煅烧、烧成与熔化课件.pptx

煆燒、燒成與熔化1.4.1概述煆燒、燒成與熔化是高溫加工過程中的三種方式，絕大多數無機非金屬材料在生產工序中都有高溫過程。對於大多數無機非金屬材料來說，在熱加工過程中都存在以下反應：燃料燃燒；物料或坯體加熱；自由水分的蒸發；分解反應；固相反應；或燒成、或熔化；冷卻。

燒成通常是指將初步密集定形的粉塊(生坯)經高溫燒結成產品的過程。其實質是將粉料集合體變成緻密的、具有足夠強度的燒結體，如磚瓦、陶瓷、耐火材等。

煆燒是指將物料經過高溫，合成某些礦物(水泥水泥熟料礦物等)或使礦物分解獲得某些中間產物(如石灰和粘土熟料)的過程

熔化亦稱熔煉。是指將配合料投入耐火材料砌築的熔窯中經高溫加熱，得到無固體顆粒、符合成型要求的各種單相連續體的過程。它是製造玻璃、鑄石、熔鑄耐火材料人工晶體等無機非金屬材料的主要工藝過程。

1.4.2無機非金屬材料的熱加工方法（1）傳統熱加工方法升溫速度慢熱能消耗高設備龐大環境污染嚴重具有以下特點：（2）近代熱加工方法與設備（自學）

1.4.3矽酸鹽水泥熟料的煆燒

以懸浮預熱和窯外分解技術為核心，把現代科學技術和工業生產成果，廣泛用於水泥生產全過程，使水泥生產具有高效、優質、低耗、符合環保要求和大型化、自動化為特徵的現代水泥生產方法，並具有現代化的水泥生產新技術和與之相適應的現代管理方法。新型幹法水泥生產

預分解窯工藝流程

關鍵技術裝備旋風筒連接管道分解爐回轉窯冷卻機預熱分解燒成冷卻

水泥的產量、品質、燃料與襯料的消耗以及窯的安全運轉。熟料的煆燒過程生料在煆燒過程中的物理化學變化：乾燥與脫水碳酸鹽分解固相反應液相和熟料的燒結冷卻

（1）乾燥與脫水乾燥即物料中自由水的蒸發。100-150℃，熱耗極大。脫水是粘土礦物分解放出化合水。高嶺石脫水後的產物為無定形物質，脫水後具有的活性較高。如果提高脫水過程的溫度梯度，在急燒時，有利於熟料的形成。

（2）碳酸鹽分解生料中的碳酸鹽是指碳酸鈣與碳酸鎂，碳酸鹽分解是指碳酸鈣與碳酸鎂在煆燒過程中分解放出二氧化碳的反應，此反應是可逆反應，反應式如下：MgCO3=MgO+CO2-1047~-1214J／g(590℃時)CaCO3=CaO+CO2-1645J／g(890℃時)通常碳酸鈣在600℃時就開始有微弱的分解，至894℃時，分解速度加快，分解出的CO2分壓達一個大氣壓，1100~1200℃時，分解速度極為迅速。

碳酸鈣顆粒的分解過程：氣流向顆粒表面的傳熱過程；熱量由表面以傳導方式向分解面傳遞的過程；碳酸鈣在一定溫度下，吸收熱量並進行分解並放出CO2的化學過程；分解放出CO2，穿透CaO層向表面擴散的傳質過程；表面的CO2向周圍介質氣流擴散的過程。正在分解的CaCO3顆粒回轉窯內懸浮預熱器和預分解爐內傳熱、傳質VS分解反應化學過程

影響碳酸鈣分解速度的影響因素：1．溫度：隨溫度升高，分解速度常數和壓力的倒數差都相應增加，分解時間縮短，分解速度增加。但應注意溫度過高，將增加廢氣溫度和熱耗；預熱器和分解爐結皮、堵塞的可能性亦大。2．窯系統的CO2分壓：通風良好，CO2分壓較低，有利於碳酸鈣的分解。3．生料細度和顆粒級配：生料細度細，顆粒均勻，粗粒少，分解速度快。

4．生料懸浮分散程度：生料懸浮分散差，相對地增大了顆粒尺寸，減少了傳熱面積，降低了碳酸鈣的分解速度。5．石灰石的種類和物理性質：結構緻密、結晶粗大的石灰石，分解速度慢。6．生料中粘土質組分的性質：高嶺土類活性大、蒙脫石、伊利石次之，石英砂較差。活性越大的，在800℃下越能和氧化鈣或直接與碳酸鈣進行固相反應，生成低鈣礦物，可以促進碳酸鈣的分解過程。

（3）固相反應反應特點：多級反應放熱反應影響因素：生料細度及均勻程度原料性質溫度礦化劑反應產物：C2S、C3A、C4AF

熟料燒結過程：當物料溫度升高到最低共熔溫度後，C3A、C4AF、MgO、R2O等熔融成液相。C2S、CaO逐步溶解於液相中，C2S吸收CaO形成C3S。反應式：C2S+CaO→C3S隨著溫度的升高和時間延長，液相量增加，液相粘度降低，C2S、