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        水泥熟料冷卻

        2015-09-02 02:51:20趙艷妍,陳友德
        水泥技術(shù) 2015年4期
        關(guān)鍵詞:窯內(nèi)熱值晶格

        水泥熟料冷卻

        預(yù)分解窯水泥熟料在1400℃以上溫度的燒成帶內(nèi)生成,內(nèi)含C3S、C2S晶體和C3A、C4AF等熔體。從燒成帶至窯出口經(jīng)高溫的三次空氣冷卻,然后落入冷卻機(jī)內(nèi)經(jīng)冷空氣冷卻。在此過程中,熔體固化、C3S、C3S晶體形態(tài)發(fā)生轉(zhuǎn)換,一定程度上影響熟料水化。上述物理性能變化與入窯二次空氣溫度、冷卻速率等因素有關(guān)。

        1 C3S、C2S晶體形態(tài)及轉(zhuǎn)換

        (1)C3S晶體形態(tài)大致為:

        C3S是在1250℃以上,C2S和fCaO相互反應(yīng)下生成的,高溫的形態(tài)主要有:

        R1:高溫斜方六面體形態(tài)

        M3:含有穩(wěn)定雜質(zhì)的單斜晶體

        M1:含有的雜質(zhì)較M3少些,單斜晶體

        快冷有利于生成細(xì)顆粒穩(wěn)定的單斜晶體M3。而慢冷則易生成晶格大,反應(yīng)性能差些的M1。

        (2)C2S晶體形態(tài)大致為:

        α1=在1425℃生成,較穩(wěn)定。在溫度降低過程中,(830~1447℃)生成α-C2S,呈薄片

        β:在快冷過程中,形成β-C2S,呈薄片

        γ:在慢冷過程形成γ-C2S粉狀,不能水化

        (3)預(yù)分解窯系統(tǒng)裝備性能好,所配套的預(yù)熱器、分解爐能使入窯生料分解率大于90%,冷卻機(jī)入窯二次空氣溫度大于1000℃,燃燒器在煅燒熱值較高的燃料時,確?;鹧鏈囟雀咔曳€(wěn)定。此時燒成帶一般在距離窯口較近的部位,熟料在窯內(nèi)停留時間短,進(jìn)入冷卻機(jī)內(nèi)快速冷卻,一般均能形成M3C3S和β-C2S晶格,若C3S晶格小,有利于水化。

        在煅燒工業(yè)廢物代用燃料時,由于燃料熱值和成分變化較大,且含水分也高,此時,火焰溫度低,火焰長,燒成帶往往后移,距窯口較長,熟料在窯內(nèi)冷卻時間長,冷卻速度慢,此工況與代用燃料的性能、熱值、水分等因素有關(guān)。若工業(yè)廢物的熱值低且變化,熟料在此工況下,易生成大晶格C3S,且易結(jié)大塊。大塊難冷卻,其內(nèi)部往往冷卻慢,易形成M1C3S和γ-C2S粉塵。不利熟料水化,此類熟料強(qiáng)度偏低。

        通常,熟料在1250℃以下慢冷,部分C3S分解生成C2S和fCaO,強(qiáng)度較低。

        2 熟料在窯內(nèi)冷卻工況

        預(yù)分解窯內(nèi)熟料冷卻時測得的熟料離窯和二次空氣入窯溫度在2周時間內(nèi)的測示見圖1。圖1所示,熟料離窯溫度是波動的,從>1100℃至1400℃,平均溫度為1274℃,而入窯二次空氣溫度也隨熟料離窯溫度波動,從<900℃至<1100℃,平均溫度稍低于1000℃,波動的原因大致是:

        圖1 窯出料口熟料溫度和二次空氣溫度

        (1)入窯物料的成分、數(shù)量和分解率不均,熟料煅燒溫度也隨燃料成分變化而變化,所生成的熟料溫度和顆粒大小也不一致,易出現(xiàn)溫度波動。

        (2)熟料煅燒溫度一般超過1450℃,此溫度下,熟料內(nèi)C3A、C4AF等熔體仍然存在,熟料顆粒表面熔體未完全固化,因而在窯內(nèi)向下運(yùn)行速度較慢,會出現(xiàn)從窯頭下落至冷卻機(jī)的數(shù)量減少,此時,入窯二次空氣溫度相應(yīng)降低,當(dāng)熟料下落量增加時,熟料和二次空氣溫度相應(yīng)增加。

        (3)熟料離窯平均溫度高達(dá)1274℃,最高接近1400℃,表面熔體易粘在窯襯上,形成結(jié)圈,也易在冷卻機(jī)高溫端墻上粘結(jié),堆積成“雪人”。反之又影響熟料在冷卻機(jī)內(nèi)的分布,使二次空氣溫度波動。解決的途徑是提高熟料易燒性,生產(chǎn)小晶格C3S熟料,此外,可在結(jié)皮部位設(shè)置空氣炮,打碎“雪人”。

        趙艷妍陳友德編譯自

        No.3/2015

        International Cementreview

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