水泥工艺学

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当配料不当、生料过粗或煅烧不良时,熟料中就会出现没有被吸收的以游离状态存在的氧化钙,称为游离氧化钙,常写成f-CaO (或fCaO ),也称为游离石灰(Free Lime 或f-CaO )。 一次f-CaO 形成原因:
A 、配料不当,CaO 配得过高;
B 、生料过粗;
C 、生料成分不均匀;
D 、煅烧不良。 二次f-CaO 形成原因:
主要是由于冷却速度慢,或者由于阳离子置换了A 矿,引起A 矿的分解而析出的。 降低游离氧化钙的工艺措施有哪些?
(1)生料配料时,石灰饱和系数不能过高。(2)保证煤的质量、配比及细度。(3)原料、燃料、预均化,生料进行均化。(4)稳定窑的热工制度。
铝氧率(铁率)对熟料煅烧质量有什么影响?
1. 当IM 大时, C3A 含量高,液相粘度大,离子扩散困难,难烧。
2. 当IM 小时, C4AF 相对增多,液相粘度较小,有利于离子扩散,但粘度过小,烧结范围窄,生产上不易操作与控制。
3. 当IM=0.64时,正好是1mol Al2O3对1mol Fe2O3,此时矿物组成就会发生变化,熟料中无C3A 只有C4AF 。
熟料的率值能表示液相高低的参数是硅率(SM )。
硅率SM
物理意义:SM 表示熟料中SiO2与Al2O3、Fe2O3之和的重量比,也表示了熟料中硅酸盐矿物与熔剂矿物的比例  铝率IM
物理意义:IM 说明熟料中Al2O3、Fe2O3含量的质量比,也表示熟料中矿物中C3A 与C4AF 的比例。
当IM > 0.64时,可推导得到SM 及IM 与矿物组成的关系为:
石灰饱和系数KH
物理意义:KH 值表示熟料中全部SiO2生成硅酸钙(C2S 和C3S )所需CaO 与全部SiO2生成C3S 所需CaO 的最大含量比,也即熟料中SiO2被CaO 饱和形成C3S 的程度。
由矿物组成(质量百分数)计算各率值
32322O Fe O Al SiO SM +=3232O Fe O Al IM =0.64AF C A 1.15C IM        AF 2.046C A 1.434C S 1.325C S C SM 434323+=++=232328.235.065.1SiO O Fe O Al CaO KH --=
由化学成分或率值计算矿物组成
由矿物组成计算化学成分
由率值计算化学成分
6383.01501.10464.24314.13254.13256.18838.0434*******+=++=++=AF C A C IM AF C A C S C S C SM S C S C S
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IM SM IM KH O Fe +++=++-=+⋅=⋅=++++=∑∑∑式中
硅酸盐水泥熟料是一种多矿物组成的结晶细小的人造岩石。
煅烧熟料时液相量过多或过少对煅烧的影响:
如果液相量过少,使熟料易生烧、欠烧,氧化钙不易被吸收完全,导致熟料中f-CaO 增高。如果液相量过多,则在窑内易结大块、结瘤、结圈等,使煅烧困难。
四种水泥熟料矿物水化热C3A >C3S >C4AF >C2S 。
水泥熟料矿物具有同质多晶转变的矿物是C3S ,熟料发生粉化现象的矿物是C2S 。
熟料粉化的原因:1)配料不当 2)操作不当,煅烧和冷却不良 3)生料混合不均匀 4)用煤量不当,煤粉过粗或混合不均
水泥的分类:
按其用途和性能分:通用水泥 专用水泥 特性水泥
按水泥的组成分:硅酸盐水泥 铝酸盐水泥 氟铝酸盐水泥 硫铝酸盐水泥 铁铝酸盐水泥 少熟料或无熟料水泥。
硅酸盐水泥的定义:凡由硅酸盐水泥熟料、0-5%石灰石或粒化高炉矿渣、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料,称为硅酸盐水泥。
不溶物是指水泥经酸和碱处理,不能被溶解的残留物。
通常熟料中碱含量以Na2O 计,应小于1.3%,生产中热水泥用于有低碱要求的场合时,应小于0.6%。水泥中碱含量按Na 2O +0.658K 2O 计算值来表示水泥中碱含量不得大于0.60%。 细度即水泥的粗细程度,通常以比表面积或筛余数表示。
控制水泥中三氧化硫含量的原因:1)影响水泥性;2)易出现假凝;3)引起混凝土钢筋锈蚀;4)影响水泥性能。
废品:凡氧化镁、三氧化硫、初凝时间、性中任一项不符合本标准规定时,均为废品。废品严禁使用。
普通硅酸盐水泥中混合材料有6-15%,代号P ·O 。
铁质校正原料主要要求Fe2O3含量大于40%。
配料计算的依据是物料平衡。
均化效果通常是指进料和出料标准偏差之比。 物理意义:
式中:e ——均化效果,按多少倍计算;SB1——均化前进料标准偏差;SB2——均化后出料标准偏差。
石门一中校长苏光
预均化的原理是平铺直取,堆场形式有矩形和圆形2种。
配料的基准:干燥基 灼烧基。
生料均化的主要设施:间歇式均化库和连续式均化库。
生料越细,生料易烧性越好,熟料质量好。但当粉磨细度很小时,随着筛余量的减少,粉磨电耗显著增加,而对熟料中 f-CaO 的吸收并不显著,因此生产中应合理控制生料细度。 熟料立升重越高,熟料中f-CaO 含量低。秦卫刚个人简历
碳酸钙的分解过程:
①气流向颗粒表面的传热过程;
②热量由表面以传导方式向分解面传递的过程;
③在一定温度下碳酸钙吸收热量,进行分解并放出CO2的化学过程;
④分解放出的CO2,穿过CaO 层,向表面扩散传质;
⑤表面的CO2向周围气流介质扩散。
碳酸钙分解反应:可逆反应;强吸热反应。
21B B S S e
影响碳酸钙分解速度的因素:
1.石灰质原料的特性2.生料细度和颗粒级配3.生料悬浮分散程度4.温度
5.系统中CO2分压6.生料中粘土质组分的性质
预分解窑的三个带:预热带烧成带冷却带。
预热器窑的四个带:预热带分解带烧成带冷却带。
如果原料中碱、氯、硫含量过高而又必须使用时,则可以考虑旁路放风措施。通过“旁路”排除的窑灰,不应再回到窑内。
C3S的水化产物称为:水化硅酸钙(也称C-S-H凝胶)和氢氧化钙。
随着水化反应的不断进行,浆体逐渐失去流动能力,转变为具有一定强度的固体,即为水泥的凝结和硬化。
石膏为什么可以缓凝?
水泥中掺加适宜石膏时,C3A在石膏--石灰的饱和溶液中,生成溶解度极低的三硫型水化硫铝酸钙(
AFt),又称钙矾石。棱柱状的小晶体生长在水泥颗粒表面,形成覆盖层或薄膜,阻滞了水分子及离子的扩散,降低了水化速度,延长了凝结时间,防止了快凝现象发生。
假凝和快凝是不同的,前者放热量极微,而且经剧烈搅拌后,浆体又可恢复塑性,并达到正常凝结,对强度并无不利影响;而快凝或闪凝往往是由于缓凝不够所引起,浆体已具有一定强度,重拌并不能使其再具塑性。
硅酸盐水泥强度主要由C-S-H凝胶、氢氧化钙、钙矾石、硫铝酸钙提供。
矿渣硅酸盐水泥粒化高炉矿渣掺加量按质量百分比计为20%~70%。矿渣水泥代号P·S。
在矿渣的化学成分大致相同的情况下,玻璃体含量越多,其活性也越高,即急冷好的粒化高炉矿渣活性好。
矿渣水泥的最大缺点是早期强度比普通水泥低。
刘礼祖提高矿渣水泥早期强度的措施有哪些?
1、改变熟料的矿物组成
2、控制矿渣的质量和加入量
3、提高水泥的粉磨细度
4、增加石膏加入量
中热水泥和低热矿渣水泥主要用于要求水化热较低的大坝和大体积工程。
大坝水泥的标号:中热水泥分425、525;低热矿渣水泥分为325、425。
水泥的化学组成:主要由CaO、SiO2、Al2O3、Fe2O3四种氧化物组成。
衡量硅酸盐水泥耐久性的三个方面:抗渗性抗冻性对环境介质的抗蚀性
硅酸盐水泥的生产原料有哪几类?各类分别主要提供哪些成分?三氧化钼
1)石灰质原料主要提供氧化钙
2)粘土质原料主要提供氧化硅和氧化铝及部分氧化铁
路德宗3)校正材料主要提供氧化硅和氧化铝及氧化铁
煤灰进入熟料后对三个率值的影响:
KH降低0.04-0.16;SM降低0.05-0.20;IM升高0.05-0.30。
风扫煤磨属于钢球磨系统,多用于煤粉的烘干兼粉磨。
分解窑的二次风:来自熟料冷却机内的预热空气,从窑头进入回转窑内成为窑头煤粉燃烧的助燃空气。
通用水泥的代号:普通水泥代号P•O 矿渣水泥代号P·S 火山灰水泥代号P·P 粉煤灰水泥代号P·F 复合水泥代号P·C
快硬水泥主要用于抢修工程、军事工程、预应力钢筋混凝土制件。
快硬硅酸盐水泥的标号以3天抗压强度来表示,分为325、375、425三个标号。
旋风筒的主要作用:气、固相的分离和固相生料粉的收集
支管的作用:气、固相的换热
出磨生料的控制项目:碳酸钙的滴定值(氧化钙)氧化铁生料的细度生料中的加煤量
水泥生产中对熟料质量控制的内容有哪些?
一般熟料质量控制项目有:熟料化学成分(包括KH、SM、IM三个率值)、烧失量、游离氧化钙、游离氧化镁、性以及强度等物理性能。
水泥的指标:
水泥中三氧化硫的含量不得超过3.5%。
水泥中氧化镁含量不宜超过5.0%;如果水泥经压蒸性试验合格,则水泥中氧化镁的含量允许放宽到6.0%。
硅酸盐水泥比表面积大于300m2/kg;普通水泥80um方孔筛筛余不得超过10.0%。
硅酸盐水泥初凝不得早于45min,终凝不得迟于6.5h;普通水泥初凝不得早于45min,终凝不得迟于10h。
І型硅酸盐水泥中不溶物不得超过0.75%;ІІ型硅酸盐水泥中不溶物不得超过1.50%。
І型硅酸盐水泥中烧失量不得大于3.0%;ІІ型硅酸盐水泥中烧失量不得大于3.5%;普通硅酸盐水泥中烧失量不得大于5.0%。
各强等级水泥各龄期强度不得低于表中规定的数值
热值开路系统的优点是:流程简单,设备少,操作简便,投资省。其缺点是:物料必须全部达到产品细度后才能出磨,所以当要求产品细度较细时,已被磨细的物料将会产生过粉碎现象,;有时甚至出现细粉包球现象,从而降低了粉磨效率,产量低,电耗高。
闭路系统的优点是:可以减少过粉碎现象,可降低磨内温度,因而粉磨效率高,产量高,一般产量可提高15~25%;可用调节分级设备的方法来控制产品的细度。其缺点是:流程较复杂,设备多,系统设备利用率低,操作、维护、管理较复杂,投资较大。
闭路粉磨系统与开路粉磨系统相比主要增加了分级设备(选粉机)。
矿物水化速度:28天前:C3A>C4AF>C3S>C2S 3—6月:C3S>C3A>C4AF>C2S

本文发布于:2023-07-06 05:52:26,感谢您对本站的认可!

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