水泥熟料烧成的变化过程

一、干燥与脱水

1.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，干法生产中生料的含水率一般不超过1.0%。

2.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。

Al2O3·2SiO2·2H2O=Al2O3 (无定形)+2SiO2 (无定形)+2H2O

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，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℃。

MgCO3=MgO+CO2，CaCO3=CaO+CO2

碳酸钙分解反应的特点：碳酸钙的分解过程是一个强吸热过程（1645kJ/kg ），是熟料形成过程中消耗热量最多的一个工艺过程；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。

三、固相反应

1.反应过程

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。

2.影响固相反应的主要因素

⑴生料细度及其均匀程度；⑵温度对固相反应的影响；

四、熟料烧结

水泥熟料主要矿物硅酸三钙的形成需在液相中进行，液相量一般在22～26％。

2CaO·SiO2+CaO=3CaO·SiO2

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15～25分钟。

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℃分解出现二次游离氧化钙（对水泥安定性没大影响），降低熟料的强度；

2、为了防止C2S在500℃时发生晶型转变，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。

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