1. Химический и фазовый составы настылей

Настыли различной толщины наиболее часто образуются в декарбонизаторе, газоходах, нижних циклонах и на лотке перед печью. Химический состав настылей в сравнении с исходной сырьевой смесью и пылыо электрофильтров приведен в табл. 13.1.

Настыли представляют собой светло-бурые плотные образования слоистой структуры с серыми включениями. Как показали результата химического анализа, суммарное содержание нежелательных оксидов в исходном сырьевом материале не превышало 1%. По мере продвижения материала по циклонам в результате присадки из газовой фазы легковозгоняемых соединений содержание в материале на входе во вращающуюся печь составило: SО₃ = 1,83%, К₂О = 2,8% и хлора = 0,52 %, т.е. сумма всех примесей увеличилась более, чем в 5 раз, а ионов хлора в 20 раз. В настылях содержалось SО₃ от 2,4 до 2,89%, К₂О - от 3,88 до 7,12% и хлора - от 1,05 до 2,32%.

Таблица 13.1

Химический состав материала в печи сухого способа

Места отбора проб	Содержание оксидов, %
	ППП	SО3	К2О	Na2О	Cl-
Исходная сырьевая смесь
Силос	35,1	0,12	0,64	0,16	0,03
Пыль электрофильтров
Шнек	20,5	21,8	18,40	4,6	1,2
Настыли с различных участков печной системы
Декарбонизатор	52,9 39,5	2,89 2,40	3,88 7,12	0,6 1,9	1,05 2,32
Материал на входе во вращающуюся печь
Течка циклона	21,8	1,83	2,80	0,25	0,52
Лоток печи	14,3	2,51	3,12	0,2	0,38

Расположение и механизм образования настылей представлен на рис. 13.17.

В составе настылей также могут быть следующие соединения: 2С₂S∙СаCO₃, K₂SO₄, 3CA∙CaSO₄, 2C₂S∙CaSO₄ C₂AS,, 2CaSO₄∙K₂SO₄, KAS₂, K₃Na(SO₄)₂, NaKCO₃, CaCO_3, CaO, C₂S, KCl, R₂Ca(CО₃)₂. Минералогический состав настылей свидетельствует, что они в основном состоят из CaCО₃, 2C₂S∙CaCО₃, K₂SО₄, KCl и SiО₂. Следует отметить, что в них практически отсутствуют свободный СаО и C₂S, следовательно, в процессе диссоциации карбоната кальция выделившийся оксид кальция, в присутствии щелочесодержащих легкоплавких соединений, сразу взаимодействует с кремнеземом и неразложившимся кальцитом и образует спуррит. Исследование системы СаСО₃ - SiО₂ с добавками 3% CaSО₄, Na₂SО₄, K₂SО₄ и KCl в атмосфере СО₂ показали, что только в присутствии КС1 при температуре 760°С образуется спуррит, т.е. КС1 является минерализатором раннего образования спуррита. Следовательно, процесс настылеобразования в запечной системе обусловлен способностью хлора многократно возгоняться, накапливаться и конденсироваться на поверхности материала и газоходов.

Механизм образования настылей в теплообменниках и декарбонизаторе также связан с возникновением и уменьшением или полным исчезновением высокоповижного эвтектического расплава в системе щелочных солей и СаСO₃.

Вследствие повышенного содержания щелочных соединений в материале при температуре 750...900°С может возникнуть до 20% низкотемпературного расплава. В последующем в результате декарбонизации СаСO₃ уменьшается доля жидкой фазы, что и приводит к кристаллизации и твердению массы и образованию настылей.

Вероятность образования настылей, по данным фирмы KHD, зависит от содержания Сl^- и SO₃ в поступающем в печь материале (рис. 13.18).

Рис. 13.18. Вероятность образования настылей (данные KHD)

Привести фазовый (минералогический) и оксидный состав клинкера.

Характеристика портландцементного клинкера

3CaО· SiО₂ ...(C₃S - алит) ~ 60 %

2CaО· SiО₂ ...(C₂S - белит) ~ 14 %

3CaO · Al₂O₃ ...(С₃A) ~ 8 %

4CaO· Al₂O₃·Fe₂O₃ {C₄AF) ~ 14 %

Прочие фазы ...~ 4 %

Микроструктура клинкера с обозначением основных фаз приведена на рис. 1.

Рис. 1. Микрофотография клинкера

Основной клинкерный минерал C₃S представлен в виде многогранников сине-фиолетового цвета с прямыми очерченными краями, C₂S имеет округлую форму более светлого бежевого оттенка, C₄AF - белая промежуточная фаза с высокой отражательной способностью, С₃A - темные «прожилки» на светлом фоне C₄AF.