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。

編輯：姜立東

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