го продукту - портландцементного клінкеру - передує ряд фізико-хімічних і теплотехнічних процесів, які протікають в певних температурних межах - технологічних зонах пічного агрегату.
Зона випаровування фізичної вологи з сировинної муки в агрегатах сухого способу займає невеликий простір і час в газоході перед IV ступенем.
У наступній зоні - підігріву і дегідратації (IV і III щабель циклонного теплообмінника) - матеріал нагрівається від 90 - 100 до 600 0С. При температурі 450 0С і вище починаються хімічні реакції, змінюється хімічний склад і властивості сировинної суміші. Органічні речовини розкладаються і дегидратируется глинистий компонент. Каолініт розпадається на вільні оксиди Si02 і Al2O3, а також починається декарбонізація вуглекислого магнію MgCO3=MgO + CO2.
У зоні декарбонізації (I щабель циклонного теплообмінника і реактор - декарбонізатор) вапняковий компонент сировинної суміші розкладається по реакціях: CaCO3=CaO + CO2. Ця ділянка печі є з теплотехнічної точки зору головною зоною печі з максимальним споживанням тепла. Процес розкладання карбонату кальцію починається при температурі близько 600 0С і прискорюється у міру підвищення температури матеріалу, досягаючи максимуму при 900 0С.
Утворене значна кількість вільного вапна вступає у взаємодію з кремнеземом і полуторними оксидами глинистого компонента, в результаті чого виходять клінкерні мінерали. Процес твердофазових реакції утворення кристалів Двухкальціевий силікату починається при температурі нижче 800 0С. В інтервалі температур 800 - 1000 0С з глинозему глинистого компонента і вільного вапна утворюється моноалюмінат кальцію (СА), який при більш високій температурі реагує з окисом кальцію і утворює спочатку С12A7, а потім C3A в супроводі з C5A3. У температурному інтервалі 1000 - 1200 0С реакції в твердій фазі між вапном і силікатними складовими протікають досить швидко.
Взаємодія окису заліза з окисом кальцію починається при температурі 800 - 900 0С з утворенням C2F, який при більш високій температурі вступає у взаємодію з алюминатами кальцію і переходить в алюмоферитів кальцію.
Для більш повного проходження твердофазових реакцій, що протікають, як відомо, в місцях контактів зерен взаємодіючих компонентів, мають досить істотне значення такі фактори, як тонкість помелу і однорідність сировинної суміші.
При поганій гомогенізації і великому помелі суміші утворилися в результаті розкладання СаСО3 зародкові кристали вапна можуть залишитися у вільному вигляді і внаслідок рекристалізації не можуть швидко взаємодіяти з іншими оксидами.
У зоні екзотермічних реакцій (піч) за рахунок виділення тепла при реакціях утворення Двухкальціевий силікату, алюмінатів С5А3 і С3А і алюмоферитів кальцію температура матеріалу різко підвищується від 1100 до 1300 0С і вище. При цьому в сировинних компонентах швидко зменшується вміст вільного вапна.
Найбільш відповідальна частина печі - зона спікання (піч), де при 1300 - 1450 0С завершується процес клінкерообразованія. У зоні спікання матеріал розплавляється, в результаті чого утворюється рідка фаза. Рідка фаза вступає у взаємодію з продуктами реакції в твердому стані, тобто. Е. Починається процес спікання. У початковий період спікання до складу рідкої фази входять С3А, C4AF, СаО, MgO, при цьому C2S перебуває у твердому стані. У міру підвищення температури C2S швидко розчиняється в рідкій фазі, насичується вапном СаО до утворення 3CaO * Si02 (С3S). С3S виділяється з рідкої фази у вигляді кристалів. Розмір кристалів С3S, залежний від режимів випалу та охолодження, впливає на міцність цементу. Найбільш міцні цементи дають клінкери з мелкокристаллической структурою С3S. При тривалому перебуванні клінкеру в зоні спікання і повільному охолодженні кристали С3S укрупнюються, що призводить до зниження міцності цементу. При зниженні температури до 1300 0С рідка фаза починає застигати, процес спікання закінчується.
Освіта аліта закінчується в інтервалі температур 1300 - 1450 0С. Можна уявити собі механізм утворення аліта в результаті розчинення окису кальцію і Двухкальціевий силікату в рідкій фазі з подальшою кристалізацією аліта або в результаті дифузії молекул окису кальцію в розплаві до кристалів Двухкальціевий силікату, т. Е. Взаємодією у твердій фазі.
Час повного засвоєння окису кальцію і освіти аліта в зоні спікання обчислюється в діючих печах від 10 до 25 хв.
У зоні охолодження печі температура клінкеру знижується до 1300-1350 0С. Рідка фаза застигає, частково виділяючи кристали мінералів С3А, C4AF, C2S, MgO і частково переходячи в склоподібний стан. З цієї зони клінкер надходить у холодильник печі для остаточного охолодження.
Від правильної організації процесу спалюванн...
