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。

（二）SiO2SiO2主要在高温作用下与CaO化合形成硅酸盐矿物，因此，熟料中的SiO2必须保证一定的量。

当熟料中氧化钙含量一定时，SiO2含量高，易造成未饱和的硅酸二钙，硅酸三钙含量相应减少，同时由于SiO2含量高，必然降低Al2O3,Fe2O3的含量，则溶剂型矿物减少，不利于硅酸三钙的形成。

相反，当SiO2含量低时，则硅酸盐矿物相应减少，熟料中的溶剂型矿物相应增多。

（三）Al2O3在熟料中，Al2O3主要是与其他氧化物化合形成含铝相矿物C3A，C4AF。

当Fe2O3一定时，增加Al2O3主要是使熟料中的C3A含量提高，相反，则降低C3A含量。

（四）Fe2O3增加Fe2O3有助于C4AF的提高，但是过高的Fe2O3会使熟料液相量增大，粘度较低，易结大块影响窑的操作。

（五）MgO熟料煅烧时，氧化镁有一部分与熟料矿物结合成固溶体并溶于玻璃相中，故熟料中含有少量的MgO能降低熟料的烧成温度，增加液相量，降低液相粘度，有利于熟料的形成还能改善水泥色泽。

硅酸盐水泥熟料中，其固溶量与溶解于玻璃相中的总MgO含量约为2%左右，多余的MgO呈游离状态，以方镁石存在。

因此，MgO含量过高时，影响水泥的安定性，其含量一般不超过5%。

（六）P2O5和TiO2P2O5含量一般在熟料中极少，一般不超过0.2%。

TiO2一般不超过0.3%。

当熟料中的P2O5含量在0.1~0.3%时，可提高熟料强度，这可能与P2O5稳定β-C2S有关。

但随着其含量增加，含P2O5的熟料会导致C3S分解，形成固溶体。

因而每增加1%P2O5，将减少9.9%C3S，增加10.9%C2S，而且会促使β-C2S转变为γ-C2S。

故含磷高时会使水泥强度下降，因此用含磷原料时，应适当减少原料中的氧化钙含量，以免游离氧化钙过高。

熟料中的氧化钛主要是来自粘土.由于它能与熟料矿物形成固溶体，特别对β-C2S有稳定作用，可提高水泥强度。

但含量过多会使硅酸盐矿物晶格破坏，从而降低强度。

3.熟料的率值及选择1.石灰饱和系数（KH）石灰饱和系数表示熟料中的二氧化硅被氧化钙饱和形成硅酸三钙的程度，通常也简称饱和比。

从理论上讲，KH大小与熟料矿物成分有一定的对应关系。

KH高，则C3S较多，C2S较少。

(1)KH=1，此时熟料中SiO2全部被饱和形成C3S，而无C2S。

即熟料矿物组成为：C3S，C3A，C4AF。

（2）KH>1,无论生产条件多完善，熟料中都有游离氧化钙存在。

即熟料矿物组成为：C3S，C3A，C4AF及游离氧化钙。

(3)KH≤2／3=0.667.此时熟料矿物只有C2S，C3A，C4AF，而无C3S.当KH值较高时，工艺条件难以满足需要，往往游离钙明显增加，熟料质量下降，当KH过低，熟料中C3S过少，熟料质量也很差。

2.硅率（SM）硅率表示熟料中SiO2含量与Al2O3，Fe2O3含量之和的质量比值。

硅率越大，则硅酸盐矿物含量越高，溶剂矿物越少，所以在煅烧过程中出现的液相含量越小，所需求的烧成温度越高。

但硅率过小，则熟料中硅酸盐矿物太少而影响水泥强度，且由于液相过多，易出现结大块，结炉瘤或结圈而影响窑的操作。

3.铝率（IM）铝率又称铁率。

是熟料中氧化铝与氧化铁之间的质量比。

铝率高低在一定程度上反映了水泥煅烧过程中高温液相的黏度。

铝率高，熟料中C3A多，但C4AF就较少则液相黏度大，物料难烧。

铝率过低，虽然液相黏度小，液相中质点易于扩散，对C3S形成有利。

但烧结范围变窄，窑内易结大块，不利于窑的操作。

4.熟料率值的选择（1）KH的选择不易过高，KH过高时，一般都会使游离钙剧增，从而导致水泥安定性不良，并且当煅烧操作跟不上时，反而使熟料烧成率大幅度下降。

生烧料多，在生产过程中，最佳KH可根据生产经验综合考虑熟料煅烧的难易程度和熟料质量等确定，并应控制KH在一定范围内波动。

（2）SM的确定既要保证熟料中有一定数量的硅酸盐矿物，又必须与KH值相适应。

一般应避免以下倾向：a,KH高，SM高。

这时溶剂型矿物含量必然少，生料易烧性变差，吸收游离钙反映不完全，且游离钙高。

b,KH低，SM高。

熟料的煅烧温度不需太高，但硅酸盐矿物中的C2S含量将相对增高，从而易造成熟料的粉化，熟料强度低c，KH低SM低。

熟料的煅烧温度同样不需要太高，但溶剂型矿物总量较高，以致液相量较多，易产生结大块现象。

（3）IM的选择一般情况下，当提高KH便应降低IM，以降低液相出现的温度和粘度，有助于C3S形成。

二挥发性组分碱，氯，硫对熟料煅烧的影响碱，氯，硫主要来源于原料和燃煤之中，它们在熟料的煅烧过程中表现为有利和不利的两个方面：一方面是微量的碱氯硫的存在可以降低最低共熔点温度，增加液相量，降低液相粘度，起助熔作用，促进C3S的形成。

另一方面是含量太高产生不利的影响，危害熟料质量。

1.挥发性组分的挥发凝聚循环(1).挥发凝聚循环。

碱氯硫化合物在熟料煅烧过程中，先后分解，气化和挥发，并随窑内气流由低温区窑尾系统逸散。

在温度降低到一定程度时挥发性组分中的一部分凝聚，聚集。

粘附于生料颗粒表面并随生料重又返回高温区，然后再度挥发凝聚，如此循环过程称作挥发凝聚循环。

在挥发凝聚循环中，随生料和燃料带入的碱氯硫所造成的凝聚循环称内循环。

随窑内气流及所含粉尘离开窑系统的挥发性组分，在利用窑尾废气余热烘干生料和煤粉的系统中，部分又凝聚于生料或煤粉中，收尘装置收集的粉尘也含有一部分挥发性组分，这些挥发性组分或混入生料中，或单独喂入窑内，这些就构成了挥发性组分的外循环。

(2).挥发凝聚循环的危害及防范措施。

危害主要是窑尾烟室，缩口，下料溜子及五级筒内壁结皮，堵塞，熟料结大块和窑内结圈。

防范措施主要是限制原燃材料中的碱氯硫含量.生料中K2O+Na2O<1.0%,CL<0.015~0.020%.生料中SO3控制在0.4%~0.7%。

2.较高碱含量对熟料煅烧和质量的影响(1)破坏熟料矿物C3S,C2S. C3A的形成(2)影响液相粘度。

(3)水泥结块，快凝(4)水泥制品性能变坏碱(K2O，Na2O)使熟料液相粘度提高，因此常使煅烧温度提高，但碱的存在又使C3S和C3A等矿物水化加速，造成水泥凝结快，早强较高而28d强度却有所降低。

如果采用含硫煤或在高碱熟料煅烧过程中加入一定SO3，使之达到适宜的硫酸盐化程度，则可减轻碱的不良作用，但即使如此，熟料强度仍然是下降的。

三低品位石灰石熟料煅烧为了加快推进三期万吨线场地自营工程进度，目前二期矿山部分运矿道路及大量的边坡土，土夹石需要搭配处理。

为此，近期对二期配料方案进行了调整，以低硅高铝物料煅烧为主。

1.低硅高铝物料煅烧的特性。

此种物料易烧性较好，液相量较高，烧结范围比较窄，系统易产生结皮，易出现结大块，窑内结圈，预热器堵料，篦冷机堆“雪人”，甚至是窑内结蛋。

2.低硅高铝物料的煅烧及操作。

低硅高铝物料易烧性较好，因此，在操作中第一，降低窑内煅烧温度，防止高温过于集中而造成物料过少烧或者发粘，，所以必须严格控制窑头煤的用量，严禁烧高温及大幅度加窑头煤，游离钙偏高控制在1.0%左右。

第二，降低分解炉及五级筒溜子温度，五级筒溜子温度控制在860-865度左右，降低窑尾温度。

严格控制液相量在27%以内。

第三，篦冷机的操作，要加强对篦下压力和冷却风机电流的监控，防止头部堆“雪人”，根据泵的压力，可适当加快一二三段篦床的速度，保证篦床合理的通风量和入窑二次风温的稳定。

第四，加强对筒体温度的监控，发现窑内结圈及时进行调整，防止圈越少越大。

另外，燃烧器调整要求拉长火焰以降低窑前的温度，可将内流关至50-70%，外流全开。

三次风挡板可根据实际情况可适当关小。

第五，要及时的与质控处的质量调度沟通好，及时掌握生料成分的变化，及时调整操作。

总之，对于这种易烧性好的料子，最重要的就是不能烧高温。

生料成分对熟料煅烧的影响其实是个考虑因素非常复杂的一个过程，既要考虑原料品质的影响也要考虑燃料品质的影响，以及均化效果的影响。

因此，在熟料的煅烧过程中，只有掌握了生料在煅烧过程中的物理化学变化规律才能合理选择水泥熟料的煅烧方法和正确操作，煅烧出高质量的熟料。