За да се излезе от суров хранене на циментов клинкер, материалът се нагрява до температура около 1450 ° С По време на синтероване, като по този начин се създават нови, реактивни съединения, които се наричат фази клинкер. За процеса на клинкер изгаряне изисква окисляваща атмосфера в пещта, в противен случай клинкер получава кафяв цвят (вместо черно) се редуцира и силата на цимент хидратация се забавя. По време на изпичането се случва консумация на топлина за нагряване на материала, сушене за дехидратация процеси и разлагане на глинести минерали, разлагането на карбонатите на калций и магнезий за агломериране на химични процеси в резултат на твърди реакции и реакции, включващи стапяне. Размерът на тези процеси и на потреблението на топлинна енергия в тях зависи от химичния състав на суров партида, минераложки състав и физически фактори. Пълен поток на тези ендотермични реакции е от решаващо значение за качеството на цимент.
Таблица 1.9 представя преглед на реакциите, описани по-долу. Фигура 1.14 показва реакционните процеси на образуване на клинкер в пещта по време на удар. Литературата съдържа подробна информация относно процеса на клинкер [53,71,72,73,74,75, 76].
Фигура 1.14 - реакции по време на процеса на печене на портландциментов клинкер (от Волтер) [76]
Глинести минерали (каолинит, халоизит, монтморилонит) в температурния диапазон 0 ° С 100 50. губят капки течност физически свързана вода.
Таблица 1.9 - химическа реакция по време на топлинна обработка на Портланд цимент сурово брашно (основна реакция клинкер калциниране) в [77]
Реакциите в твърда фаза
В температура от 100 до 400 ° С се отстранява от адсорбционни глинести минерали и частично кристализационна вода. В температурния диапазон от 400-700 ° С от кристалните решетки на кристализационна вода се освобождава алуминосиликати и кристална вода, и останалата част 2. 3% разпределени само по 900. 1000 0 ° С
Като пример, обезводняване на каолинит се довежда образуване metakaolinite реакция:
В температурен интервал 600-900 ° С metakaolinite и съответните реакционни продукти, например, попадат в реактивната смес от оксиди, в съответствие с:
Дехидратация глинести минерали зависи от типа, вида и количеството на примесите, размер на частиците и тип на кристалната решетка на формата на атмосферата на околната среда.
Съдържащите се в суровината брашно СаСО3 разлага при температури над 896 ° С, тъй като СО2 парциално налягане не повече от 1 бар, в съответствие с:
Термично отцепване MgCO3 настъпва при по-ниски температури и клинкер процеси е по същество минимална стойност.
При температури от около 550-600 ° С, като се започва в твърда фаза реакция между СаО, образувани в резултат на СаСО3 разлагане. и продукти на разпадане глина (SiO2. A12 О3), в която първоначално формира съединение, за предпочитане калциев алуминат монокалциев CA, монокалциев силикат CS. Образуването на трикалциев алуминат (С3 А) и калциев alyumoferrita (С2 (А, Е) и дикалциев силикат (С2 S) в циментов клинкер от Портланд започва при около 800 ° С
Реакциите в твърдо състояние, които се срещат много бавно, може да бъде ускорен чрез намаляване на размера на зърната (фино смилане на суровината) и повишаването на температурата на кристални дефекти.
Реакция при синтероване
Първият етап на топене, и по този начин, в началото на синтероване се извършва при температура от около 1260-1310 ° С част на топене на клинкер се увеличава с повишаване на температурата. В 1450 ° С размера на стопилката е около 20 - 30%, в зависимост от химическия състав на изгорелия материал. С увеличаване на част от силициев диоксид модул стопи клинкер се намалява. Появата на капки се стопи в захранващата смес с високо ниво на несвързания СаО е началото на процеса на синтероване на клинкер. С образуването на стопен СаО и С2 S разтваря в него и реагират за образуване трикалциев силикат съгласно реакцията:
Дифузията на реагенти в стопилката се ускорява значително. Това е основният проблем на синтероване, образуването на кристална стойност трикалциев силикат е изпълнено. Това оправдава скъп процес на клинкер изгаряне при висока температура синтероване. Примеси алуминат, състояща се от ферит и стопената фаза са вградени в кристалната решетка на дикалциев и трикалциев силикати като твърда фаза и образуват твърди разтвори на минерални. В стопилката при температури> 1400 ° С, сместа се разтваря А12 О3 и Fe2 О3. след образуване на клинкер за портландцимент. Стопилката има приблизителен състав от 56% СаО, 7% SiO2. 23% Al2 О3 и 14% Fe2 О3. Освен това стопилката насърчава други реакции, например, като превръщането на груби кварц или варовик. Тези реакции могат да се ускорят (по-специално силициев диоксид) чрез увеличаване на зоната на топене, по-нисък вискозитет на стопилката и разграждане (разрушаване) на грубата фракция.
Вискозитетът на стопилката намалява с намаляване на алуминиев модул или със съдържанието на Fe2 О3. Чужди тела също се отрази вискозитета на стопилката повишено съдържание на алкали, CaSO4 и MgO намали вискозитета.
При охлаждане реакцията
Важен метод за производство на циментов клинкер е неговото охлаждане. От въртящата се пещ охлаждащата зона с температура клинкер излиза 1100 ... 1300 0 ° С Крайното охлаждането се извършва в неговите хладилници.
Охлаждане на клинкер има значителен ефект върху структурата, минерален състав, смилаемост, а оттам и върху качеството получени от тях цимент.
Главно клинкер скорост на охлаждане се отразява съотношението на кристални и стъкловидни фази. На настъпва бавно охлаждане кристализация, и с бързо - тя забавя образуването на кристали и значителна част от стопилката се втвърдява под формата на клинкер стъкло. Съотношение на стопилката в клинкер въртящата се пещ е с 20 ... 25%.
клинкер скорост на охлаждане засяга последователността на промени в обема цимент. Бързото охлаждане става големи количества MgO в стъкловидно фаза, или остава в микрокристална състояние (зърно размер до 5 ... 8 m) на. При бавно охлаждане кристали от MgO увеличаване на размера, достигайки 30 ... 150 микрона, който причинява неравности на обема на промени цимент по време на втвърдяване. В остър изпичане и бързо охлаждане кристали клинкер alite образувани са малки, което увеличава силата на цимент камък.
Процесът на охлаждане води клинкер цимент химическа устойчивост. Бързото охлаждане подобрява циментов клинкер сулфат. Това се дължи на факта, че C3 А клинкер определя устойчивост спрямо сулфат агресия при бързо охлаждане протича главно в стъкловидно форма и става по-малко чувствителни към ефектите срещу сулфати.
Свързани статии