熟料在烧成系统中的形成过
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MgCO3和CaCO3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。