水泥熟料以石灰石和粘土、鐵質(zhì)原料為主要原料,按適當(dāng)比例配制成生料,燒至部分或全部熔融,并經(jīng)冷卻而獲得的半成品。在水泥工業(yè)中,***常用的硅酸鹽水泥熟料主要化學(xué)成分為氧化鈣、二氧化硅和少量的氧化鋁和氧化鐵。主要礦物組成為硅酸三鈣、硅酸二鈣、鋁酸三鈣和鐵鋁酸四鈣。硅酸鹽水泥熟料加適量石膏共同磨細(xì)后,即成硅酸鹽水泥,在英語里水泥cement有時也寫作caement代指水泥。 [1]
智研數(shù)據(jù)研究中心數(shù)據(jù)顯示:2011年1-12月,全國水泥熟料的產(chǎn)量達(dá)12.8億噸,同比增長15.05 %。其中,窯外分解窯水泥熟料的產(chǎn)量達(dá)9.6億噸,占總產(chǎn)量的74.99%。 從各省市的產(chǎn)量來看,2011年1-12月,安徽省水泥熟料的產(chǎn)量達(dá)1.08億噸,同比增長9.53 %,占全國總產(chǎn)量的8.43 %。緊隨其后的是四川、廣東和山東,分別占總產(chǎn)量的6.90%、6.65%和6.62 %。
中文名:水泥熟料
外文名:caement
主要由:CaO.SiO2.Al2O3和Fe2O3組成
目錄
1 結(jié)構(gòu)
2 形成
3 生產(chǎn)設(shè)備
4 制備方法
? 均化
? 預(yù)熱
? 燒成
? 粉磨
結(jié)構(gòu)編輯
(1) 化學(xué)成分
主要由CaO.SiO2 .Al2O3和Fe2O3組成,其含量總和通常都在95%以上。
(2)礦物組成
熟料中CaO.SiO2. Al2O3和Fe2O3不是以單獨的氧化物存在的,而是兩種或兩種以上的氧化物經(jīng)高溫化學(xué)反應(yīng)生成的多種礦物的集合體,主要有:
硅酸三鈣3CaO.SiO2 硅酸二鈣 2CaO.SiO2
鋁酸三鈣 3CaO. Al2O3
鐵鋁酸四鈣 4CaO.Al2O3.Fe2O3
通常熟料中硅酸三鈣和硅酸二鈣含量約占75%左右,鋁酸三鈣和鐵鋁酸四鈣的理論含量約占22%左右。
形成編輯
水泥熟料的形成過程
1、水分蒸發(fā):
自由水分隨物料溫度而逐漸蒸發(fā),當(dāng)溫度升高至100~150℃時,生料中自由水分全部被排除。
濕法生產(chǎn)中,料漿可達(dá)32~40%,故此干燥過程對產(chǎn)量、質(zhì)量及熱耗影響極大。
2、粘土質(zhì)原料脫水:
生料溫度升至450℃時,高嶺土脫去化學(xué)結(jié)合水。
在900°~950℃時,無定形物質(zhì)又轉(zhuǎn)變?yōu)榫w,同時放出熱量。
3、碳酸鹽分解:
碳酸鈣與碳酸鎂在600℃都開始分解,碳酸鎂在750℃時分解即劇烈進(jìn)行,而碳酸鈣約在900℃時才快速分解。
MgCO3=MgO+CO2
CaCO3=CaO+CO2
4、固相反應(yīng):
水泥熟料中的主要礦物在800~1300℃時可以由固相物質(zhì)相互反應(yīng)而生成。
800~900℃時,CaO與Al2O3、Fe2O3反應(yīng),生成CA、CF;
900~1100℃時, 生成C12A7、C2F、C2S;
1100~1300℃時, 生成C3A、C4AF。
以上反應(yīng)進(jìn)行時放出一定熱量,物料本身溫度上升很快。
5、硅酸三鈣(C3S)的形成和燒成反應(yīng):
硅酸三鈣要在液相中才能大量形成。當(dāng)溫度升高到近1300℃時,C3A、C4AF、R2O等熔劑礦物變成液相,C2S與CaO溶解在高溫液相中,互相反應(yīng)生成C3S;C3S的生成速度與燒成溫度和反應(yīng)時間有關(guān)。其生成溫度范圍一般為1300~1450~1300℃。
熟料燒成后,溫度開始下降,C3S形成速度減慢直至液相凝固。
6、熟料的冷卻過程:
在冷卻過程中,將有部分熔劑礦物形成晶體析出,另一部分來不及析晶而呈玻璃態(tài)存在。
C3S在1250℃時容易分解,所以要求在1300℃以下熟料要快冷,使C3S來不及分解,越過1250℃以后,C3S***比較穩(wěn)定了。
C2S在<500℃時,由β-C2S轉(zhuǎn)變?yōu)?gamma;-C2S,密度減少而使體積增大10%左右,從而使熟料塊變成粉末狀。粉化后的γ-C2S與水反應(yīng)時,幾乎沒有水硬性,因此在<500℃溫度段時應(yīng)急冷,使其來不及轉(zhuǎn)化。
除此之外,熟料快冷還有以下優(yōu)點:
1)防止C3S晶體長大或熟料礦物******變成晶體。晶體粗大的C3S將使熟料強(qiáng)度下降,礦物******晶化使熟料難磨。
2)使MgO凝結(jié)于玻璃體中或以細(xì)小晶體析出,能加快MgO的水化速度,改善安定性。
3)使C3A晶體減少,避免快凝現(xiàn)象,且有利于提高抗硫酸鹽性能。
4)使熟料塊內(nèi)部產(chǎn)生應(yīng)力,增大了熟料的易磨性。
在熟料冷卻過程中,可部分回收熟料帶出窯的熱量,從而降低熱耗。
熟料形成過程是復(fù)雜的,各個過程之間互相影響、互相聯(lián)系而又互相交叉。