材料工程專業(yè)技術(shù)班康臻明

1、陽泉職業(yè)技術(shù)學院 畢業(yè)論文 畢業(yè)生姓名：康臻明 專業(yè).材料工程技術(shù) 學號.080625021 指導教師郭濤明 所屬系（部）.建筑工程系 二0一一年五月 陽泉職業(yè)技術(shù)學院 畢業(yè)論文評閱書 題目：立窯水泥熟料的分析 建筑工程系材料工程技術(shù)專業(yè)姓名康臻明 設計時間：2011年3 月 7 日2011年 6月 3日 評閱意見： 成績: 指導教師：（簽字） 職 務: 200年月曰 陽泉職業(yè)技術(shù)學院 畢業(yè)論文答辯記錄卡 系專業(yè)姓名 答辯內(nèi)容 問題摘要 評議情況 記錄員：（簽名） 成績評定 指導教師評定成績 答辯組評定成績 綜合成績 注：評定成績?yōu)?00分制，指導教師為30%，答辯組為70% 專業(yè)答辯組組長：

2、（簽名） 200 年月日 、尸 、- 前言 立窯水泥在我國水泥工業(yè)發(fā)展史上做出了重要貢獻。它有力地支撐了我國國民 經(jīng)濟的持續(xù)高速發(fā)展，緩解了長期以來水泥短缺狀態(tài)。自1985 年立窯水泥躍居全國 水泥總量的 80以來，一直居高不下，占據(jù)我國水泥數(shù)量的主體地位?！鞍宋?”以 來，水泥工業(yè)加大了結(jié)構(gòu)調(diào)整的力度。新型干法生產(chǎn)工藝得到了快速發(fā)展，全國已 形成了 7000 萬噸的生產(chǎn)能力。但與此同時， 立窯水泥仍保持了較高的增長速度， 2001 年全國 6 億噸水泥中有 4.5 億噸是立窯水泥， 仍占水泥總量的 75以上。可 以預見在今后相當長的歷史時期，立窯將與新型干法窯有一個共存時期。在社會經(jīng) 濟活動

3、中仍將發(fā)揮重要作用，在交通不便，市場容量不大的地區(qū)，立窯水泥仍將有 很大的存在空間，特別是西部大開發(fā)，立窯水泥仍將以其獨特的優(yōu)勢發(fā)揮著積極的 作用。 自 80 年代以來，由于立窯水泥新技術(shù) （ 如原燃材料預均化技術(shù)、預加水成球技術(shù)、 預粉磨技術(shù)、窯體綜合改造技術(shù)、小料球煅燒技術(shù)、生料速燒技術(shù)、水泥添加劑技 術(shù)等 ） 的應用和科學的企業(yè)管理，在全國涌現(xiàn)出一大批優(yōu)秀的現(xiàn)代化立窯企業(yè)。它 們的產(chǎn)品質(zhì)量和各項技術(shù)經(jīng)濟指標完全可以和代表國內(nèi)水泥發(fā)展科技水平的新型干 法回轉(zhuǎn)窯相媲美。如山東沂州水泥集團、山東慶云山水泥廠、山東齊銀水泥有限公 司、山東叢林集團水泥廠、廣東梅塔水泥公司等廠，它們的熟料強度均大于

4、 52.5MPa能穩(wěn)定生產(chǎn)32.5、42.5級的水泥，其中山東慶云山水泥廠可生產(chǎn) 52.5級 普硅水泥，山東齊銀水泥有限公司能生產(chǎn)油井水泥。長期以來，以窯型來判定水泥 質(zhì)量優(yōu)劣的標準對我國水泥的發(fā)展是一種誤導，影響了我國水泥結(jié)構(gòu)的調(diào)整，既不 科學，也不符合我國水泥工業(yè)的實際情況。有些地方出臺了立窯水泥一律不能用于 重要建設工程的規(guī)定，是不切合實際的。為此，原國家建材局于 1996 年向建材研究 院下達了 “立窯與旋窯熟料、水泥、砼性能特點及機理的研究 ”任務，再次以大量的 實驗數(shù)據(jù)證明了好的立窯水泥和好的回轉(zhuǎn)窯水泥其質(zhì)量基本相同。研究報告提供的 大量科學數(shù)據(jù)和論據(jù)，為正確評價和使用立窯水泥提供

5、了科學的依據(jù)，為正確認識 和處理立窯和回轉(zhuǎn)窯的發(fā)展產(chǎn)生了積極的影響。由于立窯水泥的發(fā)展基礎(chǔ)差，發(fā)展 不平衡，眾多的立窯水泥企業(yè)發(fā)展參差不齊，確實存在著有些企業(yè)水泥質(zhì)量差、不 均勻、形象不好的現(xiàn)實。但是占立窯水泥總量20的現(xiàn)代化優(yōu)秀立窯企業(yè)的事實證 明，立窯水泥存在著水泥質(zhì)量差的原因不是窯型決定的，而是其他工藝條件決定 的，通過加強技術(shù)進步和科學的企業(yè)管理，完全可以達到優(yōu)秀的現(xiàn)代化立窯企業(yè)的 水平。就是回轉(zhuǎn)窯水泥中也不是全好。除新型干法回轉(zhuǎn)窯外，小型中空回轉(zhuǎn)窯、濕 法回轉(zhuǎn)窯、立波爾窯、亦存在提高和淘汰的問題。 水泥的生產(chǎn)技術(shù)水平遠遠超過國外立窯技術(shù)的頂峰時期水平，出現(xiàn)了一大批不 僅在產(chǎn)品質(zhì)量上可

6、以穩(wěn)定生產(chǎn) 32.5 、42.5 級水泥，而且綜合能耗優(yōu)于日產(chǎn) 1000 噸 水泥的新型干法窯，在我國水泥工業(yè)中具有較強競爭力的現(xiàn)代化立窯企業(yè)。 目錄 立窯水泥熟料的分析 摘要 根據(jù)熟料礦物的組成分析不同的立窯熟料的成分、礦物組成及形成條件，使入 窯生料均勻，加大風壓并使其穩(wěn)定、加快出窯熟料的冷卻速度是提高熟料質(zhì)量的有 效措施。硅酸鹽分解、鐵膨脹、和石灰石消解共同作用是熟料窯外粉化的原因。 關(guān)鍵詞 ：水泥、熟料礦物、立窯水泥孰料、粉化 1 原料的選擇 立窯水泥熟料的生產(chǎn)實踐表明，選擇不同的原燃料配料，生料的易磨易燒性是 完全不同的。可見，選擇適合的原燃料對于提高水泥熟料質(zhì)量是十分重要的。 1.

7、1 石灰石 石灰石是水泥生產(chǎn)的主要原材料，在水泥生產(chǎn)中占有很高的比例，因此選擇石 灰石必須謹慎。例如在石灰石中燧石，燧石不僅硬度大，而且晶形結(jié)構(gòu)完整，粉 磨、燒成所需的能耗都很高，故燧石含量高于 4.0 的石灰石不宜使用。 石灰石按照不同品質(zhì)的礦山有計劃地開采，檢測后進廠，分區(qū)存放并設質(zhì)量標 識，使用時按易燒性和成份比例搭配破碎入庫 （嚴格控制粒度v 20 mm）,有條件的廠 設組合均化圓庫（一般46個）?？墒沟檬沂軌蚝芎玫幕旌希沟贸煞志鶆?，對 于水泥質(zhì)量的提高有很好的作用。 1.2 粘土 在選擇粘土時用頁巖或粉砂巖作粘土質(zhì)原料有利于粉磨和熟料燒成。因此盡量 在生產(chǎn)中選擇頁巖或粉砂巖作粘

8、土質(zhì)原料。 另外粘土質(zhì)原料一般要求硅率（n）為2.53.5，女口 n 3.5，則可能是含粗砂過 多的砂質(zhì)土，不宜使用。 2 燃料品質(zhì) 燃料品質(zhì)既影響緞燒過程又影響熟料質(zhì)量。一般說來，發(fā)熱量高的優(yōu)質(zhì)燃料， 其火焰溫度高，熟料的 KH 值可高些。若燃料質(zhì)量差，除了火焰溫度低外，還會因 煤灰的沉落不均勻，降低熟料質(zhì)量。一般說來，發(fā)熱量高的優(yōu)質(zhì)燃料，其火焰溫度 高，熟料的 KH 值可高些。若燃料質(zhì)量差，除了火焰溫度低外，還會因煤灰的沉落 不均勻，降低熟料質(zhì)量。 煤灰摻入熟料中，除全黑生料的立窯外，往往分布不均勻，對熟料質(zhì)量影響極 大。據(jù)統(tǒng)計，由于煤灰不均勻摻入，將使熟料KH值降低0.00.16 ;硅率

9、下降 0.050.20。鋁率提高0.050.30。當煤灰摻入量增加時，熟料強度下降此 時除了采用提高煤粉細度和用礦化劑等措施外，還應適當降低熟料 KH 值，以利生 產(chǎn)正常進行。 當煤質(zhì)變化時，熟料組成也應相應調(diào)整。對回轉(zhuǎn)窯來說，采用的煤的發(fā)熱量 高，揮發(fā)分低，則因揮發(fā)分低，火焰黑火頭長，燃燒部分短，熱力集中，熟料易結(jié) 大塊，游離氧化鈣增加，耐火磚壽命縮短，除設法使火焰的燃燒部分延長外，還應 降低 KH 值并提高 IM 值。若用液體或氣體燃料，火焰強度很高，形狀易控制，幾 乎無灰分，因此 KH 值可適當提高。 2.1 煤 無煙煤：熟料質(zhì)量的好壞重要的是看其煅燒的情況，在水泥煅燒中一般選用的 是無

10、煙煤。因此無煙煤的選擇很重要。對于分批次進廠的煤碳質(zhì)量波動大、立窯熱 工制度不穩(wěn)的問題，采用劣質(zhì)煤碳進行破碎，用鏟車搭配均化，經(jīng)曬場再次均化入 庫，多庫配煤。 立窯使用的無煙煤應盡量選用揮發(fā)分為 6.59，發(fā)熱量為 2300025080kJkg 的無煙煤，這種無煙煤有利于上火正常、底火穩(wěn)定，便于立窯大風大料操作，對于 提高熟料的質(zhì)量很重要。 煤炭給進劑 ：煤炭改性劑打破了傳統(tǒng)的助燃技術(shù)理論，而采用當代先進的催 化、改性等物理、化學復合技術(shù)。其主要由改性劑、催化劑、氧化劑、助燃劑、消 煙劑、固硫劑等成份組成，是一種粉粒狀物質(zhì)，將它按煤炭實際重量的0.2%0.3% 比例加入到煤炭當中，能提高煤炭的

11、燃燒溫度、燃燒速度，實現(xiàn)催化、改性燃燒， 改善煤的燃燒效果，提高煤炭的利用率。 水泥熟料的煅燒是通過煤的燃燒來實現(xiàn)的，煤的燃燒狀況（發(fā)熱量大小，加入 量多少）直接影響到水泥熟料的煅燒效果。在水泥煅燒中，煤在“改性劑”的作用 下，加速強氧化物、催化劑經(jīng)氣化后釋放氧和催化劑元素，與生料中釋放出來的混 合氣體產(chǎn)生化學反應，進行離子交換，促使煤炭進行催化、改性燃燒，使生料球內(nèi) 燃和外燃同時進行。燃燒強度的提高和升溫速度的加快，給水泥煅燒提供了足夠的 熱能，同時也提高了水泥煅燒熱動力，加速熱傳遞，促進質(zhì)點、固相、氣相、液相 反應，提高了物質(zhì)擴散速度和相間反應速度。 實踐證明，如果在水泥熟料煅燒中加入 H

12、S- JMC型煤炭改性劑，可節(jié)煤10流 右，也可提高熟料產(chǎn)量10%左右，也可提高熟料3天、28天強度；而且還能實現(xiàn)急 燒快冷，提高熟料質(zhì)量，改善立窯的操作；同時具有消煙除塵、固硫，改善大氣污 染的環(huán)保效果。HS-JMC型煤炭改性劑在立窯水泥熟料煅燒過程中發(fā)揮了重要作用， 取得了很好經(jīng)濟效益和環(huán)保效果，是立窯水泥廠近幾年在節(jié)能降耗、環(huán)保方面效果 最佳的高新技術(shù)產(chǎn)品。受到了應用該產(chǎn)品的水泥廠的一致推崇 煤質(zhì)波動對立窯生料成分的影響及對策：煤質(zhì)的波動，不但會引起生料發(fā)熱量 的變化，還會引起生料成分的波動，對穩(wěn)定立窯熟料的質(zhì)量十分不利?？梢酝ㄟ^改 變生料配料的控制方法來消除因煤質(zhì)波動所帶來的危害，當煤

13、質(zhì)波動大時，即使其 他原料很穩(wěn)定，采用鈣鐵和燒失量三個指標也無法控制出磨生料成分，無論是生料 成分還是生料發(fā)熱量都會產(chǎn)生較大波動。用鈣鐵和生料熱三個指標控制生料成分， 其控制效果可以有一定的改善，可穩(wěn)定生料的發(fā)熱量，但還是無法穩(wěn)定生料率值。 如采用生料配料率值控制系統(tǒng)，無論是生料發(fā)熱量還是生料率值均可達到非常理想 的狀態(tài)，生料成分波動幅度最小。 在立窯生產(chǎn)中煤是煅燒熟料的重要燃料，同時煤的灰分又是水泥生料的原料。 煤的質(zhì)量是熟料質(zhì)量優(yōu)劣的重要因素，在立窯熟料煅燒過程中煤的灰分全部摻入熟 料中，煤質(zhì)波動大，往往會給工藝控制帶來一些影響。 入窯生料配煤量不足，必然使煅燒溫度降低，弓I起生燒、欠燒，

14、造成黃球、黃 粉、游離氧化鈣升高，嚴重影響熟料質(zhì)量。反之，配煤量過大，會使窯溫過高，窯 內(nèi)出現(xiàn)結(jié)大塊和嚴重粘邊現(xiàn)象。大塊的出現(xiàn)會導致窯內(nèi)通風不均，而且過多的煤會 因空氣量不足而產(chǎn)生化學不完全燃燒，形成強烈的還原氣氛，再由于高價鐵被還原 和熟料中C3S在還原氣氛中分解，就會使熟料質(zhì)量降低。 配煤對熟料質(zhì)量的影響還反映在燃料灰分給熟料成分帶來的波動上。當煤的灰 分變化時，會造成熟料化學成分較大的波動，生料率值不穩(wěn)定，熟料強度顯著下 降。煤灰分大時，煤灰分中的 SiO2、AI2Q、Fe2O、CaO使熟料中的化學成分變動，熟 料中的FeO、ALO相對增加，熔劑礦物增加，KH降低，SM減小。再者煤灰分大

15、時， 煤的熱值降低，生料配熱不夠，使窯內(nèi)上火慢，燒成溫度低，造成熟料欠燒，游離 氧化鈣偏高，熟料強度低。 煤質(zhì)波動的對策：采用鈣鐵和燒失量指標控制生料成分；采用鈣鐵和生料熱指 標控制生料成分；采用生料配料率值控制系統(tǒng)控制生料成分。 3硅酸鹽水泥熟料礦物組成、計算、選擇及特性 3.1硅酸鹽水泥熟料礦物組成 在硅酸鹽水泥熟料中CaO,SiO2,Al2O3,Fe2OB不是以單獨的氧化物存在，而是以 兩種或兩種以上的氧化物經(jīng)高溫化學反應而生成的多種礦物的集合體，即以多種熟 料礦物的形態(tài)存在。因此可見，水泥熟料是一種多礦物組成的結(jié)晶。它主要有以下 四種礦物： 硅酸三鈣：3CaO. SiO2，可簡寫為C3

16、S ； 硅酸二鈣：2CaO. SiO2，可簡寫為C2S ； 鋁酸三鈣：3CaO.Al2C3，可簡寫為C3A ； 鐵鋁酸四鈣：4CaO.Al26Fe2O作為代表式，可簡寫成 C4AF。 另外，還有少量游離氧化鈣 （.f-CaO）、方鎂石（結(jié)晶氧化鎂）、含堿礦物及 玻璃體等。 通常熟料中C3S和C2S含量約占75 %左右，稱為硅酸鹽礦物,是熟料的主要 組成部分。 在水泥熟料鍛燒過程中 C3A和C4AF以及氧化鎂、堿等在12501280C會逐漸 熔融形成液相，促進硅酸三鈣的形成，故稱熔劑礦物。 上述四種礦物中硅酸鈣礦物（包含C3S和C2S）是主要的，其含量約占 70% 85%。各種礦物單獨與水作用時

17、所表現(xiàn)出的特性如表3.1所示。 表3.1硅酸鹽水泥熟料主要礦物的特性 性能指標 熟料礦物 QS C2S C3A C4AF 水化速率 快 慢 最快 快，僅次于 C3A 凝結(jié)硬化速 率 快 慢 快 快 放熱量 多 少 最多 中 強度 早期 高 低 低 低 后期 高 高 低 低 水泥熟料是由各種不同特性的礦物所組成的混合物。因此，改變熟料礦物成分 之間的比例，水泥的性質(zhì)會發(fā)生相應的變化。 硅酸三鈣 硅酸三鈣是硅酸鹽水泥熟料的主要礦物。其含量通常為50 %左右，有時甚至高 達60 %以上。通常它是在高溫液相作用下，由先導形成的固相硅酸二鈣而成。 純C3S只有在20651250E溫度范圍內(nèi)才穩(wěn)定。在 2

18、065 C以上不一致熔融 為CaO和液相；在1250 C以下分解為C2S和CaO,但反應很慢，故純 CS在室溫 可呈介穩(wěn)狀態(tài)存在。 在硅酸鹽水泥熟料中,C 3S并不以純的形式存在，總含有少量氧化鎂、氧化 鋁、氧化鐵等形成固溶液，稱為阿利特(Alite)或A礦。 C3S凝結(jié)時間正常，水化較快，放熱較多，早期強度高且后期強度增進率較 大，28d強度可達一年強度的 70%80%，其28d強度和一年強度在四種礦物中 均最高。 硅酸二鈣 硅酸二鈣由CaO與SiO2化合而成，在熟料中含量一般為20 %左右，是硅酸鹽 水泥熟料的主要礦物之一，熟料中硅酸二鈣并不是以純的形式存在，而是與少量 MgO,A1OB,

19、Fe2Q,R2O等氧化物形成固溶體，通常稱為貝利特(Belite ) 或B礦。 中間相 填充在阿利特、貝利特之間的物質(zhì)通稱中間相，它可包括鋁酸鹽、鐵酸鹽、組 成不定的玻璃體和含堿化合物以及游離氧化鈣和方鎂石。但以包裹體形式存在于阿 利特和貝利特中的游離氧化鈣和方鎂石除外。中間相在熟料緞燒過程中，熔融成為 液相，冷卻時，部分液相結(jié)晶，部分液相來不及結(jié)晶而凝固成玻璃體。 1 鋁酸鈣 熟料中鋁酸鈣主要是鋁酸三鈣，有時還可能有七鋁酸十二鈣。在摻氟化鈣作礦 化劑的熟料中可能存在氟鋁酸鈣（CiiA7.CaF2）,而在同時摻氟化鈣（CaF2）和硫酸 鈣（CaSO）作礦化劑低溫燒成的熟料中可以是 CiiA7.

20、CaF2和CA2S而無QA。純C3A 為等軸晶系，無多晶轉(zhuǎn)化。C3A 也可固溶部分氧化物，如 K2O,Na2O , SiO 2 , Fe 2O3 等，隨固溶的堿含量的增加，立方晶體的 C.A 向斜方晶體 NCBA, 轉(zhuǎn)變。 鋁酸三鈣在熟料煅燒中起熔劑的作用，也成為熔劑性礦物，它和鐵鋁酸四鈣在 12501280C時熔融成液相，從而促使硅酸三鈣順利生 成。 C3A在熟料中的潛在含量為715 %。純C3A為無色晶體，密度為3. 04g /cm 3,熔融溫度為1533 C,反光鏡下，快冷呈點滴狀，慢冷呈矩形或柱形。因反光能力 差，呈暗灰色，故稱黑色中間相。 C3A 水化迅速 , 放熱多，凝結(jié)很快，若不

21、加石膏等緩凝劑，易使水泥急凝；硬化 快，強度 3d 內(nèi)就發(fā)揮出來，但絕對值不高，以后幾乎不增長，甚至倒縮。干縮變形 大，抗硫酸鹽性能差。 2 鐵相固溶體 鐵相固溶體在熟料中的潛在含量為 1018%。熟料中含鐵相較復雜，有人認為 是 C2F - C 8A3F 連續(xù)固溶體中的一個成分，也有人認為是 C6A2F -C6AF2 連續(xù)固溶體 的一部分。在一般硅酸鹽水泥熟料中，其成分接近C4AF故多用C4AF代表熟料中鐵 相的組成。也有人認為，當熟料中 MgO含量較高或含有CaF2等降低液相粘度的組分 時，鐵相固溶體的組成為 C3A2F.若熟料中A12G3/Fe2030.64，則可生成鐵酸二鈣。 鐵鋁酸四

22、鈣的水化速度早期介于鋁酸三鈣和硅酸三鈣之間，但隨后的發(fā)展不如 硅酸三鈣。早期強度類似于鋁酸三鈣，后期還能不斷增長，類似硅酸二鈣。抗沖擊 性能和抗硫酸鹽性能好，水化熱較鋁酸三鈣低，但含CAF 高的熟料難磨。在道路水 泥和抗硫酸鹽水泥中，鐵鋁酸四鈣的含量高為好。 含鐵相的水化速率和水化產(chǎn)物性質(zhì)決定于相的A12G3/Fe2G3 比，研究發(fā)現(xiàn) :C6A2F 水化速度比CAF快，這是因為其含有較多的 A12G3之故C6AF2水化較慢，凝結(jié)也 慢C2F的水化最慢，有一定水硬性。 3 玻璃體 硅酸鹽水泥熟料鍛燒過程中，熔融液相若在平衡狀態(tài)下冷卻，則可全部結(jié)晶出 C3A ,C4A 和含堿化合物等而不存在玻璃體

23、。但在工廠生產(chǎn)條件下冷卻速度較快，有 部分液相來不及結(jié)晶而成為過冷液體，即玻璃體在玻璃體中，質(zhì)點排列無序，組 成也不定.其主要成分為 Al2Q,Fe2Q,CaO,還有少量MgO和堿等. 鋁酸三鈣和鐵鋁酸四鈣在鍛燒過程中熔融成液相，可以促進硅酸三鈣的順利形 成，這是它們的一個重要作用。如果物料中熔劑礦物過少，則易生燒使氧化鈣不易 被吸收完全，從而導致熟料中游離氧化鈣增加，影響熟料的質(zhì)量，降低窯的產(chǎn)量并 增加樵料的消耗。如果熔劑礦物過多，物料在窯內(nèi)易結(jié)大塊，甚至在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)結(jié) 圈，在立窯內(nèi)結(jié)爐瘤等，嚴重影響回轉(zhuǎn)窯和立窯的正常生產(chǎn)。 4 游離氧化鈣和方鎂石 游離氧化鈣是指熟料中沒有以化合狀態(tài)存在的氧化

24、鈣，也稱游離石灰。熟料中 f-CaO 的產(chǎn)生條件不同，形態(tài)也不同，其對水泥的質(zhì)量影響也不同。 經(jīng)高溫鍛燒的游離氧化鈣結(jié)構(gòu)比較致密，水化很慢，通常要在 3d 后才明顯，水 化生成氫氧化鈣體積增加 7.9 ，在硬化的水泥漿中造成局部膨脹應力。隨著游離 氧化鈣的增加，首先是抗折強度下降，進而引起 3d 以后強度倒縮，嚴重時引起安 定性不良。因此，在熟料緞燒中要嚴格控制游離氧化鈣含量。我國回轉(zhuǎn)窯一般控制 在 1.5 以下，而立窯在 2.5 以下。因為立窯熟料的游離氧化物中有一部分是 沒有經(jīng)過高溫死燒而出窯的生料。這種生料中的游離氧化鈣水化快，對硬化水泥漿 的破壞力不大。 方鎂石是指游離狀態(tài)的MgC晶體

25、，是熟料中氧化鎂的一部分。 MgO由于與SiO 2,FeM的化學親和力很小，在熟料鍛燒過程中一般不參與化學 反應。它以下列三種形式存在于熟料中：溶解于 C,AF,C,S中形成固溶體；溶 于玻璃體中；以游離狀態(tài)的方鎂石形式存在。據(jù)認為，前兩種形式的MgO含量約 為熟料的 2 ，它們對硬化水泥漿體無破壞作用，而以方鎂石形式存在時，由于水 化速度比游離氧化鈣要慢，要在 0.51年后才明顯。水化生成氫氧化鎂時，體 積膨脹 148 ，也會導致安定性不良。方鎂石膨脹的嚴重程度與晶體尺寸、含量均 有關(guān)系。國家標準規(guī)定硅酸鹽水泥中氧化鎂含量不得超過5.0。在生產(chǎn)中應盡量 采取快冷措施減小方鎂石的晶體尺寸。 3

26、.2 熟料的率值 因為硅酸鹽水泥熟料是由兩種或兩種以上的氧化物化合而成，因此在水泥生產(chǎn) 中控制各氧化物之間的比例即率值，比單獨控制各氧化物的含量更能反映出對熟料 礦物組成和性能的影響。故常用表示各氧化物之間相對含量的率值來作為生產(chǎn)的控 制指標。 石灰飽和系數(shù) KH 石灰飽和系數(shù) KH 是熟料中全部氧化硅生成硅酸鈣所需的氧化鈣含量與全部二 氧化硅理論上全部生成硅酸三鈣所需的氧化鈣含量的比值，也即表示熟料中氧化硅 被氧化鈣飽和成硅酸三鈣的程度 . KH的數(shù)學表達式 KH =w(CaO-1.65w(A12O3)-0.35 w(Fe 2O3)/2.8(SiO 2) 硅酸鹽水泥熟料 KH 值在 0. 8

27、2 0. 94 中間，我國濕法回轉(zhuǎn)窯 KH 值一般控 制在 0.89 士 0.0l 左右。 石灰飽和系數(shù)與礦物組成的關(guān)系可用下面數(shù)學式表示： kH=w(C3S)+0.8838w(C2S)/w(C 3S)+1.3256 w(C 2S) 從上可見,當C3S =0時KH=0.667,即當KH = 0.667 時，熟料中只有 C2S、C3A 和CAF而無C3S.當C2S =0時,KH=1，即當KH=1時，熟料中無 C2S而只有 OS, 故實際上KH值介于0.6671.00. KH 表示熟料中二氧化硅被氧化鈣飽和成硅酸三鈣的程度， KH 越大，則硅酸鹽 礦物中的 C3S 的比例越高，熟料質(zhì)量(主要為強度

28、)越好，故提高 KH 有利于提高 水泥質(zhì)量。但KH過高，熟料鍛燒困難，保溫時間長，否則會出現(xiàn)游離 CaO同時窯 的產(chǎn)量低，熱耗高，窯襯工作條件惡化。 硅率或硅酸率 硅率又稱硅酸率，它表示熟料中 SiO 2 含量與 Al 2O3 和 Fe 2O3 含量之和的比例，反 映了熟料中硅酸鹽礦物(C2S+C3S)、熔劑性礦物(C4AF+CA)的相對含量。 用 SM 表示： SM=w(SiO2)/ w(Fe 2O3)+ w(Al 2O3) 通常硅酸鹽水泥的硅率在 1.7 2.7 之間。 硅率除了表示熟料的 SiO 2 與 A12O3 和 Fe2O3 的質(zhì)量百分比外，還表示了熟料 中硅酸鹽礦物與溶劑礦物的比

29、例關(guān)系，相應地反映了熟料的質(zhì)量和易燒性。當 A12O3/Fe2O3 大于 0.64 時，硅率與礦物組成的關(guān)系為： SM=w(C3S)+1.3256w(C2S)/1.4341w(Al 2O3)+2.0464w(C4AF) 式中 C3S,C2S,C3A,C4AF 分別代表熟料中各礦物的質(zhì)量百分數(shù)。從該式可見， 硅率隨硅酸鹽礦物與熔劑礦物之比而增減。若熟料硅率過高，表示硅酸鹽礦物多， 熔劑性礦物減少，對熟料強度有利，但將給熟料緞燒造成困難，硅酸三鈣不易形 成，如果氧化鈣含量低，那么硅酸二鈣含量過多而熟料易粉化。硅率過低，則熟料 因硅酸鹽礦物少而強度低，且由于液相量過多，易出現(xiàn)結(jié)大塊、結(jié)爐瘤、結(jié)圈等，

30、 影響窯的操作。 鋁率或鐵率 鋁率又稱鐵率，以 IM 表示。其計算式為： IM=w(Al 2O3)/w(Fe 2O3) 鋁率通常在0.91.9之間?？沽蛩猁}水泥或低熱水泥的鋁率可低至 0.7。 鋁率表示熟料中氧化鋁與氧化鐵的質(zhì)量百分比，也表示熟料中鋁酸三鈣與鐵鋁 酸四鈣的比例關(guān)系，因而也關(guān)系到熟料的凝結(jié)快慢。同時還關(guān)系到熟料液相粘度， 從而影響熟料的鍛燒的難易，熟料鋁率與礦物組成的關(guān)系如下： IM= 1 . 1 50 1 w(C 3A)/ w(C 4AF)+0.6383 從上式可見，鋁率高，熟料中鋁酸三鈣多，液相粘度大，物料難燒，水泥凝結(jié) 快。但鋁率過低，雖然液相粘度小，液相中質(zhì)點易擴散對硅酸

31、三鈣形成有利，但燒 結(jié)范圍窄，窯內(nèi)易結(jié)大塊，不利于窯的操作。 熟料真實礦物組成與計算礦物組成的差異 我國目前采用的是石灰飽和系數(shù) KH,硅率SM和鋁率IM三個率值，為使熟料 既順利燒成，又保證質(zhì)量，保持礦物組成穩(wěn)定，應根據(jù)各廠的原料、燃料和設備 等。具體條件來選擇三個率值，使之互相配合適當，不能單獨強調(diào)其某一率值。一 般說來，不能三個率值都同時高，或同時都低。 硅酸鹽水泥洲料礦物組成的計算是假設熟料是平衡冷卻并生成C3S,C2S,C4AF 和 C3A 四種純礦物，其計算結(jié)果與熟料真實礦物組成并不完全一致，有時甚至相差 很大。 3.3 熟料礦物組成的計算 熟料的礦物組成可用巖相分析 ,X 射線定

32、量分析等方法測定，也可根據(jù)化學成 分進行計算。 巖相分析基于顯微鏡下測量出單位面積各礦物所占的面積的百分率再乘以相應 的礦物的相對密度而得各礦物含量。這種方法較符合實際情況，但要求操作者要有 熟練的技巧，且勞動，強度大。此外，晶體較小，也可重迭而產(chǎn)生誤差.X射線定 量分析基于熟料礦物特征峰強度與基準單礦物特征峰強度之比求其含量。這種方法 方便且準確，國外現(xiàn)代化水泥廠都普遍采用。但限于設備條件，我國水泥廠使用的 還不多，另外，此方法對含量太低的礦物不適用。我國常用化學方法進行計算。此 方法計算出來的僅是理論上可能生成的礦物，稱之為“潛在礦物”組成。在生產(chǎn)條 件穩(wěn)定的情況下，熟料真實礦物組成與計算

33、礦物組成有一定的相關(guān)性，已能說明礦 物組成對熟料及水泥性能的影響，因此在我國仍普遍使用。 常用的從化學成分計算熟料礦物組成的方法有兩種，即石灰飽和系數(shù)法和代數(shù) 法。 3.4硅酸鹽水泥熟料礦物配料計算 熟料組成確定后，即可根據(jù)所用原料，進行配料計算，求出符合要求熟料組成 的原料配合比. 配料計算的依據(jù)是物料平衡任何化學反應的物料平衡是：反應物的量應等于 生成物的量。隨著溫度的升高，生料緞燒成熟料經(jīng)歷著：生料干燥蒸發(fā)物理水；粘 土礦物分解放出結(jié)晶水；有機物質(zhì)的分解、揮發(fā)；碳酸鹽分解放出二氧化碳，液相 出現(xiàn)使熟料燒成。因為有水分、二氧化碳以及某些物質(zhì)逸出，所以，計算時必須采 用統(tǒng)一基準。 蒸發(fā)物理水

34、以后，生料處于干燥狀態(tài)，以干燥狀態(tài)質(zhì)量所表示的計算單位，稱 為干燥基準。干燥基準用于計算干燥原料的配合比和干燥原料的化學成分。 如果不考慮生產(chǎn)損失，則干燥原料的質(zhì)量等于生料的質(zhì)量，即：干石灰石+干 粘土 +干鐵粉=干生料 去掉燒失量（結(jié)晶水、二氧化碳與揮發(fā)物質(zhì)等）以后，生料處于灼燒狀態(tài)。以 灼燒狀質(zhì)量所表示的計算單位，稱為灼燒基準。灼燒基準用于計算灼燒原料的配合 比和熟料的化學成分。 如果不考慮生產(chǎn)損失，在采用無灰分摻入的氣體或液體燃料時，則灼燒原 料、灼燒生料與熟料三者的質(zhì)量相等，即： 灼燒石灰石+灼燒粘土 +灼燒鐵粉=灼燒生料=熟料 如果不考慮生產(chǎn)損失，在采用有灰分摻入的燃煤時，則灼燒生料

35、與摻入熟料的 煤灰之和應等于熟料的質(zhì)量，即： 灼燒生料+煤灰（摻入熟料的）二熟料 在實際生產(chǎn)中，由于總有生產(chǎn)損失，且飛灰的化學成分不可能等于生料成分， 煤灰的摻入量也并不相同。因此，在生產(chǎn)中應以生熟料成分的差別進行統(tǒng)計分析， 對配料方案進行校正。 3.5 熟料礦物組成的選擇 熟料礦物組成的選擇，一般應根據(jù)水泥的品種和標號、原料和燃料的品質(zhì)、生 料制備和熟料鍛燒工藝綜合考慮，以達到優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)低消耗和設備長期安全運轉(zhuǎn)的目 的。 3.5.1 水泥品種和標號 若要求生產(chǎn)普通硅酸鹽水泥，則在保證水泥標號以及凝結(jié)時間正常和安定性良 好的條件下，其化學成分可在一定范圍內(nèi)變動?？梢圆捎酶哞F、低鐵、低硅、高 硅、

36、高飽和系數(shù)等多種配料方案。但要注意三個率值配合適當，不能過份強調(diào)某一 率值。 生產(chǎn)專用水泥或特性水泥應根據(jù)其特殊要求，選擇合適的礦物組成。若生產(chǎn)快 硬硅酸鹽水泥，則要求硅酸三鈣和鋁酸三鈣含量高，因此應提高KH和IM。而生產(chǎn) 中熱硅酸鹽水泥和抗硫酸鹽水泥則應減少鋁酸蘭鈣和硅酸三鈣含量，即降低KH 和 IM 率。 3.5.2 原料品質(zhì) 原料的化學成分和工藝性能對熟料礦物組成的選擇有很大影響，在一般情況 下，應盡量采用兩種或三種原料的配料方案。除非其配料方案不能保證正常生產(chǎn)， 才考慮更換原料或摻加另一種校正原料。 若石灰石品位低而粘土氧化硅含量又不高，則無法提高石灰飽和系數(shù)和硅率， 熟料強度難以提高

37、，只有采用品位高的石灰石和氧化硅含量高的粘土才能提高飽和 系數(shù)和硅率，燒出標號較高的水泥。若石灰石的隧石含量較高而粘土的粗砂含量 高，則因為原料難磨，熟料難燒，其熟料的飽和系數(shù)也不能高。原料含堿量太高， KH宜降低。 3.5.3 生料細度和均勻性 生料化學成分的均勻性，不但對窯的熱工制度的穩(wěn)定和運轉(zhuǎn)率的提高有影響， 而且對熟料質(zhì)量也有影響，因而也就對配料方案的確定有影響。 一般說來，生料均勻性好， KH 值可高些。據(jù)認為，生料碳酸鈣滴定值的均勻性 達士 0.25時，可生產(chǎn) 525 號以上的熟料。若生料均勻性差，其熟料 KH 值應比生 料均勻性好的要低一些，否則游離氧化鈣增加，強度下降。若生料粒

38、度粗，由于化 學反應難以進行完全， KH 值也應適當?shù)托?物料均化 水泥熟料的主要礦物是靠固相反應形成的，而固相反應是通過高溫下反應物接 觸表面上質(zhì)點熱運動的加強，并相互擴散而進行的。因此，生料混合不均勻，有效 接觸面就少，必然影響反應速度。從整體看，即使配料方案是合理的，但如果生料 混合不均勻，就會造成從各個局部看，某一化學組分不是偏多就是偏少，偏離要求 的數(shù)值。生產(chǎn)實踐表明， 入窯生料成份穩(wěn)定，立窯生產(chǎn)就容易保持正常，熟料質(zhì)量 也就有保證。因此，對沒有自己礦山、原料品質(zhì)波動大、物料儲存期短的立窯水泥 廠來說，物料的均化就顯得尤為重要。 原料預均化 在原料的制備中原料成份波動是影響出磨生料

39、合格率的主要原因，通過原料的 預均化可以使原料的成分在一定的范圍之內(nèi)，減小原料的成分的波動，使得生料合 格率提高，從而使得熟料質(zhì)量提高。原料的預均化方式通常有三種： (1) 預均化堆 場； (2) 預均化長條庫； (3) 多庫搭配。 在以上三種原料預均化方式中原料預均化堆場均化效果好，均化系數(shù)可達6 10，但投資大，適宜于原料成份波動大，且生產(chǎn)規(guī)模大的立窯廠。預均化長條庫采 用平鋪堆料、橫斷面切取物料方式均化，均化效果較好，均化系數(shù)可達 35，投資 較大，適用于礦點多，成分波動較大的原料預均化。多庫搭配效果一般，均化系數(shù) 為 2 3，但投資省、簡單易行，適用于成份波動不大的原料預均化。因此，為

40、了使 水泥熟料的質(zhì)量盡可能提高，我們應該根據(jù)自身的條件，選擇適合自己方式。 生料均化 通過生料的粉磨以后，出磨生料的成份波動還是較大的，即使全部的生料都在 合格范圍內(nèi)，也是如此。因此，我們需要對生料進行生料均化這是很有必要。在生 料的均化中生料均化方式也通常有三種： (1)空氣攪拌； (2)漏斗流式均化； (3)機械 倒庫。 空氣攪拌庫常用的有兩種，一種是間歇式空氣攪拌庫，其均化系數(shù)可達8 10；另一種是連續(xù)式空氣攪拌庫，可同時進出料，其均化系數(shù)為 68。漏斗流式均 化方式是指在普通圓庫內(nèi)采用漏斗流式均化裝置，使圓庫內(nèi)物料從上至下，全斷 面、立體式的以漏斗流為特征的全方位取料，并使取料、混合均

41、化與出料同步進 行，其均化系數(shù)可達26。立窯廠常用的機械倒庫其均化系數(shù)為 23。立窯廠的生 料均化已越來越被引起重視，并且發(fā)展趨勢是采用均化效果較好的空氣攪拌庫，這 就使得水泥在生產(chǎn)中的質(zhì)量能夠有很高的提高。但在使用時，一定要控制好供氣 量、充氣壓力、生料水分及料面高度，這是保證均化庫正常使用和效果的必備條 件。 3.6硅酸鹽水泥熟料的特性 一般認為硅酸三鈣水化快，在水化過程中產(chǎn)生層狀和凝膠狀氫氧化鈣，對水泥 水化初始形成的纖維狀和片狀骨架空隙起填充密實作用。它是強度骨干，而且耐磨 性好，干縮性小。但從3d到28d，水泥抗折強度的增進率隨硅酸三鈣含量的增加而 減小，而抗壓強度的增進率卻明顯增大

42、，這就說明水泥石的脆性增大，抗裂性變 差。此外，硅酸三鈣的水化放熱量及放熱速率都較大，僅次于鋁酸三鈣，這對大體 積混凝土的施工是不利的。 硅酸二鈣水化速度特別慢，約為硅酸三鈣的 1/20。硅酸二鈣的最大優(yōu)點是水化 熱低，抗水性好，后期強度高，在 1年之后可趕上硅酸三鈣。此外，硅酸二鈣的干 縮性最小，水化28d后的收縮值約為硅酸三鈣的 1/4。也有人認為硅酸二鈣在水化 早期對水泥石抗折強度的貢獻大于抗壓強度，它是低需水性水泥的主要礦物。 長久以來認為鐵鋁酸四鈣主要是耐磨性好。據(jù)南京化工大學的實驗數(shù)據(jù)，水泥 中每增加1%鐵鋁酸四鈣，磨損系數(shù)減小0.014%0.033%,是每增加19鉄鋁酸四 鈣，磨

43、損系數(shù)降低值的717倍。由此應當肯定鐵鋁酸四鈣在水泥石耐磨性上所起 的作用遠較硅酸三鈣顯著。此外，鐵鋁酸四鈣與鋁酸三鈣相比，不僅有較高的早期 強度，而且后期強度還能有所增長，鐵鋁酸四鈣對抗折強度的貢獻遠大于抗壓強 度，即脆性系數(shù)特別低。鐵鋁酸四鈣的另一個重要作用是生成凝膠狀鐵酸鹽，使水 泥石具有較大的變形能力，但是鐵鋁酸四鈣過高，對熟料的煅燒和水泥粉磨都會造 成很大的困難。 硅酸三鈣在最初四個星期內(nèi)強度發(fā)展迅速，它決定著硅酸鹽水泥四個星期以內(nèi)的強度；硅 酸二鈣在四個星期后才發(fā)揮強度作用，約一年左右達到硅酸三鈣四個星期的發(fā)揮強度；鋁酸三 鈣強度發(fā)展較快，但強度較低，僅對硅酸鹽水泥在13天的強度起

44、到一定的作用；鐵鋁酸四鈣 的強度發(fā)展也較快，但強度低，對硅酸鹽水泥的強度貢獻不大。 這四種熟料中，如果提高硅酸三鈣的含量，可得到高強硅酸鹽水泥；提高硅酸三鈣和鋁酸三鈣 的含量，可得快硬性硅酸鹽水泥；降低硅酸三鈣和鋁酸三鈣的含量，提高硅酸二鈣的含量，可 得低熱或中熱硅酸鹽水 4立窯生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)水泥熟料 4.1均化技術(shù) 立窯水泥廠要穩(wěn)定生產(chǎn)高標號水泥就必須搞好原燃材料預均化、生料均化、熟 料均化、水泥均化。化學成分合理和均勻的生料是生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)熟料的前提條件，對立 窯的產(chǎn)量、熱耗、運轉(zhuǎn)率和耐火材料消耗等均有較大的影響。 立窯水泥企業(yè)的生料均化，可以采取以下措施： (1) 石灰石按照不同品質(zhì)的礦山有計劃地開

45、采，檢測后進廠，分區(qū)存放并設質(zhì) 量標識，使用時按易燒性和成份比例搭配破碎入庫 (嚴格控制粒度v 20 mm),有條件 的廠設組合均化圓庫(一般46個)。 (2) 搞好粘土的搭配均化，嚴格控制水份，并季節(jié)性地增加庫存量。 (3) 對于分批次進廠的煤碳質(zhì)量波動大、立窯熱工制度不穩(wěn)的問題，采用劣質(zhì) 煤碳進行破碎，用鏟車搭配均化，經(jīng)曬場再次均化入庫，多庫配煤。 (4) 強化生料均化措施，依據(jù)出磨、入庫生料成份及一定的庫容量，合格搭配 入窯，條件好的企業(yè)采用機械倒庫、空氣攪拌均化庫，均化系數(shù)、合格率、標準偏 差均要達到規(guī)定要求，入窯 CaCO合格率70% JT立窯技術(shù)為了滿足生產(chǎn)工藝對原輔材料及成品、半

46、成品的庫容要求，根據(jù)生 產(chǎn)實際需要對庫容進行填平補缺，對石灰質(zhì)原料采用獨特的原材料預均化工藝，建 造了容量達2.8萬噸的原材料預均化庫，達到了質(zhì)量管理規(guī)程的要求，對提高成 品、半成品的質(zhì)量穩(wěn)定性和均勻性起到了重要作用。 4.2測量和計量技術(shù) 有了合理的化學成分和均勻的生料，而在原燃材料分析、生料配比、成球水灰 比配比方面沒有先進的測量和計量技術(shù)，做不到原燃材料分析準確、生料配比準 確、成球水灰比準確，照樣生產(chǎn)不出優(yōu)質(zhì)的立窯水泥熟料。過去，國內(nèi)大多數(shù)地方 水泥企業(yè)計量設備比較陳舊，準確度低，可靠性差，普遍采用容積法計量，如圓盤 給料機、螺旋給料機、電磁振動給料機以及皮帶輸送機等。在生產(chǎn)方式上，大

47、多是 靠人工操作、經(jīng)驗控制。落后的計量技術(shù)影響了產(chǎn)品產(chǎn)質(zhì)量的提高和能源消耗的降 低。在JT立窯出現(xiàn)之前，很多企業(yè)就很重視這一點。 MCT- JT立窯技術(shù)講究的就是用高新技術(shù)對傳統(tǒng)工藝進行改造，包括生料配料系統(tǒng)、熟料配料系 統(tǒng)和水泥配料系統(tǒng)，提高了計量精度，保證了配料的準確性和可靠性。在成球方面，采用 W第六代小料球預加水成球計算機控制系統(tǒng)成球新技術(shù)，該系統(tǒng)供料穩(wěn)定，料水跟蹤及時準 確，確保了料球質(zhì)量。在監(jiān)控生產(chǎn)全過程方面，采用了 X 熒光多元素分析儀、水泥生料率值控 制儀、熱值測定儀、鈣鐵煤分析儀 4.3 窯體保溫技術(shù) 而當窯體保溫較差，配料配熱不穩(wěn)定時，燒成帶出現(xiàn)較大的溫差，邊部溫度可 低至

48、1200C或更低，而中部溫度高達1600C或更高。這時可能還會出現(xiàn)以下不正常 情況：生燒黃料球和未充分冷卻的赤熱熟料熔塊同時卸出，增加熟料帶走的熱量、 生燒料塌邊、熟料柱傾斜倒塌而出現(xiàn)偏火；熟料結(jié)大塊并架窯，出現(xiàn)塌空、噴火等 嚴重事故。 由以上分析可見，加強窯體保溫，不僅可減少窯體表面的散熱損失，穩(wěn)定窯的 熱工制度，降低熟料熱耗，而且有利于熟料質(zhì)量的提高。 機立窯所采用的強化窯體保溫措施是：加長高溫帶保溫層長度；加厚高溫帶保 溫層厚度；采用新型保溫材料膨脹珍珠巖和硅酸鋁耐火纖維氈等進行五個層次的隔 熱保溫。從而使高溫帶窯體表面溫度降低至 45C以下，大大減少了窯體表面熱量散 失，并使窯內(nèi)高溫帶

49、溫度分布均勻，熱工制度穩(wěn)定，為熟料的優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)創(chuàng)造了良好 的條件。 4.4 改善生料的易燒性 根據(jù)影響生料的易燒性和最高煅燒溫度的因素，可以從配料方案和控制生料中 粗顆粒兩方面來改善生料的易燒性，降低最高煅燒溫度，達到節(jié)能降耗的目的。 （ 1 ）優(yōu)化設計配料方案 配料方案的合理與否直接影響熟料的強度、凝結(jié)時間、安定性等物理力學性 能，且對熟料的熱耗、產(chǎn)量及看火操作等有重大的影響。因此，在進行配料方案設 計時，要綜合考慮，進行多目標優(yōu)化設計。以低能耗、合適的強度、凝結(jié)時間、良 好的安定性為目標，以石灰石、粘土等原料的質(zhì)量及其工藝性能、煤的品質(zhì)指標及 其波動、是否使用礦化劑和晶種技術(shù)、生料成分的均勻

50、性、料球質(zhì)量、窯內(nèi)通風狀 況、化驗室質(zhì)量控制水平和看火操作技能為約束條件，實行多目標聯(lián)合控制。 建議：采用氟硫復合礦化劑時，機立窯全黑生料的適宜配料方案為KH= 0.92 0.96、SMh 1.8 2.0、IM= 1.2 1.5。 （2）控制中粗顆粒含量 生料中的粗顆粒，特別是粒徑 44卩m的粗大石英（結(jié)晶二氧化硅）和粒徑 125卩m的方解石晶體的化學反應能力低，且不能與其他氧化物組分充分接觸，這 就造成煅燒反應不完全，使熟料中的 f-CaO 含量增多，嚴重影響熟料的燒成和質(zhì) 量，當生料細度為 1.4%(0.2 mm 篩篩余 )時，熟料中 f-CaO 顯著增加，見表 1。因 此，當生料中有石英

51、質(zhì)原料和粗石灰?guī)r時，生料細度不僅應控制0.08 mm 方孔篩篩 余小于 10%，而且還應控制 0.2 mm 方孔篩篩余小于 1.5%。 表 4 生料細度與熟料中 f-CaO 的關(guān)系 0.2 mm 篩余 (%) 0 90 1 40 2 42 3 06 KH SM IM F-CaO(%) 0 76 0 84 1 57 2 24 0 96 1 96 1 26 45 小料球煅燒技術(shù) 近年來的生產(chǎn)實踐證明，小料球全黑生料的煅燒技術(shù)，對提高熟料的質(zhì)量、降 低燒成煤耗和增加熟料產(chǎn)量都有顯著作用，特別是采用復合礦化劑和晶種技術(shù)時， 效果尤為顯著。 小料球直徑小、比表面積大，因此，對傳熱速度和料球內(nèi)部傳質(zhì)速度大

52、為加 快，故時間可以大大縮短，物料在窯內(nèi)的煅燒速度加快，從而使高溫帶的厚度變 薄，料球在高溫帶承受來自料層的壓力減少，料球的變形減少，防止高溫帶致密 化。對10 mm和5 mm的料球進行比較，每個10 mm的料球可以制成 8個5 mm的小料球。每個料球在理想狀況下(最緊密堆積)有12個接觸點，因而5 mm的 料球每個接觸點承受的壓力只有 10 mm料球的1/8,這就大大減輕了高溫帶內(nèi)料 球的變形，保持料層良好的通風性能。 此外,由于料球直徑小,傳熱速度快、料球內(nèi)的溫度分布較均勻,料球內(nèi)由溫 度差造成的熱應力小,使其熱穩(wěn)定性好,爆破率大為減少,使高溫帶空隙率高,通 風良好,從而減少了全黑生料的化

53、學不完全燃燒,減輕窯內(nèi)還原氣氛的出現(xiàn)。 46 選用立窯專用風機 立窯專用風機在滿足立窯工況基本要求的同時,與羅茨風機相比,還具有很多 突出的優(yōu)點。 (1) 節(jié)能。節(jié)能是立窯專用風機的最大特點。就拿 SLG-11 系列風機來說,它所 配置的電動機功率僅為對應羅茨風機電動機功率的56%-83%另外，立窯專用風機 具有風量調(diào)節(jié)功能,避免了羅茨風機放風造成的能源浪費,在實際運用中表現(xiàn)更好 的節(jié)能效果，綜合節(jié)電率在 30%-60沱間。四川省安縣水泥廠在 3.2 m X 10 m機 立窯上采用了 SLG-11-J3.2 立窯專用風機替代羅茨風機，僅 8 個月節(jié)電近 28 萬 kWh節(jié)約電費支出11萬多元。

54、僅此一項，數(shù)月內(nèi)便把專用風機的投資收回。 (2) 投資省。由于立窯專用風機自重輕、結(jié)構(gòu)簡單、造價低，而且省去了放風 閥、放風管道及消聲器等輔助設備，因而同型號的機立窯配置專用風機的投資一般 為羅茨風機的50%-65% SLG-11系列專用風機的價格僅為羅茨風機的一半甚至更低 一點。 (3) 噪聲低。在 SLG-11 系列專用風機上，采用了先進的低噪聲技術(shù)，再加上這 種風機運行平穩(wěn)，無放風產(chǎn)生的噪聲，其噪聲僅為 100 dB(A) 左右，可省去添加消 聲器的投資。四川省德清第二水泥廠和長興后樣水泥廠采用的 LYF-5 系列立窯專用 風機的平均噪聲分別為102dB(A)和101.5dB(A)。 (

55、4) 安裝維修方便。羅茨風機結(jié)構(gòu)復雜，運行過程中故障較多，磨損較嚴重，因 而維護費用較高。而立窯專用風機除軸承為易損件外，無其它較大的易損件。如 SLG-11 系列專用風機，除軸承的使用壽命為 1 年外，葉輪的使用壽命一般在35 年。四川省什邡水泥廠、安縣水泥廠的立窯專用風機已使用 4 年，均未曾更換過葉 輪。在安裝方面，由于專用風機自重輕、機型小，拆御方便；采用整體機座，振動 小，喘振裕度大，無需大型鋼筋混凝土基礎(chǔ)。 (5) 容易操作。立窯專用風機可選用節(jié)流閥或變頻調(diào)速器進行風量調(diào)節(jié)，具有軟 風的特性，生產(chǎn)中不易出現(xiàn)風洞，產(chǎn)生噴窯、齜火等情況，有利于看火操作 5 立窯水泥熟料的分析 觀察立窯

56、生產(chǎn)的水泥熟料，發(fā)現(xiàn)其顏色不均勻，有黑色、灰色、黃色、白色 等，而且形狀也各異，有塊狀、串狀、球狀、和粉狀等，這主要是由煅燒設備造成 的。立窯不同于回轉(zhuǎn)窯，它是一種立式不動的煅燒設備，需煅燒的物料自窯頂靠自 重整體下移，在煅燒過程中發(fā)生物料間的物化反應，由于顆粒不能單個活動，當通 風不良時，物料受熱不均，就使得熟料質(zhì)量差別很大。 為了探索不同形狀的熟料產(chǎn)生的原因及水泥質(zhì)量的影響，對水泥廠兩個不同時 期生產(chǎn)的水泥熟料進行了分析、比較。 5.1 實驗內(nèi)容及結(jié)果分析 將每一小時的熟料分成以下幾種： a 黑色致密塊狀、 b 灰黑色串狀、 c 棕色、 d 白色塊狀、e黃球、f黃粉，將這些試樣分別在瑪瑙巖

57、體內(nèi)磨細，全部通過4900孔 篩后進行化學分析、 X 射線檢驗及差熱分析等。 化學分析 經(jīng)分析各種熟料成分各異，除了 a、 b 2 種熟料具有正常熟料成分外，其余均有 不同程度的欠燒，尤以黃球、黃粉最嚴重，其f-CaO、燒失量均很高，屬于生燒 料。棕色和白色成分不理想， Fe2O3 少而 FeO、 FeS 多，說明這 2 種是在還原氣氛中 形成的。在白色料中 Fe2O3 極少，甚至有融滴狀金屬鐵，這些均是極度還原的特 征。另外，棕、白 料中 f-CaO 偏高，宗料更明顯，這主要是它們均具有大量熔融 相，有利于QS形成，而在低溫下，又有加速了 C3S分解，形成了較多f-CaO。 X 射線檢驗 X

58、 射線分析顯示： a、 b 2 中熟料具有正常熟料的礦物組成，即以C3S、 B- C2S 為主，并含有適量 C3A和QAF而棕料C3A含量大，QAF含量較少，白料中C4AF特 征沒有。黃料由于燒成程度差別大，各礦物組成也不一致，主要有CaCO3、 CaO、 QAF和少量B- C2S。另外，X射線也顯示，棕色料中f-CaO含量較多，與化學分析 結(jié)果相符。 差熱分析 從差熱分析分析可見，除了 a、b夕卜，其余；料均含有較多的f-CaO，表現(xiàn)在曲 線466490E處，均出現(xiàn)明顯的f-CaO生成Ca(OH的吸熱谷，其中黃料尤為明 顯。另外黃料于815894E出現(xiàn)2個大的殘余CaCO分解吸熱谷，說明其欠燒程 度。在棕色曲線上，于低溫處出現(xiàn)明顯物理水蒸發(fā)吸熱谷，在288