无机非金属材料工学课件 第八章.ppt

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1、第八章煅烧与烧成第一节概述第二节水泥熟料的煅烧第三节陶瓷的烧成第一节概述烧成：将初步密集的粉块（生坯）经高温烧结成产品的过程。煅烧：未成形的物料经高温合成某些矿物（水泥熟料）或使矿物分解获得某些中间产物（石灰、烧粘土）实质：粉（块）料集合体变成致密的，有足够强度的烧结体。一、热量传递对流、传导、辐射、综合传热。二、质量传递自扩散，相互扩散,发生分解，氧化、还原反应，放出（吸收）气体，生成新相，形成低共熔物，生成液相，填入孔隙。质量传递动力:浓度差三、动量传递流体流动:气体流入、流出。第二节水泥熟料的煅烧一、水泥熟料的形成过程入窑物料干法H2O≤1%料粉半干法H2O

2、12-14%料球湿法H2O32-40%料浆煅烧过程概述低于150℃生料中物理水蒸发；500℃左右粘土质原料释放出化合水，并开始分解出氧化物，如SiO2、Al2O3；900℃左右碳酸盐分解放出CO2和新生态CaO；900-1200℃粘土的无定形脱水产物结晶，各种氧化物进行固相反应；1250-1280℃所产生的矿物部分熔融出现液相；1280-1450℃液相量增多，C2S（硅酸二钙）通过液相吸收CaO形成C3S（硅酸三钙），直至熟料矿物全部形成；1450-1300℃熟料矿物冷却。二、煅烧设备回转窑湿法回转窑热耗高q>5200KJ/Kg干法回转窑悬浮预热器窑,窑外分解窑半

3、干法回转窑立波尔窑立窑机械化立窑普通立窑三、回转窑煅烧既是运输设备斜率为3-5%又是煅烧设备t焰=1650-1700℃t料=1450℃四、物料反应带以湿法长窑为例共分六个反应带五、熟料热化学及回转窑热工特性（一）熟料的理论热耗<1000℃，吸热为主；>1000℃，放热为主。1Kg熟料理论热耗=1.55Kg生料料耗的化学反应热+物理热=支出热耗-收入热耗Q=4307-2511=1755KJ/Kg熟料。（二）热工特性烧成带：微吸热，但仍要提供足够的温度，保证C3S形成；分解带：吸大量的热，物料运动快，如停留时间过短，会造成预烧不好；提高窑的热效率途径：减少废气带走热损

4、失；减少筒体散热损失；降低料浆水分，湿改干。窑的发热能力∝窑的传热能力∝∴必须提高传热能力→提高传热面积→悬浮预热、预分解炉。六、回转窑的煅烧系统（一）湿法回转窑(流程示意图)（一）湿法回转窑A、分带根据生料在窑内的不同位置主要进行的反应来划分。（共六个带）1、干燥带：物理水的蒸发特点：最长、有链条区（垂挂、花环挂）挂链条的作用：a.破坏泥巴圈；b.增大传热面积，提高热交换效率；c.起到捕尘作用（达50%收尘效率）。2、预热带：粘土矿物的脱水和分解，物料粉状，比表面积大。特点：与干燥带相比，此带的温度上升较快。3、分解带特点：①吸收大量的热；②物料运动速度最快（

5、用同位素跟踪测量），由于生料颗粒表面被CO2气体包裹而呈微流态化；③窑内传热速度低，物料升温速度相对较慢。4、固相反应带（放热反应带）主要进行固相反应，低碱度的矿物形成，伴随放热反应，特点：物料升温速度最快。5、烧成带贝里特再结晶；6、冷却带慢冷时,会有C3S的分解，β—C2S的相变化。特点：最短的带。特点：出现液相,达到最高烧成温度；物料在窑内停留时间最长。熟料烧结。；B、煅烧制度1、煤的燃烧特点:煤—有焰燃烧2、正常火焰煅烧：火焰长度合适，煅烧温度较高，燃料燃烧完全，熟料在烧成带停留时间足够，熟料质量高。3、短焰急烧：火焰短，热力集中，煅烧温度高，但物料在烧成

6、带停留时间不足，fc偏高，耐火砖寿命缩短。主要由煤的挥发份偏低引起，窑的长径比L/D过小引起。4、高温长带煅烧：火焰长度较长煅烧温度不低，属于强化煅烧，不宜长期使用。操作上增加风煤，喂料↑，强化煅烧，产量↑，但由于超过了窑的传热能力，将使废气温度提高，消耗↑，熟料质量↓，也影响了窑的长期安全运转。5、低温长带煅烧：火焰长，但温度偏低,物料煅烧温度不足，C3S不能很好形成，fc↑原因：窑内排风偏大，燃料燃烧慢，煤挥发分过高，灰分含量偏高，使火焰拉长，但热力分散。影响湿法回转窑产、质量的其它因素，窑内传热分析，降低热耗的措施。C、 快速判断转窑熟料质量的一般方法权威方

7、法：测物理性能（物检）,花时间长，对厂内生产控制较为滞后。快速简易方法：①测f.CaO含量。<1.0%②立升重（每1立升体积熟料的重量，反映出熟料的烧结状态）1100-1500g/立升。③好熟料的色泽：灰黑,致密，块、粒状。（二）带余热锅炉干法窑中空窑q=6800-7500KJ/Kgsht废=850-1000℃，→锅炉，产生400℃，1.4-4Mpa的蒸汽→管道送至汽轮发电机。图1-8-4新型干法窑低温余热发电预热器出口t废=350-400℃冷却机t气=250℃含尘浓度高，前者80g/Nm3，后者30g/Nm3。(柳泥日本提供—套特惠样板)（三）立波尔窑1-8-5

8、窑尾+炉