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熟料在烧成系统中的形成过程

2022-01-25

熟料在烧成系统中的形成过程

1、干燥带

温度范围:生料温度~450℃。

主要任务:①物料升温至450℃  ②物理水蒸发(生料进入窑系统后,大约在超过烟气的露点后75~150℃其间水分蒸发)。

该反应在C2-C1上升烟道及C1筒和C3-C2上升烟道完成。

2、预热带

温度范围:450℃~700℃

主要任务:①物料升温至700℃ ②化合水脱水(粘土质原料)。

脱水反应在C3-C2、C2、C4-C3内进行,温度继续上升至700℃

3、碳酸盐分解带

主要承担MgCO3CaCO3的分解任务,是吸热反应。

碳酸盐在C4已有少量分解,主要分解反应发生在分解炉中,在C5也有少量分解反应发生,出C5筒的物料碳酸盐表观分解率达90%以上,其余部分的分解反应在回转窑内进行,入窑物料温度升至850℃左右。

4、放热反应带(亦称过渡带)

主要承担固相反应,生成C2S、C3A、C4AF,以上三种反应生成的热量可使物料温度上升200℃,放热反应在分解炉内、C5筒就有少量发生,大量反应是在进入回转窑内进行的。

5、烧成带

主要承担熟料中最主要的矿物C3S的形成和f-CaO的吸收,完成熟料的最后烧成任务。

该带在回转窑内温度最高的部位,在正常的配料范围内,物料在1280℃时就开始出现液相,在1350~1450℃时液相量可达20%多(与配料有关)C2S和CaO先是溶于液相中,在液相中反应结合为C3S结晶析出,倒出地方使其他的C2S和CaO溶于液相,再结晶析出,这样使C3S大量形成,使f-CaO逐渐被C2S吸收。

窑内温度越高,液相粘度越低,C3S形成越快,f-CaO被吸收的越彻底,直至f-CaO逐渐被C2S吸收。

由此可见,影响f-CaO的因素:

⑴  窑内煅烧温度越高,f-CaO吸收越快,f-CaO被吸收的越彻底,直至f-CaO最后被基本吸收(﹤1.5%)

⑵  配料中液相量越高(L)液相粘度越低,石灰石吸收越快;饱和比越低,石灰石吸收越快,但对熟料质量有影响,因此要兼顾熟料质量和煅烧能力达到最佳平衡点。

6、冷却带

冷却带在1350~1200℃时,主要承担四项任务:

⑴  使熟料中的C3A、C4AF及少量C5A3重新结晶(原已溶为液相)使C3S晶体停止发育。

⑵  使部分液相形成玻璃体

⑶  回收热量加热二、三次风重新回到窑系统内。

⑷  1200℃以下,主要是冷却熟料,在585℃时防止B-C2S转为r-C2S,新型干法窑的冷却带主要在冷却机内。

烧成系统分为三个既相互联系又相互制约的子系统,即预热器系统、烧成系统和冷却系统。各区的传热方式不同,每个区域都有明确的控制目标。

预热器系统保持物料在悬浮状态下完成物料的预热、升温直至碳酸盐分解,保证入窑物料的碳酸盐分解率﹥90%。

烧成系统的目的是使入窑的分解率在90%以上的物料在高温及液相的作用下生成C3S、C2S、C3A、C4AF,并使熟料中f-CaO含量小于1.5%。

冷却系统的任务就是要

①使熟料中的C3A、C4AF及少量C5A3重新结晶,使C3S晶体停止发育

②使部分液相形成玻璃体

③回收热量,加热二、三次风重新回到窑系统内

④1200℃以下,主要是冷却熟料,在585℃时防止B-C2S转为r-C2S。


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