冷却制度对水泥熟料质量的影响

作者：齐砚勇出处：水泥商情网更新时间：2011-9-1 11:23:20 热★★★混凝土要求水泥强度高特别是早期强度高，质量均匀且稳定，和易性好，与减水剂相适应性好。具体反映在要求水泥强度高、标准稠度用水量少、水化热低等。熟料是水泥的主要组分，欲磨制高品质的水泥必须有高品质的熟料，因此首先应提高熟料的质量。在提高熟料质量的诸因素中，提高煅烧温度、快速冷却是最重要的工艺因素，本文就快速冷却提高熟料质量的原因进行讨论和分析。

快速冷却熟料的目的和优点：

（1）能防止或减少C3S的分解

图1 结晶完好的熟料

图1 为结晶完好熟料的岩相图片，从图中可以看出 A矿边棱清晰，发育完整，冷却效果好。是优质熟料的特征。

熟料慢冷会使已生成的C3S分解，降低熟料的强度，如图2所示。熟料慢冷还将促使熟料矿物晶体增大，如图3所示。阿利特晶体的大小不仅影响到熟料的易磨性，而且影响到水泥的水化速度和活性，快冷熟料能保持细小并发育完整的阿利特晶体，从而产生较高的强度。对于铝氧率高或中等的熟料，快冷所得到的C3S含量较高，而对于铝氧率低的熟料则相反。高温快冷的另一好处是β矿保留高温型α′－C2S。据Y．Ono报导，冷却快的熟料中α′型Ｂ矿含量丰富，可达40%（指占Ｂ矿比例），而冷却慢的熟料中，α′型β矿占的比例几乎为零，相应数量的高活性

α′型β矿的存在无疑会有利于熟料强度的提高，特别是对于β矿含量较多的新型干法窑熟料。

图2 C3S边界分解

图3 慢冷导致C3S结晶粗大

(2)能防止在500℃时β－C2S转化为γ－C2S，使物料粉化。由于γ－C2S水硬性较小，因而降低了水泥的强度。图4为在β－C2S转化为γ－C2S慢冷的熟料的岩相图片，从图中可以看出C2S呈Ⅱ型手指型。

图4 β－C2S转化为γ－C2S温度范围内慢冷的熟料

（3）防止C3A结晶粗大，以免水泥快凝，急冷时，C3A主要呈玻璃体，因而抗硫酸盐溶液侵蚀的能力提高。且冷却速度越快，玻璃体含量越多，实际的C3A含量就越少。由于水泥标准稠度用水量随C3A含量增加而增大，因此快速冷却可以减少水泥标准稠度用水量。此外，由于C3A和C4AF，特别是C3A对减水剂的吸附量很大，因此C3A的减少可提高水泥与减水剂的相适应性。图5为慢冷熟料的岩相图片，图中的呈灰色的为铝相，结晶粗糙，且数量多。

图5 慢冷熟料中的C3A

（4）能防止或减少MgO生成方镁石，从而减少MgO对水泥石安定性的破坏作用。水泥的安定性受方镁石晶体大小的影响很大；晶体愈大影响愈严重。熟料慢冷时，方镁石晶体晶态

完整粗大，从而影响到熟料的质量。图6为慢冷熟料的岩相图片，图中深蓝色的是C2S，淡蓝色的为C3S，粉色的为方镁石。

图6 慢冷熟料中粉色的方镁石

（5）能增加熟料的内应力，有利于提高易磨性。

总之，在生产中应注意熟料的冷却制度，增加冷却速度。可以增加熟料温度的测点，及时反映出篦冷机熟料的温度。当出篦冷机熟料温度偏高时，应增加篦冷机高压风机电机，强化篦冷机一室、二室高压风风量，并严格按照窑系统的操作原则——“快速过渡、薄料快烧、急速冷却”，严格控制篦冷机的料床厚度在600～650 mm左右，以强化急冷效果。