III. Một số lũ nung clinke xi măng khỏc
1. Lũ quay đó được Frederik Ransome đưa vào giới thiệu cho ngành cụng nghiệp xi măng tại Anh ngày 2/5/1885
Lũ quay này sử dụng khớ ga để đốt, sau đú sử dụng dầu mỏ trước khi việc đốt bằng than mịn được đem vào sử dụng. Cỏc lũ quay xi măng đầu tiờn cú đường kớnh
khoảng 1,8 á 2,0m, chiều dài khoảng 19 á 25m, với năng suất vào khoảng 30 á 50 tấn clinker/ngày.
Ransome đó sử dụng cỏc lớp lút bằng gạch để việc trao đổi nhiệt của khớ trong lũ với vật liệu cấp vào lũ đạt hiệu quả cao nhất và cho đến ngày nay lớp lút gạch kiểu này được sử dụng rộng rói trong cỏc lũ quay xi măng.
Khi tăng nhiệt độ của liệu cấp vào lũ, quỏ trỡnh phản ứng lý học và hoỏ học xảy ra như sau:
100oC Bay hơi nước tự do 100- 500oC phõn huỷ caolanh
Al2O3.2SiO2.2H2O → Al2O3 + 2SiO2 + 2H2O↑
> 900oC Phõn huỷ CaCO3 thành CaO và CO2
Phản ứng hoỏ học giữa CaO, Al2O3, Fe2O3 và SiO2 tạo ra CA, CF, C2F, C2S, C3A,...
> 1.200oC Tạo thành pha lỏng
> 1.280oC Tạo thành C3S và hoàn thiện phản ứng của CaO (C2S và CaO tan vào pha lỏng và tỏc dụng với nhau trong pha lỏng để tạo ra C3S)
Trong pha lỏng CaO cũng tỏc dụng với cỏc ụxit khỏc tạo thành những khoỏng xi măng khỏc với tốc độ nhanh hơn so với phản ứng cựng loại ở thể rắn.
Quỏ trỡnh phản ứng pha lỏng để tạo ra C3S phụ thuộc rất nhiều vào nhiệt độ nung, trung bỡnh nhiệt độ nung tăng lờn 50oC thỡ tốc độ phản ứng tạo thành C3S tăng gấp hơn hai lần, vỡ vậy để tăng hàm lượng C3S thỡ nhiệt độ của Zụn nung phải được duy trỡ ở khoảng 1.450oC.
Ban đầu sau khi cụng bố bằng phỏt minh, lũ quay được chế tạo cú đường kớnh khụng đổi theo suốt chiều dài lũ, sau đú được cải tiến với đường kớnh Zụn nung mở rộng; rồi đến lũ quay với đường kớnh Zụn canxi hoỏ mở rộng; lũ quay với đường kớnh Zụn nung và Zụn canxi hoỏ mở rộng; lũ quay với Zụn sấy, Zụn canxi hoỏ và Zụn nung mở rộng...
Mục đớch của việc mở rộng cỏc zụn của lũ là kộo dài thời gian lưu vật liệu trong từng zụn riờng biệt; đồng thời cũng nhằm mục đớch giảm tốc độ khớ trong đú làm cho quỏ trỡnh trao đổi nhiệt của khớ lũ với vật liệu tốt hơn. Tuy nhiờn, nguyờn nhõn
này đó làm thay đổi tốc độ chuyển động của liệu trong lũ, làm ảnh hưởng xấu đến quỏ trỡnh vận hành của lũ nung. Trong cỏc zụn, liệu bị ứ đọng tại chỗ chuyển tiếp từ Zụn mở rộng sang Zụn tiếp theo làm mức tăng mức chà sỏt làm gạch chịu lửa tại phần này bị mài mũn nhanh hơn và hàm lượng bụi tăng lờn theo. Mặt khỏc, việc chế tạo phần chuyển tiếp đắt hơn nhiều so với phần lũ thẳng đều. Hơn nữa, quỏ trỡnh xõy lớp lút của phần thu hẹp là cụng việc rất khú khăn và phức tạp, đũi hỏi cỏc gạch chịu lửa phải cú hỡnh dỏng đặc biệt. Từ kinh nghiệm thực tế cũng như cỏc tớnh toỏn lý thuyết cú thể đưa ra nhận xột rằng cỏc lũ quay cú đường kớnh đều theo suốt chiều dài lũ là hiệu quả hơn cả. Vỡ vậy, trờn thế giới hiện nay cỏc nhà cung cấp chỉ cung cấp những lũ quay cú đường kớnh đều nhau theo suốt chiều dài lũ nung.