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水泥熟料的形成過程，是對合格生料進行煅燒，使其連續(xù)加熱，經(jīng)過一系列的物理化學(xué)反應(yīng)，變成熟料，再進行冷卻的過程。整個過程主要分為水分蒸發(fā)、黏土質(zhì)原料脫水、碳酸鹽分解、固相反應(yīng)、燒結(jié)反應(yīng)及熟料冷卻六個階段。下面就由濟南中正交通設(shè)施廠專業(yè)人士進行分析。
（一）水分蒸發(fā) 入窯物料當溫度從室溫升高到 100～150℃時，物料中的自由水全部被排 除，這一過程稱為干燥過程。它是一個吸熱過程。特別是濕法生產(chǎn)，因為料 漿中的含水量為 32-40%要在干燥過程中將水分全部蒸發(fā)，故此過程較為重要。
（二）黏土質(zhì)原料脫水 當 入 窯 物 料 的 溫 度 升 高 到 450 ℃ 時 ， 黏土中的主要組成高嶺石 （Al2O3·2SiO2·2H2O）將發(fā)生脫水反應(yīng)，吸收熱量脫去其中的化學(xué)結(jié)合水。 Al2O3·2SiO2·2H2O→ Al2O3（無定形）+2SiO2（無定形）+2H2O 脫水后變成無定形的 Al2O3 和 SiO2。 900-950℃時， 在 由無定形物質(zhì)變成 晶體，同時放出熱量。此過程是放熱過程。
（三）碳酸鹽分解 1、碳酸鹽分解反應(yīng) 當物料溫度升高到 600℃以上時，石灰石中的碳酸鈣和原料中夾雜的碳 酸鎂進行分解，在 CO2 分壓為 1atm 下，碳酸鎂和碳酸鈣的劇烈分解溫度分別 是 750℃和 900℃。此過程是強吸熱過程。 MgCO3→MgO+ H2O
CaCO3→CaO+ H2O 2、碳酸鹽分解反應(yīng)的特點 （1）碳酸鹽分解時，要放出大量的 CO2 氣體。 （2）碳酸鹽分解時需要大量的熱量，其熱效應(yīng)為 1660kJ/kg CaCO ，這些 3 熱量大約占熟料形成熱的一半左右。碳酸鹽分解所需的溫度不高，但所需的 熱量最多。所以這一過程對于提高熱的利用率有著重要的影響。 （3）影響碳酸鈣分解的因素 ①溫度：當 CO2 的分壓一定時，溫度越高，碳酸鈣分解速度越快。 ②CO2 的分壓：當溫度一定時，CO2 的分壓越低，碳酸鈣越易分解。 因此，在煅燒窯內(nèi)加強通風(fēng)，及時將 CO2 氣體排出，有利于 CaCO3 的分 解。窯內(nèi)廢氣中的 CO2 含量每減少 2%，約可使分解時間縮短 10%；當窯內(nèi)通 風(fēng)不暢時，CO2 含量增加，且影響燃料的燃燒，使窯溫降低，延長 CaCO3 的分 解時間。
（四）固相反應(yīng)硅酸鹽水泥熟料的主要礦物是硅酸三鈣(C3S)、硅酸二鈣(C2S)、鋁酸三 、鐵鋁酸四鈣（C4AF） ，其中 C2S、鋁酸三鈣 C3A、鐵鋁酸四鈣 C4AF 鈣（C3A） 三種礦物是由固態(tài)物質(zhì)相互反應(yīng)生成的。從原料分解開始，物料中便出現(xiàn)了 性質(zhì)活潑的氧化鈣，它與入窯物料中的 SiO2、Al2O3、 Fe2O3 行固相反應(yīng)， 形成熟料礦物。
（五）硅酸三鈣（C3S）的形成和燒結(jié)反應(yīng) 水泥熟料中的主要的礦物是硅酸三鈣，而它的形成需在液相中進行，當 溫度達到 1300℃時，C3A、C4AF 及 R2O 熔劑礦物熔融成液相，C2S 及 CaO 很快 被高溫熔融的液相所溶解并進行化學(xué)反應(yīng)，形成 C3S。
1、燒結(jié)反應(yīng)： 2CaO·SiO2+CaO→3CaO·SiO2（C3S） 該反應(yīng)也稱為石灰吸收過程，它是在 1300℃～1450℃～1300℃范圍進 行，故稱該溫度范圍為燒成溫度范圍；在 1450℃時此反應(yīng)十分迅速，故稱該 溫度為燒成溫度。
2、影響燒結(jié)反應(yīng)的因素
①溫度：燒結(jié)反應(yīng)所需的反應(yīng)熱甚微，但需要使物料達到燒成所需的溫 度才能順利形成 C3S，從而提高熟料的質(zhì)量。
②時間：使燒結(jié)反應(yīng)完全進行，需保證一定的反應(yīng)時間，一般為 10-20min。
③液相量液相量多，液相黏度低，則有利于 C3S 的形成，但容易結(jié)圈、 結(jié)塊等， 難以操作； 液相量少， 則不利于 C3S 的形成， 一般控制液相量以 20-30% 為宜。 當溫度降到 1300℃以下時，液相開始凝固，由于反應(yīng)不完全，沒有參與 反應(yīng)的 CaO 就隨著溫度降低，凝固其中，這些 CaO 稱為游離氧化鈣，習(xí)慣上 用“-CaO”符號表示。為了便于區(qū)別，稱其為一次游離氧化鈣，它對水泥 安定性有重要影響。
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