提高新型干法窯熟料的強度研究

朱凝楠（建德南方水泥有限公司 浙江 建德 311611）

提高新型干法窯熟料的強度研究

朱凝楠
（建德南方水泥有限公司 浙江 建德 311611）

為了保證水泥的強度質量，在生產加工時必須要對水泥的構成材料進行嚴格的控制，這些材料主要分為兩類，分別是主要材料和輔助材料。主要材料和輔助材料又包括生料和熟料，在進行加工制作時也要注意對生料和熟料進行控制。文章將針對新型干法窖水泥生產中熟料的控制進行探討。

新型干法水泥；熟料；強度；控制

生產水泥需要經過多個工序和環節，制作過程也是比較漫長和繁瑣的，而且在進行加工制作時不允許中途中斷，所有的工序之間必須是連續的。雖然在加工制作時是機械加工，但是還是會受到人為的影響，因為機械無法自動的判斷材料的規格和加工的程度，這些都需要人工來控制，所以人為因素也是影響水泥質量的一個重要因素。熟料是構成水泥的重要材料，對水泥的質量有著至關重要的影響，所以必須要保證熟料的質量，才能保證水泥的質量。

熟料中包括許多化學材料，這些化學材料的量和特性直接影響著熟料的質量，所以控制熟料的質量其實就是控制熟料中一些化學材料的量，要讓這些量保持在安全的范圍內，不能超量，也不能少量。

1 對熟料化學成分的控制

水泥熟料中的化學材料主要包括CaO MgO,SiO2等等，對于這幾種化學材料的量的判斷主要依據KH，n，P等指標。KH是指熟料中SiO2和CaO反應生成的Ca3SiO3的反應程度，n是指硅酸鹽占金屬氧化物的比率，p是指AlO，FeO的重量占熟料重量的比率。可以通過這幾個率值來了解各化學材料的含量，用來判斷熟料的質量是否合格。

有關學者和專家對這幾個率值進行了研究，并與其他的率值（主要包括SM,IM）進行了對比，對比結果如下，

（1）率值大小對熟料中含有的游離狀態的鈣量和燒制時緊密度的影響程度為：KH ＞ SM ＞IM，而且通過對比發現，KH 和SM的影響程度都遠遠高于IM，而且二者的影響程度比較接近，沒有較大差別；

（2）IM對熟料中含有的游離狀態的鈣量和燒制時緊密度的影響程度都比較低，對燒制時緊密度的影響沒有對游離狀態的鈣量的影響程度大，不太明顯和可觀；

（3）當KH值處于（0.80,1.00)這個區間時，其對熟料中含有的游離狀態的鈣量和燒制時緊密度的影響程度比較突出，對照SM在這個區間的影響指數，SM相比KH還有一段差距。

2 控制熟料中的游離CaO含量

2.1 熟料游離CaO 含量過高的危害

1)會破壞熟料的穩定性，可能導致熟料的各項指標有所變動，影響對熟料質量的控制。

2)無法與其他的添加材料很好的融合，影響水泥的融合度。這可能導致水泥無法均勻的調和，有分層分塊的的現象，所以必須對游離CaO 的量進行合理控制，這樣能有效提高水泥的質量，降低損耗，減少費用。

根據上面的分析和說明，可以知道游離CaO 含量過高會給水泥的質量控制帶來難度，任何時候都要控制游離CaO 的量，絕對不可以過量。

2.2 熟料游離CaO 含量過低的弊端

雖然游離CaO 含量過高會對水泥的質量造成嚴重的損害，但是也不能一味追求低鈣，因為游離CaO 含量過低同樣會影響水泥的質量，所以說并不是越低越好，關鍵要適量和合理。

1)破壞熟料的質量。當游離CaO 含量過低時，熟料的活性就會降低，無法順利的進行燒結，因為熟料的活性不夠，在燒結時無法致密，也無法達到強度標準。

2)會損害燒制窯，導致窯的使用周期縮減。當游離CaO 含量過低時，在進行燒制時，就需要比正常含量更高的溫度來燒制，高溫具有破壞性，就會對窯造成傷害。

3) 會增加燒制時所需的燃料。上面已經說過，游離CaO 含量過低，會增加燒制溫度，燒制時的溫度需求增加了，就必須投入更多的燃料來達到燒制溫度，所以消耗的燃料的量勢必會增加，燒制時的成本費用也會增加，然而遺憾的是，水泥的強度并不會因為這些都投入的燃料而增強，相反還會下降，所以這是非常不明智的舉動。不僅會增加資源消耗和成本費用，還無法提高水泥的強度，達到質量標準。

2.3 熟料游離CaO的快速測定

為了讓熟料中的游離CaO 的含量保持在合理的范圍內，既不過量，也不少量，需要對游離 CaO 的含量進行測定。測定游離 CaO 的含量的方法比較多，但是其中有兩種是現在用的最多的，就是丙三醇－乙醇法和乙二醇法，這兩種測定法相比其他測定法來說準確度更多，可信度也更高，都是不錯的選擇。在測定時間上丙三醇－乙醇法相比乙二醇法更占優勢，用丙三醇－乙醇法對熟料中的游離 CaO的含量進行測定時，不到半個小時就可以出測定結果，而乙二醇法則可能會超過半個小時，相比來說用時較長。根據多次檢測的經驗和和長期的觀察研究，最近發現了一種新的方法，就是硝酸鍶－乙二醇－乙醇法。這種方法相比前面兩種方法來說，測定的準確度更高，而且用時更短，現在無需再等半個小時，只要短短的幾分鐘就可以看到測定結果。

對熟料中游離CaO的含量進行測定，不僅可以判斷游離CaO的含量是否安全，還能檢查水泥生產制作的各環節的工作是否準確，是否存在偏差和失誤。

3 控制熟料中的MgO含量

熟料中MgO的含量對熟料的質量也有著重要的影響，因為MgO可以改變水泥燒制的溫度，在原來的溫度基礎上能適當的減小一點，能讓水泥變得更容易燒制，因為對溫度的要求降低了，那么無論在操作上還是燃料的投放上都更容易更簡化了。除此之外，MgO還能增強水泥的抗腐蝕性，更容易析出水分，能使水泥更快達到緊致狀態。雖然MgO對水泥來說能帶來這么多好處，但是也不是說熟料中的MgO的含量越高就越好，物極必反，還是要控制在對水泥有利的范圍內，這樣才能正常發揮MgO的作用，保證水泥的質量。

（1） MgO偏高（如熟料 ω（MgO）＜3.2%時）。在對熟料進行燒制時，MgO會與熟料中的一些其他的化學材料發生反應，并且生成固體生成物，這些生成物已經不再是MgO，已經不能發揮MgO的作用了，而且還可能會影響熟料的質量。根據調查顯示，只有當MgO在熟料中的固體溶量在2.00%左右時，才能最有效的發揮MgO的“降溫”作用，之后再增加MgO的量，其效果不會再增加。

（2） MgO較高（如熟料 ω（MgO）大于 3.2%而小于 4.2%）時，液漿的張力會明顯的降低。因為MgO有著降低水泥的燒制溫度的作用，所以當MgO的含量較高時，水泥的燒制溫度也會隨著MgO的量降低，這樣雖然能減少燃料資源的消耗，但是燒制溫度降低后，燒制時就更容易達到燒制溫度，消耗的時間就會更短，這樣可能導致燒制不完全，或者有一部分的材料沒有被燒制成功。這會導致熟料出現表面緊致細密，但是其實內部并不緊密，可能還存在一些單獨的材料為融入整個熟料中。

（3） MgO過高（如熟料ω（MgO）＞4.2%）時，熟料會發生大量的結塊現象，而且會環抱成球狀，等待燒結完成后將其粉碎，然而結塊內的熟料基本都處于一種未燒制的狀態，或者燒制不完全，沒有轉變成功，而且還會參雜著許多窯土，嚴重影響熟料的燒制和質量。如果對這樣的熟料進行除鐵處理，不僅不會緩解和改善這種狀況，還會在原來的破壞基礎上發上二次破壞，而且采取一些其他的辦法都沒有什么成效，目前來說氧化鎂過高處于一種無解的狀態。

4 結束語

要對熟料的質量進行控制，不僅要控制CaO和MgO的量，讓它們的量保持在安全、合理的范圍內，還要考慮各個水泥廠的實際情況，不同的水泥廠在進行熟料選取和配制時的方法和比例可能不同，所以他們在進行水泥質量的控制時采取的措施也可能不盡相同，雖然熟料存在差異，控制方法也不同，但是控制熟料質量和水泥質量都是最終的目標。熟料的質量直接影響水泥的質量，所以必須對熟料的質量進行嚴格的控制，以保證水泥的質量。

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1007-6344（2016）06-0001-01