機械立窯詳細(xì)介紹課件

第十一章機械立窯本章提要1.機械立窯總體設(shè)計·2.機械立窯結(jié)構(gòu)與制造3.水泥廠優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)低耗總目標(biāo)下設(shè)備和工藝綜合研究第一節(jié)、機械立窯總體設(shè)計一、水泥熟料的煅燒機理·水泥生產(chǎn)的主要原料是石灰石、粘土?！な沂?、粘土是如何轉(zhuǎn)變成“水硬性凝膠材料”-水泥?關(guān)鍵的轉(zhuǎn)變過程發(fā)生在窯內(nèi)。圖11-1為立窯煅燒水泥熱料示意圖經(jīng)過粉磨后的原料(石灰石、鐵粉、粘土、煤以及復(fù)合礦化劑)按一定配比,加水約12-14%)并在成球盤中形成濕料球(q3-15mm為宜)由喂料裝置2從窯頂加入,靠自重下移,助燃空氣由底(或側(cè))鼓入,向上通過料球之間孔隙流動,與料球表面進(jìn)行熱交換,熱源由料球內(nèi)的燃料提供,加上某些反應(yīng)中放出熱量,使料球由表及里預(yù)熱、脫水,預(yù)分解、燒成、冷卻,并通過卸料裝置從窯底部卸出。1主要煅燒工藝過程及煅燒帶1.1預(yù)熱帶(包括干燥、預(yù)熱和分解反應(yīng)濕料球入窯后,受自下而上的熱氣流加熱,水分蒸發(fā),變成干球料。同時溫度不斷升高,燃料中揮發(fā)物不斷逸出,因熱氣流中缺氧而不能燃燒,隨廢氣排入大氣中。隨著物料下沉,物料溫度繼續(xù)升高,達(dá)到500-600℃時,其中高嶺土脫水;溫度繼續(xù)升高,碳酸鹽開始分解,并有部分固相反應(yīng)。這一帶物料在窯面層,約占窯體高度的510%,溫度范圍20~1000℃應(yīng)當(dāng)注意;濕料球干燥脫水,產(chǎn)生大量水分解時又放出大量氣體,一方面料球收縮,同時使料球產(chǎn)生許多毛細(xì)孔,如料繞球塑性差,可能使球球炸裂粉化,影響窯內(nèi)通風(fēng)。因此立窯煅燒對料球可塑性、孔隙率、強度有一定要求·12煅燒帶(或稱高溫帶、燒成帶)預(yù)熱帶物料隨卸料運動下沉進(jìn)入煅燒帶,料球溫度繼續(xù)升高到1000℃以上。料球中煤粉大量燃燒,溫度急速升高,發(fā)生大量固相反應(yīng)。反應(yīng)放熱使溫度更快地升髙到1300℃以上,出現(xiàn)液相,而進(jìn)入燒結(jié)階段。物料進(jìn)一步收縮,收縮程度依燃料、原料性質(zhì)及生產(chǎn)方法而,一般機立窯中為1222%。燒結(jié)的液相和軟化的料球粘結(jié),構(gòu)成一層塑性高溫層稱底火.當(dāng)熟料中A203含量高(>6.5%)時,底火軟,粘性大,此時濕料層若大,則底火被壓密,影響通風(fēng)煅燒若熟料中Fe2O3含量高(>5%)時,底火較脆,并使液相過早出現(xiàn),易結(jié)大塊,在卸料時,容易錯斷,脫節(jié),底火破壞,影響正常煅燒.煅燒帶在立窯內(nèi)的位置和厚度,對煅燒水泥熟料影響很大,而它的位置和厚度不僅取決于生料中煤的含量,還決定于煤的品質(zhì),粒度和通風(fēng)狀況、生料的均化程度,卸料的快優(yōu)以及操作水平.正常煅燒時,煅燒帶在窯扌大口下部,約占窯體高度的10-15%,1.3.冷卻帶燒成熟料自煅燒帶繼續(xù)下落,進(jìn)入冷卻帶,與窯下鼓入的冷空氣進(jìn)行熱交換,軟狀熔融熟料冷固成塊.空氣被預(yù)熱向上進(jìn)入煅燒帶,熟料冷卻應(yīng)需要較長時間,般冷卻從1300℃開始到100℃左右岀窯,此帶占窯體高度的75-85%如冷卻不好,既影響熟料質(zhì)量又加快卸料篦子損壞立窯煅燒熱料過程大致可分成上述三帶,但各帶之間并無明顯界限,而且各帶所占比例與燒成工藝和鼓風(fēng)壓力關(guān)系很大,一般要求有相對穩(wěn)定的底火層底火層的控制除可以用燒成帶上下的熱電偶檢測外,還可以用插釬法觀察.物料在立窯內(nèi)各帶煅燒的主要反應(yīng)機理和溫度范圍見表11-1.窯內(nèi)各帶名稱溫度0主要反應(yīng)方程式吸放預(yù)熱帶干燥100150750℃脫水5006001203:2SO22o→A2o32S)2+2HO碳酸鹽650-1000gco3→Mg0+CO2分解750CaCO3CaO+CO2100c時反應(yīng)劇烈,平衡可逆()煅燒帶多級固100CaO+A2O3→2CaOA2o3+Q1300相反應(yīng)Cao+Fe202-2CaoFe203+Q1450-CaoAl2o3+CaO.Fe203-4CaOAl2o3Fe203+QCaoAl2o3+Ca0-3Ca0.Al2o3+Q1300CaO+siO2→2Ca.Si02+Q3SOAT2Ca0.SiO2+Cao-3Ca0.S102熟料1250C一部分熔劑礦物成晶體析出,另一部分來不冷卻帶對流冷卻100析出而呈玻璃體,C3s在1250℃不穩(wěn)定易分解,低于1250C則穩(wěn)定,C,S在1000℃以下緩冷易使*,C~S轉(zhuǎn)變成--cJ失去水硬作用-C2S1450+5℃→0-C2S630~680℃→阝-C2S≤500℃→7C2S各帶熱主要反應(yīng)機理和工藝傳導(dǎo)方名稱溫度0方程式吸放熱預(yù)熱|干燥100150帶750℃脫水50060004032SO2HO→Al2o32SO2+2HO碳酸鹽650-100MgCO4→+Mg0+CO2分解75CaCO3>CaO+co2,1000℃時反應(yīng)劇烈,平衡可逆煅燒帶多級固1000O+A2O3→2CaO.Al2o3+Q1300-相反應(yīng)Cao+Fe,O,-2CaOFe,0,+Q145013001200CaO.Al,o,+CaoFe,03-4CaOAl,0,Fe,0+QCaO.AL,oz+Cao-3Ca0AL,Ox+QCaO+SO2→2CaO.SiO2+Q3SOAT2Ca0.SiO+Ca0-3CaOSio熟料1250C部分熔劑礦物成晶體析出,另一部分來不及析出卻100℃而呈玻璃體,C3s在1250℃不穩(wěn)定,易分解,低于1250C則穩(wěn)定,CS在1000℃以下緩冷易使*,-C~S轉(zhuǎn)變成~cJ失去水硬作用C2S1450±5℃-C2S630~680℃CS<500℃-yC1S2、煅燒過程的物理化學(xué)變化自由水粘土的脫水碳酸鹽蒸發(fā)與分解分解固相反熟料燒熟料冷卻2.1、粘土的脫水與分解加熱2SO2·Al2O3·2H2O→Al2O3·2SiO2+2H2O↑加熱Al2O3·2SiO2→→AlO3+2SiO22、碳酸鹽分解RCO、600C~700CMgo+co90