四、液相反应
1．液相反应过程及影响因素
在固相反应阶段已形成C3A、C2S、C4AF等矿物，随着温度的升高，当达到矿物最低共熔温度（1250℃）时，开始出现液相，液相主要由C3A、C4AF等组成。出现液相后，CaA、C2S开始熔于液相中，它们在液相中互相碰撞，C2S进一步吸收CaO形成C3S。随着反应的不断进行，C3S逐渐增多。
熟料烧成主要特征是出现液相，液相的性质对水泥烧成也具有极重要的意义。
1）液相量：液相量与熟料组成的性质及含量、烧成温度有关。温度增加，液相量增加，有利于C2S吸收CaA生成C3S。但液相量太多会给操作带来困难。
2）液相粘度：液相粘度对C3S的形成影响很大，粘度低，熔于液相中的C2S和CaO扩散速度增快，从而加速了它们之间化学反应而形成C3S。
实践表明，增加Fe2O3的加入量，可大大降低液相的粘度；而增加熟料中SiO2和Al2O3的含量，则液相粘度增加；温度升高，能使液相粘度降低，温度降低，液相粘度则升高。粘度过小也会给操作带来麻烦。
熟料成温度在1300~1450℃范围内。物料达到1300℃左右时，C4AF、C3A开始熔融，CaO和C2S熔入液相中形成C3S温度达到1450℃，CaO得到充分吸收；在1450~1300℃降温过程中，也是阿里特晶体长大与完善的过程，直到物料温度达到1300℃以下时，液相开始凝固，生成C3S，反应结束。
2．煤的催化燃烧在液相反应阶段的作用
（1）缩短熟料烧成时间；
（2）降低液相粘度，有利于C3S形成；
（3）降低熟料烧成温度。
在熟料煅烧液相反应阶段，熟料煅烧温度和液相粘度是影响熟料烧成的两个关键因素。煤的催化燃烧，由于煤的燃烧速度快、强度高、升温速度快，一方面煅烧中很快形成液相；另一方面由于升温快，缩短了高粘液相持续时间，液相粘度降低，加速C2S和CaO的吸收反应，形成C3S；也由于液相粘度降低，使水泥熟料可在相对的低温度下烧成。实验证明在水泥煅烧中加入“HS—JMC型煤炭改性剂”，水泥熟料可在1400℃时烧成（未加入改性剂时烧成温度达1450℃）。因此可减轻设备受热，提高设备寿命和运行可靠性。另外由于粘度降低，反应速度加快，使液相煅烧时间缩短。
五、熟料冷却
1．熟料冷却对煅烧和产品质量的影响
熟料迅速冷却可以提高熟料的质量和可磨性。熟料的快速冷却对熟料的影响如下：
（1）快速冷却的C3S晶体尺寸小，28d强度比非快冷工艺的高1.8~2.4倍；
（2）可使熟料中硅酸盐矿物C2S与C2S呈稳定状态存在，可避免?- C2S转为r-C2S，而使熟料粉化；
（3）会使C3A晶体很小，不会出现水泥瞬凝现象，凝结时间易控制；
（4）可以改善熟料的易磨性。
2．煤的催化燃烧对熟料急冷的作用
HS—JMC型煤炭改性剂可使水泥熟料煅烧实施煤的催化燃烧，对熟料冷却的影响主要体现在液相反应阶段所形成熟料的物理特性不同。由于液相粘度的降低，熟料烧结不会出现大块，烧成熟料粒度均匀，尤其是在机立窑中，改善窑中通风质量，即减小了通风阻力，提高了风速和风量，使得入窑风量分布均匀。它不但有利于煅烧的操作，也给急冷创造了条件，使产品质量更均匀稳定。
加入HS—JMC型煤炭改性剂后煅烧熟料易磨。一方面是由于煅烧液相粘度降低，煅烧中不会结大块，另一方面是由于熟料急冷所致。
由于煅烧中C3S含量增多，又由于急冷，使熟料强度提高；由于煅烧各阶段的迅速进行，整个水泥熟料煅烧时间缩短，最终导致水泥产量提高；由于催化燃烧，煤的燃烧速度提高，火焰燃烧猛烈，提高了燃烧效果，降低了煤炭不完全燃烧程度，减少了熟料烧成的煤耗。
六、催化煅烧有利于煤炭的综合利用
采用催化煅烧，能改变煤的燃烧特性，对水泥煅烧所采用煤种可适当放宽。
在水泥煅烧中，理论上的熟料烧成热耗为1175kJ/kg。由于生产过程受多种因素影响，实际烧成熟料热耗3400~4200 kJ/kg，其中用煤品种及质量，对煅烧煤耗也有重要影响。
配用HS—JMC型煤炭改性剂后，能改善煤的燃烧特性，可以使劣煤优用，优煤少用，从而实现煤炭综合利用。因此，在煤矿及煤矿附近的水泥厂，就可多用低质煤。
由于催化煅烧能提高熟料标号，也就是提高了水泥标号。如果企业想保持现有水泥标号，则在熟料磨成水泥过程中，就可以多加掺合料，降低水泥成本。
水泥熟料煅烧状况的改变、煤的综合利用程度的提高，最终都要反应到企业的经营效果上。水泥熟料的催化煅烧将为水泥生产行业提效创收带来重大影响。
七、应用方法
水泥煅烧机立窑采用无烟煤、旋转窑采用多数为烟煤。
1．HS—JMC型煤炭改性剂使用方法
在水泥生料中依据煤炭的发热量高、低，将按不同配比（一般在10%~15%左右）加入到生料中，将固体粉末HS—JMC煤炭改性剂按生料中煤炭实际重量的0.2%的比例直接加入到水泥生料中。
①小车配料：小型水泥厂大多数采用小车称重配制水泥生料。依据每车生料中含有煤炭的实际重量，将所需的HS—JMC煤炭改性剂，定量后采用人工直接加入到小车中的生料上。
②自动称重配料：中、大型水泥厂均采用计算机控制的称重自动配料。在生料进入球磨机前的生料传送带上，按传送带上生料中含有煤炭的实际重量，将所需的HS—JMC型煤炭改性剂，定量后自动加入到传送带中的生料上。
2．应用范围
水泥煅烧窑炉有机立窑煅烧炉、旋转煅烧炉二种。将HS—JMC型煤炭改性剂应用机立窑煅烧炉效果最佳，节煤率可达20%左右。在旋转烧炉上应用HS—JMC型煤炭剂与机立窑煅造炉相比较效果较差，所以均大量应用在机立窑煅烧炉上。（机立窑的环保问题是我们建德市水泥行业大气污染的重点）
3．应用效果
采用HS—JMC型煤炭改性剂实施催化燃烧煅烧水泥熟料，具有节能、环保、提高产品质量、提高产量等效果，起到了节能、增效、改善环保的三重作用。
（1）环保效果：通过采用HS—JMC型煤炭改性剂改变了出窑烟气的气体组份含量，降低了飞灰、烟尘排放量60%，降低了排烟黑度1—2级（林氏级），降低了二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳等有害气体45%以上。由于大量地降低了烟尘排放量，有效减少燃烧后烟气净化的负荷和压力。
（2）节能：机立窑均采用5000千卡/kg—6000千卡/kg的无烟煤，节煤率15%~25%，每吨熟料节电2—3度以上。
（3）增加产量：以大连长兴水泥厂为例，在节煤18.3%的基础上，提高台时产量：0.85t/H，提高产量8%。如降低节煤率，可以提高产量15%。
（4）提高质量：在HS—JMC型煤炭改性剂催化燃烧的作用下，可以提高水泥熟料标号，也就是提高了水泥标号。如果企业想保持现有水泥标号，则在熟料磨成水泥过程中，就可以多加掺合料，降低水泥成本。水泥熟料28d抗压强度提高5MPa左右。
（5）资源利用：有的地区煤炭资源有限，煤炭发热量偏低，无烟煤均在4300千卡/kg左右，或者高发热量的煤炭较昂贵。采用HS—JMC型煤炭改性剂，能极大改善煤的燃烧特性，可以提高煤炭1000千卡/kg以上的产能量，可以使劣质煤达到优质煤的煅烧效果，从而实现煤炭综合利用。
八、应用方案选择
由于全国各地区的煤炭价格体系、煤炭资源状况均有很大的差别。当我们了解到在机立窑上采用HS—JMC型煤炭改性剂煅烧水泥熟料，可以实现①节约煤炭；②劣质煤代替优质煤；③提高水泥熟料台时产量；④提高水泥熟料标号等作用。
应当结合当地的实际情况来制定应用方案。煤炭价格很贵，可选择在保持原台时产量和产品质量的前提下，尽量少加入煤炭寻找最高节煤率的最佳点，通过节煤获得较高的效益。或者采用劣质煤代替优质煤而获得经济效益。
如果煤炭价格较便宜，可降低节煤率，通过提高煅烧温度极大提高台时产量而获得经济效益。或者重点提高水泥熟料的标号，通过多加入掺合料生产水泥获得经济效益。总之，在机立窑上应用HS—JMC型煤炭改性剂实施催化煅烧水泥熟料，应结合当地的实际状况，来选择和制定HS—JMC型煤改性剂在机立窑上的应用方案。应用的效果最终都要反应到企业自身的经营效果上。水泥熟料的催化煅烧将为水泥生产行业洁净生产、提效创收带来经济可持续发展的有效途径。

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