1.熟料制备过程

硅酸盐水泥熟料是由石灰石组分和粘土组分经高温煅烧相互化合而成的,其主要反应过程如下：

20～150℃,烘干原料附着水分,湿法生产在这一段消耗了大量热量。

150～600℃,高岭土脱去吸附的水分和结晶水。

600～900℃,高岭土分解,同时形成一些初级矿物,如CA,C2F,C2S和C12A7。

850～1100℃,CaCO3分解,吸热反应需要热量最多。C3A和C4AF也在这时开始形成。

1100～1200℃,C3A和C4AF主要在这一温度区内形成,C2S量达到最大值。

1260～1310℃,形成熟料液相

1250～1450℃,C2S吸收CaO形成C3S,最终烧成熟料。(www.daowen.com)

所以煅烧温度一般都要达到1450℃以上,并保温停留一定时间才能烧出合格熟料。

2.水泥生产方法

水泥的生产工艺简单讲便是两磨一烧,即原料要经过采掘、破碎、磨细和混匀制成生料,生料经1450℃高温烧成熟料,熟料再经破碎,并与石膏及混合材一起磨细成为水泥。

由于生料制备有干湿之别,所以将生产方法分为湿法,半干法和干法3种。

(1)湿法工艺。将生料制成含水32%～36%的料浆,在回转窑内烘干并烧成熟料。湿法制备料浆,粉磨能耗较低,料浆容易混匀,生料成分稳定,有利于烧出高质量的熟料。但球磨机易磨件的钢材消耗大,回转窑的熟料单位热耗比干法窑高,熟料出窑温度较低,不宜烧高硅酸率和高铝氧率的熟料。

(2)半干法工艺。将生料粉加10%～15%水制成料球入窑煅烧,采用带炉篦子加热机的回转窑又称立波尔窑和立窑生产。亦可将湿法制备的料浆用机械方法压滤脱水,制成含水19%左右的泥段再入立波尔窑煅烧,称为半湿法生产。半干法入窑物料的含水率降低了,熟料单位热耗比湿法低。用炉篦子加热机代替部分回转窑烘干料球,效率较高。但半干法要求生料有一定的塑性,以便成球,使它的应用受到一定限制,加热机机械故障多,在我国一般煅烧温度较低,不宜烧高质量的熟料。

立窑属半干法生产,是水泥工业应用最早的煅烧窑,从19世纪中期开始由石灰立窑演变而来,到1910年发展成为机械化立窑。立窑生产规模小,设备简单,投资相对较低,对水泥市场需求比较小的、交通不方便、工业技术水平相对较低的地区最为适用。用立窑生产水泥热耗与电耗都比较低,我国是世界上立窑最多的国家,立窑生产技术水平较高。但是,立窑由于其自身的工艺特点,熟料煅烧不均匀、不宜烧高硅酸率和高饱和比的熟料,窑的生产能力太小,日产熟料量很难超过300t,从目前的技术水平来看也难以实现高水平的现代化。

(3)干法工艺。将生料粉直接送入窑内煅烧,含水率一般仅1%～2%,省去了烘干生料所需的大量热量。以前干法生产用中空回转窑,传热效率低,生料粉不易混匀,后来出现生料粉空气搅拌技术和悬浮预热技术,以及预分解和预均化等生料质量控制技术,现在干法生产完全可以制备出质量均匀的生料,新型的预分解窑已将生料粉的预热和碳酸盐分解都移到窑外在悬浮状态下进行,热效率高,减轻了回转窑的负荷,使窑的生产能力得以扩大。现在将悬浮预热和预分解窑统称为新型干法窑,或新型干法生产线,是今后的发展方向。