含氟硅酸鹽水泥慢凝的工藝措施初探

賈方茹 牛傳玲 邵敏

摘要：生產(chǎn)窯水泥中的礦化劑主要是由螢石或者螢石搭配上其他調(diào)配料構(gòu)成的，窯水泥在當(dāng)今社會(huì)中起著很大的作用，尤其是在窯熟料的產(chǎn)量及質(zhì)量方面上尤為突出，因此得到了廣泛的使用。隨著它越來越受重視，多數(shù)專家開始對(duì)它進(jìn)行深入研究，并且不斷完善它，針對(duì)于含氟硅酸鹽水泥慢凝的工藝措施上進(jìn)行了很多探討和突破，本文章將具體闡述一下這項(xiàng)措施初探方面的內(nèi)容。

關(guān)鍵詞：含氟硅酸鹽;水泥;慢凝

從生產(chǎn)的常態(tài)中可以發(fā)現(xiàn)當(dāng)螢石在窯水所占比例過大時(shí)，會(huì)導(dǎo)致生料的成分變得不太穩(wěn)定，而這種情況下，經(jīng)常會(huì)呈現(xiàn)凝結(jié)較快的現(xiàn)象，同時(shí)當(dāng)螢石占比多的情況下，再加上有時(shí)燒制的溫度也會(huì)很高的時(shí)候，便會(huì)呈現(xiàn)出凝結(jié)較慢的現(xiàn)象。而如今在建筑行業(yè)，大部分生產(chǎn)中凝結(jié)時(shí)間快慢的范圍是符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的，但是有時(shí)也會(huì)出現(xiàn)凝結(jié)時(shí)間較長(zhǎng)的這種情況，這時(shí)礦化劑中使用螢石常出現(xiàn)的一種現(xiàn)象，雖然現(xiàn)在的技術(shù)在不斷的改進(jìn)，但是這種現(xiàn)象也是不可避免的。

在實(shí)際生產(chǎn)中，造成水泥凝結(jié)的時(shí)間長(zhǎng)短由有很對(duì)因素，針對(duì)于這方面的問題，很對(duì)生產(chǎn)商都會(huì)出現(xiàn)，而往往出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因是因?yàn)楣に嚄l件本身的制約。這就導(dǎo)致了在含氟水泥凝結(jié)速度變化這一問題中會(huì)出現(xiàn)很多不可抗因素，這個(gè)問題中既有共同的特性又分別有各自復(fù)雜多樣的特性，從而導(dǎo)致這個(gè)問題不易被輕易解決。筆者接下來將針對(duì)這一機(jī)理進(jìn)行初步探討，并且從某一工廠入手，來解決含氟酸鹽水泥凝結(jié)時(shí)間偏長(zhǎng)這一問題，進(jìn)而提出一些粗略見解。

1 現(xiàn)狀分析

早在20世紀(jì)80年代初某工廠便使用了螢石做為主要的生產(chǎn)原料，而在1984年出現(xiàn)了一個(gè)問題，也就是上文所說的水泥凝結(jié)時(shí)間較快的問題，針對(duì)于這一問題，這一公司采取的措施是在原料的調(diào)配方面進(jìn)行立窯操作技術(shù)的完善和創(chuàng)新，最后此公司也因礦化劑的合理運(yùn)用獲得很好的發(fā)展市場(chǎng)。與此同時(shí)，熟料的構(gòu)成要素也從先前的530號(hào)優(yōu)化到了600號(hào)，伴隨的還有從3.8%降低到2.5%以下的活性石灰質(zhì)含量。雖然大多數(shù)部分在改進(jìn)但是仍然會(huì)存在凝結(jié)時(shí)間過長(zhǎng)這一現(xiàn)象。從1989年來看，在中國(guó)熟料凝結(jié)的用時(shí)平均下來是5.1個(gè)小時(shí)，其中導(dǎo)致凝結(jié)時(shí)間比較長(zhǎng)的因素有熟料的含量、CaF2、SO3含量等。

從研究的歷史數(shù)據(jù)可以看出熟料中普通 425R 水泥初凝時(shí)間在 4.5h 至 5.5h 區(qū)間范圍內(nèi)。 而在1990 年此工廠水泥出口地是港澳地區(qū)，港商對(duì)此水泥的其他性能大為贊賞，但是卻唯獨(dú)對(duì)水泥初凝的時(shí)間表示嘆息，并且表達(dá)出希望能把水泥初凝時(shí)間控制在 3h 以內(nèi)的愿望。 對(duì)此這一問題越發(fā)受到重視，解決這一問題成為了各工廠迫在眉睫的事情。因此在1990 年 4 月開始時(shí)，為了徹底解決含氟水泥凝結(jié)時(shí)間偏長(zhǎng)這一問題各相應(yīng)領(lǐng)域開展了各種研究，希望能夠做到保持生產(chǎn)成本不變、熟料強(qiáng)度不改、工藝變動(dòng)不大的基礎(chǔ)上，將水泥的初凝時(shí)間控制在 3h 以內(nèi)。

2 試驗(yàn)研究

2.1 石膏摻入對(duì)水泥凝結(jié)時(shí)間的影響

從某工廠生產(chǎn)水泥用的熟料、燒粘土和二水石膏，根據(jù)此工廠的常限定的熟料與燒粘土兩者的比例來看，若是改變石膏摻入量，用試驗(yàn)小磨來磨制 10 組水泥，進(jìn)而去測(cè)定水泥中的SO3 含量和水泥凝結(jié)時(shí)間。經(jīng)過測(cè)試發(fā)現(xiàn) ：當(dāng)SO3含量低于某一臨界值前時(shí)，水泥會(huì)發(fā)生急凝的現(xiàn)象，當(dāng) SO3 含量越過臨界值后，水泥凝結(jié)時(shí)間會(huì)急劇上升至接近平常值，之后變化的速度會(huì)變得相對(duì)平緩。這個(gè)測(cè)驗(yàn)表明了在實(shí)際的生產(chǎn)中很難去通過降低石膏摻入量從而減少水泥的凝結(jié)時(shí)間。

2.2 優(yōu)選工藝配方及生產(chǎn)參數(shù)

若是經(jīng)常調(diào)整配件的比例，去變動(dòng)螢石的含量，或者改變燒制的熱度，而在此基礎(chǔ)上保持技術(shù)手段去往常一樣，這樣勘測(cè)出來結(jié)果是滿足凝結(jié)時(shí)間要求的，同時(shí)又能夠保證熟料含有較高的強(qiáng) 度和含有較低的活性石灰質(zhì)所需配料的調(diào)料配比。

針對(duì)于研究過程中出現(xiàn)的某些困難，不能夠輕易放棄，要堅(jiān)持試驗(yàn)，同時(shí)還要在此基礎(chǔ)上采取有效的彌補(bǔ)措施，是實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的問題能夠迎刃而解，真正發(fā)揮測(cè)驗(yàn)的效果。據(jù)數(shù)據(jù)了解，測(cè)驗(yàn)中曾試過改變表年級(jí)來減少凝結(jié)時(shí)間，但是這種方法也是不可行的。

3 工藝措施及實(shí)際效果

3.1 適當(dāng)降低螢石摻人量

若是將生料里的螢石含量從先前的1.0%減少到0.7%，將熟料中CaF2含量由先前的 0.7%調(diào)制到 0.5%，則熟料的初凝時(shí)間便可以從之前的 5h 左右縮短到3h 左右。但是在這過程中要注意螢石的摻入量若是不夠還可能導(dǎo)致活性的石灰質(zhì)含量上升，從此之外，若是采取降低KH的含量值也會(huì)對(duì)熟練的強(qiáng)度有所影響，這就使得針對(duì)熟料的凝結(jié)時(shí)間、穩(wěn)定性、強(qiáng)度等過程中，一定要找到一個(gè)制約的點(diǎn)，這將會(huì)幫助生產(chǎn)方解決一個(gè)難題，同時(shí)也可以優(yōu)化生產(chǎn)的技術(shù)，達(dá)到良好的效果。

3.2 采用與之相適應(yīng)的配料方案

通過反復(fù)的試驗(yàn)，測(cè)試出了較適合此工廠的配料方案是：KH=0.92± 0.02;n=1.90±0.1;P=1.50±0.1，熟料中 CaF2含量應(yīng)控制在0.45%-0.55%范圍之間，熟料配熱程度為3970-4389KJ/Kg。 這種配料的方法飽和度是一個(gè)很好的控制點(diǎn)，這是由于N 和 P 的值都是較高的，從而導(dǎo)致燒制的范圍 就會(huì)相對(duì)較大，因此當(dāng)遇到燒制溫度較高的情況下，也不會(huì)出現(xiàn)液相量增加太多的不良反應(yīng)，從而便可以達(dá)到有效解決原料在窯內(nèi)凝固的時(shí)間問題，并且能夠改善窯內(nèi)的通風(fēng)狀況和窯內(nèi)溫度的安穩(wěn)性，還能確保窯內(nèi)底火的安穩(wěn)。

3.3 選用易燒性好的原材料，提高生料的易燒性

某工廠一直使用的石灰石氧化鈣的含量處于52%～53%范圍之間。這樣會(huì)使碳酸鈣變多，而含有的雜質(zhì)相對(duì)減少，進(jìn)而呈現(xiàn)出晶形方解石的情況。而這種過高含量的石灰石其實(shí)燒性是不好的，它并不能較好的發(fā)揮生料的作用。若能把含量降到50%～51%之間，這就會(huì)使得雜質(zhì)變少且分布也是均勻的，外觀是灰黑色，同時(shí)能夠極大的發(fā)揮生料的易燃性。除此之外，粘土的含量也要控制好，要確保粘土的質(zhì)量，同時(shí)要能夠改善生料的燃性，以達(dá)到最大的效率。

3.4 保證生料配料準(zhǔn)確，成分均勻

通過測(cè)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)在有螢石的礦化劑燒制的熟料凝結(jié)時(shí)間和燒制溫度以及冷卻時(shí)間都有某種聯(lián)系。因此，為了能使水泥的凝結(jié)時(shí)間可以達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，需要確保燒制的熱度保持穩(wěn)定。而窯熱工制度的穩(wěn)定必須有準(zhǔn)確的生料配料，同時(shí)也要保證配料的成分均勻。 針對(duì)生料質(zhì)量的控制，一定要控制在指標(biāo)之內(nèi)，要能夠確保含煤量達(dá)到規(guī)定的要求。這樣才能從多角度提高熟料的燒成率。而在此基礎(chǔ)上，也要注意用暗火來進(jìn)行操作，確保能夠穩(wěn)定底火，來達(dá)到良好的成效。

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作者簡(jiǎn)介：賈方茹;1976.11.03;女;漢;山東棗莊;本科;中級(jí);硅酸鹽工藝、工業(yè)分析.

邵敏;1973.08.06;女;漢;山東平度;本科;中級(jí);化學(xué)分析.

牛傳玲;1975.03.12;女;漢;山東棗莊;本科;中級(jí);化學(xué)分析.