迅速，故稱該溫度為燒成溫度。為使反應(yīng)完全，還需有一定的時(shí)間，一般為15～25分鐘。
五、熟料冷卻
熟料冷卻時(shí)需急速冷卻，其目的和作用是：
1、為了防止C3S在1250℃分解出現(xiàn)二次游離氧化鈣（對(duì)水泥安定性沒大影響），降低熟料的強(qiáng)度；
2、為了防止C2S在500℃時(shí)發(fā)生晶型轉(zhuǎn)變，產(chǎn)生“粉化”現(xiàn)象；
3、防止C3S晶體長(zhǎng)大而強(qiáng)度降低且難以粉磨；
4、減少M(fèi)gO晶體析出，使其凝結(jié)于玻璃體中，避免造成水泥安定性不良；
5、減少C3A晶體析出，不使水泥出現(xiàn)快凝現(xiàn)象，并提高水泥的抗硫酸鹽性能；
6、使熟料產(chǎn)生應(yīng)力，增大熟料的易磨性。
編輯：姜立東
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