Abstract ：

The timely and effective detection of f-CaO content in cement clinker plays an important role in the control and optimization of cement clinker performance. Presently, the traditional method of manual sampling and testing in the laboratory is mostly used in cement plants to detect the clinker f-CaO content. However, the measurement results have a large lag. To address the problem of lagging results of traditional f-CaO content detection, this paper developed a model for f-CaO content prediction using the cascade forest algorithm based on the site data of cement production. First, the fourteen model parameters, for example, raw material feeding rate, decomposing furnace outlet temperature, rotary kiln current, etc. were selected according to the production process of cement clinker and the formation causes of clinker f-CaO production, and then the time series were constructed as model inputs using sliding time windows to include more improved time-series information. Finally, the proposed prediction method was compared with three classical machine learning models, namely support vector machine regression(SVR), k-nearest neighbor (KNN),and random forest (RF). Results show that the built method can provide better prediction accuracy and generalization capability in predicting the f-CaO content of cement clinker. © 2025 Beijing University of Technology. All rights reserved.

Keyword ：

cascade forest machine learning quality indicator sliding time window (SW) cement clinker f-CaO content prediction

Cite：

Copy from the list or Export to your reference management。

Abstract ：

近年来利用太阳能光热发电实现能源脱碳方面的研究取得重要进展,以太阳能煅烧水泥熟料的研究也已开展,但是水泥熟料的煅烧需要连续加热,而太阳能受天气影响较大,偶有云遮等情况会造成加热中断.为了明确太阳能中断供给对水泥熟料性能及烧成过程的影响,本研究利用实验室高温马弗炉进行不连续加热,模拟短时间云遮等太阳能供给不足对煅烧水泥熟料的影响.结果表明,短时间中断加热烧成的熟料比未中断获得的熟料性能更加优异,尤其是中断温度在固相反应阶段时效果最为明显,熟料XRD定量分析证明中断后再烧成促进了C3S的生长和发育,C3S含量最高提升25.13%,晶粒形态和分布得到改善,水化产物增加,水泥28 d强度最高提升了16.1%.

Keyword ：

熟料煅烧 不连续加热 硅酸盐水泥 太阳能利用

Cite：

Copy from the list or Export to your reference management。

Abstract ：

在水泥熟料性能的控制和优化中,需要及时有效地检测水泥熟料f-CaO含量.目前,水泥厂多采用人工取样和实验室检测的方法来检测熟料中的f-CaO含量,测量结果有很大的滞后性.针对水泥熟料f-CaO含量检测结果滞后的问题,基于水泥熟料生产数据,利用级联森林算法建立了预测模型.首先,通过对水泥熟料生产工艺和f-CaO产生原因机理进行分析,选择了模型的14 个输入变量,如生料喂料量、分解炉出口温度、回转窑电流等.其次,采用滑动时间窗口方法构建时间序列,使模型输入包含更多的时序信息.最后,将提出的预测方法与3 种传统机器学习模型进行对比.结果表明:该方法具有更高的预测精度和更强的泛化能力,为水泥熟料生产过程中的f-CaO含量预测提供了一种新的解决方案,对于水泥生产过程的控制和优化具有重要意义.

Keyword ：

质量指标 级联森林 f-CaO含量预测 机器学习 时间窗口 水泥熟料

Cite：

Copy from the list or Export to your reference management。

Abstract ：

There are too much iron and alkaline in red mud, which hinders its utilization in cement. In order to enhance the reusing rate of red mud in cement material, this research paid adequate attention on reduction methods for iron recovery from red mud, water heated ion-exchanging methods using calcium carbide slags and oxalic methods for dealkalization of red mud, eventually used refactored red mud after iron recovery and dealkalization to prepare cement clinker. The results show that under the optimized condition that the sintering temperature is 1 400 ℃, lasting time is 1 h, rice husk ash adding content is 9. 08% (mass fraction), cooling method is water cooling, the iron recovery rate of red mud is 77. 24% while the content of iron declines to 9. 39% (mass fraction) after iron recovery. Under the condition that reacting temperature is 90 ℃, deironed red mud and calcium carbide slags mass ratio is 1 ∶ 1, liquid to solid rate (mL / g) is 6, reacting time is 7 h, the dealkalizaiton rate of ion exchanging methods using calcium carbide slags is 89. 30%, meanwhile, the content of Na2 O in refactored red mud drops to 0. 592% (mass fraction), which meets the requirement for cement ingredients that alkaline content must be lower than 1% . When the rate value of cement raw material, namely the lime saturation factor is 0. 88, silicon rate factor is 2. 4, aluminum rate factor is 1. 4, cement raw materials prepared using refactored red mud possess good burnability under the sintering temperature ranging from 1 300 ℃ to 1 450 ℃ . When the sintering temperature is 1 350 ℃, grains in cement clinkers show as irregular polygons with normal morphology. Accordingly, the optimum sintering temperature for cement clinker preparation adding refactored red mud is 1 350 ℃ . © 2023 Journal of Henan University of Technology(Natural Science Edition). All rights reserved.

Keyword ：

reduction method for iron recovery rice husk ash calcium carbide slag cement clinker red mud dealkalization rate

Cite：

Copy from the list or Export to your reference management。

Abstract ：

赤泥中较高的铁含量和碱性限制了其在水泥中的应用，为提高赤泥在水泥中的利用率，本文研究赤泥高温还原法提铁，电石渣水热离子置换法和草酸法对提铁赤泥的脱碱，使用提铁-脱碱重构后的赤泥制备水泥熟料。结果表明：在煅烧温度为1 400℃,保温时间为1 h,稻壳灰掺量为9.08%(质量分数),冷却方式为水冷的条件下，赤泥提铁率为77.24%,提铁后赤泥中铁的质量分数为9.39%;在反应温度为90℃,提铁赤泥、电石渣质量比为1∶1,液固比(mL/g)为6,反应时间为7 h的条件下，电石渣水热离子置换法的脱碱率为89.30%,脱碱后重构赤泥中Na_2O的质量分数为0.592%;生料率值为石灰饱和系数0.88,硅率2.4,铝率1.4时，重构赤泥配制的水泥生料在1 300～1 450℃的煅烧温度范围内均具有较好的易烧性，煅烧温度为1 350℃时，熟料中晶粒形状为不规则多边形，晶粒形貌正常，确定掺加重构赤泥制备水泥熟料的最佳煅烧温度为1 350℃。

Keyword ：

电石渣 还原法提铁 赤泥 稻壳灰 脱碱效率 水泥熟料

Cite：

Copy from the list or Export to your reference management。

Abstract ：

新型干法水泥生产过程中,游离氧化钙(f-CaO)含量是影响水泥熟料质量的重要指标,其含量高低直接影响水泥熟料的安定性及强度。熟料中游离氧化钙的含量不但与生料配料有很大的关系,而且与生产过程中煤的成分、关键工艺参数的控制有着复杂的关系,而游离氧化钙又缺少实时检测的手段,因此需要用预测的方法来弥补检测仪表的短缺,以便及时指导生产操作。本文分析了几种用于预测游离氧化钙方法的应用,探讨了不同方法的国内外研究现状及其优缺点和局限性。

Keyword ：

游离氧化钙 模型 水泥熟料 预测

Cite：

Copy from the list or Export to your reference management。

Abstract ：

为了获得稳定分散的水化硅酸钙(C?S?H)晶核，提高其对水泥水化的晶核诱导效应，实现水泥熟料的高效利用，采用自由基聚合制备出了结构中含有不同比例丙烯酸(AA)和硅烷基团(KH570)的聚羧酸分散剂(PCE)，通过溶液沉淀法合成了相应C?S?H/PCE晶核。分别测试了C?S?H/PCE晶核粒径分布、稳定性、晶核界面结合方式。结果表明，硅烷减水剂显著增加了C?S?H/PCE晶核的稳定性。在PCE分子结构中引入适当比例的KH570能有效调控C?S?H/PCE晶核粒径，随着KH570比例的增加，PCE在C?S?H表面的吸附方式由Ca~(2+)络合向更加稳定的Si—O—Si化学键合方式转变，C?S?H/...

Keyword ：

聚羧酸减水剂 晶核 水化硅酸钙 早期水化 硅酸盐水泥

Cite：

Copy from the list or Export to your reference management。

Abstract ：

构建适用于利废产品系统的生命周期清单分析方法,并以利用粉煤灰生产水泥熟料为例讨论各类方法的差异性.结果显示,利用粉煤灰可减少水泥熟料的温室气体排放,同时在一定程度上降低土地使用、化石资源消耗、矿物资源消耗影响;使用废料负荷法计算得到的产品环境负荷最大,而综合效益法在资源、能源与用地三项指标的计算结果最小.

Keyword ：

工业废物综合利用 生命周期清单分析 粉煤灰 水泥熟料

Cite：

Copy from the list or Export to your reference management。

Abstract ：

本发明涉及超早期强度高、抗海水侵蚀性能优异的铁铝酸盐水泥，通过铁铝酸盐水泥熟料、硅灰、石膏、减水剂、亚硝酸盐、增强剂、氧化钙各原料配合，协同水化及调控作用，快速生成适当比例的Al, (Fe)钙矾石与铁胶、铝胶及C‑S‑H凝胶，协调水化产物间内应力并优化其微结构，进而促进铁铝酸盐水泥超早期强度发展并在海水侵蚀环境下获得较高的强度。

Cite：

Copy from the list or Export to your reference management。

Abstract ：

本发明涉及重金属处理技术领域，尤其涉及一种三元矿物体系固定重金属的方法。具体的，将含锌原料作为烧制硅酸盐水泥熟料的生料粉料，并控制所述生料粉料中的钙硅质量比为1.5～1.8，而后进行煅烧，煅烧过程中形成包括C2S‑C3S2‑C2AS三元矿物体系来固定重金属锌。所述三元矿物体系能够显著提高硅酸盐矿物体系对重金属锌的固化能力，不仅能够增强固化强度，有效减少重金属固定后的挥发，还大大提高了固化量。同时，所述三元矿物体系具有类似固体废弃物低钙的特征，能够充分利用固体废弃物，降低其对环境的污染与破坏，满足我国废弃物减量化、无害化、资源化处置的基本原则，符合绿色环保的理念。

Cite：

Copy from the list or Export to your reference management。