| 书名 | 水泥煅烧技术及设备 | 出版社 | 武汉理工大学出版社 |
|---|---|---|---|
| 页数 | 254页 | 开本 | 16 |
| 品牌 | 武汉理工大学出版社 | 作者 | 刘龙 |
| 出版日期 | 2006年12月1日 | 语种 | 简体中文 |
| ISBN | 7562924929 | ||
1 绪论
内容提要和学习要求
1.1 水泥窑的类型和作用
1.2 回转窑概况
1.2.1 回转窑的类型和特点
1.2.2 回转窑的发展过程
1.3 立窑概况
1.3.1 国外立窑概况
1.3.2 我国立窑概况
1.3.3 立窑水泥工艺流程、特点及存在的问题
1.4 立窑水泥技术进步与发展方向
1.4.1 我国立窑水泥生产技术的进步过程
1.4.2 我国立窑水泥发展的方向
1.4.3 抓住机遇，迎接挑战
本章小结
思考题和习题
阅读材料增强中小企业竞争能力经受市场低迷的考验
2 立窑结构
内容提要和学习要求
2.1 立窑结构
2.1.1 窑体
2.1 _2窑体各部位尺寸的确定
2.2 立窑卸料装置
2.2.1 中心半球式卸料篦子
2.2.2 盘鼓形卸料篦子
2.2.3 棱锥式卸料篦子
2.2.4 新型大齿高塔篦子
2.2.5 螺旋型高齿卸料塔篦子
2.2.6 双曲面可换齿高效节能塔篦及盘塔篦子
2.3 卸料密封装置
2.3.1 卸料密封装置的种类
2.3.2 料封密封装置
2.4 加料装置
2.4.1 加料装置种类
2.4.2 料装置的改进
2.5 立窑的鼓风
2.5.1 立窑的鼓风
2.5.2 立窑应用腰风技术
2.5.3 窑鼓风机的类型
2.5.4 ,3-.窑鼓风量的计算与选型
2.6 立窑排气
2.6.1 窑罩
2.6.2 烟囱
本章小结
思考题和习题
阅读材料立窑改用高压离心风机技术经济效果
3 立窑工作原理
内容提要和学习要求
3.1 燃料及燃烧
3.1.1 燃料
3.1.2 燃料在立窑中的燃烧
3.2 立窑的煅烧方法及熟料煅烧
3.2.1 窑的煅烧方法
3.2.2 窑内熟料的煅烧
3.3 立窑内物料的运动
3.3.1 物料运动的速度
3.3.2 物料在各带停留时间
3.3.3 影响物料运动的因素
3.4 立窑内气流的运动
3.4.1 立窑内气流的运动速度
3.4.2 气体通过立窑料层的阻力
3.4.3 ,3-.窑内气流分布及影响因素
3.5 立窑内传热
3.5.1.窑内高温气体与物料的温度分布
3.5.2 立窑内各带的传热方式
3.6 立窑规格及生产能力的确定
3.6.1 立窑规格的计算
3.6.2 立窑生产能力的确定
本章小结
思考题和习题
阅读材料从南京建通官塘水泥有限公司的实践看
立窑水泥在循环经济发展中的重要作用
4 立窑成球及设备
内容提要和学习要求
4.1 生料的成球
4.1.1 成球目的与要求
4.1.2 成球设备
4.1.3 生料粉在盘中的成球过程
4.1.4 影响料球质量的因素分析
4.1.5 成球盘的操作控制
4.2 预加水成球
4.2.1 预加水成球的特点
4.2.2 预加水成球生产过程
4.2.3 预加水成球主要设备
4.2.4 预加水成球操作注意事项
4.3 粒径与各重要参数的关系
4.3.1 粒径与阻力
4.3.2 粒径与高温爆破率
4.3.3 粒径与用水量和收缩率
4.3.4 粒径与煅烧速率
4.3.5 粒径与分解率
4.3.6 粒径与传热
4.3.7 粒径与熟料产质量
4.3.8 实测料球性能对烧成的影响
4.4 小料球的最佳粒径
4.4.1 小料球的最佳粒径理论分析
4.4.2 推荐最佳的小料球粒径
4.5 小料球成球工艺概况
4.5.1 预湿成球系统的改造
4.5.2 改造投资及效果
4.6 渣浆代水与除尘污水成球工艺简介
4.6.1 渣浆代水成球工艺的应用
4.6.2 除尘污水在预湿成球上的利用
本章小结
思考题和习题
阅读材料老式成球盘的改造实例
5 立窑水泥熟料的形成
内容提要和学习要求
5.1 煅烧过程物理化学变化
5.1.1 自由水的蒸发
5.1.2 粘土的脱水与分解
5.1.3 石灰石的分解
5.1.4 固相反应
5.1.5 熟料的烧成
5.1.6 熟料的冷却
5.2 熟料形成热
5.2.1 熟料形成过程的热效应
5.2.2 各熟料矿物形成热
5.2.3 生成lkg熟料的理论热耗
本章小结
思考题和习题
6 立窑煅烧制度与操作
内容提要和学习要求
6.1 烘窑与点火
6.1.1 烘窑
6.1.2 点火
6.2 操作及底火判断方法
6.2.1 操作方法
6.2.2 判断底火的方法
6.3 正常煅烧情况下的操作
6.3.1 加料操作
6.3.2 卸料操作
6.3.3 用风操作
6.3.4 立窑操作应注意的问题
6.4 不正常煅烧情况下的操作
6.4.1 偏火
6.4.2 龇火、风眼、风洞
6.4.3 炼边、炼窑、卡窑
6.4.4 结大块、中间火柱
6.4.5 塌边、塌窑
6.5 立窑喷窑及防治
6.5.1 形成的原因
6.5.2 立窑喷窑前后的主要表现
6.5.3 立窑喷窑原因分析
6.5.4 避免喷窑事故的技术措施
6.6 暗火闭门操作技术
6.6.1 暗火闭门操作工作原理
6.6.2 暗火闭门操作的基本要求
6.6.3 暗火闭门操作主要经济技术指标
6.6.4 对暗火闭门操作的正确认识
……
7 立窑煅烧矿化剂及晶种
8 立窑增产与提高质量
9 立窑节能、热平衡和水平衡
10 立窑窑衬和保温隔热材料
11 立窑的环境保护与设备
附录
参考文献
| 市场价 | 信息价 | 询价 |
我国是世界水泥第一生产大国，水泥总产量从1985年以来已连续20年居世界领先地位。2004年全国水泥行业年产量为93373.56万t，其中立窑水泥约占68%。
当前，我国水泥工业正处于技术结构和产品结构调整时期。根据国家产业结构调整政策，一方面要加大力度淘汰技术落后、能源消耗高、污染环境、资源浪费严重、产品质量差的小水泥生产线，另一方面要积极发展新型干法水泥生产线，形成淘汰与发展相结合的结构调整机制。
从2002卑开始，水泥工业出现了前所未有的投资热，在产业政策引导支持下，近几年新型干法进入快速发展时期，新型干法水泥所占比例不断提高，从2000年的不足10%，提高到2004年的约32%。而限制发展的立窑水泥，也在许多地区有所发展。
出于一名水泥工作者的责任感，本着满足社会对水泥工业专门人才培养的要求，特别是为满足具有从事水泥生产、水泥技术与水泥工业管理工作的综合职业能力，在生产、服务、技术和管理第一线工作的高素质劳动者的需求的想法，理应从实事求是和客观的角度出发，将立窑水泥煅烧技术与设备的过去、发展过程、现在和将来的发展方向编写出来。随着水泥工业的大发展，社会对水泥工艺、硅酸盐工艺和无机非金属材料类职业人才专业水平与能力的要求日渐提高。全国许多学校先后开设了水泥工艺和无机非金属材料工程类专业，培养出了一批又一批中高级人才。许多院校把进一步提高专业的教学质量作为专业生存和发展的基本前提。更新专业教学内容，强化能力培养，提高学生的专业素质，增强学生的适应能力等问题逐渐集中到对传统教学内容和方式的改革上来。专业教学改革对教材提出了全新的要求，而改革的成果又为新教材的诞生提供了充分的素材。
本教材充分考虑高等教育、高等职业教育、中等教育、技工学校以及立窑水泥企业对教材的要求，以学生和企业为本，注重对专业素质和能力的培养。在保证专业教学内容科学合理的基础上，结合社会对水泥工艺和无机非金属材料工程类的要求，突出了技术传授和能力培养，安排了部分自学内容，增强学校与社会、理论与实践之间的衔接。
本教材在编写过程中，主要遵循了以下五个原则:
第一，体现技术教育特色，突出能力培养。编写时重点介绍了立窑水泥煅烧技术与设备的基本概念、原理和方法，特别考虑了加入工程实例、技能训练的教学，通过现场教学、课堂讨论和练习等教学方式，强化理论与技术相结合，理论与实际相结合，提高学生分析、解决实际问题的能力;每章前编写内容提要和学习要求，每章结尾编写思考题和习题，发挥学生主体作用，培养学生独立思考和自学的能力。
第二，突出教材内容的新颖性和实用性。取材尽力介绍立窑水泥煅烧技术与设备较成熟的工艺和先进的技术与设备，特别是突出了近几年来立窑水泥煅烧技术与设备出现的20项新技术的指导思想，增加了可持续发展、清洁生产、粉尘治理技术等新的环保概念，使内容具有较好的新颖性;引用并突出了各种典型的立窑水泥工厂提高水泥熟料产量、质量、速烧技术和降低能耗的应用实例，具有很强的实用性和可操作性;本书编写时还注意到了内容的完整性和知识的系统性，以便于学习，并为其日后应用打下坚实的基础。
《水泥煅烧技术及设备:立窑篇》由武汉理工大学出版社出版。
转窑水泥和立窑水泥的区别有哪些？
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禁止使用立窑水泥
国务院近日批复《关于依法做好金属非金属矿山整顿工作的意见》，决定于2012至2015年在全国组织开展金属非金属矿山（含尾矿库，以下统称矿山）整顿攻坚战，从根本上改善矿山安全生产条件，降低事故总量。据了...
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一般工程预算中立窑水泥与转窑水泥都用，应选用哪类水泥价格具体看产品合格证及出厂实验报告
水泥厂立窑车间哪些工种是特殊工种可提前退休?
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大窑水泥与小窑水泥的区别？？？？
大窑水泥与小窑水泥的区别是生产规模的大小，小窑水泥因为生产条件所限制所以产品质量不稳定，不宜用于结构工程中；
《水泥煅烧技术及设备》较全面地介绍了水泥煅烧工艺及设备，重点介绍了回转窑煅烧工艺、熟料烧成原理、回转窑结构、回转窑工作原理、回转窑操作、煤粉燃烧器、熟料冷却系统、预分解窑系统、耐火材料的选用、熟料煅烧的节能和环保等内容。该书内容丰富、新颖、完整，观点明确，论述清楚，具有较强的实用性和可操作性。每章有简介、小结和思考题，并提供了阅读材料。
《水泥煅烧技术及设备》可作为高等职业、中等职业和技工学校无机非金属材料专业及相关专业的教材，也可作为水泥企业的领导、管理人员、技术人员、岗位操作人员学习及企业职工培训、继续学习的教材。
1 绪论
1.1 水泥回转窑煅烧技术发展概况
1.1.1 湿法及半干法煅烧技术
1.1.2 新型干法水泥煅烧技术
1.2 我国水泥工业的现状
1.3 我国水泥工业的发展方向
思考题
2 水泥熟料煅烧工艺
2.1 水泥窑的作用和分类
2.1.1 水泥窑的作用
2.1.2 水泥窑的分类
2.2 水泥熟料煅烧工艺流程-
2.2.1 湿法回转窑煅烧工艺.
2.2.2 带料浆蒸发机回转窑
2.3 普通干法回转窑煅烧工艺
2.3.1 中空干法回转窑
2.3.2 立波尔窑
2.4 水泥窑纯低温余热发电技术'
2.4.1 水泥工业低温余热的特征
2.4.2 纯低温余热发电技术原理及主要类型
2.4.3 我国纯低温余热发电技术应用现状
2.4.4 纯低温余热发电系统的特点
2.5 立窑煅烧工艺
2.5.1 立窑煅烧工艺流程
2.5.2 立窑生产的特点
思考题
3 水泥熟料的煅烧
3.1 煅烧过程物理化学变化
3.1.1 干燥
3.1.2 粘土脱水
3.1.3 碳酸盐分解
3.1.4 固相反应
3.1.5 熟料烧成
3.1.6 熟料的冷却
3.2 熟料形成热
3.2.1 熟料形成过程的热效应
3.2.2 各熟料矿物形成热
3.2.3 生成1kg熟料的理论热耗
3.2.4 熟料热耗
思考题
4 回转窑的工作原理
4.1 回转窑的功能
4.2 回转窑的发展和变化
4.3 水泥熟料在窑系统内的形成过程
4.3.1 干燥带
4.3.2 预热带
4.3.3 碳酸盐分解带
4.3.4 放热反应带(或称过渡带)
4.3.5 烧成带(或称烧结带)
4.3.6 冷却带
4.4 物料在回转窑内的运动
4.5 各种类型回转窑熟料煅烧进程分析
4.6 气体在回转窑内的运动
4.7 燃料在回转窑内的燃烧
4.7.1 煤粉在回转窑内的燃烧过程
4.7.2 火焰温度及其影响因素
4.8 水泥回转窑对火焰的要求
4.8.1 火焰形状
4.8.2 火焰性能
4.9 窑的发热能力和燃烧带的热力强度
4.9.1 窑的热容量
4.9.2 燃烧带的热力强度
4.10 回转窑内的传热
4.10.1 回转窑内的传热方式
4.10.2 简化分析回转窑内的传热
4.10.3 湿法回转窑链条带的传热
4.11 回转窑热经济分析
4.11.1 热耗与热效率
4.11.2 热损失原因分析
4.11.3 减少回转窑热损失的途径
思考题
5 回转窑结构
5.1 窑体的结构
5.1.1 筒体
5.1.2 筒体刚度
5.2 支承装置
5.2.1 轮带的型式
5.2.2 托轮与窑体窜动
5.3 挡轮
5.3.1 不吃力挡轮
5.3.2 吃力挡轮
5.3.3 液压挡轮
5.4 传动装置
5.4.1 传动装置的作用和组成
5.4.2 大齿轮安装
5.4.3 传动装置的特点
5.4.4 传动方式
5.4.5 传动装置的维护
5.5 密封装置
5.5.1 密封装置的要求
5.5.2 密封装置形式及特点
5.5.3 密封装置维护
5.6 喂料装置
5.6.1 干法喂料机
5.6.2 湿法喂料机
5.6.3 窑中喂料
5.7 回转窑内热交换装置
5.7.1 链条
5.7.2 链条的传热面积
5.7.3 链条的悬挂密度
5.7.4 链条的布挂
5.7.5 悬挂链条注意事项
5.7.6 料浆过滤预热器
5.8 煤粉制备系统
5.8.1 风扫煤磨系统
5.8.2 辊磨
5.9 润滑
5.9.1 摩擦、磨损与润滑作用
5.9.2 润滑方法
5.9.3 润滑剂
5.9.4 水泥煅烧设备润滑系统故障特点
5.9.5 水泥煅烧设备常用润滑方式及润滑油
5.9.6 加强水泥煅烧设备润滑途径
思考题
6 煤粉燃烧器
6.1 燃烧器发展简介
6.2 单通道燃烧器
6.3 多通道燃烧器
6.3.1 三通道煤粉燃烧器工作原理
6.3.2 几种多通道煤粉燃烧器介绍
6.4 多通道燃烧器的功能
6.5 多通道燃烧器的方位调节
6.5.1 喷煤管中心在窑口截面上的坐标位置
6.5.2 喷煤管端部伸到窑口的距离
6.5.3 喷煤管中心线与回转窑内衬的交点
6.6 多通道燃烧器的操作
6.7 四通道煤粉燃烧器使用效果评价
6.8 燃烧器常见故障及处理
思考题
7 熟料冷却机
7.1 对熟料冷却机的要求
7.2 冷却机的发展
7.2.1 冷却机的发展历程
7.2.2 篦式冷却机的技术进步
7.2.3 推动篦式冷却机的发展
7.3 筒式熟料冷却机
7.3.1 单筒式冷却机
7.3.2 多筒式冷却机
7.3.3 新型多筒式冷却机
7.4 篦式冷却机
7.4.1 振动篦式冷却机
7.4.2 回转篦式冷却机
7.4.3 推动篦式冷却机
思考题
8 回转窑操作
8.1 回转窑看火操作的基本知识及主要任务
8.1.1 看火的基本常识和内容
8.1.2 看火操作具体任务
8.2 回转窑操作的安全知识
8.3 回转窑操作交接班制度
8.4 开窑点火与挂窑皮
……
9 悬浮预热器窑
10 预分解窑
11 水泥窑用耐火材料及其砌筑
12 水泥熟料煅烧的节能与环保
参考文献
出版社: 武汉理工大学出版社; 第1版 (2006年11月1日)
丛书名: 职业技术教育国家规划教材
平装: 278页
正文语种: 简体中文
开本: 16
ISBN: 7562924783
条形码: 9787562924784
尺寸: 26 x 18.7 x 1.2 cm
重量: 440 g
水泥
一、内容提要：本讲主要是讲解硅酸盐水泥的技术要求、硅酸盐水泥熟料的组成，硅酸盐水泥的水化和硬化，硅酸盐水泥的性能，以及其它一些掺混合材的水泥和特种水泥。
二、本讲的重点与难点是：硅酸盐水泥的技术要求、性能、以及水化和硬化问题。
三、 内容讲解：
1、 概述：我们先讲一些基本概念
水泥：呈粉末状，与水拌和后，经过物理化学过程能由可塑性浆体变成坚硬的石状体，并能将砂石等散状材料胶结成整体，所以水泥是一种良好的矿物胶凝材料，就硬化条件而言，水泥浆体不但能在空气中硬化，还能更好地在水中硬化，保持并继续增长其强度，故水泥属于水硬性胶凝材料。水硬性是指材料磨成细粉加水拌和成浆后，能在潮湿空气和水中硬化并形成稳定化合物的性能。这个我们在上一讲中已讲过。
水泥的分类：水泥是最重要的建筑材料之一，随着基本建设发展，水泥品种越来越多，按照化学成分，水泥可以分为硅酸盐水泥、铝酸盐水泥、硫铝酸盐水泥等系列，其中以硅酸盐水泥应用最广。本节主要介绍硅酸盐水泥。
硅酸盐水泥：凡是以适当成分的生料，经过破碎、煅烧至部分熔融，形成以硅酸钙为主要成分的熟料，加入一定量的混合材料和适量的石膏，磨细而成的水硬性胶凝材料，称为硅酸盐水泥。硅酸盐水泥这一名称，在我国既是个品种的水泥，又代表着一种水泥的类型。世界上许多国家把硅酸盐水泥也称作波特兰水泥。用硅酸盐水泥熟料，掺加不同类型的混合材料和适量石膏磨细制成的水泥，则在硅酸盐水泥前面冠以混合材料的名称作为这一水泥品种的名称。如粉煤灰硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥以及含有少量混合材料的普通硅酸盐水泥等，这几种水泥统称硅酸盐水泥。
硅酸盐水泥包括六大品种：硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥(简称普通水泥)、矿渣硅酸盐水泥(称矿渣水泥P·S)、粉煤灰硅酸盐水泥(简称粉煤灰水泥P·F)、火山灰质硅酸盐水泥(简称火山灰水泥P·P)和复合硅酸盐水泥(简称复合水泥)。另外，还有具有一些功能要求的特殊硅酸盐水泥，如白色硅酸盐水泥、抗硫酸盐水泥等。
根据国家标准《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》(GBl75—1999)的规定：
硅酸盐水泥：是指凡由硅酸盐水泥熟料，再掺入(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。硅酸盐水泥又分为两种类型：不掺混合材料的硅酸盐水泥称为I型硅酸盐水泥，代号为P·I;在硅酸盐水泥粉磨时掺加不超过水泥质量5%的石灰石或粒化高炉矿渣混合材料的硅酸盐水泥称Ⅱ型硅酸盐水泥，代号为P·Ⅱ。
普通硅酸盐水泥：是指凡由硅酸盐水泥熟料，再加入(6～15)%混合材料及适量石膏，经磨细制成的水硬性胶凝材料，代号为P·O。混合材料中允许用不超过水泥质量5%的窑灰或不超过水泥质量10%的非活性混合材料来代替。
由于普通硅酸盐水泥中混合材料掺量少，故其性能与硅酸盐水泥接近，为此，本节对硅酸盐水泥讨论的问题，也适用于普通硅酸盐水泥。下面我们说一下水泥的生产。
11水泥的生产
硅酸盐水泥的生产主要经过三个阶段：即生料制备、熟料煅烧与水泥粉磨，简称二磨一烧。
生料制备：主要是将石灰质原料、粘土质原料与少量校正原料经破碎后，按一定比例混合、磨细，并调配为成分合适、质量均匀的生料;
熟料煅烧：是将配制好的生料在水泥窑内煅烧至部分熔融所得到的以硅酸钙为主要成分的硅酸盐水泥熟料;
水泥粉磨：是将水泥熟料加适量石膏，有时还加适量混合材料等共同磨细，制成水泥。
上述过程中的关键是配料和煅烧，其目的是将含钙的石灰石与含硅、铝的粘土及铁矿粉按要求比例配制成的生料经煅烧使之化合生成所需要的硅酸盐熟料矿物。
生产硅酸盐水泥的主要原料有石灰石质原料(钙质原料)和粘土质原料(硅质原料)。凡是以碳酸钙为主要成分的原料统称为石灰石质原料。常用的石灰石质原料有石灰石、泥
灰岩、白垩、贝壳等。我国大部分水泥厂使用的石灰石质原料是石灰石。粘土质原料是水泥熟料中二氧化硅、氧化铝成分的主要来源。天然粘土质原料有黄土、粘土、泥岩、砂岩及河泥等。
水泥的生产方法：按照生料制备方法的不同，有干法和湿法两种。将原料同时烘干与粉磨或先烘干后粉磨成生料粉，然后喂人干法窑内煅烧成熟料，称为干法生产;将原料加水粉磨成生料浆后喂入湿法回转窑煅烧成熟料，则称为湿法生产。水泥煅烧过程在窑内进行，水泥窑型有回转窑、立窑两种。前者产量大，质量稳定，但投资较大。尽管水泥煅烧设备各异，但生料在室内都要经历干燥、预热、分解、烧成和冷却五个阶段，才能形成熟料。其中烧成带的反应是煅烧水泥的技术关键。
水泥生产是一个复杂的过程，通常包括以下必要的生产工艺：
原料准备：水泥生产需要使用原材料，包括石灰石、粘土、铁矿石等。这些原材料需要经过破碎、混合、研磨和预处理等步骤，以便达到水泥生产所需的质量和化学成分。
烧结：经过原料准备后，原材料的混合物被送入炉内进行烧结。在高温下，原料混合物中的化学成分发生化学反应，形成熟料。这个烧结过程需要高温和时间的控制，以确保熟料的质量和化学成分达到要求。
磨碎：烧结后的熟料需要经过磨碎的过程，以便将其细化为水泥粉末。磨碎的过程需要使用水泥磨，通过摩擦、磨损等方式将熟料粉碎成水泥粉末。水泥磨的结构和操作也需要特别设计，以确保水泥粉末的质量和颗粒大小符合要求。
包装和存储：磨碎后的水泥粉末需要进行包装和存储，以便运输和使用。通常采用袋装或散装的方式进行包装，包装后的水泥需要进行存储，以防止水泥吸潮或结块。
除了上述必要的生产工艺外，水泥生产还需要对生产过程进行监控和控制，以确保水泥的质量和化学成分符合要求。例如，需要对原材料和烧结过程进行化学分析，对水泥粉末进行颗粒大小和表面积的测量等。
在生产过程中，需要采取措施控制炉内温度、燃料和气体流量等参数，以确保生产出高质量的水泥产品。
一种低速旋转的内衬耐火材料的钢制圆形筒体，用以煅烧水泥熟料的设备。它以一定斜度，依靠筒体上的轮带安放在数对托轮上，由电机拖动或液压传动，使筒体在一定转速范围内转动。生料自高端（窑尾）喂入，向低端（窑头）运动。燃料自低端吹入，产生火焰，将生料烧成熟料。烟气由窑尾排出。回转窑是水泥工业最主要的热工设备。水泥工业在发展过程中出现了不同的生产方法和不同类型的回转窑，按生料制备的方法可分为干法生产和湿法生产，与生产方法相适应的回转窑分为干法回转窑和湿发回转窑两类。由于窑内窑尾热交换装置不同，又可分为不同类型的窑。回转窑的分类大致如下：湿法回转窑的类型：用于湿法生产中的水泥窑称湿法窑，湿法生产是将生料制成含水为32%~40%的料浆。由于制备成具有流动性的泥浆，所以各原料之间混合好，生料成分均匀，使烧成的熟料质量高，这是湿法生产的主要优点。干法回转窑的类型：干法回转窑与湿法回转窑相比优缺点正好相反。干法将生料制成生料干粉，水分一般小于1%，因此它比湿法减少了蒸发水分所需的热量。中空式窑由于废气温度高，所以热耗不低。干法生产将生料制成干粉，其流动性比泥浆差。所以原料混合不好，成分不均匀。普通立窑是人工加料和人工卸料或机械加料，人工卸料；机械立窑是机械加料和机械卸料。机械立窑是连续操作的，它的产、质量及劳动生产率都比普通立窑高。根据建材技术政策要求，小型水泥厂应用机械化立窑，逐步取代普通立窑。
硅酸盐水泥熟料的煅烧
§5-1 生料在煅烧过程中的物理化学变化
§5-2 熟料形成的热化学
§5-3 矿化剂、晶种对熟料煅烧和质量的影响
§5-4 挥发性组分及其他微量元素的作用
§5-5 水泥熟料的煅烧方法及设备
掌握内容
1、 硅酸盐水泥熟料的形成过程：名称、反应特点、影响反应速度的因素；
2、 熟料的形成热、热耗的定义、一般数值、影响因素
3、 挥发性组分对新型干法水泥生产的影响
4、 悬浮预热器窑及预分解窑的组成、工作过程
5、 影响窑产、质量及消耗的因素
理解内容
1、 C3S的形成机理，形成条件；
2、 影响熟料形成热的因素，形成热与实际热耗的区别，降低热耗的措施；
3、 回转窑的结构、组成、及工作过程；
4、 回转窑内“带”的划分方法，预分解窑内“带”的划分。
了解内容
1、 水泥熟料的煅烧方法及设备类型；
2、 矿化剂、晶种：定义、类型、作用、使用；
3、 湿法窑的组成，工作过程
合格生料在水泥窑内经过连续加热，高温煅烧至部分熔融，经过一系列的物理化学反应，得以硅酸钙为主要成分的硅酸盐水泥熟料的工艺过程叫硅酸盐水泥熟料的煅烧，简称煅烧。 结合目前生产现状及学生的就业去向，主要介绍与回转窑尤其是新型干法回转窑有关的知识，立窑有关知识留给学生自学。
第一节 生料在煅烧过程中的物理化学变化
生料在加热过程中，依次进行如下物理化学变化：
一、干燥与脱水
（一）干燥
入窑物料当温度升高到100～150℃时，生料中的自由水全部被排除，特别是湿法生产，料浆中含水量为32～40%，此过程较为重要。而干法生产中生料的含水率一般不超过10%。
（二）脱水
当入窑物料的温度升高到450℃，粘土中的主要组成高岭土（Al2O3·2SiO2·2H2O）发
生脱水反应，脱去其中的化学结合水。此过程是吸热过程。 Al2O3·2SiO2·2H2 Al2O3 + 2SiO2 + 2H2 （无定形）（无定形）
脱水后变成无定形的三氧化三铝和二氧化硅，这些无定形物具有较高的活性。
二、碳酸盐分解
当物料温度升高到600℃时，石灰石中的碳酸钙和原料中夹杂的碳酸镁进行分解（见下式），在CO2分压为一个大气压下，碳酸镁和碳酸钙的剧烈分解温度分别是750℃和900℃。
CaO+CO2（一）碳酸钙分解反应的特点
碳酸钙的分解过程是一个可逆反应，所以受系统温度、周围介质中CO2的分压影响较大；该过程是一个强吸热过程，每1kg纯碳酸钙在890℃时分解吸收热量为1645kJ/kg，是熟料形成过程中消耗热量最多的一个工艺过程，而碳酸钙在水泥生料中所占比例约为80%左右，因此，它是水泥熟料煅烧过程中重要的一个环节；该过程的烧失量大，在分解过程中放出大量的CO2气体，使CaO疏松多孔，强化固相反应。
（二）碳酸钙的分解过程
碳酸钙颗粒的分解过程有以下五个过程：
1、通过颗粒边界层由周围介质传进行分解所需的热量Qi；
2、热量Qi继续以传导方式，由表面传至反应面，并积聚达到一定的分解温度；
3、反应面在一定温度下，继续分解、吸收热量并放出CO2；
4、放出的CO2从分解面通过CaO层，向四周进行内部扩散；
5、扩散到颗粒边缘的CO2，通过边界层向介质扩散。
以上五个过程四个是物理过程，一个是化学反应过程，每个过程各有阻力，情况较为复杂，各个过程都会影响碳酸钙的分解，哪个过程最慢，哪个过程便是主控过程。
在悬浮态的反应器里，碳酸钙分解所需的时间主要取决于化学反应速率，即主要取决于化学分解分步过程：
1、在碳酸钙粒径较大时，以传热传质过程为主；在碳酸钙的粒径d=02cm时，物理、化学过程占同样重要的地位。如立窑、立波尔窑、回转窑内均属于传热、传质控制过程。
2、粒径较小时，如d≤0003cm，在悬浮状态分解时，决定于化学过程。
值得提出的是：在窑内分解带，颗粒虽细，但处于堆积状态，仍为传热传质控制过程。
（三）影响碳酸钙分解速度的因素
1、石灰质原料的特性：结构致密、结晶粗大的石灰石分解较慢；
2、生料细度及颗粒级配：生料较细，且颗粒均匀、粗粒少，生料比表面积增加，有利于反应进行；
3、生料的悬浮分散程度：分散度愈高，接触面积愈大，愈有利于反应进行；
4、分解温度：温度愈高，分解速度愈快：
5、窑系统的CO2分压：当温度一定时，分压愈低，愈易分解；
6、生料中粘土质组分的性质：活性高，则能直接与碳酸钙发生反应，可以促进碳酸钙的分解过程。
三、固相反应
（一）反应过程
水泥熟料的主要矿物是硅酸三钙（C3S）、硅酸二钙（C2S）、铝酸三钙（C3A）、铁铝酸四钙（C4AF），它们是由固态物质相互反应生成的。从原料分解开始，物料中便出现了性质活泼的游离氧化钙，它与生料中的SiO2、Al2O3、Fe2O3进行固相反应，形成熟料矿物：
800～900℃ 时
CaO+ Al2O3 CaO·Al2O3 （CA）
CaO+ Fe2O3 CaO·Fe2O3 （CF）
900～1100℃时
2 CaO+ SiO2 CaO· SiO2 （C2S）
7 CaO·Al2O3 12 CaO·7Al2O3（C12A7）
CaO·Fe2O3 2CaO·Fe2O3（C2F）
1100～1300℃时
12 CaO·7Al2O3 7（3CaO·Al2O3）（C3A）
7（2CaO·Fe2O3）+2 CaO+12 CaO·7Al2O3
7（4CaO·Al2O3·Fe2O3） （C4AF）
以上反应在进行时放出一定的热量，故称为“放热反应”阶段。
（二）影响固相反应的主要因素
1、生料细度及其均匀程度；
2、原料物理性质对固相反应的影响；
3、温度对固相反应的影响；
4、其他因素。
四、熟料烧结
（一）熟料烧结过程
水泥熟料中的主要的矿物是硅酸三钙，而它的形成需在液相中进行，当温度达到1300℃R2OC2S及CaO很快被高温熔融的液相所溶解并进C3S：
2 CaO· SiO2 3 CaO· SiO2 （C3S）
该反应称为烧结反应，它是在1300～1450～1300℃范围进行，故称该温度范围为烧成温度范围；在1450℃时反应迅速，故称该温度为烧成温度。为使反应完全，还需有一定的时间，一般为10～20分钟。
由于反应不完全，没有参与反应的CaO就随着温度降低，凝固于凝固体中，这些CaO称为游离氧化钙（fCaO）（为了便于下面的区别，称其为一次游离氧化钙，其对水泥安定性有重要影响）。
（二）影响熟料烧结过程的因素
1、最低共熔温度；
2、液相量：一般为20～30%；3、液相粘度：粘度愈小，愈有利于C3S的形成；
4、液相的表面张力：表面张力愈小，愈易润湿固相物质或熟料颗粒，有利于固液反应，促进C3S的形成；
5、CaO和C2S溶于液相的速率：其速率愈大，C3S的成核与发育愈快。
五、熟料冷却
熟料冷却时需急速冷却，其目的和作用是：
1、为了防止C3S在1250℃时分解，出现二次游离氧化钙（对水泥安定性没有大的影响），降低熟料的强度；
2、为了防止C2S在500℃时发生晶型转变，使其密度由328g/cm3变为297 g/cm3，从面使熟料体积膨胀，变成粉末，产生“粉化”现象；
3、防止C3S晶体长大而强度降低且难以粉磨；
4、减少MgO晶体析出，使其凝结于玻璃体中，避免造成水泥安定性不良；
5、减少C3A晶体析出，不使水泥出现快凝现象，并提高水泥的抗硫酸盐性能；
6、使熟料产生应力，增大熟料的易磨性。
此外，急冷还可以收回热量，提高热的利用率。
第二节 熟料形成的热化学
一、熟料的形成热
1、定义：在一定生产条件下，用某一基准温度（一般是0℃或20℃）的干燥物料，在没有任何物料损失和热量损失的条件下，制成1kg同温度的熟料所需要的热量称为熟料的形成热（熟料形成热效应）。
2、影响因素：熟料的形成热是熟料形成在理论上消耗的热，它仅与原、燃料的品种、性质及熟料的化学成分与矿物组成、生产条件有关。
3、计算原理：理论热耗=吸收的总热量—放出的总热量，一般为1630～1800kJ/kg-ck。
二、熟料形成热的计算方法
以普通原料配料、以煤为燃料为例说明：
计算基准：1kg熟料，温度为0℃
已知数据：⑴熟料的化学成分；⑵煤的工业分析及煤灰的化学成分；⑶熟料的单位煤耗。
一生成1kg熟料干物料消耗量的计算；
二生成1kg熟料吸收热量的计算；
三生成1kg熟料放出热量的计算；
四熟料的形成热。
三、熟料热耗
（一）、定义：每煅烧1kg熟料窑内实际消耗的热量称为熟料实际热耗，简称熟料热耗，也叫熟料单位热耗。
热耗＞熟料形成热，因为有各种热损失，要降低热耗，实际上就是要降低各种热损失。
（二）、影响熟料热耗的因素
1、生产方法与窑型；
2、废气余热和利用；
3、生料组成、细度及生料易烧性；
4、燃料的燃烧情况；
5、窑体的散热损失；
6、矿体剂及微量元素的作用。
第三节 矿化剂、晶种对熟料煅烧和质量的影响
一、矿化剂
1、定义：在熟料煅烧过程中，为降低液相出现温度，加速熟料矿物的形成，提高熟料质量，降低能耗，加入的物质，统称为矿化剂。
单独用一种，称矿化剂；
两种或两种以上的矿化剂同时使用时，称为复合矿化剂。
2、可以作矿化剂的物质：
（1）含氟化合物：常用萤石（CaF2）
（2）硫化物：常用石膏（包括天然石膏、工业副产石膏）
（3）氯化物：CaCl2
（4）其他：铜矿渣、磷矿渣等
常用的复合矿化剂：石膏—萤石、重晶石—萤石、磷石膏-萤石等，最常用的是石膏—萤石复合矿化剂。
3、矿化剂的作用：
（1）加速碳酸盐的分解；
（2）促进固相反应
（3）降低液相出现的温度和粘度，促进C3S的形成。
4、使用矿化剂易引起的问题：凝结时间不正常，快凝或慢凝。
二、晶种技术
1、晶种：是晶体结晶过程的晶核，，或称为晶核剂、核化剂。水泥工业中的晶种指通过水泥窑煅烧而成的硅酸盐水泥熟料。
2、晶种技术：在入磨原材料中掺入少量的硅酸盐水泥熟料共同磨制出生料，业已存在的硅酸盐水泥熟料矿物在煅烧过程中作为晶核剂诱导水泥窑中物料迅速烧结，从而达到提高熟料产量，降低煤耗目的的技术。
三、使用矿化剂、晶种时的注意事项：
使用矿化剂、晶种有积极的一面，也有消极的一面，如增加成本，有副作用等，使用时应注意：
1、根据实际情况考虑是否采用；
2、选择合适的品种；
3、掺量要合适，计量要精确；
4、掺入要均匀；
5、相应调整配料方案及操作措施；
6、矿化剂、晶种可以同时使用。
第四节 挥发性组分及其他微量元素的作用
挥发性组分及其他微量元素是由原、燃料带入的伴生组分。数量虽然不多，但往往对熟料煅烧和质量有不同程度的影响。有正作用也有副作用，如能合理利用，可以化害为利。
一、挥发性组分的影响
挥发性组分主要指：碱、氯、硫。
主要来源：原料、燃煤
特点：（1）低温下呈固态，高温下挥发成气体；
（2）当其含量大时，可降低最低共熔温度，增加液相量，降低液相粘度，起助熔作用。
挥发性组分对新型干法水泥生产的影响：
1、挥发性组分的挥发凝聚循环
碱、氯、硫化合物在煅烧过程中，随生料进入窑系统，随温度的不断升高，先后分解、气化和挥发，并随窑内气流向低温区窑尾系统。当温度降低到一定限度时挥发组分中的一部分凝聚、聚集、粘附于生料颗粒表面并随生料再返回高温区，然后再挥发、凝聚，如此循环，在循环过程中富集。
2、危害：
（1）结皮、堵塞：
结皮：物料在设备或气体管道内壁上逐步分层粘挂，形成疏松多孔的层状覆盖物； 堵塞：窑后通风系统或料流系统被结皮物料堵塞。（不一定是堵死）
（2）结大块、结圈
3、防止措施：
（1）限制原燃料中碱、氯、硫的含量；
新型干法水泥生产：生料中：K2O+Na2O＜10%
Cl- ＜ 0015%~0020% SO3S06~08R085KO129NaO22生料和燃料的硫碱比：
（2）严格控制系统各处的温度
（3）旁路放风
（4）及时清理：如定期用高压风吹扫结皮、空气炮清除等
二、非挥发性组分
主要指：氧化镁、氧化磷、氧化钛、氧化钒；
作用：总体说，这些微量成分，少量存在时，对水泥生产有好处，多了有副作用。
第五节 水泥熟料的煅烧方法及设备
一、回转窑内熟料的煅烧
（一）回转窑的煅烧工艺流程
回转窑是一个斜置在数对托轮上的回转钢筒体，筒体内壁镶砌耐火材料，它是一种以化学反应、燃料煅烧及传热为主要功能的水泥烹生产设备。回转窑分干法、湿法回转窑两类，这两类的共同特点是：生料的整个煅烧过程都在回转窑窑筒内和冷却机内完成。通常，回转窑与冷却机、煤粉燃烧装置、鼓风机、排风机及收尘设备等组成完整的熟料烧成系统。
（二）回转窑内熟料的煅烧过程
生料进入回转窑后，在窑内气体温度控制下，依次发生干燥、粘土矿物脱水分解、碳酸盐分解、固相反应、熟料烧结以及冷却过程，最终由生料变成熟料。根据其形成过程，回转窑相应划分为六个带：即干燥带、预热带、分解带、放热反应带、烧成带、冷却带。这些带的划分是人为的，各带的位置及长度不是不变的，而且分界不是明确的，有的相互交错。
干燥带：物料入窑后首先进行水分蒸发，这一过程所占的空间称为“干燥带”，其任务就是蒸发自由水。该带物料温度为20～200℃。
预热带：物料升温至450℃时，粘土开始脱水，该过程所占据的空间为“预热带”，该带的主要任务是粘土脱水，即脱去化学结合水而成为无定形氧化物。该带物料的温度为200～750℃。
分解带：物料在该带进行剧烈的分解反应，生成大量的CO2气体，由于大量气体存在，物料流动的速度较快，使该带较长，约占全窑的50%左右，碳酸盐分解需要大量的热，约占熟料热耗的40%左右。该带物料的温度为750～1000℃。
放热反应带：物料在该带进行固相反应，形成熟料中的三种矿物，包括熔剂矿物，该带进行的是放热反应，其温度与分解带的温差较大，在该带的物料发光性强，从窑头看过去，在相界处出现“黑影”，看火工由此判断窑内的煅烧情况。该带物料的温度为1000～1300℃。
烧成带：该带也称为“烧结带”或“石灰吸收带”，物料在此带内进行烧结反应，形成主要矿物硅酸三钙，物料在该带的温度为1300～1450～1300℃，是全窑内温度最高的地方。
冷却带：物料在该带内开始进行冷却，而且需要急冷，防止硅酸三钙的分解，该带物料的温度为1300～1000℃，为了加强熟料的冷却，需要使熟料尽快地进入冷却机。
二、带悬浮预热器回转窑内熟料的煅烧
带悬浮预热器回转窑是由一组悬浮预热器和一台回转窑组合而成，根据悬浮预热器的形式不同，可分为旋风预热器窑、立筒预热器窑和组合预热器窑。现以旋风预热器窑为例说明如下。
（一）旋风预热器窑生产工艺流程
（二）熟料煅烧特点
其特点：
21、使物料与气体间的传热面积大大增加（1kg生料在窑内的传热面积是0157㎝,在
2悬浮预热器里是1250㎝,后者是前者的8000倍）；
2、传热效率提高，传热速率增大（以生料的升温速率比较,在窑内仅为58℃/min,立波尔窑的加热机,其速率也只有50℃/min,而悬浮预热器内的速率可达1000℃/min）；
3、总体上看物料与气流是逆向运动，而在管道和旋风筒内则是顺流运动。传热主要是在管道中进行（约占80%），旋风筒主要起气固相分离作用，传热较少（约占20%）。这是因为在筒内中部物料稀少，而边部料粉浓度大，传热面积减少；而在管道内，相对速度很大，传热速度较高；
4、入窑物料碳酸钙分解率达30～40%，从而减轻了回转窑的负荷，使窑的长度缩短。
5、窑内没有干燥带、预热带，只有其余四个带
三、预分解窑内熟料的煅烧
预分解窑是20世纪70年代发展起来的一种煅烧工艺设备。它是在悬浮预热器和回转窑之间，增设一个分解炉或利用窑尾烟室管道，在其中加入30～60%的燃料，使燃料的燃烧放热过程与生料的吸热分解过程同时在悬浮态或流化态下极其迅速地进行，使生料在入回转窑接受基本上完成碳酸盐的分解反应，因而窑系统的煅烧效率在幅度提高。这种将碳酸盐分解过程从窑内移到窑外的煅烧技术称窑外分解技术，这种窑外分解系统简称预分解窑。
（一）预分解窑的工艺流程
（二）预分解窑煅烧熟料的特点
1、在一般分解炉中，当分解温度为820～900℃时，入窑物料的分解率可达85～95%，需要分解时间平均仅为4～10s，而在窑内分解时约需30多分钟，效率之高可想而知。
2、由于碳酸钙的分解从窑内移到窑外进行，所以窑的长度可以大大缩短，降低占地面积。
3、由于在分解炉内物料呈悬浮状态，传热面积增大，传热速率提高，从而使熟料单位热耗大大降低。
4、由于减轻了回转窑的热负荷，延长耐火材料的使用寿命，提高窑的运转率，同时提高了窑的容积产量。
但由于对物料的适应性较差，容易引起结皮和睹塞，同时系统的动力消耗较大。
5、窑内分三个带：过渡带（主要是少量分解反应、固相反应）、烧成带、冷却带。
