熟料矿物成分优化设计

-.z.熟料矿物成分优化设计一、熟料矿物成分设计的重要意义及开展在水泥生产工艺过程中，熟料矿物成分优化设计不仅直接决定了水泥熟料的矿物组成，进而决定了熟料和水泥产品的品质。同时对于水泥生产全过程，特别是作为熟悉煅烧装备水泥窑的生产效率、能源消耗、耐火材料寿命、平安稳定运转、环境保护条件以及生产本钱和经济效益等各种技术经济指标，都有着重大的影响。熟料矿物成分设计，即熟料化学成分或熟料配料方案设计，必须考虑到许多复杂因素，诸如：原料、燃料条件、粉磨条件、配料条件及控制条件、物料均化条件、熟料煅烧及冷却条件以及对水泥产品品质的要求等等。最优的配料方案设计，可以获得品质优良的熟料，取得优质、高效、低耗、平安稳定生产的满意效果。否则必然事倍功半，引起生产紊乱难以获得良好的经济效益。因此，水泥生产企业对配料方案的优化设计都是十分重视的。长期以来，中国水泥企业在生产实践中，对于配料方案的设计积累了丰富的经历。针对过去中国大中型水泥企业大多为湿法、老式干法和半干法生产的特点，采用"高铁、高饱和比、低硅酸率〞〔KH一般为0.90±0.92，n为2.0±0.1，p为1.2±0.1〕的配料方案，并在生产中取得了较好的效果，熟料标号一般可达580-650号。20世纪70年代，预分解窑的崛起及与之相配套的各种新工艺、新技术、新装备的相继问世，使水泥熟料煅烧条件及技术控制条件发生了重大变化。为了适应这种新的情况，水泥企业对预分解窑的配料方案也进和地不断的摸索研究，并优选出"高硅酸率、高铝氧率、中饱和比〞〔KH一般为0.87±0.02，n为2.5±0.1，p为1.6±0.1〕的配料方案。70年代中期以来，中国预分解窑已经有了较大的开展，国家确定了预分解窑是中国水泥工业开展方向。因此，预分解窑熟料成分的优化，必然也成为中国开展预分解窑生产中的一个重要科研内容。鉴于当时中国预分解窑开展仅系初期阶段，许多人习惯于湿法窑等生产模式和操作控制，而长期以来湿法生产均化良好"高铁、高饱和比和低硅酸率〞配料方案生产的熟料质量又能够满足当时建立工程需要，因此对改变长期使用的熟料矿物设计方案以及新型干法能否生产出湿法生产质量更好的熟料存有疑虑。为此，原国家建材局在国家"七五〞科技攻关工程中安排了"我国四种预分解窑型分析研究与改良"工程，并把"熟料矿物成分优化设计〞作为研究重点课题之一。通过专题研究，理论与实践相结合，实验室研究与现场研究相结合，提出了"预分解窑不仅具有高效、低耗的优良性能，同时具有生产优质熟料的特征。预分解窑生产的熟料质量完全可以同湿法生产的熟料质量相媲美，甚至可以超过湿法生产的熟料质量〞的研究结论。同时，根据当时中国预分解窑生产水平，提出了熟料率值的一般范围建议：KH=0.86~0.88，n=2.4~2.6，p=1.5~1.6。进入21世纪以来，国内外预分解窑生产又取得了长足进步，对于环境保护，资源、能源消耗，降低环境负荷等方面也提出了新的要求。因此，如何进一步以耐久性为目标，提高水泥质量进而提高混凝土耐久性又成为国际关注的重点课题之一。同时，鉴于中国水泥品质检验方法已实施同国际接轨的新标准，对熟料质量要求更加严格，所以进一步优化熟料矿物设计又成为迫切解决的新课题。二、熟料成分设计的理论分析从水泥生料转变成熟料是一个复杂的物理化学过程。煅烧时产生的反响可简单分为：自由水的蒸发和结合水的脱除；碳酸盐矿物的分解；石灰质成分和黏土质成分的化合。自由水的蒸发和结合水的脱除一般在600℃以下得以实现，碳酸盐矿物的分解也根本在1100℃下完成，石灰质和黏土质成分的化合较为复杂，反响过程包括：800℃以下开场形成CA，CF和C2S；800-900℃开场形成C12A7；900-1100℃开场形成C3A和C4AF，所有CaCO3均分解，游离CaO达最大值；1100-1200℃形成C3A和C4AF的主要局部，C2S含量达最大值；熟料矿物的最终形成实际上是在液相出现后开场进展的。液相主要由氧化铁、氧化铝和氧化钙所组成〔还包括其他的次要组分氧化镁、氧化钾、氧化钠等〕。在高温液相作用下，逐渐溶解于液相中的硅酸二钙与游离氧化钙化合形成硅酸三钙，随着温度的升高和时间的延长，液相量增加，粘度减小，溶解不断进展，硅酸三钙晶核不断形成，小晶体逐渐长大，最终形成阿里特晶体，完成熟料的烧结过程。因此，熟料烧结形成阿里特的过程主要取决于液相形成温度、液相量和液相性质。液相出现温度，即系统最低共熔温度与组分的成分和性质有关。在CaO-SiO2-Ai2O3-Fe2O3四元系统中，最低共熔温度为1338℃一般水泥熟料在烧成阶段的液相量为20%-30%，在1400℃下液相量可用以下公式计算：L=2.95A+2.2F+M+R。适度的液相量以及液相量随温度正常变化关系是确保水泥熟料正常煅烧的关键之一。液相黏度对硅酸三钙的形成影响较大，黏度减小使液相中质点的扩散速度增加，有利于硅酸三钙的形成。熟料在烧成过程中，液相黏度随组分〔包括次要氧化物〕而变化。许多研究说明，在熟料夜相中Al2O3、Fe2O3由于属两性化合物，可同时离解成为MeO5-离子团和Me3+离子〔Me代表Al或Fe金属原子〕，两者比例视各自的金属离子半径和液相酸碱度而异。Me2O3以MeO5-离子状态存在时，具有4个O2-离子配位，构成较严密的四面体，由于其中Me—O价键较强，在黏滞流动时不易断裂，因而提高了液相黏度；Me2O3以MeO3+离子状态存在时，具有6个O2-离子配位，构成松散的八面体，由于其中Me—Al3+离子半径比Fe3+的小，趋于构成较多MeO5-离子，因此，提高铝率，由于形成较多的MeO5-离子，从而提高了液相黏度。另外当液相碱性较弱，例如在有MgO、SO3存在时，则Me2O3呈碱性，更多地离解为Me3+离子，因而降低液相黏度；当液相碱性较强时，例如有Na2O和K2O时，则Me2O3呈酸性，更多地结合成MeO5-离子，因而提高了液相黏度。这里顺便指出的是，由于碱、硫循环这一窑外分解系统特有效应而形成的Na2SO4和K2SO4将会使液相黏度降低。有关的研究进一步说明：适当的Na2SO4和K2SO的存在，有助于水泥熟料中硅酸三钙的形成，强度增加。经上述分析，可以认为在煅烧过程根本一样的情况下，水泥生料系统中出现液相温度根本一样，液相量和液相黏度则主要由硅酸率〔n=〕、铝氧率〔P=〕表征。再考虑到适宜的硅酸三钙和硅酸二钙匹配，就可以对影响水泥熟料煅烧诸多因素中的几个主要因素用饱和比〔KH〕、硅酸率〔n〕和铝氧率〔P〕加以调整控制。此外，熟料的液相量、液相黏度均可在一定的范围内变化而不影响正常的熟料煅烧过程。因此，在实际生产中熟料成分的设计，可以在理论分析的指导下，根据原料成分和性能以及不同煅烧设备内的不同热工制度等条件综合权衡，设计适当的配料方案，满足稳定生产和对熟料品质的要求。三、硅酸三钙是熟料优良品质的源泉和保证硅酸盐水泥熟料最主要的矿物就是硅酸三钙〔C3S〕即阿利特矿物〔含有杂质的C3S固溶体〕。在中国传统干法、湿法窑生产中一般为46%-55%，预分解窑一般为48%-58%，而欧洲国家则要求在60%以上。对于熟料中的四种矿物强度开展，C3S对水泥早、中、后期的强度都有着决定性的奉献。过去有的企业对提高C3S含量存有疑虑，一是担忧C3S含量增加，窑的热工系统难以承受；二是单位熟料热耗增加及CO2排放量增大。但是，随着预分解窑的开展和高新技术的应用，这些顾虑随之消失。由于预分解窑系统筒—管—炉—窑—机的优化改良和新型耐火、耐热、隔热材料的应用，预分解窑完全有能力煅烧高硅酸盐矿物及高阿利特矿物含量的熟料。C3S含量增高，提高了熟料质量，可相对减少混凝土工程中的水泥用量，相应地又减少了能源消耗。C3S含量增高，相对C2S含量降低，由于C2S难磨，又相应降低了水泥粉磨电耗等。因此，中国新型干法水泥工业的开展，优化熟料矿物设计中要充分吸取国内外先进经历，重视提高熟料矿物成分中C3S含量到60%-65%，以满足现代化建立对工程质量的需求。熟料中硅酸盐矿物由C3S+C2S组成。关于C3S的重要作用前面已经评述，而硅酸二钙〔C2S，含有少量杂质的C2S称贝利特〕在熟料中属仅次于阿利特的重要矿物，硅酸盐矿物含量对水泥品质起着决定性作用。当存有杂质时，通过熟料急冷，α‘-C2S及β-C2S可以在常温下稳定存在。多年来，为了生产节能型水泥，一些学者进展了高活性β-C2S的研究，目前已取得进展。但是在预分解窑生产中，由于第三代新型篦冷机对高温熟料的急剧冷却，熟料质量亦有提高。贝利特矿物虽然早期强度较低，但中后期强度特别是后期强度亦可同阿利特矿物组上媲美。因此，适量的贝利特矿物亦是必要的。由C3S+C2S所组成的硅酸盐矿物是熟料优良品质的保证。四、熔煤矿物的作用熟料中的熔煤矿物主要由铝酸三钙〔C3A〕及铁铝酸四钙〔C4AF〕组成。它们是熟料煅烧过程中生成液相的主要组分。C3S矿物只有在C3A和C4AF生成液相后，固相反响生成的C2S才能同剩余的游离氧化钙〔fCaO〕化合生成C3S。因此，C3A及C4AF亦是熟料煅烧过程中不可能缺少的成分。在熟料煅烧过程中，SM〔硅酸率〕值影响着液相量多少，铝氧率〔IM〕则影响液相黏度上下。当然，液相量多少同煅烧温度亦密切相关。过去，在湿法及传统干法生产中IM一般在1.0-1.4，原因主要在于高铁含量可使熟料容易煅烧；预分解窑IM值一般为1.6-1.8。这一方面是因为预分解窑煅烧功能强，另一方面C3S高些，对早期强度有利，这必然又带来水泥水化时水化热高的问题。因此，两者匹配亦应适当。提高IM，对早期强度提高有所影响，而对28天强度没有影响。总之，C3A和C4AF作为熔煤矿物是熟料煅烧中的必要成分，但是其含量又必须加以限制。这不仅关系到熟料质量，同时，也会影响混凝土的性能，进而影响耐久性。五、预分解窑同湿法窑物料加热进程比照水泥生料在不同类型的窑系统内进展煅烧，所经历的物理化学反响进程根本上是一致的。但是，由于在不同窑系统内热工制度的不同，它们的受热和煅烧过程却有着很大差异。因此，在熟料成分设计时，应充分考虑这些情况。在湿法窑内，生料是在堆积状态下进展烘干、预热和分解，高温气流与物料的接触面积很小，传热效率较低。在分解带内，以堆积状态进展分解的物料，增加了分解出来的CO2向外表扩散的阻力，延缓了碳酸盐的分解速率。同时，由于物料颗粒外表包裹有CO2气膜，增加了分解带内物料的流动性，助长了物料向窑头窜料的趋势，稍有不慎，这些正在分解中的物料，就会紧逼烧成带，造成熟料"欠烧〞。此外，这些尚未完成碳酸盐分解的生料，窜进烧成带，也会降低火焰温度。在火焰温度降低后，不但更加不利于生料煅烧，同时即使增加燃料，也很难迅速升温，甚至造成燃料不完全燃烧，窑内热工制度难以迅速恢复正常。这种"恶性循环〞，容易使窑的预烧能力与煅烧能力失去平衡，引起生产紊乱，造成熟料质量的下降。在预分解窑内，生料进入预热器系统之后气固两相热交换是在分解悬浮状态下进展，生料经多级悬浮预热器迅速受热升温。得到充分预热的生料粉，进入分解炉得到分解、混合后，在"旋风〞、"喷腾〞、"流化〞、"悬浮〞效应或几种综合效应作用下，迅速吸收炉内燃料燃烧放出的热量，进展碳酸盐分解，使入窑生料分解率高达90%以上。因此，在湿法窑内物料呈堆积态下需要数十分钟的物料预热和分解过程，而在预分解窑的悬浮预热器及分解炉内，只需30S左右的时间即可完成。同时，由于物料在进入窑内之前，生料中碳酸盐分解过程已根本完成，温度已高达800℃六、预分解窑同湿法窑物料物理化学反响进程比照在湿法窑内生料的烘干、预热、分解过程都是在回转窑内以堆积状态进展的，不但气固两上接触面积少，并且传热系数低，升温速度缓慢，必然降低了碳酸盐的分解速率，使碳酸盐分解过程拖得很长。再从物料的固相反响角度分析，固相反响是放热反响，其放热量约为420-450kJ/kg·cl。由于固相反响放热，可进一步提高物料温度。另外，由于固体质点〔原子、离子或分子〕间具有很大的作用力，因而固相反响的反响活性较低，速度较慢。固相反响总是发生在两种组分界面上，为非均相反响。对于粒状物料，反响首先是通过颗粒间的接触点或接触面进展的，随后是反响物通过产物层进展扩散迁移。因此，固相反响一般包括相界面上的反响和物质迁移两个过程。温度较低时，固相化学活性较低，扩散较慢，所以固相反响通常需要在较高的温度下进展。由于反响发生在非均一系统中，而伴随反响的进展，会导致固体内温度和反响物浓度及其物性的变化，从而对传热和传质以及化学反响过程产生重要影响。不少学者指出：固体物质状态的改变对固相反响的速度有极大影响。如：在水泥熟料矿物形成时，CaO与SiO2之间的反响，在低于液相出现温度而处于SiO2的晶型转变温度时，尤其是在碳酸钙刚分解为氧化钙时，均为新生态的物质，其反响活性较高，有利于反响的进展。在湿法回转窑内，由于升温速度缓慢以及碳酸盐分解的滞后，局部分解反响与固相反响重合进展。后期分解出的CaO有可能以较大活性状态与SiO2起反响，而早期分解出的CaO，由于环境温度低而不能有效地进展固相反响，因此有可能由于再结晶而失去活性。这对熟料煅烧过程是不利的。此外，由于湿法窑碳酸盐分解过程往往同固相反响发生局部重合，致使固相反响逐渐放出的热量，不能使物料升温，而仅消耗于碳酸盐分解过程，所以其放热反响效应，表现得很不明显。在预分解窑系统中，物料的分解反响是在分解炉内，以悬浮状态进展，粒子之间接触时机不多或者难以严密接触，分解后的CaO粒子与C2S碰撞结合成C3S的几率小，不能在炉内进展明显的固相反响，形成大量C3S及其他熟料矿物。同时，由于入窑物料分解反响已接近完成，固相反响放出的热量直接用来提高物料温度，使窑内料温很快升高到烧结温度，不致象湿法窑那样易于出现窜料现象，保证了窑内煅烧制度的稳定。这就是为什么预分解窑比湿法、传统干法、立波尔，甚至悬浮预热窑热工制度容易稳定，更加容易操作的一个十分重要的原因。此外，在预分解窑内，由于物料预热和分解过程非常迅速，从物料进入预热器到物料分解后入窑转入堆积态的过程所需时间极短，这就有可能在固相反响进展的同时，各反响物料仍保持在新生态。预分解窑内固相反响的另一特点，是在固相反响开场时，由于绝大局部物料中的碳酸盐已经分解，众多的CaO微晶入窑后又迅速升温，因此，固相反响是多中心的。在这种情况下反响生成的C2S以及与之同时存在的CaO晶体尺寸都小于2μm，外表积大，晶格缺陷多，活性高，易溶于熟料液相中去，扩散迁移速度较快，反响能力强，所以对于物料的液相量及液相性质不需苛刻要求。相反，在湿法回转窑内初期形成的C2S量很少，在以后的反响过程中，固相反响将围绕着这些少量C2S晶体进展，随着温度的升高和煅烧时间的延长，这些晶体将会长大发育成具有良好晶态的粗大晶体颗粒，这显然对于烧成反响时C2S晶体深入液相，吸收Ca2+离子转变成C3S极为不利。由此可以看出，预分解窑适应液相量和液相性质变化的能力强，这就为提高熟料中硅酸盐矿物含量创造了有利的条件。七、预分解窑同湿法窑煅烧制度比照在湿法窑内，由于料浆烘干，生料的预热、分解和熟料的烧**是在窑内完成，因此窑的长度很大，长径比〔L/D〕一般在30-50之间，窑尾温度一般在200℃以下。窑内存在枯燥、预热、分解、烧成、冷却数个区带。同时，湿法窑的燃料全部由窑头供给，燃烧空气全部由窑头进入，再加上以往的湿法窑大多采用多筒或单筒冷却机，出窑熟料温度较低，以致入窑二次风量大，温度较低。因此窑内火焰温度较低，特别遇有烧成带温度降低，生料涌入烧成带的异常情况，窑内升温困难。再加上碳酸盐分解缓慢，物料中分解出的CO2包裹生料形成薄膜，增加了物料的流动性，容易"窜料〞在预分解窑内，由窑尾预热分解系统进入窑内的物料，碳酸盐分解已经大局部完成，物料温度高达800℃以上，生料入窑后只需较少热量满足少量碳酸盐分解及物料加热升温即可；同时，预分解窑内存在一个比拟集中的"单独固相反响带〞八、预分解窑同湿法窑燃料喂入和煤灰掺入方式及均化作用比照湿法生产具有生料浆容易搅拌、均化，入窑物料成分比拟均齐的优点。但是物料入窑后，是在堆积状态下受热、进展化学反响的。湿法窑转速较慢，热耗较大，所用燃料全部由窑头参加。特别在使用固体燃料时，大量煤粉燃烧后，煤灰很难均匀掺入生料。这些都是造成湿法窑熟料波动的重要原因。预分解窑在原料制备过程中由于设置了原料预均化，采用了电子计算机等控制配料及生料均化等现代化技术，使入窑生料的均齐性得到了可靠保证。同时，预分解窑还具有一些湿法窑所没有的一系列优点，例如，生料喂入预热器后，是在悬浮状态下预热和进展碳酸盐分解，窑速较快，热耗较低，所用燃料大局部从分解炉内参加，少局部从窑头参加等等。这样，不但在使用固体燃料时从分解炉内参加的燃料燃烧后，煤灰容易与生料混合均化，并且所喂入的生料化学成分稍有波动时，在预热器系统内也会得到进一步的均化。同时，预分解窑由于转速较快，窑内煤灰也易于比拟均匀地掺入生料之中。这些预分解窑所特有的优点，对保证熟料质量起到很大的作用。九、预分解窑同湿法窑对不同配料方案适应性比照水泥生料在湿法窑及预分解窑系统内的加热、煅烧进程以及两种窑内的热工制度和物料均齐性等许多方面都是不同的。由此，对于原料配料方案即熟料成分的适应性也有所不同。中国湿法窑生产，在总结积累长期实践经历的根底上，大都倾向采用"低硅酸率、高铁、高饱和比〞配料方案。理论分析说明：较低的硅酸率，必然使熟料中硅酸盐矿物减少，熔煤矿物增加，有利于增加液相含量，使物料易烧；高铁〔即低铝氧率〕，有利于降低液相粘度，有助于Ca++离子的扩散与吸收；至于采用较高的石灰饱和比，则是为了增加硅酸三钙含量，补偿由于硅酸盐和铝酸盐矿物的相对减少，而不致使熟料强度过多地下降。由此可见，这三个率值的选择，是互相匹配的，是根据湿法窑的热工制度，在长期生产实践中优化出来的。实践证明：这种"高铁、高饱和比、低硅酸率〞的配料方案，在中国湿法窑的长期生产中取得了良好的效果。预分解窑系统，由于采用了当代科学技术开展的新成就，把许多新技术、新工艺、新装备应用于水泥熟料煅烧过程，从而呈现出了崭新的面貌。首先，由于把悬浮预热和预分解的原理和由此开发出来的新型工艺装备应用于生料预热和分解过程，大大提高了生产效率，使入窑物料分解率达90%以上，料温达800以上，这样就大大减轻了回转窑的负担，使窑内物料煅烧需热量大为减少；同时，由于二次风温高，固相反响比拟集中进展，火焰温度易于调节等原因，使窑内热工制度容易稳定，有可能承当比拟繁重的烧成任务。国外大量预分解窑及中国已经投产的大型现代化预分解窑生产线，一般都采用"高硅酸率、高铝氧率、高饱和比〞的配料方案，并且在生产中取得了优质、高产、低消耗的优良效果。熟料质量可同一般认为熟料质量优良的湿法窑相媲美。这也是有着充分的理论根据，并且同预分解窑的热工制度相适应的。较高的硅酸率，有利于增加硅酸盐的矿物含量，提高熟料强度；熔煤矿物量减少虽然降低了熟料的易烧性，但由于预分解窑内需热量少，热量供给充分，完全可以胜任这个任务。较高的铝氧率，虽然由于离子的增加，提高了液相黏度，但是预分解窑内火焰温度较高，也是完全可以适应的；相反，如果降低铝氧率，液相黏度减小，反而在预分解窑内容易形成熟料大块，不但对熟料质量不利，对窑内热工制度的稳定也会带来不良后果。十、预分解窑同其他窑型煅烧特征比照将预分解窑同湿法窑老式干法及立窑煅烧特征列于下表，以供参考工程预分解窑湿法、老式干法窑立窑主要换热方式悬浮态换热堆积态换热层间换热碳酸盐分解进程方面1分解炉内，物料在悬浮、分散状态下，吸收燃料燃烧放热后，迅速分解，逸出的CO2迅速扩散。2入窑物料分解率可达90%以上1物料在窑内堆积状态下缓慢加热，气固换热多发生在料层外表。2碳酸盐缓慢分解，逸出的CO2聚集在物料颗粒外表，在堆积状态下，不易扩散，更延缓了分解进程。1气固换热多发生在料层物料颗粒外表，料球颗粒需要热传导过程，加热缓慢。2、碳酸盐分解缓慢，分解逸出的CO2，需由料球内部向外扩散，延缓了分解进程。固相反响进程方面分解炉内迅速分解的物料微粒，由于悬浮分散，不能严密接触，难于发生固相反响。已经分解后的生料入窑后又声速升温，严密接触后固相反响在多点发生，形成一个比拟集中的"单独固相反响带〞，更有利进一步升温烧结固相反响伴随碳酸盐分解过程重合发生，又多属边界反响，速度缓慢。固相反响放热分散，并大多消耗于分解过程，不利于物料加热升温。物料颗粒包裹有分解出的CO2薄膜，加速物料运动，容易发生"窜料〞现象固相反响伴随碳酸盐分解过程重合发生，又多属界面反响，速度缓慢。固相反响放热分解，并大多消耗于分解过程，不利于物料升温。窑内煅烧进程方面入窑物料已高度分解，料温高达800以上，因此窑内煅烧需要热量少。入窑二次风温度高，有利于燃料燃烧。大多采用多通道燃料燃烧器，一次风少，火焰温度亦容易调节。窑内热工制度稳定，由于窑内需热少，发生异常时，易于恢复正常。生料的全部物理、化学反响均在窑内进展，热量全部由窑内供给，需热量大。入窑二次风温较低，不利于燃料迅速燃烧。大多采用普通燃烧器，火焰温度调节缓慢。窑内物料分解需要窑内空间大，耗热多，热工制度难以稳定，调节亦较困难。生料的全部物理、化学反响均在窑内进展，热量全部由窑内供给，需热量大。燃烧空气由下往上运动，加温缓，温度较低。由于窑断面通风不匀，中间物料易过烧，边缘物料易欠烧，从而影响立窑熟料质量。同时由于物料由上向下运动缓慢，熟料形成缓慢，影响品质。煤灰掺入及与物料的混合均化方面入预热器的生料已经均化。预热器及分解炉有进一步混合均化作用。燃料大局部由分解炉喂入，煤灰在预热器及分解炉内能够与物料混合均匀。热耗低，煤灰掺入量小。回转窑转速快，从窑内掺入的少量煤灰易同物料比拟均匀混合入窑料浆均化良好，但老式干法生产均化条件较差。窑内堆积态的生料，不利于混合均匀。热耗高，煤灰掺入量多。燃料全部由窑头喂入，落入窑内料层，与物料混合较差。窑速慢，不利于煤灰与生料均匀混合。在采用黑生料时，燃料与生料一起研磨混合较好，煤灰可均匀混入。一般立窑企业生料均化设备简陋，生料均化较差。热耗较大，煤灰掺入量较高。入窑生料已经成球，在窑内没有再均化作用。冷却制度方面大多采用篦式冷却机〔目前已开展为采用控流篦板第三代产品〕，出窑高温熟料，可得到骤冷，对于预分解窑采用高IM配料，提高熟料质量更为有利。系统热回收好，二、三次风量高，对窑炉燃烧有利。有余风排出，需另加收尘设备。大多采用老式多筒冷却机或单筒冷却机，窑内冷却带长，出窑熟料温度较低，缓冷不宜IM高的熟料冷却。无余风排放，有利环保。无单独冷却装备，熟料在窑下部冷却带冷却，由于物料运动缓慢，熟料属于缓冷，不利于熟料质量。无余风排放，有利环保。产品质量方面由于耗热大的碳酸盐分解过程入窑前已接近完成，窑内高温温度场稳定，有利于煅烧SM、IM及KH值高的优质熟料。熟料矿物晶体小，发育好，冷却速率快，亦有利于熟料质量提高。窑内耗热量大，碳酸盐分解带不易稳定，煅烧SM、IM、KH值高的熟料较为困难。熟料冷却机慢，