水泥熟料燒成的變化過程
1.干燥
入窯物料當(dāng)溫度升高到100~150℃時,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,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,還需有一定的時間,一般為15~25分鐘。
五、熟料冷卻
熟料冷卻時需急速冷卻,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℃時發(fā)生晶型轉(zhuǎn)變,產(chǎn)生“粉化”現(xiàn)象;
3、防止C3S晶體長大而強(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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