水泥熟料率值

﹡烧结范围:
➢烧结范围的定义：水泥生料加热至出现烧结所必须 的最少液相量时的温度(开始烧结温度)与开始出现大块 (超正常液相量)时的温度差值。
➢液相量随温度升高而增长缓慢的,烧结范围宽;液相 量随温度升高增加很快,烧结范围窄。
➢烧结范围宽的生料,窑内温度波动时,不易发生生烧或 结大块现象。含Fe2O3高,烧结范围窄,降低F,增加A,烧 结范围就宽。通常硅酸盐熟料的烧结范围为150℃ 。
3.4 率值及其意义
各国控制方 法不同！
3.4.1 率值：用来控制熟料中各氧化物含量和彼 此间比例关系的系数，称为率值。
3.4.2 Hydraulic Modulus）
1868米夏埃利斯提出的作为控制熟料适宜石 灰含量的一个系数。
水硬率的物理意义：表示熟料中氧化钙与 酸性氧化物之和的质量百分数的比值，常用 HM表示 计算式：
➢烧结范围不仅仅是液相量的函数,而且和液相的粘度, 表面张力以及这些性质随温度变化的规律有关。
各国控制方法
日本：采用HM、SM和IM三个率值来控制 熟料成分，结果还比较理想。
我国从日本引进的冀东水泥厂也是采用HM、 SM和IM三个率值来控制熟料成分。
我国的其他水泥厂家：采用KH、SM和IM 三个率值来控制熟料成分。
X射线定量分析：基于熟料矿物特征峰 强度与基准单矿物特征峰强度之比求其含 量。（外标法、内标法、无标样定量分析Rietveld）
化学成分：石灰饱和系数法和鲍格法
n 值一般控制在1.7-2.7之间，多在2.1土0.3的 范围内。
熟料中硅酸盐矿物与溶剂性矿物的比例关系， 相应地反映了熟料的质量和易烧性。
当Al2O3 / Fe2O3大于0源自64时，硅率与矿物组 成的关系为：
计算式：
熟料硅率过高，由于高温液相量显著减少， 熟料煅烧困难，硅酸三钙不易形成，如果熟 料中游离氧化钙含量低，硅酸二钙含量多时， 熟料易于粉化。
为使熟料既顺利烧成，又保证质量，保持矿物组 成稳定，应根据各厂的原料，燃料和设备等具体条 件来选择三个率值，使之互相配合适当，不能单独 强调其某一率值。一般说来，不能三个率值都同时 高，或同时都低。
3.5 熟料矿物组成的计算
岩相分析：基于在显微镜下测出单位面 积中各矿物所占百分率，再乘以相应矿物 的密度，得到各矿物的含量。
表示熟料中铝酸三钙与铁铝酸四钙比例关系
关系到熟料的凝结快慢 还关系到熟料液相粘度，影响熟料的煅烧的难易
熟料铝率与矿物组成的关系
铝率高，熟料中铝酸三钙多，液相粘度 大，物料难烧，水泥凝结快。 铝率过低，虽然液相粘度小，液相中质点 易扩散对硅酸三钙形成有利，但烧结范围窄， 窑内易结大块，不利于窑的操作。
式1-3-8适用于IM≥0.64的熟料。
若IM＜0.64则熟料组成为C3S,C2S,C4AF和 C2F。同理C4AF将改写成“C2A”和“C2F”， 令“C2A”与C2F相加，根据矿物组成C3S、 C2S、C2F和C2F+“C2A”可得 ：
考虑到熟料中还有游离CaO，游离SiO2和 石膏，故式13-8,1-3-9将写成：
熟料硅率过低，则熟料因硅酸盐矿物太少 而强度低，且由于液相量过多，易出现结大 块，结炉瘤，结圈等，影响窑的操作。
3.4.4 铝率或铁率（Iron Modulus）
铝率的物理意义：又称铝氧率或铁率，它表 示熟料中Al2O3 与 Fe2O3 质量百分比，用IM或p 表示。
计算式：
铝率通常在0.9-1.7之间，多在1. 3 ±0 .3 范围内。 抗硫酸盐水泥或低热水泥的铝率可低至0.7。
3.4.5石灰饱和系数（KH）
古特曼与杰耳认为，酸性氧化物形成的碱性最高 的矿物为C3S,C3A,C4AF，从而提出了他们的石灰 理论极限含量。为便于计算，将C4AF改写成
“C3A”和“CF”，令“C3A”与CF相加，那么每
1%酸性氧化物所需石灰含量分别为：
×
由每1％酸性氧化物所需石灰量乘以相应的 酸性氧化物含量，就可得石灰理论极限含量计 算式：
石灰饱和系数与矿物组成的关系可用下面数 学式表示：
当C3S=0时，KH=0.667即当KH=0.667时， 熟料中只有C2S、C3A和C4AF而无C3S。 当C2S=0时，KH=1即当KH=1时，熟料中无 C2S而只有C3S、C3A和C4AF。 KH值介于0.667-1.0之间，通常0.82-0.94。
金德和容克认为，在实际生产中，氧化铝和 氧化铁始终为氧化钙所饱和，而SiO2可能不完 全饱和成C3S而存在一部分C2S，否则熟料就 会出现游离氧化钙。因此就在SiO2之前加一石 灰饱和系数KH。故：
将1-3-7改写成
石灰饱和系数KH是熟料中全部氧化硅生成 硅酸钙(C3S+C2S)所需的氧化钙含量与全部二 氧化硅理论上全部生成硅酸三钙所需的氧化钙 含量的比值，也即表示熟料中氧化硅被氧化钙 饱和成硅酸三钙的程度。
水硬率通常控制在1.8-2.4之间。 水硬率假定各酸性氧化物所结合的氧化钙是 相同的。 当各酸性氧化物的总和不变，它们之间的比 例变化时，所需的氧化钙不同。
3.4.3 硅率或硅酸率（Silica Modulus）
库尔提出了熟料中酸性氧化物之间关系的率 值。
硅酸率的物理意义：硅率又称硅酸率，它 表示熟料中SiO2的百分含量与Al2O3和Fe2O3 百分含量之比，用SM或n表示。 计算式：
KH实际上表示了熟料中C3S与C2S百分含量 的比例。
KH越大，则硅酸盐矿物中的C3S的比例越高， 熟料质量（主要为强度）越好，故提高KH有 利于提高水泥质量。
KH过高，熟料煅烧困难，保温时间长，否 则会出现游离CaO，同时窑的产量低，热耗 高，窑衬工作条件恶化。
故应采用 KH = 0.92-0.95 ,SM = 2.4-2.8 ,IM = 1.61.8， 强化煅烧以提高强度等级。