无机材料工艺学水泥方向)思考题

无机材料工艺学水泥方向)思考题内容摘要：

备 1 、答：生料粉磨的目的在于使各配合原料成为一定粒度的产品，最终满足熟料煅烧的要求。 生料细度越细，则生料各组分间越能混合均匀，窑内锻烧时生料各组分越能充分接触，使碳酸钙分 解反应、固相反应和固液相反应的速度加快，有利于游离氧化钙的吸收。 生料的粉磨细度， 用管磨机生产时通常控制在 0. 08mm 方孔筛筛余 10 ％左右， 方孔筛筛余小于 1. 5 ％为宜。 闭路粉磨时，因其粗粒较少，产品颗粒较均匀，因而可适当放宽 0. 08mm 筛筛余， 但仍应控制 0. 2mm 筛筛余，对于原料中含石英质原料和粗质石灰岩时，生料细度应细些，特别要注意 0. 2mm 筛筛余量。 2 、答 ： 1）白生料：将各种原料按比例配合后粉磨而得。 出磨生料因不含煤，故称白生料，通常也称作普通生料。 如 干法回转窑，采用白生料法煅烧的立窑用生料。 2）全黑生料：将各种原料和煅烧所需的全部用煤一起配合入磨，所制得的生料称全黑生料，简称黑生料。 全黑生料仅适合于立窑生产。 3）半黑生料：将煅烧所需煤总量的一部分和原料配合共同粉磨，所制得的生料称半黑生料。 3 、答：原则上熟料的三个率值不能同时偏高或偏低，也不能片面强调某一率值而忽视其他两个率值，必须相互吻合。 1） KH 值的选择： 工艺、技术装备条件较好，入窑生料成分均匀稳定，生料预烧性好，看火操作技术水平高且稳定，或者在生料中掺加了矿化剂 (或复合矿化剂、晶 种 )，这时应选择较高的 KH 值。 2）选择 n 值要与 KH 值相适应： n 值的确定时既要保证熟料中有一定数量的硅酸盐矿物，又必须与 KH 值相适应。 一般应避免以下倾向： ① KH 高、 n 也偏高。 这时熔剂性矿物含量必然少，生料易烧性变差，吸收 fCaO反应不完全，且 fCaO 高。 ② KH 低、 n 偏高。 熟料的煅烧温度不必太高，但硅酸盐矿物中的 C2S 含量将相对增高，从而易造成熟料的“粉化”，熟料强度低。 ③ KH 低、 n 也偏低。 熟料的煅烧温度同样不需很高，但熔剂矿物的总量较高，以致液相量较多，易产生结窑、结大块现 象。 同时由于大块料不易烧透， fCaO还是较高，因而熟料质量差。 3） p 值的选择 : 选择 p 值时也要考虑与 KH 值相适应。 一般情况下，当提高KH 便应降低 p，以降低液相出现的温度和粘度，有助于 C3S 形成。 至于究竟是采用高铝还是高铁配料方案，应根据原燃料特点及工艺设备、操作水平以及用户对水泥性能的要求等各方面情况综合分析决定。 4 、答：粉磨系统有开路和闭路两种；在粉磨过程中，当物料一次通过磨机后即为产品时，称为开路系统，亦称开流；当物料出磨以后经过分级设备选出产品，粗料返回磨机内再磨称为闭路系统，亦称圈流。 5 、答：①利用废气进行磨内物料的烘干。 其发展趋势是物料的烘干与粉磨作业一体化。 ②粉磨设备日趋大型化。 为使窑磨配套，简化工艺流程，磨机及其配套的选粉、输送、收尘等设备日益大型化。 ③新型磨机、高效选粉机等及其由它们组合成的各种新型闭路粉磨系统，大大提高了粉磨效率，增加了粉磨机的有效利用，水泥生产综合能耗进一步下降。 ④磨机系统操作自动化。 无论是配料、喂料、系统控制等广泛应用自动调节同路电子计算机控制生产过程，用以代替人工操作，使大型设备、复杂系统稳定高产成为可能。 ⑤各种新型优质研磨体、锁风装置、密封材料、大型专用驱动装置等的广泛应用，为主机安全运转、高效运转提供了保证。 6 、答 ：粉磨后的生料通过合理搭配或气力搅拌等方式，使其成分趋于均匀一致的过程称为生料的均化。 生料均化的主要功能就是消除出磨生料所带来的成分波动，使生料满足人窑要求，保证人窑生料成分的高度均齐，从而稳定窑的正常热工制度，保证窑系统的长期安全运转，提高熟料的产质量。 7 、答 ： 干法生产中出磨生料粉 (简称生料 )的均化可采用气力均化和机械均化两种基本方式。 通常，气力均化分间歇式均化和连续式均化两种，机械 均化分机械均化库、多库搭配和机械倒库。 间歇式均化库的均化原理是：压缩空气经库底充气装置的透气层进入库内的料层，使库内料粉松动并呈流态化。 若库底充气装置各区按一定规律改变进气压力或进气量，会使已呈流态化的粉料也按同样的规律产生上下翻滚和激烈搅拌，从而使全库生料得到充分混合，最终达到成分均匀的目的。 连续式生料均化库系统的均化工艺特点是生料均化作业连续化。 即出磨生料不断进入均化库的同时，库内进行均化作业，库底或库侧可以卸出符合要求的生料。 它既可以只设一个库，也可以由几个库并联或串联；既可以使用空气压缩机也可以由罗 茨鼓风机供气。 第五章 硅酸盐水泥熟料的煅烧 1 、答：水分蒸发，粘土矿物脱水，碳酸盐分解，固相反应，熟料的烧结，熟料的冷却。 2 、答： 1）石灰质原料的特性 :方解石晶体越小，所形成的 CaO 缺陷结构的浓度越大，反应性越好，相对分解速度越高。 一般来说，石灰石分解的活化能在～ kJ／ mol 之问，当伴生有杂质、晶体细小时，其活化能将降低，一般在 190 kJ／ mol 以下。 2）生料细度和颗粒级配：生料粉磨得细，且颗粒均匀、粗粒少，生料比表面积增加，使传热和传质速度加快，有利于分解反应进行。 3）生料悬浮分散程度：生料悬浮分散差，相对地增大了颗粒尺寸，减少了传热面积，降低了碳酸钙的分解速度。 因此，生料悬浮分散程度是决定分解速度的一个非常重要的因素。 这也是在悬浮预热器和分解炉内的碳酸钙分解速度较回转窑 吧 、立波尔窑内快的主要原因之一。 4）温度：提高反应温度，分解反应的速度加快，分解时间缩短。 但应注意温度过高，将增加废气温度和热耗，预热和分解炉结皮、堵塞的可能性亦大。 5）窑系统的 CO2 分压：通风良好， CO2 分压较低，有利于 CO2 的扩散和加速碳酸钙的分解。 当窑内通风不畅时， CO2 不能及时排出，废 气中 CO2 含量增加，不仅影响燃料的燃烧而使窑温降低，同时使分解速度减慢。 6）生料中粘土质组分的性质：如果粘土质原料的主导矿物。