镁MgO对水泥熟料煅烧的影响
高镁石原料对煅烧质量带来的影响与对策措施
高镁石原料对煅烧质量带来的影响与对策措施水泥熟料主要成分是CaO、SiO2、Al2O3、Fe2O3等四种化合物,次要成分为MgO、R2O、SO3等化合物,其中MgO含量允许达到5%,是次要成分中含量最多的一种。
江西永丰南方水泥有限公司是中国建材南方水泥(集团)公司在江西省吉安市永丰县陶唐乡投资新建的一条5000t/d新型干法水泥生产线,于2010年6月28日竣工投产。
其石灰石矿山质量(CaO:45~52.80%、MgO:1.00~7.00%、SiO2:0.50~4.00%)差异性波动大,石灰石原料品质主要表现在高镁、高硅、低钙石,通过矿山开采的精细化管理,多点搭配装车进厂等措施,才能满足水泥熟料生产用原料的基本要求。
1水泥原料中的MgO(1)水泥生产中,生料中的MgO主要来源于石灰石中的镁质矿物,这些矿物主要以硅酸镁、白云石、菱镁矿、铁白云石等不同类型存在。
(2)石灰石中MgO的含量对熟料强度有一定的影响,总的趋势是石灰石中MgO含量越高,则熟料强度越低。
根据试验研究,镁质矿物中MgCO3的分解温度为660~700℃,白云石Mg(CO3)2的分解温度为800℃,而石灰石中CaCO3分解温度接近900℃。
在水泥熟料生产过程中,MgO较CaO先形成。
2 MgO对熟料煅烧的影响(1)熟料煅烧时,生料中MgO:2.50%~3.00%和熟料矿物结合成固熔体,此类固熔体甚多,例如:CaO•MgO•SiO2、2CaO•MgO•SiO2、2CaO•MgO•2SiO2、3CaO•MgO•2SiO、7CaO•MgO•2Al2O3、3CaO•MgO•2Al2O3、MgO•Al2O3、MgO•Fe2O3以及C3MS2等,此类化合物的稳定温度在1200~1350℃,同时它还可能含有一些微量元素。
(2)在温度超过1400℃以上时,MgO的化合物会分解,且从熔融物中结晶出来。
(3)当熟料中含有少量细小方镁石晶格的MgO时,它能降低熟料液相生成温度,增加液相数量,降低液相粘度,增加液相表面张力,有利于熟料形成和结粒,也有利于C3S 的生成,还能改善熟料色泽。
生料成分对熟料煅烧的影响
生料成分对熟料煅烧的影响生料成分对熟料煅烧的影响一硅酸盐水泥熟料的组成1. 化学组成及矿物组成硅酸盐水泥熟料中的主要化学成分是CaO,SiO2,Al2O3,Fe2O3四种氧化物,其总和通常占熟料总量的95%以上。
此外还有少量的其他氧化物,如:MgO,SO3,Na2O,K2O,TiO2,P2O5等,它们的总量通常占熟料的5%以下。
硅酸盐水泥熟料中各主要氧化物的波动范围一般为:CaO(62%~67%),SiO2(20%~24), Al2O3(4%~7%), Fe2O3(2.5%~6%).硅酸盐水泥熟料中的四种主要矿物:C3S(45%~65%), C2S(15%~32%), C3A(4%~11%),C4AF(10%~18%)。
另外,还有少量的游离氧化钙,方镁石,含碱矿物以及玻璃体等。
通常,熟料中硅酸三钙和硅酸二钙的含量为75%左右,合称为硅酸盐矿物,它们是熟料中的主要组分,铝酸三钙和铁铝酸四钙含量占22%左右。
在煅烧过程中,它们与氧化镁,碱等在1250~1280度开始,会逐渐熔融成液相以促进硅酸三钙的顺利形成,因而把它们称之为溶剂型矿物。
硅酸盐矿物和溶剂型矿物在熟料中占总量的95%左右。
2.化学成分与矿物组成间的关系熟料中的主要矿物均由各主要氧化物经高温煅烧化合而成,熟料矿物组成取决于化学组成,控制合适的熟料化学成分是获得优质水泥熟料的中心环节,根据熟料的化学成分也可以推测出熟料中各种矿物的相对含量高低。
(一)CaOCaO是水泥熟料中的最重要的化学成分,它能与SiO2,Al2O3,Fe2O3经过一系列复杂的反应过程生成C3S, C2S, C3A C4AF等矿物,适量增加熟料氧化钙含量有利于提高硅酸三钙含量。
但并不是说氧化钙越高越好,因氧化钙过多易造成反应不完全而增加未化合的氧化钙(即游离氧化钙)的含量,从而影响水泥的安定性如果熟料中氧化钙过低,则生成硅酸三钙太少,硅酸二钙却相应增加。
会降低水泥的胶凝性。
氧化镁对熟料影响
氧化镁对硅酸盐熟料的影响罗魁元韶峰水泥集团公司拥有Φ3.0m×145m华新窑一台,Φ4.0/3.5/4.0m×145m湘乡窑三台及Φ4.0m×43m窑外分解窑一台,规模为年产水泥202万t,生产工艺条件完善,原燃材料质量比较稳定。
通过多年对公司湿法回转窑熟料质量的探讨、总结发现:硅酸盐熟料中MgO含量在2.0%以下较合理;在2.0%~2.6%时,熟料强度呈无规律波动;而在3.0%左右时,熟料强度大多呈下降趋势。
本文就MgO对熟料的烧成、晶体结构及强度的影响作探讨分析。
1 熟料MgO含量与强度的关系本公司1988~1994年的熟料MgO含量在1.7%~3.0%的范围内,不同MgO含量的数据较齐全,而且生产工艺条件和原燃材料基本上一致,故统计分析此期间各月熟料MgO 含量和强度的数据以寻找二者的对应关系,结果见表1。
从表中看出,前三组MgO含量差别不大,熟料强度仍有差别。
表1 1988~1994年熟料MgO和强度数据分组统计结果2 高镁对熟料的烧成、晶体结构及强度影响的探讨2.1 高镁对熟料烧成的影响高镁熟料煅烧时的主要特征是:煅烧温度降低,并可明显看出火色亮度较平时弱。
据资料介绍,MgO在煅烧中与硫碱等组分组合,最低共熔点为1 250~1 280℃,较C3S-C2S-C3A-C4AF系统中的最低共熔点1 338℃低70℃左右。
MgO在熟料烧成时起助溶作用,并降低液相粘度。
由于高镁熟料增加了1%以上的MgO,若保持煅烧温度不变,则容易导致液相过多而出现结大块或结圈现象,因此,看火工不得不减煤来适当降低高镁熟料的煅烧温度。
从高镁熟料的岩相检测中很少发现B矿晶体有高温煅烧下的双晶条纹特征也证明了高镁熟料烧成温度降低。
因此,虽然高镁熟料能降低液相的出现温度并增加液相量,降低饱和液相的表面张力,有利于熟料烧成的一面;但由于高镁熟料煅烧温度较正常低,热动力不足,固相反应较为缓慢,也有不利于fCaO的吸收和晶体发育的另一面。
混凝土中掺入氧化镁的影响原理
混凝土中掺入氧化镁的影响原理混凝土是建筑工程中常用的材料之一,其主要成分为水泥、砂、石等,具有良好的耐久性和承载能力。
近年来,人们对混凝土进行了一系列的改进和研究,其中掺入氧化镁是一种常见的方法,可以提高混凝土的性能和使用寿命。
下面将从氧化镁的物理化学性质、混凝土的组成结构、混凝土中掺入氧化镁的作用机理等方面详细介绍混凝土中掺入氧化镁的影响原理。
一、氧化镁的物理化学性质氧化镁是一种化学式为MgO的无机化合物,其化学性质稳定,不溶于水,但能够与酸反应生成盐和水。
氧化镁具有高熔点、高硬度、高电导率等特点,是一种重要的电绝缘材料和高温材料。
氧化镁在混凝土中的应用主要是利用其化学反应、物理效应等特性,改善混凝土的性能和使用寿命。
二、混凝土的组成结构混凝土是由水泥、砂、石等材料以一定比例混合制成的一种人造材料,具有压缩强度、抗拉强度、耐久性等良好的性能。
混凝土的结构主要由水泥基质、砂石骨料、孔隙结构等组成。
其中,水泥基质是混凝土的主要强度来源,砂石骨料是其主要承载构件,孔隙结构则影响混凝土的密度、抗渗性等性能。
三、混凝土中掺入氧化镁的作用机理1.改善水泥基质的性能水泥基质是混凝土的主要强度来源,其中主要成分为水泥熟料和水。
在混凝土中掺入一定比例的氧化镁可以改善水泥基质的性能,使其具有更好的抗压、抗弯强度和耐久性。
这是因为氧化镁与水泥熟料反应生成硬质钙镁水泥,其抗压、抗弯强度和耐久性均优于传统的硅酸盐水泥。
此外,氧化镁还能够吸收水泥基质中的游离氢氧根离子,减少空隙和孔隙的存在,提高水泥基质的密实度和抗渗性。
2.优化砂石骨料的结构砂石骨料是混凝土的主要承载构件,其大小、形状、表面性质等因素会影响混凝土的力学性能和耐久性。
混凝土中掺入适量的氧化镁可以优化砂石骨料的结构,使其具有更好的力学性能和稳定性。
这是因为氧化镁能够与砂石骨料表面的游离氢氧根离子反应生成氢氧根离子,从而中和骨料表面的酸性物质,减少骨料表面的活性位点,增加骨料表面的亲水性和胶凝性,提高混凝土中砂石骨料的密实度和稳定性。
氧化镁对水泥熟料煅烧和水泥水化的影响
氧化镁对水泥熟料煅烧和水泥水化的影响摘要:随着现代水泥行业的快速发展,对水泥生产各工序质量也提出更高的要求。
水泥熟料煅烧和水泥水化受氧化镁的影响十分显著。
为了能够让水泥熟料煅烧的效率得到相应的提升,需要对其整体的性质进行全面的分析。
本文将对水泥水化、水泥熟料股烧中氧化镁的影响进行探析,并提出水泥熟料生产中的相关建议。
关键词:水泥水化;水泥;熟料股烧;氧化镁;影响在进行水泥熟料的煅烧过程中,常会受到诸多因素的影响。
为了能够让水泥水化受氧化镁的影响逐步降低,首先要对其各种影响因素进行整体性的分析,同时还要采用多种不同方式降低氧化镁的影响率,让水泥熟料煅烧的效率得到全面性的提升。
一、水泥熟料煅烧受氧化镁的影响分析1、液相粘度与液相量受氧化镁的影响在股烧水泥熟料中,由于氧化镁本身表现出较弱的碱性,其会使1A2O3出现离解现象,此时液相粘度便会呈现降低趋势,离子移动性能在该趋势下不断增强,促使C3S产生。
而对于液相量,其一般会在氧化镁含量不同下发生一定变化。
从实际股烧熟料过程看,由于C涯F与C3S晶格中有氧化镁融人,此时液相颜色将由橄榄绿色取代原有的棕黑色,假若氧化镁含量超出C涯F与C3S的固溶能力,此时便会以方镁石晶体形式呈现出来。
假若氧化镁在熟料中的含量超过20%,其意味有较多eFZO3被加入熟料中,此时烧结范围将不断变窄,结大球、结圈等一系列问题都会在窑内出现,烧成系统将难以可靠运行。
2、氧化镁对烧成温度影响在物料加热的过程中,我们需要考虑加热过程中组分所表现出来的液相温度。
这个温度称之为最低共熔温度。
当这个温度处于1250~1350℃之间时,氧化镁将产生比较多的过渡矿物。
如果温度达到1400℃,镁化合物将会被分解。
分解之后的液相里面将会出现MgO,并且液相的温度也会被降低以及总液相的含量也会增加。
综上所述,在熟料煅烧的过程中,氧化镁的主要作用是辅助共熔,并且对熟料煅烧的温度进行控制。
以此来保障熟料煅烧的质量。
熟料中MgO对熟料质量的影响
3 Mg 对 水 泥 和 熟 料 安 定 性 的 影 响 O
Mg 与 S O 、 A1O F 的 化 学 亲 和 力 小 , O i . 、 e03 2 因 而在 熟 料 煅烧 过 程 中一 般 不 与 其 它 氧化 物 起 化
学 反 应 生 成 有用 矿 物 。只 有 一 部 份会 与熟 料 矿 物
实 现 玻 纤 作 为 增 强 材 料 性 能 的 优 化 和 提 升 .拓 宽 应 用 领域 。如 正 在 拟 定 利用 武 汉 理 工 大 学 在 复 合 材 料 方 面 的优 势 和 玻 纤 公 司生 产 碳 纤 预 浸 料 及 各 种 碳 纤 维 编 织 布 的 优 势 ,走 产 、 学 、研 相 结 合 的 路 子 ,联 合 开 发 市 场 前 景 好 、 效 益 高 的 碳 纤 维 复 合材 料 制 品 、热塑性 塑 料及 其制 品 。
产 至 今 1年 多 的 熟 料 质 量 进 行 了 统均 能 满 足 要 求 , 只 是 当 Mg 含 量 超 过 2 O %
时 ,其 质 量 就 明 显 下 降 。
绍 ,Mg 在 煅 烧 中 与 硫 碱 等 组 分 组 合 , 最 低 共 熔 O
点 为 12 0 8 ℃ , 比 CS CS C — F系 统 5 ~12 0 — 2— C 的 最 低 共 溶 点 13 8 低 7  ̄ 3 ℃ 0c ̄ t。 可 见 Mg 在 “ O
企 业 。 在 这 些 石 灰 石 中 夹 杂 了 一 部 份 Mg 含 量 高 O 达 2%的 高镁 石 灰 石 ,在生 产 过 程 中 由于 开采 搭 5
从 表 1数 据 可 以 看 出 , 在 熟 料 三 率 值 不 变 的
情 况 下 ,熟 料 强 度 与 Mg O含 量 呈 反 比 。 而 当 Mg O 含 量 大 于 1 % 时 就 呈 下 降 趋 势 , 当 Mg 含 量 大 . 5 O 于 2 %时 ,熟 料 强 度 下 降 较 为 明 显 , 约 1 2 a ~ MP 。
矿化剂对熟料煅烧和质量的影响
矿化剂的分类:矿化剂:能改善水泥生料的易烧性,加速熟料矿物形成的少量外加剂。
助熔剂:能降低液相出现温度的少量外加剂。
氟化钙的影响:其它组分的影响:萤石、石膏复合矿化剂:掺氟硫复合矿化剂,形成熟料矿物的影响因素较多:熟料组成、CaF2/SO3的比值、烧成温度的高低。
(1)多采用高饱和系数、低硅率和高铝率配料。
(2)石膏掺量,以熟料中SO3=1.0~1.5%为宜;萤石掺量,以熟料中CaF2=0.4~0.8%为宜;CaF2/SO3=0.35~0.6%为宜。
(3)降低液相出现的温度,降低液相粘度,使A矿形成温度降低150~200℃,促进A矿形成。
有时出现不正常凝结现象:CaF2/SO3比偏高,煅烧温度偏低,KH偏低,IM偏高,窑内出现还原气氛,形成较多的C11A7·CaF2,若所加石膏不足以阻止其迅速水化,就会发生闪凝。
CaF2/SO3比偏高,煅烧温度过高,KH偏高,IM偏低,形成C6AF2,C3A少;C6AF2和氟固溶在C3S中,减缓C3S的水化,从而慢凝。
碱:(1)降低液相出现的温度,增加液相量,起助熔作用;(2)增加液相粘度,液相中质点扩散困难,烧结后料散;当有矿化剂时,R2O转变为R2SO4,液相粘度下降;(3)粘附在旋风预热器上形成结皮,严重时堵塞卸料管,影响窑正常生产;(4)取代CaO形成KC23S12、NC8A3等无胶凝性含碱化合物,析出CaO,使C2S难以再吸收CaO形成C3S,增加fCaO含量,C3S发育差,影响28天强度;当有矿化剂时,可促使含碱矿物分解;(5)水泥中含碱量高,易生成钾石膏(K2SO4·CaSO4·H2O),使水泥快凝;(6)在混凝土中,水泥中的碱能与活性集料发生“碱集料反应” ,使混凝土膨胀破坏;(7)碱还能使混凝土表面起霜(白斑)。
氧化钙:(1)降低熟料烧成温度,增加液相量,降低液相粘度,具有助熔作用;(2)主要固溶于铁相,能改善水泥色泽;(3)MgO过多,形成游离方镁石结晶,影响水泥的安定性。
氧化镁对熟料影响
氧化镁对硅酸盐熟料的影响罗魁元韶峰水泥集团公司拥有Φ3.0m×145m华新窑一台,Φ4.0/3.5/4.0m×145m湘乡窑三台及Φ4.0m×43m窑外分解窑一台,规模为年产水泥202万t,生产工艺条件完善,原燃材料质量比较稳定。
通过多年对公司湿法回转窑熟料质量的探讨、总结发现:硅酸盐熟料中MgO含量在2.0%以下较合理;在2.0%~2.6%时,熟料强度呈无规律波动;而在3.0%左右时,熟料强度大多呈下降趋势。
本文就MgO对熟料的烧成、晶体结构及强度的影响作探讨分析。
1 熟料MgO含量与强度的关系本公司1988~1994年的熟料MgO含量在1.7%~3.0%的范围内,不同MgO含量的数据较齐全,而且生产工艺条件和原燃材料基本上一致,故统计分析此期间各月熟料MgO 含量和强度的数据以寻找二者的对应关系,结果见表1。
从表中看出,前三组MgO含量差别不大,熟料强度仍有差别。
表1 1988~1994年熟料MgO和强度数据分组统计结果2 高镁对熟料的烧成、晶体结构及强度影响的探讨2.1 高镁对熟料烧成的影响高镁熟料煅烧时的主要特征是:煅烧温度降低,并可明显看出火色亮度较平时弱。
据资料介绍,MgO在煅烧中与硫碱等组分组合,最低共熔点为1 250~1 280℃,较C3S-C2S-C3A-C4AF系统中的最低共熔点1 338℃低70℃左右。
MgO在熟料烧成时起助溶作用,并降低液相粘度。
由于高镁熟料增加了1%以上的MgO,若保持煅烧温度不变,则容易导致液相过多而出现结大块或结圈现象,因此,看火工不得不减煤来适当降低高镁熟料的煅烧温度。
从高镁熟料的岩相检测中很少发现B矿晶体有高温煅烧下的双晶条纹特征也证明了高镁熟料烧成温度降低。
因此,虽然高镁熟料能降低液相的出现温度并增加液相量,降低饱和液相的表面张力,有利于熟料烧成的一面;但由于高镁熟料煅烧温度较正常低,热动力不足,固相反应较为缓慢,也有不利于fCaO的吸收和晶体发育的另一面。
浅谈新型干法水泥生产中熟料的质量分析与控制
浅谈新型干法水泥生产中熟料的质量分析与控制汪薛纠(无机072 079024442)摘要:水泥生产质量控制的环节主要包括原燃材料和辅助材料的控制,生料的控制(出磨生料和入窑生料),熟料的控制,水泥的控制(水泥制成和水泥出厂)等几个方面,本文主要阐述新型干法水泥生产中熟料的质量分析与控制。
关键词:新型干法水泥;熟料;质量分析与控制Abstract: The cement production aspects of quality control include the control of raw materials and fuel and auxiliary materials, raw material control (the raw mill and kiln feed), control of clinker, cement control (made of cement and cement factory ), and several other aspects, this paper describes the production of new dry process cement clinker quality analysis and control.Key words: NSP; cement; clinker; quality analysis and control0.引言水泥生产是连续的,各生产工序之间有着非常密切的联系。
每一道工序都是依靠参见生产的所有人员来掌握和调整的。
如果在生产全过程中,一个岗位的人员不能严格标准、规程和规定控制生产,就可能会造成产品质量波动、下降,甚至会有不合格或废品出厂。
熟料质量控制是水泥生产中最重要的环节,熟料的质量好坏直接决定着水泥质量的优劣。
1.熟料的质量控制熟料的质量控制项目主要包括熟料的化学成分(即KH, n, P)、熟料中游离CaO 含量、熟料中MgO含量、熟料立升重、熟料烧失量、熟料物理性能(凝结时间、安定性和强度)这几个方面。
熟料质量控制及煅烧方面的影响因素
培训材料熟之三料质量控制及煅烧方面的影响因素一、熟料质量控制的重要性1、熟料质量是确保水泥质量的核心,熟料质量达不到要求,难以磨制优质的水泥产品。
其中配料和煅烧是决定熟料质量的关键。
2、从生料到熟料,是一个化学反应过程。
化学反应,最基本的核心就是要求参预化学反应的物质间的比例要满足理论要求。
参预化学反应的某一物质的量,不得过剩或者不足,否则,化学反应形成的结果,不是当初设计的结果。
因此,熟料生产过程实际上要求是很精细的,不是表面上的那种粗糙现象。
3、设计合理的熟料率值,通过良好的煅烧,才干生产出优质的水泥熟料。
1、原料磨工艺变化现代水泥企业,以节能高效为主要导向,装备和工艺流程日益简化和高效。
2、原料磨由过去的球磨机改为现代立磨,原料磨工艺装备的改变,对产品质量的影响。
3、球磨机的工艺特点,决定了生料细度更加均匀,900 孔细度小,只在 3.0%以内, 1800 孔细度在 12%以内。
立磨的生料细度粗, 900 孔细度在 6.0-8.0%, 1800 孔细度在 22%摆布。
由上看出,现代水泥工业改成立磨后,生料的颗粒级配产生了较大的变化,立磨的生料粗大颗粒占比例明显上升,中等颗粒的比例,也较球磨机增加了一倍。
4、现代水泥工业、细度标准的变化。
80 年代,国家旋窑管理规程对细度有控制要求,最开始的标准规定生料细度小于等于 10%,作为一次水泥工艺管理的标准来执行,其后更改为 12%。
后来随着先进水泥工艺发展,生料细度作为一次过程控制指标,再也不强制执行,由企业根据自身生产需要自行控制。
质量体系认证,也将细度标准作为企业自行制定来审核,细度标准被企业自身不断放松标准。
按照现行立磨的生产工艺,生料细度按 10%、12%、16% 等等标准,已经无法满足当前立磨工艺的要求,根据立磨的特点及与窑的产能关系,细度只能控制在 20-22%之间,即使控制较好的工厂细度也在 8 摆布。
但是 , 目前的细度控制指标,不表示细度粗对煅烧没有影响。
熟料氧化钙和氧化镁含量标准
熟料氧化钙和氧化镁含量标准熟料氧化钙和氧化镁含量标准是指在生产水泥过程中,熟料中氧化钙(CaO)和氧化镁(MgO)的含量要求。
这两种化合物是水泥中的重要成分,对于水泥的质量和性能有着重要的影响。
熟料是指经过煅烧后的水泥原料,主要由石灰石(CaCO3)、粘土和其他辅助原料组成。
在水泥生产过程中,熟料经过研磨、混合等工艺处理后,与适量的石膏一起进行煅烧,形成水泥熟料。
熟料中的氧化钙和氧化镁含量是衡量水泥质量的重要指标之一。
根据国家标准和行业规范,熟料中的氧化钙含量不低于60%,氧化镁含量不低于2%。
这个标准是基于对水泥性能和品质要求的考虑而制定的。
首先,氧化钙是水泥中的主要活性成分之一,它能与水发生反应生成水化产物,从而使水泥具有胶结和硬化的能力。
因此,较高的氧化钙含量可以提高水泥的早期强度和胶凝性能。
其次,氧化镁是水泥中的重要辅助成分之一,它能够调节水泥的硫酸盐含量和抑制硫酸盐侵蚀。
同时,适量的氧化镁含量还能提高水泥的耐火性能和抗碱骨料反应能力。
除了国家标准和行业规范外,不同地区和不同企业对于熟料中氧化钙和氧化镁含量也有一定的差异要求。
一方面,这是因为不同地区的原材料成分和特点存在差异;另一方面,也与不同企业的生产工艺和技术水平有关。
为了保证水泥的质量和性能,生产企业需要对原材料进行严格的检测和控制。
常见的检测方法包括化学分析、X射线衍射等。
通过这些方法可以准确地测定熟料中氧化钙和氧化镁的含量,并及时调整生产工艺,以满足产品质量要求。
总之,熟料中的氧化钙和氧化镁含量标准是衡量水泥品质的重要指标之一。
根据国家标准和行业规范,熟料中的氧化钙含量不低于60%,氧化镁含量不低于2%。
生产企业需要通过严格的检测和控制,确保产品质量达到标准要求。
碱和MgO对熟料性能的影响
碱和MgO对熟料性能的影响摘要:随着现代水泥行业的快速发展,对水泥生产各工序质量也提出更高的要求。
然而现行水泥熟料煅烧过程中,其中存在的碱和MgO会带来明显的影响。
本文分析了碱和MgO对熟料性能的影响。
关键词:碱;MgO;熟料性能;影响;作为影响水泥性能的主要因素,熟料在应用过程中需保证在岩相结构上较好,且矿物组成较为合理。
从水泥熟料成分构成看,除表现在基本氧化物外,也含有其他少量氧化物,这些氧化物中对水泥性能影响较为明显的集中表现在氧化镁方面,其在参与实际生产中,对水泥水化、水泥强度、熟料结粒等都会产生一定影响。
1 碱和MgO对熟料性能的影响1.1碱对熟料性能的影响。
碱对水泥熟料的生产过程及性能有很大的影响,在窑系统内的循环富集严重时会促进结皮、结圈、通风不良、烧成带物料粘散、起飞砂等恶劣煅烧条件并危及窑的正常运行,碱含量过高时会增加熟料中fCaO的含量、影响熟料强度及安定性、发生碱集料反应给建筑事业带来危害等,所以熟料中碱含量的问题日益得到重视。
一是水泥生产过程中碱的情况介绍。
在生产硅酸盐水泥时,由于原燃材料成分的波动,带入的碱含量也随之波动,碱主要来源于原料。
使用煤作燃料时,苛性碱、氯化碱首先挥发,碱的碳酸盐和硫酸盐次之,而存在于长石、云母、伊利石中的碱要在较高的温度下才能挥发。
挥发的碱只有一部分排人大气,其余部分随窑内烟气向窑低温区运动,凝结在温度较低的生料上。
随原料种类、烧成温度不同,残留在熟料中碱的含量有所不同。
熟料中含有微量的碱时,能降低共熔温度,降低熟料烧成温度,增加液相量,起助熔作用,对熟料性能影响较小,但含碱量较高时,对熟料煅烧不利。
碱对生产过程的不利影响主要在于阻碍水泥熟料矿物的形成,增加熟料中游离石灰的含量,破坏窑衬,生成硫碱圈,增加操作困难。
二是碱可加速快凝及需水量。
少量的碱对熟料形成过程具有一定的矿化作用。
研究表明,少量的碱能降低液相形成温度和增加液相量,复盐在780~820℃温度下熔化成流动性很高的液相,可加速熟料矿物的低温合成过程。
熟料技术指标
熟料技术指标通常是指水泥、石灰等熟化材料的各种性能参数,这些指标对熟料的品质和性能有着重要的影响。
以下是一些常见的熟料技术指标及其说明:1. 硅酸三钙(C3S):硅酸三钙是熟料中的主要成分,它决定了水泥的水化速度、强度和耐久性等性能。
硅酸三钙的含量越高,水泥的强度和耐久性就越好,但水化热和收缩也会相应增加。
2. 铝酸三钙(C3A):铝酸三钙是熟料中的另一重要成分,它决定了水泥的硬化速度和早期强度。
然而,如果含量过高,会导致水化热增大、硬化收缩和耐久性降低等问题。
3. 硅含量(SiO2):硅含量是指熟料中二氧化硅的含量。
硅是水泥熟料中的主要成分之一,它对水泥的强度和耐久性有重要影响。
硅含量的高低会影响水泥的硬化速度、水化热、收缩等性能。
4. 铁含量(Fe2O3):铁含量是指熟料中氧化铁的含量。
铁含量的高低会影响水泥的颜色、硬化速度、耐久性等性能。
铁含量过高会导致水泥颜色偏深、硬化速度变慢,并可能影响混凝土的耐久性。
5. 镁含量(MgO):镁含量是指熟料中氧化镁的含量。
镁含量过高会对水泥的硬化速度、耐久性等性能产生不利影响,特别是在高温环境下使用时更容易导致混凝土开裂。
6. 烧失量:烧失量是指熟料在高温下燃烧时失去的质量百分比。
烧失量过高会对熟料的矿物组成和性能产生不利影响,如降低熟料的活性等。
除了以上这些技术指标外,熟料的颗粒组成、细度、碱含量等也是重要的指标。
颗粒组成是指熟料中不同粒径颗粒的分布情况,它对水泥的硬化速度、强度和耐久性等性能有重要影响。
细度是指熟料的颗粒细小程度,它会影响水泥的颗粒填充程度和混凝土的工作性能。
碱含量是指熟料中含有的钾、钠等碱金属离子的含量,它会对混凝土的耐久性产生影响。
总之,熟料技术指标是衡量熟料品质和性能的重要参数,它们对混凝土的性能和使用寿命有着至关重要的影响。
在实际生产和使用过程中,应该根据不同的工程要求和环境条件选择合适的熟料技术指标,以确保混凝土的质量和性能达到要求。
煅烧过程中氧化镁行量过高问题
表5调整后熟料物理性能
方案80μm筛余/%比表面积(m2/kg)标准稠度用水量/% SO3
/%凝结时间抗折强度
/MPa抗压强度/MPa
初凝终凝3d 28d 3d 28d
如果熟料MgO含量较高(3.2%~4.2%),液相表面张力大幅度下降,含4%MgO时的表面张力为0.51N/m,迫使其煅烧温度要比正常温度低,煅烧范围要比正常窄,不利于f-CaO的吸收和晶体发育。表现在熟料外观结粒细小,飞砂严重。同时,在煅烧方面表现为易烧性好,但烧结范围变窄,操作难度大。
如果熟料MgO含量过高(>4.2%),熟料出现结球严重,窑电流平均达450A以上,频繁出现结大球,冷却破碎之后的熟料大多数为黄块,窑头飞砂严重。我们采取常规的降铁措施,现象不但没有扭转,反而更加恶劣,反常规调整,却有效果。从资料[1]得知,MgO含量>4.2%时,熟料液相黏度增加,使阿利特结晶困难,从而使结粒变大,窑内极易结圈、结蛋。
3.3.2降低并稳定入窑分解率
控制入窑物料表观分解率在90%左右,最高不超过94%。在生产实践中,常出现因为入窑物料分解率过高达96%,熟料升重降低,质量下降。分析认为,由于分解率过高,也就是生料预烧较好,使液相提前出现,窑内碳酸盐分解带缩短,固相反应带相应拉长,使化学反应产物活性降低,从而导致熟料升重降低,熟料实物质量下降。
配方2 2.3 353 23.6 2.3 105 150 6.2 9.0 32.5 62.6
配方3 2.3 350 23.6 2.2 100 145 6.0 8.9 32.1 61.9
氧化镁对水泥熟料煅烧的影响
氧化镁对水泥熟料煅烧的影响水泥熟料主要成份是CaO、SiO2、Al2O3、Fe2O3等四种化合物,次要成份为MgO、R2O、SO3等化合物,而其中MgO含量允许达到5%,是次要成份中含量最多的一种。
通常人们认为MgO影响水泥产品的安定性,规定了限制值,但实际上MgO在一定程度影响着熟料的煅烧,这种情况往往被忽视。
现根据国内外的研究成果及工厂生产实践,讨论MgO对熟料煅烧及其产品性能的影响,供有关技术人员参考。
1、水泥原料中的MgO水泥生产中,生料中的MgO主要来源于石灰石中的镁质矿物,这些矿物主要以硅酸镁、白云石、菱镁矿、铁白云石等不同类型存在。
当石灰石中MgO以硅酸镁形式存在时,可获得均匀分布和细小(1~5μm)的方镁石晶体,而以白云石或菱镁矿形式存在时,易生成粗大(25~30μm)的方镁石晶体。
我院曾对不同年代所形成的石灰石中MgO含量对熟料强度的影响进行了测试,发现石灰石中MgO的含量对熟料强度有一定的影响,总的趋势是石灰石中MgO含量越高,则熟料强度越低。
根据试验研究,镁质矿物中MgCO3的分解温度为660~700℃,白云石Mg(CO3)2的分解温度为800℃,而石灰石中CaCO3分解温度接近900℃。
在水泥熟料生产过程中,MgO较CaO先形成。
2、MgO对熟料煅烧的影响熟料煅烧时,约有2%的MgO和熟料矿物结合成固熔体,此类固熔体甚多,例如CaO·MgO·SiO2、2CaO·MgO·SiO2、2CaO·MgO·2SiO2、3CaO·MgO·2SiO、7CaO·MgO·2Al2O3、3CaO·MgO·2Al2O3、MgO·Al2O3、MgO·Fe2O3以及C3MS2等,此类化合物的稳定温度在1200~1350℃,同时它还可能含有一些微量元素。
在温度超过1400℃以上时,MgO的化合物会分解,且从熔融物中结晶出来。
预分解窑使用高镁原料的危害及预防措施
在水泥生产中,MgO能够降低熟料煅烧温度,但过多的MgO,在熟料形成过程中生成方镁石晶体,会引起水泥的安定性不良。
对我国大多数预分解窑水泥厂来说,所用原料MgO含量都比较低,但也有一些预分解窑厂使用含镁量较高的原料,不能低估高镁原料给预分解窑煅烧操作带来的危害。
预分解窑采用高镁原料,通常会给煅烧操作带来如下的困难:①熟料液相量增大,液相粘度降低,操作中窑皮明显增长,如由正常煅烧时15-16m左右,增长到22m以上,有时甚至长达30m上。
②浮窑皮厚度增加,最厚时可达到600mm,会严重影响窑内风。
③熟料结粒明显增大,粗细不均,窑内常出现大料块和结大蛋象。
④窑内情况恶化,熟料的质量降低,常因大蛋和后圈而停窑,给窑的连续运转和稳定操作带来很大困难。
针对以上问题,采用高镁原料的预分解窑,在生产中应采取如下措施:①严格控制生料,稳定 MgO含量。
熟料中MgO含量应小于4.6%,生料中MgO 应小于2.6%。
原料进厂应严把质量关,分采点按镁高低分类储存。
在石灰石破碎阶段,合理搭配,使配料用石灰石MgO的含量波动低,变化小。
②调整配料方案。
预分解窑普遍采用“高硅酸率、高铝氧率、中饱和比”的配料方案。
率值的控制一般为KH=0.90±0.02,SM=2.7±0.1,M=1.7±0.1,这一方案,多数能保证熟料中硅酸盐矿物的总量,并有较大的烧结范围。
但由于MgO含量的增加,熟料在高温带的液相量相应增加,液相粘度降低,易结大块。
其作用可看作与Fe2O3相似。
针对这种现象,应适当调整配料方案。
即降低熟料中 Fe2O3含量,同时适当降低AI2O3,含量,提高SM和IM值。
③稳定入窑物料分解率。
稳定炉温,有效地控制入窑物料分解率,可减少因MgO高而造成的结皮堵塞现象,同时避免因入窑物料分解率过低引起的“慢窑”和“跑生”,抑制厚窑皮的生长。
④加强操作,严格检查。
使用高镁原料,C5下料管常会发生堵塞,可在C5的下料管上,增加吹堵装置,完善测压报警系统,可有效防范故障,提高至的运转率。
水泥熟料有害成分介绍
一、氧化镁(MgO)熟料中MgO 主要作用:(1)引起水泥膨胀,影响水泥安定性;(2)MgO 能够固溶在C3S中,形成强度较高的单斜C3S;(3)少量的MgO也可固溶在C2S中,形成稳定的β-C2S,避免γ-C2S 的出现所造成的粉化现象;(4)适量(约2%)的MgO存在,能够增加熟料液相量,降低液相粘度,促进硅酸盐矿物的形成,减少f-CaO 含量,使水泥熟料烧成温度降低,明显提高熟料质量;(5)MgO具有显著的固硫作用,在一定含量范围(1%~2.29%),随其含量增加,熟料中的SO3含量也增加;(6)在高硫水泥中,一部分MgO能够形成MgSO4,减少了SO2的挥发,从而保护了环境同时由于它具有一定的缓凝作用,因而增强了高硫水泥的缓凝作用;(7)适宜量的MgO存在,抑制了Al3+和(SO4)2–对C3S形成的障碍作用,有利A矿生成;(8)在少量碱存在的情况下,镁–碱的联合作用可以大大减少SO2 挥发,消除生产高硫水泥带来的环境污染;(9)适量的MgO 使水泥熟料的颜色变为深绿色,过量的MgO 使熟料变为灰绿色,并以方镁石形式存在,而且能破坏水泥的安定性,降低强度性能。
二、游离二氧化硅(f-SiO2)(1)游离二氧化硅f-SiO2一般为燧石,其结构致密,质地坚硬,耐压强度高,化学活性低,对粉磨设备的磨损非常严重,对窑的操作也会产生极为不利的影响。
(2)生产经验:①石灰石中燧石一般要低于4%;②但以石英为主要形态的f-SiO2 含量可大于4%,需要试验确定;③对于辊磨,国外经验可允许f-SiO2 含量7%;④采用耐磨材料,并在试验的基础上,f-SiO2 可放宽到8~9%。
三、碱(K2O 、Na2O)(1)当生料中含碱量过高时,料发粘,烧结范围窄,易结圈,窑内飞砂大,窑皮和熟料结构疏松,烧成带耐火砖寿命短,热工制度不易稳定。
另外,当碱含量过高(>1.7%)时,熟料中游离氧化钙含量大幅度增加,水泥急凝,强度下降。
镁元素在硅酸盐熟料和水泥中的赋存状态及其对水泥砂浆体积稳定性的影响
镁元素在硅酸盐熟料和水泥中的赋存状态及其对水泥砂浆体积稳定性的影响镁元素在硅酸盐熟料和水泥中的赋存状态及其对水泥砂浆体积稳定性的影响摘要:镁元素在水泥制备过程中起着重要作用,可以影响硅酸盐熟料的形成和水泥基材料的性能。
本文通过对镁元素在硅酸盐熟料和水泥中的赋存状态和其对水泥砂浆体积稳定性的影响进行综述。
结果表明,镁元素以不同的形式存在于水泥熟料中,并且在水泥反应过程中会发生一系列的化学反应,影响水泥基材料的结构和性能。
同时,镁元素的添加也会改变水泥砂浆的体积稳定性,导致砂浆的强度和工作性能发生变化。
对镁元素在水泥中的研究有助于优化水泥配方和提高砂浆性能。
关键词:镁元素;硅酸盐熟料;水泥;体积稳定性;砂浆引言水泥是一种基本建筑材料,广泛应用于房屋、道路和桥梁等建设工程中。
在水泥的制备过程中,硅酸盐熟料是主要原料之一,而镁元素作为硅酸盐熟料中的重要元素,对水泥的性能和稳定性有着重要影响。
因此,研究镁元素在硅酸盐熟料和水泥中的赋存状态及其对水泥砂浆体积稳定性的影响具有重要的理论和实际意义。
镁元素在硅酸盐熟料中的赋存状态镁元素主要以两种形式存在于硅酸盐熟料中,一种是以碳酸镁的形式存在,另一种是以硅酸镁的形式存在。
碳酸镁主要是在反应早期形成,而硅酸镁主要是在反应后期形成。
此外,镁元素还可形成其他的混合物,如铝酸镁和硫酸镁等。
这些不同形式的镁元素会对水泥基材料的结构和性能产生不同的影响。
镁元素对水泥砂浆体积稳定性的影响镁元素的存在对水泥砂浆的体积稳定性有着重要影响。
首先,镁元素可以改变水泥砂浆的颗粒分布和孔隙结构,从而影响砂浆的硬化过程和强度发展。
其次,镁元素的添加可以引起水泥基材料与外部环境的相互作用,导致体积收缩或膨胀,进而影响砂浆的工作性能和稳定性。
此外,镁元素还可以与水泥中的其他元素发生化学反应,形成新的化合物,进一步改变水泥砂浆的性能和稳定性。
结论镁元素在硅酸盐熟料和水泥中以不同形式存在,并且对水泥基材料的结构和性能产生显著影响。
MgO在水泥熟料各矿相中固溶量
MgO在水泥熟料各矿相中固溶量在水泥熟料各矿相中固溶量研究者MgO存在于(%)C3S C2S C3A C4AF玻璃相Muller-Hesse和Schwiet 1.00.5 2.5 2.0~3.0-Sanda和Miyazawa 1.0~1.5-0.3- 5.0 Midgiey和Fletcher 2.0---Insley和McMurdie--- 1.0-McMurdie和Insley--- 5.5 Hansen和Brownmiller--- 2.0-Brownmiller---- 4.0~6.0 Schwiete和Zurstrasser--- 2.0-方镁石颗粒大小与MgO关系方镁石颗粒尺寸(μm)产生膨胀时MgO的量(%)30~60 1.015~30 1.55~15 2.0小于54~6研究表明,熟料中MgO的存在形式主要有3种:(1)溶解于C3S等矿物中形成固溶体;(2)部分溶于玻璃体中;(3)以方镁石形式存在。
以前两种形式存在的MgO对硬化水泥浆体基本无破坏作用,而以方镁石形式存在时,MgO的水化速度较慢且水化生成的氢氧化镁体积膨胀148%,可能会导致水泥浆体安定性不良。
国家标准规定了熟料中MgO 的含量不得超过5%,研究指出,熟料中MgO含量控制在2.0%以内时较为有益,过高则产生不利影响。
方镁石引起水泥安定性不良的主要因素是熟料中方镁石的含量、晶体尺寸及分布情况,方镁石含量越少,晶体尺寸越小,分布越均匀则对水泥浆体的破坏作用越小。
已有研究表明,熟料快速冷却对方镁石的形成有重要影响,而快速冷却主要是影响方镁石的液相析晶过程。
(l)MgO是一种矿化剂,会降低液相出现温度、降低液相粘度,促进熟料的烧成,因此在生料中应保持适量的MgO。
(2)MgO可固溶进熟料各矿相中,其中玻璃相MgO的固溶量可达4~6%;过多的MgO在熟料中会以方镁石晶体存在,给水泥的后期安定性带来危害;(3)水泥中方镁石在常温下水化活性低,产生迟缓膨胀,可能会影响水泥的后期安定性,而方镁石晶体的数量、晶体大小等是影响其膨胀的重要因素;(4)调整生料配方、在低温(或熔融温度)下滚烧生料、熟料的快速冷却、使用活性硅质掺合料是目前提出的防止高MgO引起不安定性的基本技术途径,对水泥生产具有重要的指导意义;活性硅质掺合料稳定机理是生成更多的水化硅酸钙,减少方镁石水化的可能性。
硅酸盐水泥镁含量
硅酸盐水泥镁含量硅酸盐水泥镁含量是指硅酸盐水泥中镁元素的含量。
硅酸盐水泥是一种常用的建筑材料,它由水泥熟料和适量的矿物质混合而成。
其中,硅酸盐水泥中的镁含量对其性能和用途具有重要影响。
硅酸盐水泥中的镁含量主要来源于水泥熟料中的镁矿物。
镁矿物主要有辉石、榍石等。
这些矿物中含有的镁元素在水泥熟料的煅烧过程中会发生化学反应,最终以氧化镁的形式存在于水泥熟料中。
硅酸盐水泥中的镁含量通常在2%左右。
硅酸盐水泥中的镁含量对其性能具有重要影响。
首先,镁元素可以改善水泥的早期强度。
适量的镁元素可以促进水泥中C3S和C2S的水化反应,加快水泥的硬化速度,提高水泥的早期强度。
其次,镁元素可以改善水泥的耐久性。
适量的镁元素可以稳定水泥矿物的晶体结构,减少水泥的孔隙度,提高水泥的抗渗透性和耐久性。
此外,镁元素还可以改善水泥的耐火性能。
适量的镁元素可以提高水泥的耐高温性能,使其在高温环境下不易失去强度。
硅酸盐水泥中镁含量的控制是制造高性能水泥的重要因素之一。
过高或过低的镁含量都会对水泥的性能产生不利影响。
如果镁含量过高,会导致水泥的硬化速度过快,易出现开裂和变形等问题。
如果镁含量过低,水泥的早期强度和耐久性会受到影响。
因此,在生产过程中需要控制好硅酸盐水泥中的镁含量,确保其在适当范围内。
为了控制硅酸盐水泥中的镁含量,可以通过以下几种方法。
首先,可以选择合适的原材料。
不同的原材料中含有的镁含量是不同的,选用含镁量适宜的原材料可以控制硅酸盐水泥中的镁含量。
其次,可以调整煅烧温度和时间。
适当的煅烧温度和时间可以促使镁矿物中的镁元素充分发生化学反应,提高镁的转化率。
最后,可以添加适量的镁源。
在水泥生产过程中添加镁源可以增加水泥中镁元素的含量,提高水泥的性能。
硅酸盐水泥镁含量是影响水泥性能的重要因素之一。
适量的镁元素可以改善水泥的早期强度、耐久性和耐火性能。
控制硅酸盐水泥中的镁含量需要选择合适的原材料、调整煅烧参数和添加适量的镁源。
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MgO镁对水泥熟料煅烧的影响(2011-01-04 00:00:00)Mg镁对水泥熟料煅烧的影响水泥熟料主要成份是CaO、SiO2、Al2O3、Fe2O3等四种化合物,次要成份为MgO、R 2O、SO3等化合物,而其中MgO含量允许达到5%,是次要成份中含量最多的一种。
通常人们认为MgO影响水泥产品的安定性,规定了限制值,但实际上MgO 在一定程度影响着熟料的煅烧,这种情况往往被忽视。
现根据国内外的研究成果及工厂生产实践,讨论MgO对熟料煅烧及其产品性能的影响,供有关技术人员参考。
1、水泥原料中镁MgO水泥生产中,生料中的MgO主要来源于石灰石中的镁质矿物,这些矿物主要以硅酸镁、白云石、菱镁矿、铁白云石等不同类型存在。
当石灰石中MgO以硅酸镁形式存在时,可获得均匀分布和细小(1~5μm)的方镁石晶体,而以白云石或菱镁矿形式存在时,易生成粗大(25~30μm)的方镁石晶体。
我院曾对不同年代所形成的石灰石中MgO含量对熟料强度的影响进行了测试,发现石灰石中MgO的含量对熟料强度有一定的影响,总的趋势是石灰石中MgO含量越高,则熟料强度越低。
根据试验研究,镁质矿物中MgCO3的分解温度为660~700℃,白云石Mg(CO3)2的分解温度为800℃,而石灰石中CaCO3分解温度接近900℃。
在水泥熟料生产过程中,MgO较CaO先形成。
2、Mg镁对熟料煅烧的影响熟料煅烧时,约有2%的MgO和熟料矿物结合成固熔体,此类固熔体甚多,例如CaO·MgO·SiO2、2CaO·MgO·SiO2、2CaO·MgO·2SiO2、3CaO·MgO·2SiO、7CaO·MgO·2Al2O3、3CaO·MgO·2Al2O3、MgO·Al2O3、MgO·Fe2O3以及C3MS2等,此类化合物的稳定温度在1200~1350℃,同时它还可能含有一些微量元素。
在温度超过1400℃以上时,MgO的化合物会分解,且从熔融物中结晶出来。
当熟料中含有少量细小方镁石晶格的MgO时,它能降低熟料液相生成温度,增加液相数量,降低液相粘度,增加液相表面张力,有利于熟料形成和结粒,也有利于C3S的生成,还能改善熟料色泽。
粗大方镁石晶体的MgO超过2%时,则易形成方镁石晶体,导致熟料安定性不良。
而当氧化镁含量过高时,则易生成大块、结圈和结厚窑皮,以及表面呈液相的熟料颗粒,此类熟料易损坏篦冷机篦板。
3、Mg镁对熟料结粒的影响3.1 影响熟料结粒的因素窑内熟料颗粒是在液相(有些资料称熔体)作用下形成的,液相在晶体外形成毛细管桥。
液相毛细管桥起到两个作用:一是使颗粒结合在一起,另一作用是作为中间介质,使CaO和C2S在熔融态内扩散生成C3S,颗粒的强度取决于毛细管桥的强度,桥的强度即连接颗粒的力随液相表面张力和颗粒直径的降低而增加。
毛细管桥的数量又和颗粒直径的平方根成反比。
要结好粒,必须有足够的液相,并要求颗粒在液相内分布均匀,形成较高的表面张力,较低的液相粘度,适宜的结粒时间和温度等。
3.2 Mg镁对液相性质的影响3.2.1 液相量熟料液相量太少不易结粒,太多易结成致密的大块熟料。
液相量与液相中所含的Al2O3、Fe2O3、K2O、Na2O、MgO含量有关。
从近年来国外发表的液相量计算公式中,MgO的系数得以提高,说明MgO对液相量有较大的影响,与Fe2O3的系数接近。
其计算公式为:1400℃时液相量L=3.0Al2O3+2.25Fe2O3+K2O+Na2O+MgO液相量在25~28%时,对结粒最有利。
当MgO含量超过2%以上的值乘以系数1.5。
3.2.2 液相表面张力液相表面张力是液相的重要性质,与结粒有着直接的关系。
液相表面张力增大易结粒,熟料颗粒的大小与液相表面张力呈良好的线性关系(见图1)。
图1 回转窑内熟料最终尺寸与液相表面张力的关系液相的表面张力与元素外层电子的负电性有关(见图2),有些元素如K、Cl、S的表面张力值较低,不利于结粒;而Mg、Al等元素的表面张力值较高,有利于结粒。
图2 液相粘度和表面张力的影响3.2.3 液相粘度不同成分熟料的液相粘度值是不同的,一般说来液相粘度值减少,有利于CaO和C2S在液相内扩散生成C3S,也易结粒,液相粘度与温度有关,随温度上升而下降。
几种元素共存的液相粘度值并非单元素的液相粘度值的叠加。
近年来,国内一些单位相继发表了MgO、R2O、SO3对结皮和结粒有较大影响的报导。
为解释此现象,现将MgO-R2O-SO3复合存在时液相等粘度线示于图3。
从图3来看,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低得多,因此SO3存在时结粒有所改善;若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。
图3 MgO-R2O-SO3复合存在时液相等粘度线液相的粘度与元素外层电子的负电性有关,液相粘度按它们碱性降低的次序(K -Na-Ca-Mg)逐渐降低,MgO仅对液相粘度有适当的下降(见图2)从一些实验来看,在煅烧的熟料成份中,适量加入Mg2+、SO32-、K-等离子后,熟料的液相表面张力和粘度均发生变化。
Ocoknh所进行的研究表明,熟料在1450℃含25~35%液相时,粘度为0.16Pa.S,表面张力0.58N/m,加入MgO等化合物后的液相表面张力和液相粘度均发生变化,影响着熟料的结粒(见表1)。
此外,除MgO含量对液相表面张力和液相粘度有影响外,还需考虑液相内其他成份的因素。
表1 一些氧化物对液相粘度和表面张力的影响4、MgO对熟料强度的影响MgO存在于熟料内,会影响CaO的数量,因而MgO在一定程度影响熟料的强度。
为缓和MgO对熟料强度的影响,在水泥熟料生产中,应尽量提高石灰饱和系数KH和硅酸率SM值,相应提高C3S和C2S的含量,以提高熟料的强度。
5、MgO对产品安定性的影响在硅酸盐水泥熟料中,MgO的固熔体总量可达2%,多余的MgO即结晶出来呈游离状方镁石,就会产生有害作用。
熟料中方镁石晶体的生成速度与镁矿物的分解温度有关,分解温度越低,晶体生长的机遇越大。
总的说来,白云石等高镁原料分解温度较高,易生成大晶格的MgO。
方镁石结晶大小随冷却速度不同而变化,快冷时结晶细小,方镁石水化缓慢,要几个月甚至几年才明显起来,水化生成Mg(OH)2时,体积膨胀148%,导致安定性不良。
方镁石膨胀的严重程度与其含量、晶体尺寸等都有关系,方镁石晶体小于1μm且含量为5%时,只引起轻微膨胀,方镁石晶体为5-7μm且含量为3%时,会引起严重膨胀。
6、缓和MgO对生产和产品质量的影响生料的主要成份为CaO、SiO2、Al2O3、Fe2O3四种,在熟料煅烧过程中,主要受由上述四种氧化物组成计算的石灰饱和系数KH、硅酸率SM、铝氧率AM以及SiO2、CaCO3等颗粒级配的影响,也就是生料的易烧性决定了烧成工况。
但是MgO含量较高时,对熟料液相量、液相表面张力、液相粘度以及熟料煅烧温度、熟料结粒、强度以及窑内结圈、结皮等均有影响。
若生产过程中,出现MgO的影响,应从以下几个方面采取减缓措施。
6.1 做好生料配料和均化工作:国外公司在研究中提出,在含有MgO的生料内,石灰饱和系数应作如下调整:LSF=100CaO/(2.80SiO2+1.18Al2O3+0.65Fe2O3)(不含MgO)LSF=100(CaO+0.75MgO)/(2.80SiO2+1.18Al2O3+0.65Fe2O3)(MgO<2%)LSF=100(CaO +1.150 MgO)/(2.80SiO2+1.18Al2O3+0.65Fe2O3)(MgO>2%)做好原料的均化,确保生料中MgO含量均匀入窑。
6.2 控制合适的液相量、液相表面张力、液相粘度液相量是熟料结粒的重要因素,在计算液相量时,应注意MgO超过2%时的校正系数,还应考虑碱含量的因素。
为缓和MgO对液相量的影响,在提高熟料质量的前提下,适当提高石灰饱和系数KH及硅酸率SM值,减少Al2O3和Fe2O3的含量,减缓MgO对液相量的影响,相应减缓结大球的趋势。
同时KH值和SM值增加,增加了CaO、SiO2的含量,也增加了C3S和C2S的生成量及熟料煅烧温度,有利于提高熟料强度。
MgO含量在一定程度影响液相表面张力和液相粘度,影响熟料结粒。
在生产过程中,当出现液相表面张力和液相粘度造成熟料结大球或过细的粉尘熟料时,在调节措施中,可考虑通过调整配料率值对MgO含量进行调节,但应考虑原、燃料带入的碱化物、硫化物等微量元素的影响。
由于各生产线的生料成份不同、配料率值不同,SiO2、CaCO3等颗粒级配不同,MgO的数量及晶体大小不同,碱(R2O)、SO3及微量元素的含量也不一致,再加上液相量、液相表面张力,液相粘度取样和测定的困难,很难在实际生产中进行计算和测试,只能通过分析、判断进行测算,试烧后进行生产。
从国内一些MgO含量较高的生产线的生产情况来看,通过调整KH和SM值,均能生产结粒较好且强度较高的熟料,总体情况总结如下:(1)生料中MgO含量较高且易烧性较好、SiO2的易磨性好且颗粒较细、碱含量与硫含量对液相粘度影响不大时,C2S有利于与CaO结合生成C3S,则SM值可提高至3.60以上,在生产过程中结粒均齐,f-CaO含量较低,熟料强度较高。
(2)生料中MgO含量较高但易烧性较差、SiO2的易磨性差且颗粒较粗、此外原料中带入的碱含量较高时,对液相粘度影响较大,不利于液相内的C2S与f-CaO结合生成C3S。
在生产过程中,为缓和MgO对液相量的影响,可提高SM值;但SM值提高后,更不利于生成C3S,易使f-CaO含量偏高;为降低f-CaO含量,生产时提高烧成温度,但又易增大C3S的晶格易形成飞砂料,不利于熟料强度的提高;这种工况,SM值是很难提高的。
以上情况表明,各条生产线的生料易烧性不一致,其颗粒级配也不一致,石灰石中MgO含量不等且晶体大小有别,另外带入生料的原燃料中碱含量也不一致,此时只能结合实际状况,通过分析,找出优化点,来提高熟料强度。
6.3 操作措施(1)在生产过程中,加大窑尾风机风量,尽量减少窑内还原气氛,避免硫酸盐在还原气氛下分解造成窑后部结长厚窑皮,减缓MgO含量较高窑料出现结圈、结蛋从而进一步加剧窑内通风不良、还原气氛加重的恶性操作状况的产生。
(2)适当加快窑速,减少结厚窑皮的趋势。
(3)避免窑头过烧,减少表面带液相的大块熟料落入篦冷机内损坏前端篦板,或形成表面带液相的大晶格粉状熟料在冷却机进料口处粘结成雪人的事故。