水泥工藝學(xué)復(fù)習(xí)資料

水泥工藝學(xué)復(fù)習(xí)資料KH，SM,IM各代表什么？其表達(dá)式是什么？KH:稱為石灰飽和系數(shù)，表示了熟料中C3S與C2S百分含量的比例。KH越大，則硅酸鹽礦物中的C3S的比例越高，熟料強(qiáng)度越好，故提高KH有利于提高水泥熟料質(zhì)量。但KH過(guò)高，熟料煅燒困難，必須提高煅燒溫度，延長(zhǎng)煅燒時(shí)間，否則會(huì)出現(xiàn)f-Cao，同時(shí)窯的產(chǎn)量低，熱耗高，窯襯干燥條件惡化。KH=(CaO-1.65Al203-0.35Fe203)/2.8Si02.SM:稱為硅率，它表示熟料中SiO2的百分含量與Al203百分含量之比。SM:=Si02/(Al203+Fe203).IM:稱為鋁率，IM=Al203/Fe203.什么是水泥？加入適量水后可形成塑性漿體，既能在空氣中硬化又能在水中硬化，并能將砂、石等材料牢固地膠結(jié)在一起的細(xì)粉狀水硬性膠凝材料，通稱為水泥。什么是礦化劑？其作用是什么？能加速結(jié)晶化合物的形成，是水泥生料易燒流動(dòng)少量外加物稱為礦化劑。礦化劑可以通過(guò)與反應(yīng)物形成固溶體而使晶格活化，從而增加反應(yīng)能力；或是與反應(yīng)物形成低共熔物，使物料在較低溫度下出現(xiàn)液相，加速擴(kuò)散和對(duì)固相的溶解作用；或是可促使反應(yīng)物斷鍵而提高其反應(yīng)速度；能顯著降低熟料燒成時(shí)液相出現(xiàn)的溫度、降低液相的黏度，從而使阿利特的形成溫度降低了150?200°C，促進(jìn)了阿利特的形成。什么是凝結(jié)時(shí)間？水泥的凝結(jié)時(shí)間是指水泥從加水開(kāi)始到失去流動(dòng)性，即從可塑性狀態(tài)發(fā)展到固體狀態(tài)所需要的時(shí)間，分初凝時(shí)間和終凝時(shí)間。初凝時(shí)間是指水泥從加水開(kāi)始到初步失塑性狀態(tài)的時(shí)間；終凝時(shí)間是指水泥從加水拌和開(kāi)始到完全失去塑性的時(shí)間什么水泥的強(qiáng)度和安定性，及其影響因素？水泥的強(qiáng)度:強(qiáng)度是水泥的一個(gè)重要指標(biāo)，又是設(shè)計(jì)混凝土配合比的重要數(shù)據(jù)。質(zhì)量合格的水泥在硬化過(guò)程中，強(qiáng)度是逐漸增長(zhǎng)的。一般將3d強(qiáng)度稱為早期強(qiáng)度，28d及以后的強(qiáng)度稱為后期強(qiáng)度，也有將三個(gè)月以后的強(qiáng)度稱為長(zhǎng)期強(qiáng)度。由于水泥經(jīng)28d后強(qiáng)度已大部分發(fā)揮出來(lái)，所以用28d強(qiáng)度劃分水泥的強(qiáng)度等級(jí)。水泥的安性:水泥加水硬化后體積變化的均勻性稱為水泥安定性，即在水泥加水以后，逐漸水化硬化，水泥硬化漿體能保持一定形狀，不開(kāi)裂、不變形、不潰散的性質(zhì)。安定性的影響因素:導(dǎo)致水泥安定性不良，一般是由于熟料中的游離氧化鈣、結(jié)晶氧化鎂或水泥中摻入石膏過(guò)多等原因。其中,f-CaO是一種最常見(jiàn)、影響最嚴(yán)重的因素。死燒狀態(tài)的f-CaO水化速度很慢，在硬化的水泥中繼續(xù)與水生成六方板狀的Ca(oH)2晶體，體積增大近一倍，產(chǎn)生膨脹應(yīng)力，以致破壞水泥。其次是結(jié)晶氧化鎂，即方鎂石，它的水化速度很慢，水化成Mg(OH)2時(shí)體積膨脹148%。但急冷的熟料中的方鎂石結(jié)晶細(xì)小，對(duì)安定性影響不大。第三是水泥中的SO3含量過(guò)高，即石膏摻入量過(guò)多，多余的S03在水泥硬化后繼續(xù)與水喝C3A形成鈣礬石，體積膨脹，產(chǎn)生膨脹應(yīng)力而影響水泥的安定性。什么是干燥基？什么是灼燒基？干燥基：物料烘干后，處于干燥狀態(tài)，以物料干燥狀態(tài)的質(zhì)量為計(jì)算單位時(shí)，稱為干燥基。生料干配比及原料的化學(xué)成分通常以干燥基表示。灼燒基：去掉燒失量(結(jié)晶水、二氧化碳及揮發(fā)物質(zhì)等)以后，生料處于灼燒狀態(tài)。以灼燒狀態(tài)的質(zhì)量為計(jì)算單位是，稱為灼燒基。什么是粉磨？粉磨是將小塊狀(粒狀)物料破碎成細(xì)粉(100um一下)的過(guò)程。水泥廠粉磨有生料粉磨和水泥粉磨兩種工藝流程，生料粉磨即是將原料配合后粉磨成生料的工藝過(guò)程，水泥粉磨即是將熟料、石膏和混合材料配合后粉磨成水泥的工藝過(guò)程。合理的粉磨流程及設(shè)備、合適的粉磨產(chǎn)品的細(xì)度，對(duì)保證生料和水泥的質(zhì)量、產(chǎn)量，提高熟料質(zhì)量與產(chǎn)量，降低單位產(chǎn)品電耗及便于操作管理等都具有十分重要的意義。什么是均化？水泥生產(chǎn)通過(guò)搭配或使用外力使物料達(dá)到均勻的過(guò)程稱為均化。水泥生產(chǎn)的整個(gè)過(guò)程就是一個(gè)不斷均化的過(guò)程其中主要由四個(gè)環(huán)節(jié)：礦山搭配開(kāi)采、原料預(yù)均化，生料磨配料與粉磨，生料均化，這四個(gè)環(huán)節(jié)構(gòu)成了生料均化鏈。通用硅酸鹽水泥，火山灰水泥，粉煤灰水泥是什么？通用硅酸鹽水泥：以硅酸鹽水泥熟料和適量的石膏及規(guī)定的混合材料制成的水硬性膠凝材料稱為通用硅酸鹽水泥。.火山灰硅酸鹽水泥：凡由硅酸鹽水泥熟料和火山灰質(zhì)混合材料、適量石膏磨細(xì)制成的水硬性膠凝材料，稱為火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥.代號(hào)P.P。其中火山灰的百分含量＞20%且小于＜=40%。.粉煤灰硅酸鹽水泥：凡由硅酸鹽水泥熟料和粉煤灰、適量石膏磨細(xì)制成的水硬性膠凝材料，稱為粉煤灰硅酸鹽水泥，代號(hào)P.F其中摻入量含量＞20%且小于＜=40%。混合材料有哪些？水泥原料有哪些？混合材料：?；郀t礦渣，火山灰質(zhì)混合材料，粉煤灰，還有其他混合材料包括，化鐵爐渣，精煉烙鐵渣，鋼渣，窯灰，?；姞t磷渣，?；郀t鈦礦渣，增鈣液態(tài)渣，沸騰爐渣。水泥原料：鈣質(zhì)原料，硅鋁質(zhì)原料，校正原料。什么是回轉(zhuǎn)窯的帶？干燥帶：干燥帶物料溫度為20?150°C，氣體溫度為200?400°C。含有大量水分的生料漿入窯后，被熱氣流加熱，溫度逐漸升高，水分開(kāi)始緩慢蒸發(fā)，當(dāng)物料達(dá)到一定溫度時(shí)，水分迅速蒸發(fā)，直到約150C左右，水分全部蒸發(fā)，物料離開(kāi)干燥帶進(jìn)入預(yù)熱帶。預(yù)熱帶：預(yù)熱帶物料溫度在150?750C，氣體溫度在400?1000C。離開(kāi)干燥帶的物料溫度上升很快，黏土中的有機(jī)物進(jìn)行干餾和分解，同時(shí)高嶺土開(kāi)始脫水反應(yīng)，碳酸鎂的分解也開(kāi)始進(jìn)行。(3碳酸鹽分解帶：分解帶物料溫度在750?1000°C，氣體溫度在1000?1400°C。物料進(jìn)入分解帶后，燒失量開(kāi)始明顯減少，化合二氧化硅開(kāi)始明顯增加，這表明同時(shí)進(jìn)行碳酸鈣分解和固相反應(yīng)。由于碳酸鈣分解反應(yīng)吸收大量熱量，所以物料較慢。同時(shí)由于分解后放出大量CO2氣體，使粉狀物料處于流態(tài)，物料運(yùn)動(dòng)速度較快。由于此帶所需熱量最多，物料運(yùn)動(dòng)速度又快，要完成分解任務(wù)，就需要一段長(zhǎng)的距離，所以分解帶占回轉(zhuǎn)窯長(zhǎng)度比例較大。(4).放熱反應(yīng)帶：放熱反應(yīng)帶物料溫度在1000?1300C,氣體溫度在1400?1600C。由于碳酸鹽分解產(chǎn)生大量的氧化鈣，它與其他氧化物進(jìn)一步發(fā)生固相反應(yīng)，形成熟料礦物，并放出一定熱量，故取名為“放熱反應(yīng)帶”。煤的燃燒特性：可燃性：燃料的可燃性是指其燃燒的難易程度。著火點(diǎn)：將煤加熱使煤釋放出足夠的揮發(fā)與周?chē)髿庑纬煽扇蓟旌衔铮蛊淙紵淖畹蜏囟确Q為煤的著火點(diǎn)。燃盡時(shí)間：燃盡時(shí)間是指煤在一定的狀態(tài)下燃燒時(shí)所具有的特定的燃燒速度。煤灰的熔融性及黏度：在規(guī)定條件下加熱煤灰試樣時(shí)，隨著溫度的升高，煤灰試樣會(huì)從局部熔融到全部熔融并伴隨產(chǎn)生一定的特征物理狀態(tài)-變形、軟化、半球、流動(dòng)。煤灰熔融性即以著四個(gè)特征物理狀態(tài)相對(duì)應(yīng)的溫度來(lái)予以表征。煤灰黏度：是表征灰渣在熔化狀態(tài)時(shí)的流動(dòng)狀態(tài)的重要指標(biāo)，它對(duì)確定熔渣的出口溫度有著重要的作用。影響碳酸鹽分解的因素，影響固相反應(yīng)的因素，以及煅燒過(guò)程發(fā)生的物理化學(xué)反應(yīng)?影響碳酸鹽分解的因素：石灰石的結(jié)構(gòu)和物理性質(zhì)：構(gòu)致密、質(zhì)點(diǎn)排列整齊、結(jié)晶粗大、晶體缺陷少的石灰石，質(zhì)地堅(jiān)硬，分解反應(yīng)困難，如大理石等。質(zhì)地松軟的白堊和內(nèi)含其他組分較多的泥灰?guī)r，其分解所需的活化能較低，分解反應(yīng)容易。生料細(xì)度：生料細(xì)度細(xì)，顆粒均勻，粗粒少，生料的比表面積增加，使傳熱和傳質(zhì)速度加快有利于分解反應(yīng)的進(jìn)行。反應(yīng)條件：提高反應(yīng)溫度，分解反應(yīng)的速度加快，同時(shí)促進(jìn)CO2的擴(kuò)散速度加快；加強(qiáng)通風(fēng)，及時(shí)地排出反應(yīng)生成的CO2氣體，也可加速分解反應(yīng)。生料懸浮分散程度：在新型干法生產(chǎn)時(shí)，生料粉在預(yù)熱器和分解爐內(nèi)的懸浮分散性好，則可增加傳熱面積，減少傳質(zhì)阻力，提高分解速度。黏土質(zhì)組分的性質(zhì)：黏土質(zhì)原料的主導(dǎo)礦物是活性大的高嶺土，由于其容易和分解產(chǎn)物CaO直接進(jìn)行固相反應(yīng)，生產(chǎn)低鈣礦物，可加速CaCO3的分解反應(yīng)。反之，如果黏土的主導(dǎo)礦物是活性差的蒙脫石和伊利石，則會(huì)要影響CaCO3的分解速度，由結(jié)晶Si02組成的石英砂的反應(yīng)活性最低。影響固相反應(yīng)的因素：細(xì)度和均勻性：生料愈細(xì)，則其顆粒尺寸愈小，各組分之間的接觸面積愈大，同時(shí)表面的質(zhì)點(diǎn)自由能愈大，使反應(yīng)和擴(kuò)散能力增強(qiáng)，因此反應(yīng)速度越快。溫度和時(shí)間：當(dāng)溫度較低時(shí)，固體的化學(xué)活性低，質(zhì)點(diǎn)的擴(kuò)散和遷移速度很慢，因此固相反應(yīng)通常需要在較高溫度下進(jìn)行。提高反應(yīng)溫度，可加速固相反應(yīng)。由于固相反應(yīng)時(shí)離子的擴(kuò)散和遷移需要時(shí)間，所以必須保證一定的時(shí)間才能使固相反應(yīng)進(jìn)行完全。原料性質(zhì)：當(dāng)原料中含有結(jié)晶Si02(如燧石、石英砂等)和結(jié)晶方解石時(shí)，由于破壞其晶格比較困難，所以使固相反應(yīng)的速度明顯降低，特別是原料中含有粗粒石英砂時(shí)，其影響更大。礦化劑：礦化劑可以通過(guò)與反應(yīng)物形成固溶體而使晶格活化，從而增加反應(yīng)能力；或是與反應(yīng)物形成低共熔物，使物料在較低溫度下出現(xiàn)液相，加速擴(kuò)散和對(duì)固相的溶解作用；或是可促使反應(yīng)物斷鍵而提高其反應(yīng)速度。因此加入礦化劑可以加速固相反應(yīng)。發(fā)生的物理化學(xué)反應(yīng)：?150°C:生料中物理水蒸發(fā)。500°C左右：黏土質(zhì)原料釋放出化合水，并開(kāi)始分解出氧化物，如Si02,Al2O3o900°C左右：碳酸鹽分解(見(jiàn)書(shū)上詳細(xì)反應(yīng))900?1200C:黏土的無(wú)定型脫水產(chǎn)物結(jié)晶，各種氧化物間進(jìn)行固相反應(yīng)。(見(jiàn)書(shū)上詳細(xì)反應(yīng))1250?1280C:所產(chǎn)生的礦物部分熔融出現(xiàn)液相。1280?1450C:液相量增多，C2S通過(guò)液相吸收CaO形成C3S，直至熟料礦物全部形成。1450?1300C:熟料礦物冷卻。熟料冷卻的作用？提高熟料的質(zhì)量：熟料冷卻時(shí)，形成的礦物要進(jìn)行相變，如慢冷時(shí)0-C2S轉(zhuǎn)化為y-C2S,同時(shí)體積膨脹約10%，會(huì)使熟料粉化，產(chǎn)生所謂的粉化料。因y-C2S幾乎無(wú)水硬性，會(huì)使熟料的質(zhì)量下降。如采用快速冷卻并固溶一些離子，可以避免0-C2S向y-C2S轉(zhuǎn)化，從而獲得較高的水硬性。改善熟料的易磨性:急冷熟料的玻璃體含量較高，同時(shí)造成熟料產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，而且熟料礦物晶體較小，所以快冷可顯著地改善熟料的易磨性?；厥沼酂幔菏炝蠌?300°C冷卻，進(jìn)入冷卻機(jī)時(shí)尚處于1100°C以上的高溫。如把它冷卻到室溫，則尚有約837KJ/Kg熟料熱量可用二次空氣來(lái)回收，有利于窯內(nèi)燃料的燃燒，提高窯的熱效率。有利于熟料的輸送、儲(chǔ)存和粉磨：為確保輸送設(shè)備的安全運(yùn)轉(zhuǎn)，要使熟料溫度低于100°C。儲(chǔ)存熟料的鋼筋混凝土圓庫(kù)如溫度較高，容易出現(xiàn)裂紋；為防止水泥粉磨時(shí)，磨內(nèi)溫度過(guò)高造成水泥的假凝現(xiàn)象、磨內(nèi)研磨體產(chǎn)生包球、降低磨機(jī)產(chǎn)量，以及因水泥溫度太高造成水泥包裝袋破損，必須將熟料冷卻到較低的溫度。易燒性的影響因，什么是熱耗，以及影響因素？易燒性的影響因素：1.生料的潛在礦物組成2.原料的性質(zhì)和顆粒組成:原料中石英和方解石含量多，難燒，易燒性差；結(jié)晶質(zhì)粗粒多，易燒性差°3.生料中次要氧化物和微量元素：生料中含有少量次要氧化物如MgO、K2O、NA2O等，有利于熟料形成，易燒性好，氮含量過(guò)多不利于煅燒。4.生料的均勻性和生料粉磨細(xì)度：生料均勻性好，粉磨細(xì)度細(xì)，則生料易燒性好。5.礦化劑：摻加各種礦化劑，均可改善生料的易燒性。6.生料的熱處理。生料的易燒性差，就要求燒成溫度高、煅燒時(shí)間長(zhǎng)。生料煅燒過(guò)程中升溫速度快，有利于提高新生態(tài)產(chǎn)物的活性，易燒性好。7.液相：生料煅燒時(shí)，液相出現(xiàn)溫度低，數(shù)量多，液相黏度小，表面張力小，則離子遷移速度大，易燒性好，有利于熟料的燒成。8.燃煤的性質(zhì)：燃煤熱值高、煤灰分少、細(xì)度細(xì)，燃燒速度快，燃燒溫度高，有利于熟料的燒成。9.窯內(nèi)氣氛：窯內(nèi)氧化氣氛煅燒，有利于熟料的形成。熱耗：我們把沒(méi)煅燒1kg熟料窯內(nèi)實(shí)際消耗的熱量稱為熟料實(shí)際熱耗，簡(jiǎn)稱熟料熱耗，也稱熟料單位熱耗。熱耗影響因素：(1)生產(chǎn)方法與窯型：生產(chǎn)方法不同，則生料在煅燒過(guò)程中消耗的熱量不同。如濕法生產(chǎn)需蒸發(fā)大量的水分而耗熱巨大，而新型干法生料粉在懸浮態(tài)受熱，熱效率較高。因此，濕法熱耗一般均較干法高，而新型干法生產(chǎn)的熟料熱耗則較干法中空窯熱耗低。窯本身的結(jié)構(gòu)、規(guī)格大小亦是影響熟料熱耗的重要因素，因?yàn)閭鳠嵝矢撸瑒t熱耗低。廢氣余熱的利用：熟料冷卻時(shí)需放出大量熱，雖然這部分熱量是必須釋放的，但可以設(shè)法最大可能地回收利用。熟料冷卻時(shí)產(chǎn)生的廢氣可用作助燃空氣，從而提高煅燒設(shè)備的熱效率。生料組成、細(xì)度及生料易燒性：生料易燒性好，則熱耗低；生料易燒性差，則熱好大；生料顆粒粗，則熱耗增大。燃料不完全燃燒熱損失：燃料的不完全燃燒包括機(jī)械不完全燃燒、化學(xué)不完全燃燒。燃煤質(zhì)量不穩(wěn)定及質(zhì)量差、煤粒過(guò)粗或過(guò)細(xì)、燃燒器故障、操作不當(dāng)?shù)染且鸩煌耆紵脑颉Ｄ橙紵煌耆?，煤耗必然?huì)增加，故熟料熱耗增大。窯體散熱損失：窯內(nèi)襯隔熱保溫效果好，則窯體散熱損失大，熟料熱耗增加。烘干機(jī)順流操作的特點(diǎn)是什么？烘干基熱端，物料與熱氣體的溫差較大，熱交換過(guò)程迅速，大量水分易被蒸發(fā)，適用于初水分較高的物料。黏性物料進(jìn)入烘干機(jī)后，由于表面水分易蒸發(fā)，可減少粘結(jié)，有利于物料運(yùn)動(dòng)。用于烘干濕煤時(shí)，可避免高溫氣體直接接觸干煤引起著火。用于烘干礦渣時(shí)，可避免高溫氣體與已烘干的礦渣接觸而使其活性降低。順流操作的熱端負(fù)壓低，能減少