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熟料在燒成系統中的形成過程

2022-01-25

熟料在燒成系統中的形成過程

1、干燥帶

溫度范圍:生料溫度~450℃。

主要任務:①物料升溫至450℃  ②物理水蒸發(生料進入窯系統后,大約在超過煙氣的露點后75~150℃其間水分蒸發)。

該反應在C2-C1上升煙道及C1筒和C3-C2上升煙道完成。

2、預熱帶

溫度范圍:450℃~700℃。

主要任務:①物料升溫至700℃ ②化合水脫水(粘土質原料)。

脫水反應在C3-C2、C2、C4-C3內進行,溫度繼續上升至700℃。

3、碳酸鹽分解帶

主要承擔MgCO3CaCO3的分解任務,是吸熱反應。

碳酸鹽在C4已有少量分解,主要分解反應發生在分解爐中,在C5也有少量分解反應發生,出C5筒的物料碳酸鹽表觀分解率達90%以上,其余部分的分解反應在回轉窯內進行,入窯物料溫度升至850℃左右。

4、放熱反應帶(亦稱過渡帶)

主要承擔固相反應,生成C2S、C3A、C4AF,以上三種反應生成的熱量可使物料溫度上升200℃,放熱反應在分解爐內、C5筒就有少量發生,大量反應是在進入回轉窯內進行的。

5、燒成帶

主要承擔熟料中最主要的礦物C3S的形成和f-CaO的吸收,完成熟料的最后燒成任務。

該帶在回轉窯內溫度最高的部位,在正常的配料范圍內,物料在1280℃時就開始出現液相,在1350~1450℃時液相量可達20%多(與配料有關)C2S和CaO先是溶于液相中,在液相中反應結合為C3S結晶析出,倒出地方使其他的C2S和CaO溶于液相,再結晶析出,這樣使C3S大量形成,使f-CaO逐漸被C2S吸收。

窯內溫度越高,液相粘度越低,C3S形成越快,f-CaO被吸收的越徹底,直至f-CaO逐漸被C2S吸收。

由此可見,影響f-CaO的因素:

⑴  窯內煅燒溫度越高,f-CaO吸收越快,f-CaO被吸收的越徹底,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;飽和比越低,石灰石吸收越快,但對熟料質量有影響,因此要兼顧熟料質量和煅燒能力達到最佳平衡點。

6、冷卻帶

冷卻帶在1350~1200℃時,主要承擔四項任務:

⑴  使熟料中的C3A、C4AF及少量C5A3重新結晶(原已溶為液相)使C3S晶體停止發育。

⑵  使部分液相形成玻璃體。

⑶  回收熱量加熱二、三次風重新回到窯系統內。

⑷  1200℃以下,主要是冷卻熟料,在585℃時防止B-C2S轉為r-C2S,新型干法窯的冷卻帶主要在冷卻機內。

燒成系統分為三個既相互聯系又相互制約的子系統,即預熱器系統、燒成系統和冷卻系統。各區的傳熱方式不同,每個區域都有明確的控制目標。

預熱器系統保持物料在懸浮狀態下完成物料的預熱、升溫直至碳酸鹽分解,保證入窯物料的碳酸鹽分解率﹥90%。

燒成系統的目的是使入窯的分解率在90%以上的物料在高溫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%。

冷卻系統的任務就是要

①使熟料中的C3A、C4AF及少量C5A3重新結晶,使C3S晶體停止發育;

②使部分液相形成玻璃體;

③回收熱量,加熱二、三次風重新回到窯系統內;

④1200℃以下,主要是冷卻熟料,在585℃時防止B-C2S轉為r-C2S。


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