і виробництва займають 50-60% довжини печі (рахуючи від холодного кінця); при сухому ж способі підготовка сировини скорочується за рахунок зони випару.
У зоні декарбонізації (її протяжність 20-23% довжини печі) температура випалювального матеріалу піднімається з 700 до 1100 ° С; тут завершується процес дисоціації карбонатних солей кальцію і магнію і з'являється значна кількість вільного оксиду кальцію. Термічна дисоціація СаСО3 -це ендотермічний процес, що йде з великим поглинанням теплоти (1780 кДж на 1 кг СаСО3), тому споживання теплоти в третій зоні печі найбільшу. У цій же зоні відбувається розпад дегідратованих глинистих мінералів на оксиди SiO2, А12Оз, Fе2O3, які вступають в хімічну взаємодію з СаО. У результаті цих реакцій, що відбуваються в твердому стані, утворюються мінерали ЗСАТ-А12О3, СаО-А12О3 і частково 2CaO-SiO2.
У зоні екзотермічніреакцій (1100-1250 ° С) проходять твердофазових реакції утворення ЗСАТ? А12О3; 4CaO-AI2O3-Fe2O3 і Беліта. Ці екзотермічні реакції на порівняно короткій ділянці печі (5-7% її довжини) супроводжуються виділенням великої кількості теплоти (до 420 кДж на 1 кг клінкеру) і інтенсивним підвищенням температури матеріалу (на 150-200 ° С).
У зоні спікання (1300-1450-1300 ° С) температура випалювального матеріалу досягає найвищого значення (1450 ° С), необхідного для часткового плавлення матеріалу і освіти головного мінералу клінкеру - аліта. На початку спікання, починаючи з 1300 ° С, утворюється розплав в кількості 20-30% обсягу обжигаемой маси з відносно легкоплавких мінералів ЗСАТ-А12О3, 4СаО-А12О3-Fе2О3, а також MgO і легкоплавких домішок. При підвищенні температури до 1450 ° С в клінкерної рідини розчиняються 2CaO-SiO2 і СаО і з них в розплаві відбувається утворення аліта ЗСАТ-SiO2, що проходить майже до повного зв'язування оксиду кальцію (в клінкері СаО вільний не більше 0,5-1%). Алит погано розчиняється в розплаві і внаслідок цього виділяється з нього у вигляді дрібних кристалів, що тягне подальше розчинення в розплаві 2CaO-SiO2 і СаО. Процес утворення аліта закінчується за 15-20 хв перебування матеріалу в зоні спікання (її протяжність 10- 15% довжини печі). Оскільки при обертанні печі частково розплавлений матеріал безупинно перекочується, дрібні частинки злипаються в гранули. Зниження температури з 1450 до 1300 ° С викликає кристалізацію з розплаву ЗСАТ-А12О3, 4СаО? А12О3-Fе2О3 і MgO (у вигляді периклаза), яка закінчується в зоні охолодження, наступної за спіканням.
У зоні охолодження температура клінкера знижується з 1300 до 1000 ° С; тут повністю формуються його структура і склад, що включає Аліто С3S, білить C2S, трехкальциевого аллюміат C3A, цілить C4AF, MgO (периклаз), склоподібну фазу і другорядні складові.
Цементний клінкер виходить з обертової печі у вигляді дрібних каменеподібним зерен - гранул темно-сірого або зеленувато-сірого кольору. По виході з печі клінкер інтенсивно охолоджується з 1000 до 100-200 ° С в колосникових, рекуператорних та інших холодильниках повітрям, що йде назустріч клінкеру або просасиваются через шар гарячого клінкеру. Після цього клінкер витримується на складі один-два тижні.
Розрахунок складу сировинної суміші для виробництва портландцементного клінкеру
Клінкер - головний компонент цементу, що отримується в результаті випалення до спікання сировинної суміші, що складається з природних гірських порід - карбонатних (70-85%) і глинистих (20-25%) - і забезпечує переважання високоосновних силікатів кальцію. Склад портландцементу характеризується хімічним і хіміко-мінералогічним складом клінкеру. Хімічний склад клінкеру характеризується вмістом оксидів кальцію, кремнію, алюмінію, заліза, магнію та сірки. У складі клінкеру містяться так само домішки лужних металів - оксиди калію, натрію, титану, і іноді фосфору. Хіміко-мінералогічний склад характеризується вмістом оксидів і мінералів його складових у відсотках і виражається значеннями коефіцієнта насичення кремнезему оксидом кальцію СаO і модулями.
Таблиця 1 - Показники коефіцієнта насичення і модулів
ПоказательУсловное обозначеніеРаціональний пределКоеффіціент насичення КН0,88-0,95Кремнеземний модуль n1,7-3,5Гліноземний модуль p1,0-3,0
КН - показник, що характеризує неповну насиченість кремнезему оксидом кальцію в процесі клінкерообразованія.
Силікатна модуль - являє собою відношення процентного вмісті в клінкері оксиду кремнію до суми процентного вмісту оксидів алюмінію і заліза
Глиноземний модуль - показує процентне відношення вмісту глинозему до змісту оксиду заліза
Мінералогічний склад клінкеру характеризується наступними основними сполуками, вимірюваними у відсотках: трехкальциевого силікат (Аліто) 40-75%, двух...
