水泥熟料冷却

预分解窑水泥熟料在1400℃以上温度的烧成带内生成，内含C3S、C2S晶体和C3A、C4AF等熔体。从烧成带至窑出口经高温的三次空气冷却，然后落入冷却机内经冷空气冷却。在此过程中，熔体固化、C3S、C3S晶体形态发生转换，一定程度上影响熟料水化。上述物理性能变化与入窑二次空气温度、冷却速率等因素有关。

1　C3S、C2S晶体形态及转换

（1）C3S晶体形态大致为：

C3S是在1250℃以上，C2S和fCaO相互反应下生成的，高温的形态主要有：

R1：高温斜方六面体形态

M3：含有稳定杂质的单斜晶体

M1：含有的杂质较M3少些，单斜晶体

快冷有利于生成细颗粒稳定的单斜晶体M3。而慢冷则易生成晶格大，反应性能差些的M1。

（2）C2S晶体形态大致为：

α1=在1425℃生成，较稳定。在温度降低过程中，（830～1447℃）生成α-C2S，呈薄片

β：在快冷过程中，形成β-C2S，呈薄片

γ：在慢冷过程形成γ-C2S粉状，不能水化

（3）预分解窑系统装备性能好，所配套的预热器、分解炉能使入窑生料分解率大于90%，冷却机入窑二次空气温度大于1000℃，燃烧器在煅烧热值较高的燃料时，确保火焰温度高且稳定。此时烧成带一般在距离窑口较近的部位，熟料在窑内停留时间短，进入冷却机内快速冷却，一般均能形成M3C3S和β-C2S晶格，若C3S晶格小，有利于水化。

在煅烧工业废物代用燃料时，由于燃料热值和成分变化较大，且含水分也高，此时，火焰温度低，火焰长，烧成带往往后移，距窑口较长，熟料在窑内冷却时间长，冷却速度慢，此工况与代用燃料的性能、热值、水分等因素有关。若工业废物的热值低且变化，熟料在此工况下，易生成大晶格C3S，且易结大块。大块难冷却，其内部往往冷却慢，易形成M1C3S和γ-C2S粉尘。不利熟料水化，此类熟料强度偏低。

通常，熟料在1250℃以下慢冷，部分C3S分解生成C2S和fCaO，强度较低。

2　熟料在窑内冷却工况

预分解窑内熟料冷却时测得的熟料离窑和二次空气入窑温度在2周时间内的测示见图1。图1所示，熟料离窑温度是波动的，从＞1100℃至1400℃，平均温度为1274℃，而入窑二次空气温度也随熟料离窑温度波动，从＜900℃至＜1100℃，平均温度稍低于1000℃，波动的原因大致是：

图1　窑出料口熟料温度和二次空气温度

（1）入窑物料的成分、数量和分解率不均，熟料煅烧温度也随燃料成分变化而变化，所生成的熟料温度和颗粒大小也不一致，易出现温度波动。

（2）熟料煅烧温度一般超过1450℃，此温度下，熟料内C3A、C4AF等熔体仍然存在，熟料颗粒表面熔体未完全固化，因而在窑内向下运行速度较慢，会出现从窑头下落至冷却机的数量减少，此时，入窑二次空气温度相应降低，当熟料下落量增加时，熟料和二次空气温度相应增加。

（3）熟料离窑平均温度高达1274℃，最高接近1400℃，表面熔体易粘在窑衬上，形成结圈，也易在冷却机高温端墙上粘结，堆积成“雪人”。反之又影响熟料在冷却机内的分布，使二次空气温度波动。解决的途径是提高熟料易烧性，生产小晶格C3S熟料，此外，可在结皮部位设置空气炮，打碎“雪人”。

赵艳妍陈友德编译自

No.3/2015

International Cementreview