浅谈控制微量元素组分对熟料煅烧影响

《浅谈控制微量元素组分对熟料煅烧影响》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、浅谈控制微量元素组分对熟料煅烧影响　　【摘要】我国预分解窑水泥占到总产能的80%之多。出窑熟料的控制指标大多数是fCaO、立升重。多数水泥厂将fCaO指标控制在小于1.5%、立升重控制在1300g/l左右。而同样的指标，熟料的强度、凝结时间可能相差巨大。28天强度有的可高达72Mpa，低的50MPa左右。立升重的指标差别更大。大多数厂立升重1250g/l，也有不少厂立升重达到1400g/l，fCaO才能达到1.5%。笔者认为是微量元素在其中起着重要的作用。【关键词】微量元素影响煅烧9众所周知，熟料强度主要来源于硅酸盐矿物，而C3S

2、又是硅酸盐矿物强度的主要提供者。有数据表明，当硅酸盐矿物含量一定时，C3S含量占硅酸盐矿物总量≥70%时，熟料28天抗压强度可达到一年强度的80%，所以要提高熟料强度，就必须适当同时提高熟料KH值和SM值，以此来提高熟料中硅酸盐矿物总量及C3S的含量。而硅酸盐矿物及C3S的形成并不是毫无条件的，它需要碳酸钙在分解的同时，其分解产物CaO要与物料中的C2S、Fe2O3、Al2O3等通过质点的扩散而进行固相反应。而固相反应同样要受到生料细度及均化程度、温度和时间、原料性质和矿化剂等主要因素的影响。在这里，温度尤为重要。提高温度，液相内

3、部质点动能增加，消弱了相互间作用力，因而降低了液相粘度。当物料温度升高到1250～1280℃时，即达到最低共熔温度后，固相反应形成的铝酸钙和铁铝酸钙熔剂性矿物及氧化镁、碱等熔融成液相。在高温液相作用下，固相硅酸二钙和氧化钙都逐步溶解于液相中，硅酸二钙吸收氧化钙形成硅酸盐水泥的主要矿物——硅酸三钙。也就是说，熟料的烧结必须要有一定数量的液相，液相是硅酸三钙形成的必要条件。在很大程度上，熟料的烧结取决于液相含量及其物理化学性质。所以，控制液相出现的温度、液相量、液相粘度、液相表面张力和氧化钙、硅酸二钙溶于液相的速率，并尽力改善它们的性

4、质至关重要。9林宗寿教授曾阐述[1]：KH值高，物料不易煅烧，所需的煅烧温度高，最高温度带较长，相应熔融带缩短，易结细粒。硅酸率SM增加，烧成温度增高，物料不易煅烧，易结细粒。铝氧率IM增加，液相粘度增加，烧成温度增高，物料熔融困难，C2S和CaO结合生成C3S困难。液相量与铝氧率和温度有一定的关系，当IM=1.63时，有利于结粒。IM偏离1.63值愈大，对熟料结粒愈不利（增加时，熟料中铝酸三钙多，液相粘度大，物料难烧，水泥凝结快。但铝率过低，虽然液相粘度小，液相中质点易扩散对硅酸三钙形成有利，但烧结范围窄，窑内易结大块，不利于窑

5、的操作）。水泥工艺理论也曾阐述[2]：选择IM值时要考虑与KH值相适应。一般情况下，当提高KH便应降低IM，以降低液相出现的温度和粘度，有助于C3S形成。一般熟料在烧成阶段的液相量L=6.1F=20%～30%（F为熟料中Fe2O3的含量），窑内液相量太少不易结粒，太多易结成致密的大块熟料。研究表明，液相量在25%～28%时，对结粒最有利。对于预分解窑，可取IM=1.4～1.7。但是，上述的分析是基于纯氧化物在实验室的热力场中做出的理论曲线。在实际生产过程中，由于各地区的原材料成分并非纯正，煤的品种品质差异较大，窑内热力场作阶梯型分

6、布。并当其液相组分含有多种其它氧化物或杂质时，将改变液相产生的温度和改变液相的粘度。例如原燃料中MgO、SO3、Na2SO4或K2SO4的存在可使液相粘度降低，某些微量组分如氟化物、石膏等也可降低液相粘度。而为熟料提供Al2O3的粉煤灰恰恰就是一种含硫及镁元素成分较高的混合物。9液相粘度直接影响硅酸三钙的形成。粘度小，则粘滞阻力小，液相中质点的扩散速度增加，有利于硅酸三钙的形成和晶体尺寸发育成长，反之则使硅酸三钙的形成困难。熟料液相粘度随温度和组成而变化。温度高粘度降低。熟料铝率增加，液相粘度增大。几种元素共存的液相粘度值并非单元

7、素值的叠加。MgO-R2O-SO3复合存在时，R2O含量增加，粘度值增加较大，不利于结粒。SO3含量增加，粘度值降低，但SO3的粘度值较R2O低的多，因此R2O、SO3均存在时，MgO含量增加，液相粘度值大大降低，有利于结粒。硅酸盐水泥熟料矿物组成的计算，是假设熟料平衡冷却并生成C3S、C2S、C3A和C4AF四种纯矿物，其计算结果与熟料真实矿物组成并不完全一致，有时甚至相差很大。从石灰饱和系数KH计算公式：KH=可以看出，式中的分子是形成硅酸钙（C3S+C2S）的CaO含量，分母是理论上SiO2全部形成C3S所需的CaO含量。因

8、此，石灰饱和系数KH的意义是——熟料中全部二氧化硅生成硅酸钙（C3S+C2S）所需的CaO含量与全部二氧化硅理论上全部生成硅酸三钙所需的CaO含量的比值，也即表示熟料中氧化硅被氧化钙饱和形成硅酸三钙的程度。所以，从各种矿物的分配率来分析，KH数值相