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(zhì)量，在生產(chǎn)加工時必須要對水泥的構(gòu)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(chǎn)中熟料的控制進行探討。

新型干法水泥；熟料；強度；控制

生產(chǎn)水泥需要經(jīng)過多個工序和環(huán)節(jié)，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(xù)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(guī)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(zhì)量的一個重要因素。熟料是構(gòu)成水泥的重要材料，對水泥的質(zhì)量有著至關重要的影響，所以必須要保證熟料的質(zhì)量，才能保證水泥的質(zhì)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(zhì)量，所以控制熟料的質(zhì)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(nèi)，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(jù)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，F(xiàn)eO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(zhì)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(jié)果如下，

（1）率值大小對熟料中含有的游離狀態(tài)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(fā)現(xiàn)，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(tài)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(tài)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(qū)間時，其對熟料中含有的游離狀態(tài)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(qū)間的影響指數(shù)，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(wěn)定性，可能導致熟料的各項指標有所變動，影響對熟料質(zhì)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(diào)和，有分層分塊的的現(xiàn)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(zhì)量，降低損耗，減少費用。

根據(jù)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(zhì)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(zhì)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(zhì)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(zhì)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(jié)，因為熟料的活性不夠，在燒結(jié)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(jīng)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(zhì)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(nèi)，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(xiàn)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(yōu)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(jié)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(jù)多次檢測的經(jīng)驗和和長期的觀察研究，最近發(fā)現(xiàn)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(xiàn)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(jié)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(chǎn)制作的各環(huán)節(jié)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(zhì)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?shù)臏p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(tài)。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(nèi)，這樣才能正常發(fā)揮MgO的作用，保證水泥的質(zhì)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(fā)生反應，并且生成固體生成物，這些生成物已經(jīng)不再是MgO，已經(jīng)不能發(fā)揮MgO的作用了，而且還可能會影響熟料的質(zhì)量。根據(jù)調(diào)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(fā)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(xiàn)表面緊致細密，但是其實內(nèi)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(fā)生大量的結(jié)塊現(xiàn)象，而且會環(huán)抱成球狀，等待燒結(jié)完成后將其粉碎，然而結(jié)塊內(nèi)的熟料基本都處于一種未燒制的狀態(tài)，或者燒制不完全，沒有轉(zhuǎn)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(zhì)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(fā)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(tài)。

4 結(jié)束語

要對熟料的質(zhì)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(nèi)，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(zhì)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(zhì)量和水泥質(zhì)量都是最終的目標。熟料的質(zhì)量直接影響水泥的質(zhì)量，所以必須對熟料的質(zhì)量進行嚴格的控制，以保證水泥的質(zhì)量。

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1007-6344（2016）06-0001-01