第5章熟料煅燒技術(shù)(水泥工藝學(xué)課程)課件

§5-1生料在煅燒過程中的物理化學(xué)變化

§5-2熟料形成的熱化學(xué)

§5-7熟料煅燒工藝技術(shù)的改造

§5-6水泥熟料煅燒技術(shù)的發(fā)展

§5-5水泥熟料的煅燒方法及設(shè)備

§5-4揮發(fā)性組分及其他微量元素的作用

§5-3礦化劑、晶種對熟料煅燒和質(zhì)量影響第五章熟料煅燒技術(shù)§5-1生料在煅燒過程中的物理化學(xué)變化§5-2熟1生料在水泥窯內(nèi)經(jīng)過連續(xù)加熱，高溫煅燒至部分熔融，經(jīng)過一系列的物理化學(xué)反應(yīng)，得以硅酸鈣為主要成分的硅酸鹽水泥熟料的工藝過程叫硅酸鹽水泥熟料的煅燒，簡稱煅燒。煅燒煅燒2干燥（自由水蒸發(fā)）吸熱粘土質(zhì)原料脫水吸熱碳酸鹽分解強(qiáng)吸熱固相反應(yīng)放熱熟料燒結(jié)微吸熱熟料冷卻放熱§5.1生料在煅燒過程中

的物理化學(xué)變化干燥（自由水蒸發(fā)）吸熱§5.1生料在煅燒過程3一、干燥與脫水（一）干燥自由水的蒸發(fā)。含水量與生產(chǎn)方法和窯型有關(guān)（含水量增加熱耗增加）（二）脫水粘土質(zhì)原料脫去化合水（結(jié)構(gòu)水和層間吸附水）高嶺土（Al2O3·2SiO2·2H2O）脫水后變成無定形的Al2O3·2SiO2，這些無定形物具有較高的活性（高嶺土活性高，蒙脫石，伊利石活性低）一、干燥與脫水一、干燥與脫水（一）干燥一、干燥與脫水4反應(yīng)式：MgCO3MgO+CO2-QCaCO3CaO+CO2-Q反應(yīng)溫度：

MgCO3始于402~408℃最高700℃CaCO3600℃開始，812~928℃快速分解二、碳酸鹽分解反應(yīng)式：MgCO3MgO+CO2-Q二、碳酸鹽分解5(一)碳酸鈣分解反應(yīng)的特點反應(yīng)特點：

可逆反應(yīng)（溫度，CO2分壓）強(qiáng)吸熱反應(yīng)（分解所需熱量:濕法1/3，干法1/2）燒失量大(CO2)分解溫度與CO2分壓和礦物結(jié)晶程度有關(guān)(圖5.1)（CO2分壓大，分解溫度高，伴生礦物和雜質(zhì)降低分解溫度，結(jié)晶，分解溫度高）(一)碳酸鈣分解反應(yīng)的特點(一)碳酸鈣分解反應(yīng)的特點反應(yīng)特點：(一)碳酸鈣分解反應(yīng)的特6圖5.21、氣流向顆粒表面?zhèn)鳠幔ㄎ锢磉^程）2、熱量由表面以傳導(dǎo)方式向分解面?zhèn)鬟f；（物理過程）3、碳酸鈣在一定溫度下，繼續(xù)分解、吸收熱量并放出CO2；（化學(xué)過程）4、放出的CO2從分解面通過CaO層，向四周進(jìn)行內(nèi)部擴(kuò)散；（物理過程）5、擴(kuò)散到顆粒邊緣的CO2，通過邊界層向介質(zhì)擴(kuò)散。（物理過程）(二)碳酸鈣分解過程圖5.2(二)碳酸鈣分解過程71.0cm傳熱傳質(zhì)占主導(dǎo)0.2cm物理和化學(xué)過程同樣重要30μm化學(xué)反應(yīng)占主導(dǎo)（CO2分壓）（懸?。┗剞D(zhuǎn)窯（堆積）立窯（料球顆粒大）懸浮預(yù)熱器和分解爐內(nèi)研究表明1.0cm傳熱傳質(zhì)占主導(dǎo)研究表明8第5章熟料煅燒技術(shù)(水泥工藝學(xué)課程)課件9石灰質(zhì)原料的特性（伴生礦物和雜質(zhì)、結(jié)晶）生料細(xì)度和顆粒級配（比表面積）生料懸浮分散程度（傳熱面積）溫度（高，快，熱耗增，結(jié)皮，堵塞）窯系統(tǒng)的CO2分壓生料中粘土質(zhì)組分的性質(zhì)（活性高，則能直接與碳酸鈣發(fā)生反應(yīng)，可以促進(jìn)碳酸鈣的分解過程

）（三）影響反應(yīng)速度的因素（三）影響反應(yīng)速度的因素10（一）反應(yīng)過程CaO與SiO2、Al2O3、Fe2O3進(jìn)行固相反應(yīng)生成（C3S）、（C2S）、（C3A）、（C4AF）。三固相反應(yīng)（一）反應(yīng)過程三固相反應(yīng)11800℃CaO+Al2O3→CaO·Al2O3（CA）CaO+Fe2O3→CaO·Fe2O3（CF）2CaO+SiO2

→2CaO·SiO2（C2S）800～900℃CaO·Fe2O3+CaO→2CaO·Fe2O3（C2F）7CaO·Al2O3+5CaO→12CaO·7Al2O3（C12A7）900～1100℃2CaO+SiO2+Al2O3

→2CaO·Al2O3·SiO212CaO·7Al2O3+9CaO→7（3CaO·Al2O3）（C3A）7（2CaO·Fe2O3）+2CaO+12CaO·7Al2O3→

7（4CaO·Al2O3·Fe2O3）（C4AF）1100~1200大量形成C3AC4AFC2S含量達(dá)最大值800℃12反應(yīng)特點：多級反應(yīng)放熱反應(yīng)三固相反應(yīng)反應(yīng)特點：三固相反應(yīng)13（二）影響固相反應(yīng)的主要因素1、生料細(xì)度及其均勻程度；（比表面積、充分接觸）2、原料物理性質(zhì)（結(jié)晶，慢，磨細(xì)）；3、溫度對固相反應(yīng)的影響；4、礦化劑。三固相反應(yīng)（二）影響固相反應(yīng)的主要因素三固相反應(yīng)14

熟料燒結(jié)過程：

當(dāng)物料溫度升高到最低共熔溫度后，C3A、C4AF、MgO、R2O等熔融成液相。C2S、CaO逐步溶解于液相中，C2S吸收CaO形成C3S。反應(yīng)式：C2S+CaO→C3S隨著溫度的升高和時間延長，液相量增加，液相粘度降低，C2S、CaO不斷溶解、擴(kuò)散，C3S晶核不斷形成，并逐漸發(fā)育、長大，形成幾十微米大小、發(fā)育良好的阿利特晶體。晶體不斷重排、收縮、密實化，物料逐漸由疏松狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)樯珴苫液?、結(jié)構(gòu)致密的熟料。C3S的形成熟料燒結(jié)四、熟料燒結(jié)熟料燒結(jié)過程：C3S的形成熟料燒結(jié)四、15

條件：

溫度：1300~1450~1300℃

液相量：20%~30%

時間：10~20min四、熟料燒結(jié)條件：四、熟料燒結(jié)161.最低共熔溫度（組分多，溫度低，表5.2）2.液相量（一般為20～30%；

）（液相量與煅燒溫度、組分含量有關(guān)）3.液相粘度（小，擴(kuò)散快）（AL，F(xiàn)e有關(guān)圖5.5，溫度圖5.4，組分，圖5.6）4.液相的表面張力（小，潤濕，利于固液反應(yīng)）（溫度、組成、結(jié)構(gòu)）圖5.75.C2S、CaO溶于液相的速率（速率愈大，C3S的成核與發(fā)育愈快）（粒徑，粘度）表5.4，圖5.8（二）影響熟料燒結(jié)過程的因素1.最低共熔溫度（組分多，溫度低，表5.2）（二）影響熟料燒17熟料的冷卻：燒成溫度常溫熔體晶化凝固熟料顆粒結(jié)構(gòu)形成（凝固和相變）C2S的多晶轉(zhuǎn)變C3S分解冷卻目的：改善熟料質(zhì)量與易磨性；降低熟料的溫度，便于運輸（安全）、儲存（砼開裂）和粉磨（假凝）回收熱量，預(yù)熱二次空氣，降低熱耗、提高熱利用率。冷卻方式：冷卻速度慢（平衡冷卻）(4~5℃/min)冷卻速度快急冷（淬冷）(18~20℃/min)五、熟料的冷卻熟料的冷卻：五、熟料的冷卻18

防止或減少C3S的分解；避免β-C2S轉(zhuǎn)變成γ-C2S；改善了水泥安定性；(MgO玻璃體易水化)使熟料C3A晶體減少，提高水泥抗硫酸鹽性能；改善熟料易磨性；可克服水泥瞬凝或快凝?？炖鋵Ω纳剖炝腺|(zhì)量的作用：快冷對改善熟料質(zhì)量的作用：19熱化學(xué)方程式表示化學(xué)反應(yīng)與熱效應(yīng)關(guān)系的方程式生料在煅燒過程中的物理化學(xué)變化吸熱反應(yīng)放熱反應(yīng)表5.5§5.2.熟料形成的熱化學(xué)熱化學(xué)方程式表示化學(xué)反應(yīng)與熱效應(yīng)關(guān)系的方程式§5.2.201、定義：在一定生產(chǎn)條件下，用某一基準(zhǔn)溫度（一般是0℃或20℃）的干燥物料，在沒有任何物料損失和熱量損失的條件下，制成1kg同溫度的熟料所需要的熱量稱為熟料的形成熱（熟料理論熱耗）。2、計算原理：理論熱耗=吸收的總熱量－放出的總熱量，一般為1630～1800kJ/kg-ck。（表5.6）3、影響因素：熟料的形成熱是熟料形成在理論上消耗的熱，它僅與原、燃料的品種、性質(zhì)及熟料的化學(xué)成分與礦物組成、生產(chǎn)條件有關(guān)。一、熟料的形成熱（理論熱耗）1、定義：在一定生產(chǎn)條件下，用某一基準(zhǔn)溫度（一般是0℃或2021定義：每煅燒1kg熟料窯內(nèi)實際消耗的熱量稱為熟料實際熱耗，簡稱熟料熱耗，也叫熟料單位熱耗。熱損失

熱耗＞熟料形成熱，降低熱耗，降低各種熱損失（廢氣、散熱等）。理論熱耗：1630--1800KJ/kg；實際熱耗：3400--7500KJ/kg碳酸鈣分解吸熱量最大熟料冷卻放熱量最大二、熟料熱耗（實際熱耗）定義：每煅燒1kg熟料窯內(nèi)實際消耗的熱量稱為熟料實際熱耗，簡221、生產(chǎn)方法與窯型；（干、濕，表5.7）2、廢氣余熱的利用；3、生料組成（礦渣代替部分石灰石、石灰）、細(xì)度及生料易燒性；4、燃料的燃燒情況；（不完全燃燒）5、窯體的散熱損失（保溫）；6、礦體劑及微量元素的作用。（二）、影響熟料熱耗的因素1、生產(chǎn)方法與窯型；（干、濕，表5.7）（二）、影響熟料熱耗23定義：在煅燒過程中，能加速熟料礦物的形成，本身不參加反應(yīng)或只參加中間反應(yīng)的物質(zhì)。類型：

礦化劑（1種）

復(fù)合礦化劑（2種）石膏—螢石重晶石—螢石磷石膏-螢石作用：加速分解反應(yīng)；加速固相反應(yīng)；降低液相出現(xiàn)的溫度；加速C3S的形成使用礦化劑易引起的問題：凝結(jié)時間不正常，快凝或慢凝。一、礦化劑含氟化合物：如：CaF2(螢石)硫化物：如：石膏氯化物：CaCl2其他:如：銅礦渣、磷礦渣§5.3礦化劑、晶種對熟料煅燒和質(zhì)量的影響定義：在煅燒過程中，能加速熟料礦物的形成，本身不參加反應(yīng)或只24（一）作用機(jī)理1.加速CaCO3分解，促進(jìn)固相反應(yīng)（高溫，蒸汽）反應(yīng)生成SiF4和CaF2的在高溫，蒸汽作用下分解生成活性的SiO2，CaO。二、氟化鈣的礦化作用（一）作用機(jī)理二、氟化鈣的礦化作用252降低液相出現(xiàn)的溫度和粘度，促進(jìn)C3S形成高溫，加入氟化鈣，1%~3%,燒成溫度下降50~100℃二、氟化鈣的礦化作用2降低液相出現(xiàn)的溫度和粘度，促進(jìn)C3S形成高溫，加入氟化鈣261.根據(jù)生料的易燒性決定是否采用（結(jié)晶SiO2多，熔劑礦物多）2.用量適當(dāng)，一般小于1%3.摻加量要均勻4.摻有螢石的熟料應(yīng)急冷（1250℃時螢石促進(jìn)C3S分解，C2S晶型轉(zhuǎn)變）（二）使用礦化劑時注意事項1.根據(jù)生料的易燒性決定是否采用（結(jié)晶SiO2多，熔劑礦物27氧化氣氛CaOSO3還原氣氛CaS2C2S·CaO（硫硅石）4CaO·Al2O3·SO3（無水硫鋁酸鈣）早強(qiáng)，適量有利SO3有利于降低液相粘度，增加液相量，有利于C3S的形成，同時少量的CaSO4能穩(wěn)定C2S晶型轉(zhuǎn)化石膏摻量2%~4%，燒成溫度為1360~1370℃,當(dāng)摻量超過5.3%時，游離CaO增加。1050℃形成，1300℃分解為三硫酸鹽類礦化劑（石膏）氧化氣氛CaOSO31050℃形成，1300℃分解28熟料的形成過程比較復(fù)雜，影響因素多。（KH，IM，CaF2/SO3、燒成溫度）復(fù)合礦化劑應(yīng)用中應(yīng)注意的問題1.不正常凝結(jié)問題及對策急凝KH偏低、煅燒溫度偏低、還原氣氛慢凝IM偏低、煅燒溫度偏高、KH偏高、MgO,CaF2偏高2.腐蝕、污染2、配料方案復(fù)合礦化劑的摻加量率值（高KH，低n,高p）配煤（少）3.生料均化與煅燒工藝生料成分均勻穩(wěn)定采用黑生料、淺暗火操作（減少熱損失、F，S的揮發(fā)）提高加料與卸料速度，加強(qiáng)中部通風(fēng)四復(fù)合礦化劑熟料的形成過程比較復(fù)雜，影響因素多。（KH，IM，CaF2291、晶種：是晶體結(jié)晶過程的晶核.(晶核劑、核化劑)硅酸鹽水泥熟料。2、晶種技術(shù)：在入磨原材料中摻入少量的硅酸鹽水泥熟料共同磨制出生料，業(yè)已存在的硅酸鹽水泥熟料礦物在煅燒過程中作為晶核劑誘導(dǎo)水泥窯中物料迅速燒結(jié)，從而達(dá)到提高熟料產(chǎn)量，降低煤耗目的的技術(shù)。五、晶種技術(shù)1、晶種：是晶體結(jié)晶過程的晶核.(晶核劑、核化劑)五、晶種技30（二）晶種摻加量及生產(chǎn)工藝的調(diào)整

晶種摻加量及生產(chǎn)工藝的調(diào)整1.晶種及其摻加量（C3S，2～3.5%）2.晶種加入工藝（單獨計量配料）3.率值及熟料熱耗的調(diào)整中（高KH，高P，減煤）五、晶種技術(shù)（二）晶種摻加量及生產(chǎn)工藝的調(diào)整晶種摻加量及生產(chǎn)工藝31使用礦化劑、晶種有積極的一面，也有消極的一面，如增加成本，有副作用等，使用時應(yīng)注意：1、根據(jù)實際情況考慮是否采用；2、選擇合適的品種；3、摻量要合適，計量要精確；4、摻入要均勻；5、相應(yīng)調(diào)整配料方案及操作措施；6、礦化劑、晶種可以同時使用。六、使用礦化劑、晶種時的注意事項使用礦化劑、晶種有積極的一面，也有消極的一面，如增加成本，有32由原、燃料帶入的伴生組分。（P19）對熟料煅燒和質(zhì)量有不同程度的影響。有正作用也有副作用合理利用，化害為利§5.4揮發(fā)性組分及其他微量元素的作用由原、燃料帶入的伴生組分。（P19）§5.4揮發(fā)性組分及33揮發(fā)性組分：堿、氯、硫。主要來源：原料、燃煤特點：（1）低溫下呈固態(tài)，高溫下?lián)]發(fā)成氣體；（2）當(dāng)其含量大時，可降低最低共熔溫度，增加液相量，降低液相粘度，起助熔作用。一、揮發(fā)性組分的影響一、揮發(fā)性組分的影響341、揮發(fā)性組分的揮發(fā)凝聚循環(huán)堿、氯、硫化合物高溫分解、氣化和揮發(fā)低溫區(qū)窯尾凝聚、聚集、粘附于生料顆粒表面在循環(huán)過程中富集揮發(fā)性組分對新型干法水泥生產(chǎn)的影響1、揮發(fā)性組分的揮發(fā)凝聚循環(huán)揮發(fā)性組分對新型干法水泥生產(chǎn)的影35

2、危害：（1）結(jié)皮、堵塞：結(jié)皮：物料在設(shè)備或氣體管道內(nèi)壁上逐步分層粘掛，形成疏松多孔的層狀覆蓋物；堵塞：窯后通風(fēng)系統(tǒng)或料流系統(tǒng)被結(jié)皮物料堵塞。（不一定是堵死）（2）結(jié)大塊、結(jié)圈揮發(fā)性組分對新型干法水泥生產(chǎn)的影響2、危害：揮發(fā)性組分對新型干法水泥生產(chǎn)的影響363、防止措施：3、防止措施：（1）限制原燃料中堿、氯、硫的含量；新型干法水泥生產(chǎn)：生料中：K2O+Na2O＜1.0%Cl-＜0.015%~0.020%生料和燃料的硫堿比要S/R＝SO3/（0.85K2O+1.29Na2O）=0.6~0.8（2）旁路放風(fēng)（3）及時清理：如定期用高壓風(fēng)吹掃結(jié)皮、空氣炮清除等揮發(fā)性組分對新型干法水泥生產(chǎn)的影響3、防止措施：3、防止措施：揮發(fā)性組分對新型干法水泥生產(chǎn)的影37破壞熟料礦物C3S、C2S、C3A的形成，f-CaO增加（S少時）表5.10，5.11影響液相粘度（無S，粘度高，有S時，粘度低）水泥結(jié)塊、快凝（鉀石膏）水泥性能變壞（鹽析、堿集料反應(yīng)）有S存在，生堿的硫化物較高堿含量對熟料煅燒和質(zhì)量的影響破壞熟料礦物C3S、C2S、C3A的形成，f-CaO增加（S38主要指：MgOP2O5TiO2V2O5；MgO少助熔多安定性P2O5含量少，0.1~0.3%，穩(wěn)定βC２S提高強(qiáng)度，增加，C3S分解TiO2少穩(wěn)定βC２S提高強(qiáng)度多降低強(qiáng)度

V2O5少易燒性好，多易燒性差，f-CaO增加，強(qiáng)度下降等作用：總體說，這些微量成分，少量存在時，對水泥生產(chǎn)有好處，多了有副作用。二、非揮發(fā)性組分主要指：MgOP2O5TiO2V39回轉(zhuǎn)窯濕法立波爾（窯尾帶加熱機(jī)，半干法）干法新型干法（懸浮預(yù)熱、窯外分解）立窯土立窯機(jī)立窯§5.5水泥熟料的煅燒方法及設(shè)備回轉(zhuǎn)窯濕法§5.5水泥熟料的煅燒方法及設(shè)備40第5章熟料煅燒技術(shù)(水泥工藝學(xué)課程)課件41（一）、回轉(zhuǎn)窯的煅燒工藝流程1、回轉(zhuǎn)窯的結(jié)構(gòu)：2、煅燒工藝流程：傳動大齒輪高端窯尾冷端低端窯頭熱端傾斜鋼筒體，內(nèi)部耐火材料，保溫，保護(hù)D2~5ML60~180M干短濕長國外7230燃料生料熟料廢氣回轉(zhuǎn)窯與冷卻機(jī)、煤粉燃燒裝置、鼓風(fēng)機(jī)、排風(fēng)機(jī)及收塵設(shè)備等熟料燒成系統(tǒng)燃燒用空氣：一次空氣和煤粉混合（15~30%）二次空氣預(yù)熱(與熟料進(jìn)行熱交換)一、回轉(zhuǎn)窯內(nèi)熟料的煅燒（一）、回轉(zhuǎn)窯的煅燒工藝流程傳動大齒輪高端窯尾冷端低端42第5章熟料煅燒技術(shù)(水泥工藝學(xué)課程)課件43第5章熟料煅燒技術(shù)(水泥工藝學(xué)課程)課件44第5章熟料煅燒技術(shù)(水泥工藝學(xué)課程)課件45懸浮預(yù)熱器窯流程圖懸浮預(yù)熱器窯流程圖46預(yù)分解窯工藝流程預(yù)分解窯工藝流程47（二）、回轉(zhuǎn)窯內(nèi)熟料的煅燒過程

按回轉(zhuǎn)窯內(nèi)物料沿窯長的溫度變化和反應(yīng)情況逼和占有的空間可劃分為6個帶干燥帶預(yù)熱帶分解帶放熱反應(yīng)帶燒成帶冷卻帶物料(℃)氣體~150250~400150~7501000750~100014001000~130016001300~1450~130017001300~1000主要反應(yīng)自由水蒸發(fā)粘土質(zhì)原料脫水碳酸鹽分解固相反應(yīng)熟料燒成熟料的冷卻濕法回轉(zhuǎn)窯干法回轉(zhuǎn)窯干法回轉(zhuǎn)窯干法回轉(zhuǎn)窯干法回轉(zhuǎn)窯分解爐懸浮預(yù)熱器懸浮預(yù)熱器加熱機(jī)各帶不是截然分開的,而是互相交叉的；不同窯型，帶的劃分不同（二）、回轉(zhuǎn)窯內(nèi)熟料的煅燒過程干燥帶預(yù)熱帶分解帶放熱反應(yīng)帶燒48二、帶懸浮預(yù)熱器回轉(zhuǎn)窯內(nèi)熟料的煅燒二、帶懸浮預(yù)熱器回轉(zhuǎn)窯內(nèi)熟料的煅燒二、帶懸浮預(yù)熱器回轉(zhuǎn)窯內(nèi)熟料的煅燒二、帶懸浮預(yù)熱器49第5章熟料煅燒技術(shù)(水泥工藝學(xué)課程)課件50第5章熟料煅燒技術(shù)(水泥工藝學(xué)課程)課件51旋風(fēng)式懸浮預(yù)熱器窯旋風(fēng)式懸浮預(yù)熱器窯521、傳熱面積大（1kg生料在窯內(nèi)的傳熱面積是0.157㎝2,在懸浮預(yù)熱器里是1250㎝2,后者是前者的8000倍）；2、傳熱效率提高，傳熱速率增大（在窯內(nèi)僅為5.8℃/min,立波爾窯的加熱機(jī),其速率也只有50℃/min,而懸浮預(yù)熱器內(nèi)的速率可達(dá)1000℃/min）；3、總體物料與氣流是逆向運動，而在管道和旋風(fēng)筒內(nèi)則是順流運動。傳熱主要是在管道中進(jìn)行（約占80%），旋風(fēng)筒主要起氣固相分離作用，傳熱較少（約占20%）4、入窯物料碳酸鈣分解率達(dá)30～40%，從而減輕了回轉(zhuǎn)窯的負(fù)荷，使窯的長度縮短。5、窯內(nèi)沒有干燥帶、預(yù)熱帶，只有其余四個帶熟料煅燒特點1、傳熱面積大（1kg生料在窯內(nèi)的傳熱面積是0.157㎝2,53分解爐，在其中加入50～60%的燃料，

燃燒放熱過程與生料的吸熱分解過程

在懸浮態(tài)或流化態(tài)下

極其迅速地進(jìn)行

使生料在入回轉(zhuǎn)窯接受基本上完成碳酸鹽的分解反應(yīng)，（85%~95%）三、預(yù)分解窯內(nèi)熟料的煅燒分解爐，在其中加入50～60%的燃料，

燃燒放熱過程與生料的54預(yù)分解窯生產(chǎn)流程圖預(yù)分解窯生產(chǎn)流程圖55預(yù)分解窯工藝流程預(yù)分解窯工藝流程56分解爐，在其中加入50～60%的燃料，

燃燒放熱過程與生料的吸熱分解過程

在懸浮態(tài)或流化態(tài)下

極其迅速地進(jìn)行

使生料在入回轉(zhuǎn)窯接受基本上完成碳酸鹽的分解反應(yīng)，（85%~95%）分解爐，在其中加入50～60%的燃料，

燃燒放熱過程與生料的57

1、分解爐中，溫度為820～900℃時，分解率可達(dá)85～95%，分解時間4～10s窯內(nèi)30多分鐘2、碳酸鈣的分解到窯外，窯長縮短，降低占地面積。3、懸浮狀態(tài)，傳熱面積大，傳熱速率高，熟料單位熱耗降低。4.熟料密度小，顆粒細(xì)5、窯內(nèi)分三個帶：過渡帶（主要是少量分解反應(yīng)、固相反應(yīng)）、燒成帶、冷卻帶。預(yù)分解窯煅燒熟料的特點

1、分解爐中，溫度為820～900℃時，分解率可達(dá)85～958第5章熟料煅燒技術(shù)(水泥工藝學(xué)課程)課件59工藝參數(shù)：風(fēng)、煤、料、窯速窯的傳熱能力：窯尾系統(tǒng)的類型；冷卻機(jī)的類型工藝條件窯的傳熱能力要與發(fā)熱能力相適應(yīng)。四、工藝條件對熟料形成的影響工藝參數(shù)：風(fēng)、煤、料、窯速工藝條件窯的傳熱能力要與發(fā)熱能力相601、工藝參數(shù)1）風(fēng)和煤：風(fēng)和煤配合，形成火焰。火焰：溫度、長度、形狀、位置均要合適煤質(zhì)煤量風(fēng)量風(fēng)煤的配合煤的成分：煤的細(xì)度：AQV影響火焰的因素合適穩(wěn)定1、工藝參數(shù)1）風(fēng)和煤：煤質(zhì)煤的成分：A影響火焰的因素合適穩(wěn)612）料生料的質(zhì)量生料的數(shù)量化學(xué)成分：細(xì)度均勻性生料的易燒性：生料煅燒時形成熟料的難易程度生料的易燒性愈好，生料煅燒的溫度愈低，f-CaO含量越低，熟料質(zhì)量愈好；易燒性愈差，煅燒溫度愈高，燒成時間長，否則就會使f-CaO含量較高，熟料質(zhì)量差，熟料產(chǎn)量降低。2）料生料的質(zhì)量化學(xué)成分：生料的易燒性：生料煅燒時形成熟料的62測定生料易燒性的方法：很多。如：按一定的煅燒制度對生料試樣進(jìn)行煅燒后，測定其f-CaO含量，并以該f-CaO含量的多少表示生料的難易程度。影響生料易燒性的主要因素：生料的化學(xué)成分生料的顆粒組成生料的均勻性礦化劑的使用原料的性質(zhì)率值次要氧化物的含量測定生料易燒性的方法：很多。如：按一定的煅燒制度對生料試樣進(jìn)63

3）窯速表示方法：每分鐘回轉(zhuǎn)次數(shù)。r/min窯速要穩(wěn)定，以穩(wěn)定窯內(nèi)熱工制度；為此要求喂料要穩(wěn)定。且窯速與喂料量相適應(yīng)。3）窯速表示方法：每分鐘回轉(zhuǎn)次數(shù)。r/min64回轉(zhuǎn)爐篦子加熱機(jī)懸浮預(yù)熱器懸浮預(yù)熱器+分解爐3、窯尾系統(tǒng)的類型回轉(zhuǎn)爐篦子加熱機(jī)3、窯尾系統(tǒng)的類型65預(yù)熱器回轉(zhuǎn)窯冷卻機(jī)干燥、預(yù)熱、部分分解（30%~50%）部分分解、固相反應(yīng)、燒結(jié)反應(yīng)熟料的冷卻懸浮預(yù)熱器窯熟料煅燒特點預(yù)熱器回轉(zhuǎn)窯冷卻機(jī)干燥、預(yù)熱、部分分解（30%~50%）部分66預(yù)熱器回轉(zhuǎn)窯冷卻機(jī)分解爐干燥、預(yù)熱分解（85%~95%）部分分解、固相反應(yīng)、燒結(jié)反應(yīng)熟料的冷卻預(yù)分解窯煅燒特點預(yù)熱器回轉(zhuǎn)窯冷卻機(jī)分解爐干燥、預(yù)熱分解部分分解、67第二、三、四代推動篦式冷卻機(jī)水平推動篦式冷卻機(jī)4、冷卻機(jī)第二、三、四代推動篦式冷卻機(jī)水平推動篦式冷卻機(jī)4、冷卻機(jī)68盡可能多的回收熱量縮短冷卻時間冷卻單位質(zhì)量熟料的空氣消耗量要少結(jié)構(gòu)簡單，操作方便筒式篦式4、冷卻機(jī)盡可能多的回收熱量4、冷卻機(jī)69第5章熟料煅燒技術(shù)(水泥工藝學(xué)課程)課件70可控氣流通風(fēng)篦板可控氣流通風(fēng)篦板71第5章熟料煅燒技術(shù)(水泥工藝學(xué)課程)課件72第5章熟料煅燒技術(shù)(水泥工藝學(xué)課程)課件73堅式固定床煅燒設(shè)備普通立窯和機(jī)立窯12%~14%水D5~15mm料球成球、鼓風(fēng)、收塵、立窯及配煤系統(tǒng)組成立窯煅燒系統(tǒng)熱耗低傳熱效率高（燃燒與煅燒同時進(jìn)行）四、立窯的煅燒工藝堅式固定床煅燒設(shè)備四、立窯的煅燒工藝74第5章熟料煅燒技術(shù)(水泥工藝學(xué)課程)課件75由表及里傳熱、溫度由表及里升高，熟料的形成也是由表及里由表及里傳熱、溫度由表及里升高，熟料的形成也是由表及里76根據(jù)料球表面的平均溫度和進(jìn)行的物理化學(xué)反應(yīng)，沿著窯的高度方向，預(yù)熱帶（窯面，占窯高的5－10%，煤，V，缺氧，不燃燒，損失，無煙煤。分解，CO2，塑性）燒成帶（煅燒帶、高溫帶，底火，占窯高的10－15%，燒成帶的位置和高度重要，取決于煤的燃點和燃燒速度，取決于粒度大小，通風(fēng)好壞）冷卻帶（冷卻熟料，預(yù)熱空氣，占窯高的75－85%）立窯帶的劃分根據(jù)料球表面的平均溫度和進(jìn)行的物理化學(xué)反應(yīng)，沿著窯的高度方向77一、窯面通風(fēng)不均－－不等風(fēng)，邊風(fēng)過剩，中風(fēng)不足物料收縮邊壁效應(yīng)（不能緊密堆積，邊部空隙大于中部）通風(fēng)的孔道阻力（中部彎曲多，阻力大，中部物料易結(jié)大塊）二、窯面的溫度不等邊部物料溫度低，中部料溫度高（邊風(fēng)過大，邊部散熱，與中部相關(guān)100－200度）立窯的熱工特點一、窯面通風(fēng)不均－－不等風(fēng)，邊風(fēng)過剩，中風(fēng)不足立窯的熱工特點78白生料煅燒法全黑生料煅燒法半黑生料煅燒法立窯的熱工特點白生料煅燒法立窯的熱工特點79正常熟料

黑色致密塊狀，灰黑色葡萄串狀結(jié)構(gòu)致密欠燒熟料淡灰色，疏松，f-CaO高，強(qiáng)度低，卸料快，高溫區(qū)停留時間短，燒成溫度低還原熟料棕色或白色還原氣氛，強(qiáng)度低，f-CaO高易磨性差配煤適當(dāng)，均勻，粒度，通風(fēng)生燒料黃粉、黃球、黃心料，強(qiáng)度低，f-CaO高，配煤不足，料球過大，易燒性差，漏生粉化料細(xì)粉，灰黃色，棕褐色，灰白色C2S過高，配料不當(dāng)，成分不均勻，配煤不合理，慢冷熟料的外觀質(zhì)量的判斷與分析正常熟料黑色致密塊狀，灰黑色葡萄串狀結(jié)構(gòu)致密熟料的外觀質(zhì)80一、五級、六級預(yù)分解窯煅燒技術(shù)節(jié)能，降低阻力，廢氣溫度下降二、兩級分解爐的預(yù)分解窯（表5.19）§5.6水泥熟料煅燒技術(shù)的發(fā)展一、五級、六級預(yù)分解窯煅燒技術(shù)§5.6水泥熟料煅燒技術(shù)的發(fā)81CO2分壓下降，分解率提高CO2分壓下降，分解率提高82預(yù)熱器窯排出的廢氣溫度300－400℃，冷卻機(jī)排出的廢氣溫度200℃用高效余熱鍋爐回收，蒸汽，汽輪發(fā)電機(jī)發(fā)電分為：帶補(bǔ)燃鍋爐不帶補(bǔ)燃鍋爐三、水泥窯低溫余熱發(fā)電預(yù)熱器窯排出的廢氣溫度300－400℃，三、水泥窯低溫余83第5章熟料煅燒技術(shù)(水泥工藝學(xué)課程)課件84流化床煅燒水泥新技術(shù)四、煅燒新技術(shù)的研究流化床煅燒水泥新技術(shù)四、煅燒新技術(shù)的研究85第5章熟料煅燒技術(shù)(水泥工藝學(xué)課程)課件86第5章熟料煅燒技術(shù)(水泥工藝學(xué)課程)課件87濕法干法立窯第七節(jié)熟料煅燒工藝技術(shù)的改造濕法第七節(jié)熟料煅燒工藝技術(shù)的改造88第5章熟料煅燒技術(shù)(水泥工藝學(xué)課程)課件89第5章熟料煅燒技術(shù)(水泥工藝學(xué)課程)課件90掌握內(nèi)容】硅酸鹽水泥熟料的形成過程：名稱、反應(yīng)特點、影響反應(yīng)速度的因素；熟料的形成熱、熱耗的定義、一般數(shù)值、影響因素?fù)]發(fā)性組分對新型干法水泥生產(chǎn)的影響懸浮預(yù)熱器窯及預(yù)分解窯的組成、工作過程影響窯產(chǎn)、質(zhì)量及消耗的因素【理解內(nèi)容】C3S的形成機(jī)理，形成條件；影響熟料形成熱的因素，形成熱與實際熱耗的區(qū)別，降低熱耗的措施；回轉(zhuǎn)窯的結(jié)構(gòu)、組成、及工作過程；回轉(zhuǎn)窯內(nèi)“帶”的劃分方法，預(yù)分解窯內(nèi)“帶”的劃分。【了解內(nèi)容】水泥熟料的煅燒方法及設(shè)備類型；礦化劑、晶種：定義、類型、作用、使用；濕法窯的組成，工作過程立窯的組成，工作過程掌握內(nèi)容】91小結(jié)生料在煅燒過程中的物理化學(xué)變化熱耗回轉(zhuǎn)窯內(nèi)“帶”的劃分工藝條件及對熟料形成的影響小結(jié)小結(jié)生料在煅燒過程中的物理化學(xué)變化小結(jié)921、有時候讀書是一種巧妙地避開思考的方法。12月-2212月-22Tuesday,December13,20222、閱讀一切好書如同和過去最杰出的人談話。04:01:5104:01:5104:0112/13/20224:01:51AM3、越是沒有本領(lǐng)的就越加自命不凡。12月-2204:01:5104:01Dec-2213-Dec-224、越是無能的人，越喜歡挑剔別人的錯兒。04:01:5104:01:5104:01Tuesday,December13,20225、知人者智，自知者明。勝人者有力，自勝者強(qiáng)。12月-2212月-2204:01:5104:01:51December13,20226、意志堅強(qiáng)的人能把世界放在手中像泥塊一樣任意揉捏。13十二月20224:01:51上午04:01:5112月-227、最具挑戰(zhàn)性的挑戰(zhàn)莫過于提升自我。。十二月224:01上午12月-2204:01December13,20228、業(yè)余生活要有意義，不要越軌。2022/12/134:01:5104:01:5113December20229、一個人即使已登上頂峰，也仍要自強(qiáng)不息。4:01:51上午4:01上午04:01:5112月-2210、你要做多大的事情，就該承受多大的壓力。12/13/20224:01:51AM04:01:5113-12月-2211、自己要先看得起自己，別人才會看得起你。12/13/20224:01AM12/13/20224:01AM12月-2212月-2212、這一秒不放棄，下一秒就會有希望。13-Dec-2213December202212月-2213、無論才能知識多么卓著，如果缺乏熱情，則無異紙上畫餅充饑，無補(bǔ)于事。Tuesday,December13,202213-Dec-2212月-2214、我只是自己不放過自己而已，現(xiàn)在我不會再逼自己眷戀了。12月-2204:01:5113December202204:01謝謝大家1、有時候讀書是一種巧妙地避開思考的方法。12月-2212月93

§5-1生料在煅燒過程中的物理化學(xué)變化

§5-2熟料形成的熱化學(xué)

§5-7熟料煅燒工藝技術(shù)的改造

§5-6水泥熟料煅燒技術(shù)的發(fā)展

§5-5水泥熟料的煅燒方法及設(shè)備

§5-4揮發(fā)性組分及其他微量元素的作用

§5-3礦化劑、晶種對熟料煅燒和質(zhì)量影響第五章熟料煅燒技術(shù)§5-1生料在煅燒過程中的物理化學(xué)變化§5-2熟94生料在水泥窯內(nèi)經(jīng)過連續(xù)加熱，高溫煅燒至部分熔融，經(jīng)過一系列的物理化學(xué)反應(yīng)，得以硅酸鈣為主要成分的硅酸鹽水泥熟料的工藝過程叫硅酸鹽水泥熟料的煅燒，簡稱煅燒。煅燒煅燒95干燥（自由水蒸發(fā)）吸熱粘土質(zhì)原料脫水吸熱碳酸鹽分解強(qiáng)吸熱固相反應(yīng)放熱熟料燒結(jié)微吸熱熟料冷卻放熱§5.1生料在煅燒過程中

的物理化學(xué)變化干燥（自由水蒸發(fā)）吸熱§5.1生料在煅燒過程96一、干燥與脫水（一）干燥自由水的蒸發(fā)。含水量與生產(chǎn)方法和窯型有關(guān)（含水量增加熱耗增加）（二）脫水粘土質(zhì)原料脫去化合水（結(jié)構(gòu)水和層間吸附水）高嶺土（Al2O3·2SiO2·2H2O）脫水后變成無定形的Al2O3·2SiO2，這些無定形物具有較高的活性（高嶺土活性高，蒙脫石，伊利石活性低）一、干燥與脫水一、干燥與脫水（一）干燥一、干燥與脫水97反應(yīng)式：MgCO3MgO+CO2-QCaCO3CaO+CO2-Q反應(yīng)溫度：

MgCO3始于402~408℃最高700℃CaCO3600℃開始，812~928℃快速分解二、碳酸鹽分解反應(yīng)式：MgCO3MgO+CO2-Q二、碳酸鹽分解98(一)碳酸鈣分解反應(yīng)的特點反應(yīng)特點：

可逆反應(yīng)（溫度，CO2分壓）強(qiáng)吸熱反應(yīng)（分解所需熱量:濕法1/3，干法1/2）燒失量大(CO2)分解溫度與CO2分壓和礦物結(jié)晶程度有關(guān)(圖5.1)（CO2分壓大，分解溫度高，伴生礦物和雜質(zhì)降低分解溫度，結(jié)晶，分解溫度高）(一)碳酸鈣分解反應(yīng)的特點(一)碳酸鈣分解反應(yīng)的特點反應(yīng)特點：(一)碳酸鈣分解反應(yīng)的特99圖5.21、氣流向顆粒表面?zhèn)鳠幔ㄎ锢磉^程）2、熱量由表面以傳導(dǎo)方式向分解面?zhèn)鬟f；（物理過程）3、碳酸鈣在一定溫度下，繼續(xù)分解、吸收熱量并放出CO2；（化學(xué)過程）4、放出的CO2從分解面通過CaO層，向四周進(jìn)行內(nèi)部擴(kuò)散；（物理過程）5、擴(kuò)散到顆粒邊緣的CO2，通過邊界層向介質(zhì)擴(kuò)散。（物理過程）(二)碳酸鈣分解過程圖5.2(二)碳酸鈣分解過程1001.0cm傳熱傳質(zhì)占主導(dǎo)0.2cm物理和化學(xué)過程同樣重要30μm化學(xué)反應(yīng)占主導(dǎo)（CO2分壓）（懸?。┗剞D(zhuǎn)窯（堆積）立窯（料球顆粒大）懸浮預(yù)熱器和分解爐內(nèi)研究表明1.0cm傳熱傳質(zhì)占主導(dǎo)研究表明101第5章熟料煅燒技術(shù)(水泥工藝學(xué)課程)課件102石灰質(zhì)原料的特性（伴生礦物和雜質(zhì)、結(jié)晶）生料細(xì)度和顆粒級配（比表面積）生料懸浮分散程度（傳熱面積）溫度（高，快，熱耗增，結(jié)皮，堵塞）窯系統(tǒng)的CO2分壓生料中粘土質(zhì)組分的性質(zhì)（活性高，則能直接與碳酸鈣發(fā)生反應(yīng)，可以促進(jìn)碳酸鈣的分解過程

）（三）影響反應(yīng)速度的因素（三）影響反應(yīng)速度的因素103（一）反應(yīng)過程CaO與SiO2、Al2O3、Fe2O3進(jìn)行固相反應(yīng)生成（C3S）、（C2S）、（C3A）、（C4AF）。三固相反應(yīng)（一）反應(yīng)過程三固相反應(yīng)104800℃CaO+Al2O3→CaO·Al2O3（CA）CaO+Fe2O3→CaO·Fe2O3（CF）2CaO+SiO2

→2CaO·SiO2（C2S）800～900℃CaO·Fe2O3+CaO→2CaO·Fe2O3（C2F）7CaO·Al2O3+5CaO→12CaO·7Al2O3（C12A7）900～1100℃2CaO+SiO2+Al2O3

→2CaO·Al2O3·SiO212CaO·7Al2O3+9CaO→7（3CaO·Al2O3）（C3A）7（2CaO·Fe2O3）+2CaO+12CaO·7Al2O3→

7（4CaO·Al2O3·Fe2O3）（C4AF）1100~1200大量形成C3AC4AFC2S含量達(dá)最大值800℃105反應(yīng)特點：多級反應(yīng)放熱反應(yīng)三固相反應(yīng)反應(yīng)特點：三固相反應(yīng)106（二）影響固相反應(yīng)的主要因素1、生料細(xì)度及其均勻程度；（比表面積、充分接觸）2、原料物理性質(zhì)（結(jié)晶，慢，磨細(xì)）；3、溫度對固相反應(yīng)的影響；4、礦化劑。三固相反應(yīng)（二）影響固相反應(yīng)的主要因素三固相反應(yīng)107

熟料燒結(jié)過程：

當(dāng)物料溫度升高到最低共熔溫度后，C3A、C4AF、MgO、R2O等熔融成液相。C2S、CaO逐步溶解于液相中，C2S吸收CaO形成C3S。反應(yīng)式：C2S+CaO→C3S隨著溫度的升高和時間延長，液相量增加，液相粘度降低，C2S、CaO不斷溶解、擴(kuò)散，C3S晶核不斷形成，并逐漸發(fā)育、長大，形成幾十微米大小、發(fā)育良好的阿利特晶體。晶體不斷重排、收縮、密實化，物料逐漸由疏松狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)樯珴苫液?、結(jié)構(gòu)致密的熟料。C3S的形成熟料燒結(jié)四、熟料燒結(jié)熟料燒結(jié)過程：C3S的形成熟料燒結(jié)四、108

條件：

溫度：1300~1450~1300℃

液相量：20%~30%

時間：10~20min四、熟料燒結(jié)條件：四、熟料燒結(jié)1091.最低共熔溫度（組分多，溫度低，表5.2）2.液相量（一般為20～30%；

）（液相量與煅燒溫度、組分含量有關(guān)）3.液相粘度（小，擴(kuò)散快）（AL，F(xiàn)e有關(guān)圖5.5，溫度圖5.4，組分，圖5.6）4.液相的表面張力（小，潤濕，利于固液反應(yīng)）（溫度、組成、結(jié)構(gòu)）圖5.75.C2S、CaO溶于液相的速率（速率愈大，C3S的成核與發(fā)育愈快）（粒徑，粘度）表5.4，圖5.8（二）影響熟料燒結(jié)過程的因素1.最低共熔溫度（組分多，溫度低，表5.2）（二）影響熟料燒110熟料的冷卻：燒成溫度常溫熔體晶化凝固熟料顆粒結(jié)構(gòu)形成（凝固和相變）C2S的多晶轉(zhuǎn)變C3S分解冷卻目的：改善熟料質(zhì)量與易磨性；降低熟料的溫度，便于運輸（安全）、儲存（砼開裂）和粉磨（假凝）回收熱量，預(yù)熱二次空氣，降低熱耗、提高熱利用率。冷卻方式：冷卻速度慢（平衡冷卻）(4~5℃/min)冷卻速度快急冷（淬冷）(18~20℃/min)五、熟料的冷卻熟料的冷卻：五、熟料的冷卻111

防止或減少C3S的分解；避免β-C2S轉(zhuǎn)變成γ-C2S；改善了水泥安定性；(MgO玻璃體易水化)使熟料C3A晶體減少，提高水泥抗硫酸鹽性能；改善熟料易磨性；可克服水泥瞬凝或快凝?？炖鋵Ω纳剖炝腺|(zhì)量的作用：快冷對改善熟料質(zhì)量的作用：112熱化學(xué)方程式表示化學(xué)反應(yīng)與熱效應(yīng)關(guān)系的方程式生料在煅燒過程中的物理化學(xué)變化吸熱反應(yīng)放熱反應(yīng)表5.5§5.2.熟料形成的熱化學(xué)熱化學(xué)方程式表示化學(xué)反應(yīng)與熱效應(yīng)關(guān)系的方程式§5.2.1131、定義：在一定生產(chǎn)條件下，用某一基準(zhǔn)溫度（一般是0℃或20℃）的干燥物料，在沒有任何物料損失和熱量損失的條件下，制成1kg同溫度的熟料所需要的熱量稱為熟料的形成熱（熟料理論熱耗）。2、計算原理：理論熱耗=吸收的總熱量－放出的總熱量，一般為1630～1800kJ/kg-ck。（表5.6）3、影響因素：熟料的形成熱是熟料形成在理論上消耗的熱，它僅與原、燃料的品種、性質(zhì)及熟料的化學(xué)成分與礦物組成、生產(chǎn)條件有關(guān)。一、熟料的形成熱（理論熱耗）1、定義：在一定生產(chǎn)條件下，用某一基準(zhǔn)溫度（一般是0℃或20114定義：每煅燒1kg熟料窯內(nèi)實際消耗的熱量稱為熟料實際熱耗，簡稱熟料熱耗，也叫熟料單位熱耗。熱損失

熱耗＞熟料形成熱，降低熱耗，降低各種熱損失（廢氣、散熱等）。理論熱耗：1630--1800KJ/kg；實際熱耗：3400--7500KJ/kg碳酸鈣分解吸熱量最大熟料冷卻放熱量最大二、熟料熱耗（實際熱耗）定義：每煅燒1kg熟料窯內(nèi)實際消耗的熱量稱為熟料實際熱耗，簡1151、生產(chǎn)方法與窯型；（干、濕，表5.7）2、廢氣余熱的利用；3、生料組成（礦渣代替部分石灰石、石灰）、細(xì)度及生料易燒性；4、燃料的燃燒情況；（不完全燃燒）5、窯體的散熱損失（保溫）；6、礦體劑及微量元素的作用。（二）、影響熟料熱耗的因素1、生產(chǎn)方法與窯型；（干、濕，表5.7）（二）、影響熟料熱耗116定義：在煅燒過程中，能加速熟料礦物的形成，本身不參加反應(yīng)或只參加中間反應(yīng)的物質(zhì)。類型：

礦化劑（1種）

復(fù)合礦化劑（2種）石膏—螢石重晶石—螢石磷石膏-螢石作用：加速分解反應(yīng)；加速固相反應(yīng)；降低液相出現(xiàn)的溫度；加速C3S的形成使用礦化劑易引起的問題：凝結(jié)時間不正常，快凝或慢凝。一、礦化劑含氟化合物：如：CaF2(螢石)硫化物：如：石膏氯化物：CaCl2其他:如：銅礦渣、磷礦渣§5.3礦化劑、晶種對熟料煅燒和質(zhì)量的影響定義：在煅燒過程中，能加速熟料礦物的形成，本身不參加反應(yīng)或只117（一）作用機(jī)理1.加速CaCO3分解，促進(jìn)固相反應(yīng)（高溫，蒸汽）反應(yīng)生成SiF4和CaF2的在高溫，蒸汽作用下分解生成活性的SiO2，CaO。二、氟化鈣的礦化作用（一）作用機(jī)理二、氟化鈣的礦化作用1182降低液相出現(xiàn)的溫度和粘度，促進(jìn)C3S形成高溫，加入氟化鈣，1%~3%,燒成溫度下降50~100℃二、氟化鈣的礦化作用2降低液相出現(xiàn)的溫度和粘度，促進(jìn)C3S形成高溫，加入氟化鈣1191.根據(jù)生料的易燒性決定是否采用（結(jié)晶SiO2多，熔劑礦物多）2.用量適當(dāng)，一般小于1%3.摻加量要均勻4.摻有螢石的熟料應(yīng)急冷（1250℃時螢石促進(jìn)C3S分解，C2S晶型轉(zhuǎn)變）（二）使用礦化劑時注意事項1.根據(jù)生料的易燒性決定是否采用（結(jié)晶SiO2多，熔劑礦物120氧化氣氛CaOSO3還原氣氛CaS2C2S·CaO（硫硅石）4CaO·Al2O3·SO3（無水硫鋁酸鈣）早強(qiáng)，適量有利SO3有利于降低液相粘度，增加液相量，有利于C3S的形成，同時少量的CaSO4能穩(wěn)定C2S晶型轉(zhuǎn)化石膏摻量2%~4%，燒成溫度為1360~1370℃,當(dāng)摻量超過5.3%時，游離CaO增加。1050℃形成，1300℃分解為三硫酸鹽類礦化劑（石膏）氧化氣氛CaOSO31050℃形成，1300℃分解121熟料的形成過程比較復(fù)雜，影響因素多。（KH，IM，CaF2/SO3、燒成溫度）復(fù)合礦化劑應(yīng)用中應(yīng)注意的問題1.不正常凝結(jié)問題及對策急凝KH偏低、煅燒溫度偏低、還原氣氛慢凝IM偏低、煅燒溫度偏高、KH偏高、MgO,CaF2偏高2.腐蝕、污染2、配料方案復(fù)合礦化劑的摻加量率值（高KH，低n,高p）配煤（少）3.生料均化與煅燒工藝生料成分均勻穩(wěn)定采用黑生料、淺暗火操作（減少熱損失、F，S的揮發(fā)）提高加料與卸料速度，加強(qiáng)中部通風(fēng)四復(fù)合礦化劑熟料的形成過程比較復(fù)雜，影響因素多。（KH，IM，CaF21221、晶種：是晶體結(jié)晶過程的晶核.(晶核劑、核化劑)硅酸鹽水泥熟料。2、晶種技術(shù)：在入磨原材料中摻入少量的硅酸鹽水泥熟料共同磨制出生料，業(yè)已存在的硅酸鹽水泥熟料礦物在煅燒過程中作為晶核劑誘導(dǎo)水泥窯中物料迅速燒結(jié)，從而達(dá)到提高熟料產(chǎn)量，降低煤耗目的的技術(shù)。五、晶種技術(shù)1、晶種：是晶體結(jié)晶過程的晶核.(晶核劑、核化劑)五、晶種技123（二）晶種摻加量及生產(chǎn)工藝的調(diào)整

晶種摻加量及生產(chǎn)工藝的調(diào)整1.晶種及其摻加量（C3S，2～3.5%）2.晶種加入工藝（單獨計量配料）3.率值及熟料熱耗的調(diào)整中（高KH，高P，減煤）五、晶種技術(shù)（二）晶種摻加量及生產(chǎn)工藝的調(diào)整晶種摻加量及生產(chǎn)工藝124使用礦化劑、晶種有積極的一面，也有消極的一面，如增加成本，有副作用等，使用時應(yīng)注意：1、根據(jù)實際情況考慮是否采用；2、選擇合適的品種；3、摻量要合適，計量要精確；4、摻入要均勻；5、相應(yīng)調(diào)整配料方案及操作措施；6、礦化劑、晶種可以同時使用。六、使用礦化劑、晶種時的注意事項使用礦化劑、晶種有積極的一面，也有消極的一面，如增加成本，有125由原、燃料帶入的伴生組分。（P19）對熟料煅燒和質(zhì)量有不同程度的影響。有正作用也有副作用合理利用，化害為利§5.4揮發(fā)性組分及其他微量元素的作用由原、燃料帶入的伴生組分。（P19）§5.4揮發(fā)性組分及126揮發(fā)性組分：堿、氯、硫。主要來源：原料、燃煤特點：（1）低溫下呈固態(tài)，高溫下?lián)]發(fā)成氣體；（2）當(dāng)其含量大時，可降低最低共熔溫度，增加液相量，降低液相粘度，起助熔作用。一、揮發(fā)性組分的影響一、揮發(fā)性組分的影響1271、揮發(fā)性組分的揮發(fā)凝聚循環(huán)堿、氯、硫化合物高溫分解、氣化和揮發(fā)低溫區(qū)窯尾凝聚、聚集、粘附于生料顆粒表面在循環(huán)過程中富集揮發(fā)性組分對新型干法水泥生產(chǎn)的影響1、揮發(fā)性組分的揮發(fā)凝聚循環(huán)揮發(fā)性組分對新型干法水泥生產(chǎn)的影128

2、危害：（1）結(jié)皮、堵塞：結(jié)皮：物料在設(shè)備或氣體管道內(nèi)壁上逐步分層粘掛，形成疏松多孔的層狀覆蓋物；堵塞：窯后通風(fēng)系統(tǒng)或料流系統(tǒng)被結(jié)皮物料堵塞。（不一定是堵死）（2）結(jié)大塊、結(jié)圈揮發(fā)性組分對新型干法水泥生產(chǎn)的影響2、危害：揮發(fā)性組分對新型干法水泥生產(chǎn)的影響1293、防止措施：3、防止措施：（1）限制原燃料中堿、氯、硫的含量；新型干法水泥生產(chǎn)：生料中：K2O+Na2O＜1.0%Cl-＜0.015%~0.020%生料和燃料的硫堿比要S/R＝SO3/（0.85K2O+1.29Na2O）=0.6~0.8（2）旁路放風(fēng)（3）及時清理：如定期用高壓風(fēng)吹掃結(jié)皮、空氣炮清除等揮發(fā)性組分對新型干法水泥生產(chǎn)的影響3、防止措施：3、防止措施：揮發(fā)性組分對新型干法水泥生產(chǎn)的影130破壞熟料礦物C3S、C2S、C3A的形成，f-CaO增加（S少時）表5.10，5.11影響液相粘度（無S，粘度高，有S時，粘度低）水泥結(jié)塊、快凝（鉀石膏）水泥性能變壞（鹽析、堿集料反應(yīng)）有S存在，生堿的硫化物較高堿含量對熟料煅燒和質(zhì)量的影響破壞熟料礦物C3S、C2S、C3A的形成，f-CaO增加（S131主要指：MgOP2O5TiO2V2O5；MgO少助熔多安定性P2O5含量少，0.1~0.3%，穩(wěn)定βC２S提高強(qiáng)度，增加，C3S分解TiO2少穩(wěn)定βC２S提高強(qiáng)度多降低強(qiáng)度

V2O5少易燒性好，多易燒性差，f-CaO增加，強(qiáng)度下降等作用：總體說，這些微量成分，少量存在時，對水泥生產(chǎn)有好處，多了有副作用。二、非揮發(fā)性組分主要指：MgOP2O5TiO2V132回轉(zhuǎn)窯濕法立波爾（窯尾帶加熱機(jī)，半干法）干法新型干法（懸浮預(yù)熱、窯外分解）立窯土立窯機(jī)立窯§5.5水泥熟料的煅燒方法及設(shè)備回轉(zhuǎn)窯濕法§5.5水泥熟料的煅燒方法及設(shè)備133第5章熟料煅燒技術(shù)(水泥工藝學(xué)課程)課件134（一）、回轉(zhuǎn)窯的煅燒工藝流程1、回轉(zhuǎn)窯的結(jié)構(gòu)：2、煅燒工藝流程：傳動大齒輪高端窯尾冷端低端窯頭熱端傾斜鋼筒體，內(nèi)部耐火材料，保溫，保護(hù)D2~5ML60~180M干短濕長國外7230燃料生料熟料廢氣回轉(zhuǎn)窯與冷卻機(jī)、煤粉燃燒裝置、鼓風(fēng)機(jī)、排風(fēng)機(jī)及收塵設(shè)備等熟料燒成系統(tǒng)燃燒用空氣：一次空氣和煤粉混合（15~30%）二次空氣預(yù)熱(與熟料進(jìn)行熱交換)一、回轉(zhuǎn)窯內(nèi)熟料的煅燒（一）、回轉(zhuǎn)窯的煅燒工藝流程傳動大齒輪高端窯尾冷端低端135第5章熟料煅燒技術(shù)(水泥工藝學(xué)課程)課件136第5章熟料煅燒技術(shù)(水泥工藝學(xué)課程)課件137第5章熟料煅燒技術(shù)(水泥工藝學(xué)課程)課件138懸浮預(yù)熱器窯流程圖懸浮預(yù)熱器窯流程圖139預(yù)分解窯工藝流程預(yù)分解窯工藝流程140（二）、回轉(zhuǎn)窯內(nèi)熟料的煅燒過程

按回轉(zhuǎn)窯內(nèi)物料沿窯長的溫度變化和反應(yīng)情況逼和占有的空間可劃分為6個帶干燥帶預(yù)熱帶分解帶放熱反應(yīng)帶燒成帶冷卻帶物料(℃)氣體~150250~400150~7501000750~100014001000~130016001300~1450~130017001300~1000主要反應(yīng)自由水蒸發(fā)粘土質(zhì)原料脫水碳酸鹽分解固相反應(yīng)熟料燒成熟料的冷卻濕法回轉(zhuǎn)窯干法回轉(zhuǎn)窯干法回轉(zhuǎn)窯干法回轉(zhuǎn)窯干法回轉(zhuǎn)窯分解爐懸浮預(yù)熱器懸浮預(yù)熱器加熱機(jī)各帶不是截然分開的,而是互相交叉的；不同窯型，帶的劃分不同（二）、回轉(zhuǎn)窯內(nèi)熟料的煅燒過程干燥帶預(yù)熱帶分解帶放熱反應(yīng)帶燒141二、帶懸浮預(yù)熱器回轉(zhuǎn)窯內(nèi)熟料的煅燒二、帶懸浮預(yù)熱器回轉(zhuǎn)窯內(nèi)熟料的煅燒二、帶懸浮預(yù)熱器回轉(zhuǎn)窯內(nèi)熟料的煅燒二、帶懸浮預(yù)熱器142第5章熟料煅燒技術(shù)(水泥工藝學(xué)課程)課件143第5章熟料煅燒技術(shù)(水泥工藝學(xué)課程)課件144旋風(fēng)式懸浮預(yù)熱器窯旋風(fēng)式懸浮預(yù)熱器窯1451、傳熱面積大（1kg生料在窯內(nèi)的傳熱面積是0.157㎝2,在懸浮預(yù)熱器里是1250㎝2,后者是前者的8000倍）；2、傳熱效率提高，傳熱速率增大（在窯內(nèi)僅為5.8℃/min,立波爾窯的加熱機(jī),其速率也只有50℃/min,而懸浮預(yù)熱器內(nèi)的速率可達(dá)1000℃/min）；3、總體物料與氣流是逆向運動，而在管道和旋風(fēng)筒內(nèi)則是順流運動。傳熱主要是在管道中進(jìn)行（約占80%），旋風(fēng)筒主要起氣固相分離作用，傳熱較少（約占20%）4、入窯物料碳酸鈣分解率達(dá)30～40%，從而減輕了回轉(zhuǎn)窯的負(fù)荷，使窯的長度縮短。5、窯內(nèi)沒有干燥帶、預(yù)熱帶，只有其余四個帶熟料煅燒特點1、傳熱面積大（1kg生料在窯內(nèi)的傳熱面積是0.157㎝2,146分解爐，在其中加入50～60%的燃料，

燃燒放熱過程與生料的吸熱分解過程

在懸浮態(tài)或流化態(tài)下

極其迅速地進(jìn)行

使生料在入回轉(zhuǎn)窯接受基本上完成碳酸鹽的分解反應(yīng)，（85%~95%）三、預(yù)分解窯內(nèi)熟料的煅燒分解爐，在其中加入50～60%的燃料，

燃燒放熱過程與生料的147預(yù)分解窯生產(chǎn)流程圖預(yù)分解窯生產(chǎn)流程圖148預(yù)分解窯工藝流程預(yù)分解窯工藝流程149分解爐，在其中加入50～60%的燃料，

燃燒放熱過程與生料的吸熱分解過程

在懸浮態(tài)或流化態(tài)下

極其迅速地進(jìn)行

使生料在入回轉(zhuǎn)窯接受基本上完成碳酸鹽的分解反應(yīng)，（85%~95%）分解爐，在其中加入50～60%的燃料，

燃燒放熱過程與生料的150

1、分解爐中，溫度為820～900℃時，分解率可達(dá)85～95%，分解時間4～10s窯內(nèi)30多分鐘2、碳酸鈣的分解到窯外，窯長縮短，降低占地面積。3、懸浮狀態(tài)，傳熱面積大，傳熱速率高，熟料單位熱耗降低。4.熟料密度小，顆粒細(xì)5、窯內(nèi)分三個帶：過渡帶（主要是少量分解反應(yīng)、固相反應(yīng)）、燒成帶、冷卻帶。預(yù)分解窯煅燒熟料的特點

1、分解爐中，溫度為820～900℃時，分解率可達(dá)85～9151第5章熟料煅燒技術(shù)(水泥工藝學(xué)課程)課件152工藝參數(shù)：風(fēng)、煤、料、窯速窯的傳熱能力：窯尾系統(tǒng)的類型；冷卻機(jī)的類型工藝條件窯的傳熱能力要與發(fā)熱能力相適應(yīng)。四、工藝條件對熟料形成的影響工藝參數(shù)：風(fēng)、煤、料、窯速工藝條件窯的傳熱能力要與發(fā)熱能力相1531、工藝參數(shù)1）風(fēng)和煤：風(fēng)和煤配合，形成火焰。火焰：溫度、長度、形狀、位置均要合適煤質(zhì)煤量風(fēng)量風(fēng)煤的配合煤的成分：煤的細(xì)度：AQV影響火焰的因素合適穩(wěn)定1、工藝參數(shù)1）風(fēng)和煤：煤質(zhì)煤的成分：A影響火焰的因素合適穩(wěn)1542）料生料的質(zhì)量生料的數(shù)量化學(xué)成分：細(xì)度均勻性生料的易燒性：生料煅燒時形成熟料的難易程度生料的易燒性愈好，生料煅燒的溫度愈低，f-CaO含量越低，熟料質(zhì)量愈好；易燒性愈差，煅燒溫度愈高，燒成時間長，否則就會使f-CaO含量較高，熟料質(zhì)量差，熟料產(chǎn)量降低。2）料生料的質(zhì)量化學(xué)成分：生料的易燒性：生料煅燒時形成熟料的155測定生料易燒性的方法：很多。如：按一定的煅燒制度對生料試樣進(jìn)行煅燒后，測定其f-CaO含量，并以該f-CaO含量的多少表示生料的難易程度。影響生料易燒性的主要因素：生料的化學(xué)成分生料的顆粒組成生料的均勻性礦化劑的使用原料的性質(zhì)率值次要氧化物的含量測定生料易燒性的方法：很多。如：按一定的煅燒制度對生料試樣進(jìn)156

3）窯速表示方法：每分鐘回轉(zhuǎn)次數(shù)。r/min窯速要穩(wěn)定，以穩(wěn)定窯內(nèi)熱工制度；為此要求喂料要穩(wěn)定。且窯速與喂料量相適應(yīng)。3）窯速表示方法：每分鐘回轉(zhuǎn)次數(shù)。r/min157回轉(zhuǎn)爐篦子加熱機(jī)懸浮預(yù)熱器懸浮預(yù)熱器+分解爐3、窯尾系統(tǒng)的類型回轉(zhuǎn)爐篦子加熱機(jī)3、窯尾系統(tǒng)的類型158預(yù)熱器回轉(zhuǎn)窯冷卻機(jī)干燥、預(yù)熱、部分分解（30%~50%）部分分解、固相反應(yīng)、燒結(jié)反應(yīng)熟料的冷卻懸浮預(yù)熱器窯熟料煅燒特點預(yù)熱器回轉(zhuǎn)窯冷卻機(jī)干燥、預(yù)熱、部分分解（30%~50%）部分159預(yù)熱器回轉(zhuǎn)窯冷卻機(jī)分解爐干燥、預(yù)熱分解（85%~95%）部分分解、固相反應(yīng)、燒結(jié)反應(yīng)熟料的冷卻預(yù)分解窯煅燒特點預(yù)熱器回轉(zhuǎn)窯冷卻機(jī)分解爐干燥、預(yù)熱分解部分分解、160第二、三、四代推動篦式冷卻機(jī)水平推動篦式冷卻機(jī)4、冷卻機(jī)第二、三、四代推動篦式冷卻機(jī)水平推動篦式冷卻機(jī)4、冷卻機(jī)161盡可能多的回收熱量縮短冷卻時間冷卻單位質(zhì)量熟料的空氣消耗量要少結(jié)構(gòu)簡單，操作方便筒式篦式4、冷卻機(jī)盡可能多的回收熱量4、冷卻機(jī)162第5章熟料煅燒技術(shù)(水泥工藝學(xué)課程)課件163可控氣流通風(fēng)篦板可控氣流通風(fēng)篦板164第5章熟料煅燒技術(shù)(水泥工藝學(xué)課程)課件165第5章熟料煅燒技術(shù)(水泥工藝學(xué)課程)課件166堅式固定床煅燒設(shè)備普通立窯和機(jī)立窯12%~14%水D5~15mm料球成球、鼓風(fēng)、收塵、立窯及配煤系統(tǒng)組成立窯煅燒系統(tǒng)熱耗低傳熱效率高（