【文章內(nèi)容簡介】 一定差異。 1熟料 KH 和 LSF 在概念上有何不同？ KH 為什么不能大于 1 而 LSF 可以大于 1 ？ KH 表示熟料中二氧化硅被氧化鈣飽和成硅酸三鈣的程度；而 LSF 表示熟料中 CaO 含量與全部酸性組分需要結(jié)合的 CaO 含量之比。因此， 當(dāng) KH=1 時(shí)，石灰石含量在化學(xué)上己達(dá)到最大飽和， SiO2 和 Al2O3 都被結(jié)合到最高堿度的礦物（ C3S、 C3A）中。此時(shí)，如再增加石灰石含量， 當(dāng) KH 大于 1 時(shí) 即使在理 想狀態(tài)下，所增加的石灰量也只能以游離狀態(tài)存在。且由于 C2S 不可能全部與 CaO 反應(yīng)生成 C3S ，所以它的游離氧化鈣的含量會(huì)嚴(yán)重超標(biāo)。LSF 則是在工業(yè)條件下石灰的飽和程度。當(dāng) LSF=1 時(shí)，石灰含量只是在工業(yè)條件下達(dá)到最大的飽和，在化學(xué)反應(yīng)上并未達(dá)到最大飽和； 而由于 C3S 可以固溶一定量的 MgO， 此時(shí)，如能使熟料的燒成制度更趨于化學(xué)反應(yīng)的理想條件，仍可增加少量石灰而不增加 fCaO。 因此，LSF 它可以大于 1。 總的來說，用 KH 表示熟料中，石灰的相對(duì)含量其效果不如用 LSF 好；當(dāng)熟料中 Al2O3含量比較 高低（如低于 %）時(shí)， LSF與 KH 值很接近，此時(shí)用 KH 或 LSF 表示石灰的相對(duì)含 中國聯(lián)合水泥集團(tuán)有限公司南陽分公司 水泥工藝煅燒基礎(chǔ)學(xué)習(xí)參考題匯 8 量沒有多大區(qū)別。但當(dāng) Al2O3 含量比較高時(shí)， KH 不能正確反映，熟料中石灰的真正飽和程度， 也 不能反映出生料的煅燒性能。 因此 隨著 Al2O3 的增加， LSF 與 KH 的差別越來越大 。 1為什么要進(jìn)行 熟料巖相結(jié)構(gòu)分析？ 怎樣看熟料的巖相分析？事例？ 對(duì)熟料進(jìn)行巖相分析是從微觀上觀察熟料的微觀結(jié)構(gòu)特征，觀察了解到熟料的礦物形狀、晶體結(jié)構(gòu)、尺寸大小、含量多少、煅燒溫度、窯內(nèi)氣氛、冷卻快慢等情況，從而判斷出生產(chǎn)工藝因素的變化，作為控制生產(chǎn)和提 高熟料質(zhì)量的一種重要手段，因此，工廠應(yīng)該經(jīng)常進(jìn)行熟料巖相分析，以指導(dǎo)生產(chǎn)。 （ 1）阿利特尺寸，它能反映窯內(nèi) 12001450℃之間的升溫情況?？焖偕郎爻叽缧〖s 1520ｕ m，而慢速升溫尺寸大約 4060ｕ m。 （ 2）阿利特二次光折射率，是藍(lán)光與紅光折射率之間的差，它反映窯的最高煅燒溫度。折射率 — 煅燒溫度高， — 煅燒溫度低。 （ 3）貝利特尺寸，它反映了生料在 1400℃以上高溫帶滯留時(shí)間。較長的滯留好，其晶體長度 2540ｕ m，而短的滯留時(shí)間才 510ｕ m。 （ 4）貝利特的顏色。它反映了熟料冷卻至 1000℃以下之前的冷卻速率。快速冷卻形成清晰的貝利特結(jié)晶，而慢冷的熟料是琥珀黃結(jié)晶。 熟料巖相分析事例 ： A、正常水泥熟料的顯微照片。 圖 1 為煅燒好、反應(yīng)完全、冷卻制度合理的水 泥熟料，把它稱之為正常熟料。這種熟料的顯微結(jié)構(gòu)表現(xiàn)為 : ? A 礦大小均齊，粒徑在 2050181。m 之間，呈六角板狀或長柱狀，軸比 (長 :寬 )在 2 左右，表面和邊棱光潔； ? B 礦呈圓粒狀，見交叉雙晶紋，大小均齊，粒徑在 40181。m 左右； ? A 礦、 B 礦均勻分布，其間基本上被白色、黑色中間相隔開； ?不見有白色中間相、黑色中間相晶出； ? 不見游離氧化鈣、方鎂石等晶體。 圖 2 為圖 1 中 B 礦的放大，可以明顯地看到交叉雙晶紋。這種顯微結(jié)構(gòu)的 B 礦只可能在燒成溫度高、而且是急冷的熟料中見到。 正常熟料只可能在所有工藝條件都合理的情況下形成 :即石灰石質(zhì)量很好， CaO50% ， MgO 和游離、 SiO2含量很低；石灰石和其它原料預(yù)均化很完全；配料的幾個(gè)率值很合理，生料的計(jì)量也正確無誤；生料的均化得很好，入窯的生料成分很穩(wěn)定；生料的分解 很充分；入窯煤粉經(jīng)充分預(yù)熱，且熱值能充分滿足生產(chǎn)需要；物料在窯中得到了很好的煅燒；熟料完全急冷，篦冷機(jī)的冷卻效果極佳。 B、石灰石或生料的弊端在水泥熟料顯微結(jié)構(gòu)中的顯現(xiàn)。 圖 3 稱之為 B 礦礦巢，圖 4 稱之為游離氧化鈣礦巢。當(dāng)石灰石中含有燧石結(jié)核或燧石條 中國聯(lián)合水泥集團(tuán)有限公司南陽分公司 水泥工藝煅燒基礎(chǔ)學(xué)習(xí)參考題匯 9 帶，即存在游離石英時(shí)，生料易燒性大為降低，生成 B礦后再無能力回吸氧化鈣生成 A 礦，就以 B 礦礦巢形式殘存下來了。如果生料均化不好，也可以出現(xiàn) B 礦礦巢。 當(dāng)石灰石中存在結(jié)晶發(fā)育很好的大顆粒方解石時(shí)，這些方解石即使分解為氧化鈣，活性也很低，在熟料煅燒過程中以游離氧化鈣巢 的形式殘存下來。如果生料均化不好，也可以出現(xiàn)游離氧化鈣巢。 C、慢冷在水泥熟料顯微結(jié)構(gòu)中的顯現(xiàn)。 圖 5 是一張典型慢冷熟料的顯微結(jié)構(gòu)相片，由于熟料在 13351250℃的停留時(shí)間較長， A 礦出現(xiàn)分解現(xiàn)象分解出 B 礦。這些分解出來的分解出來的 B 礦呈小圓粒狀，分布在 A 礦的周邊，形如花環(huán)，故稱之為花環(huán)狀結(jié)構(gòu)。還是因慢冷， A 礦分解，其邊棱不再平整，如圖所示已有殘缺，更有甚者呈港灣狀。慢冷的另一現(xiàn)象是，中間相已晶出，圖中可見黑色中析晶，形成片狀晶體。 圖 6 是， A 礦正在分解為 B 礦和游離氧化鈣，圖中所見為點(diǎn)滴狀 B 礦和游離氧 化鈣撒落在中間相中。 D、欠燒與慢冷共同作用在水泥熟料顯微結(jié)構(gòu)中的顯現(xiàn)。 圖 7 所見為具平行條紋的 B 礦。這種 B 礦是由幾組結(jié)晶方位彼此不同的薄片層平行連生而成。這種 B 礦一般出現(xiàn)在煅燒溫度較低 (低于 1400℃ )，冷卻較慢的水泥熟料中。 E、還原氣氛影響在水泥熟料中的顯現(xiàn)。 還原氣氛的出現(xiàn)將嚴(yán)重地改變了水泥熟料的顯微結(jié)構(gòu)，還原氣氛的程度不同，對(duì)水泥熟料顯微結(jié)構(gòu)改變的狀態(tài)也不同。圖 8 為鋸齒狀 B 礦它的產(chǎn)生和還原氣氛下 C2S 與 CFS 的固溶有關(guān)。當(dāng)溫度在 1230℃以下時(shí)，αˊ C2S的固溶體和 CFS形成共析結(jié)構(gòu)；當(dāng)溫度接近 1230℃時(shí)，低熔部分 (CFS)開始熔入液相，殘留的 B 礦呈鋸齒狀。 圖 9為集還原氣氛與慢冷共同作用形成的水泥熟料，其顯微結(jié)構(gòu)如圖 9 所示。這種熟料的顯微結(jié)構(gòu)表現(xiàn)為 : ? A 礦形狀極不規(guī)則，大小不等，邊棱大部為曲線，晶體中多包裹體； ? B 礦大小相差懸殊，一次 B 礦呈圓粒狀，顆粒較大，二次 B 礦則呈點(diǎn)滴狀，散布在 A 周邊或在中間體中自成一團(tuán)； ?多點(diǎn)滴狀二 次游離氧化鈣。 ?圖中可見巨形黑色中間體晶出。 圖 10 為典型還原氣氛下形成的析鐵料，圖中可見大小不等的圓粒狀白色亮點(diǎn)，那即為金屬鐵。當(dāng)窯內(nèi)出現(xiàn)強(qiáng)烈的還原氣氛，這時(shí)熟料中高價(jià)鐵的化合價(jià)逐漸下降，最后被還原成金屬鐵，其反應(yīng)過程如下 : 2C4AF→ C6A2F+C2F C6A2F+CO→ 2C2A+2FeO+CO2 FeO+O→ Fe+CO2 中國聯(lián)合水泥集團(tuán)有限公司南陽分公司 水泥工藝煅燒基礎(chǔ)學(xué)習(xí)參考題匯 10 1熟料形成的兩個(gè)特征？ C3S的形成條件有哪些？ ①有液相存在；②以 C3S 充分生成及 CaO 消失為標(biāo)準(zhǔn)。 C3S 的形成條件：溫度 1300℃ 1450℃ 1300℃，液相量 20%30%，時(shí)間 10min20min（回轉(zhuǎn)窯）。 1 熟料的礦物組成 ？ 硅酸鹽水泥熟料中主要由以下四種礦物組成： 硅酸三鈣 3CaO?SiO2，通常簡寫為 C3S； 硅酸二鈣 2CaO?SiO2，通常簡寫為 C2S； 鋁酸三鈣 3CaO?Al2O3，通常簡寫為 C3A； 鐵鋁酸四鈣 4CaO?Al2O3?Fe2O3，通常簡寫為 C4AF。 這四種主要礦物組成決定硅酸鹽水泥的 主要性質(zhì)，在硅酸鹽水泥熟料中，四種礦物占95%以上， C3S 和 C2S 含量約占 75%左右，稱為 硅酸鹽礦物 ； C3A和 C4AF 約占 22%左右，它們?cè)?250～ 1280℃會(huì)熔融形成液相，促進(jìn) C3S 形成， 稱為熔劑礦物 。 另外，還有少量的游離氧化鈣（ f－ CaO）、方鎂石（結(jié)晶氧化鎂）、含堿礦物和玻璃體等。 1 KH、 n、 p 之間的關(guān)系及對(duì)煅燒的影響？ ① KH 的大小說明熟料中 CaO 含量的高低，也即生料中 CaCO3含量的高低， CaCO3含量高，分解時(shí)吸收熱量多，形成相液成分少，需要很高的溫度，比較難燒，熟料中 fCaO 高； KH 過低，液湘成份過多，易結(jié)大塊、結(jié)圈等，同時(shí)熟料質(zhì)量差；② n 的大小說明熟料中能形成液相成份的多少，也即煅燒時(shí)液相量的多少， n 過高，窯頭飛砂大，不易煅燒， n 過低熟料中 C3S 含量低，熟料強(qiáng)度低；③ P 的高低反映了液相的性質(zhì)，即粘度。 P 高形成的熔劑礦物C3AF 多，此時(shí)液相粘度小，有利于 C3S 的形成。 硅酸鹽水泥熟料通常由哪些礦物組成？如果采用螢石 石膏作復(fù)合礦化劑生產(chǎn)硅酸鹽水泥熟料時(shí)，其熟料可能的礦物是哪些？ 硅酸鹽水泥熟料通常有 C3S 、 C2S 、 C3A 、 C4 AF 、 fCaO 、方鎂石等。如 采用螢石 石膏作復(fù)合礦化劑生產(chǎn)硅酸鹽水泥熟料時(shí)，其礦物有： C3S 、 C2S 、 C11A7178。 CaF2 、 C4AF 、3CA178。 CaSO4 等。 2碳酸鹽分解與什么因素有關(guān)？ ①溫度。溫度升高分解速度加快。溫度每升高 50℃，分解速度增加一倍，分解時(shí)間縮短 50％。一般爐出口溫度控制 850900℃。 ②顆粒粒徑。粒徑越小，傳熱面積增大，分解速度加快。 ③氣體中 CO2 的含量。隨 CaCO3 的分解氣體中 CO2 含量的增加，分解速度逐漸減慢甚至為零，因此要加強(qiáng)通風(fēng)。廢氣中 CO2 含量每減少 2％，分解時(shí)間縮短 10％。 2固相反應(yīng)速度的主要影響因素？ ①生料細(xì)度及其均勻程度。由于固相反應(yīng)是固體物質(zhì)表面相互接觸而進(jìn)行的反應(yīng)，當(dāng)生料細(xì)度較細(xì)顆時(shí)，組分之間接觸面積增加，固相反應(yīng)速度也就加快。從理論上認(rèn)為生料越細(xì)對(duì)煅燒越有利，但生料細(xì)度過細(xì)會(huì)使磨機(jī)產(chǎn)量降低，同時(shí)電耗增加。因此粉磨細(xì)度應(yīng)考慮原料種類、粉磨設(shè)備及煅燒設(shè)備的性能，以達(dá)到優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低消耗的綜合效益為宜。 由于物料反應(yīng)速度與顆粒尺寸的平方成反比，因而即使有少量較大尺寸的顆粒，都可以顯著延緩反映過程的完成，所以，控制生料的細(xì)度既要考慮生料中細(xì)顆粒的含量，也要考慮使顆粒分 布在較窄的范圍內(nèi)，保證生料的均齊性。生料細(xì)度一般控制在 mm 方孔篩篩余 8～ 20%左右； mm 方孔篩篩余 ～ %以下。 生料的均勻混合，使生料各組分之間的充分接觸，有利于固相反應(yīng)進(jìn)行。濕法生產(chǎn)的料漿由于流動(dòng)性好，生料中各組分之間混合較均勻；干法生產(chǎn)要通過空氣均化達(dá)到生料成分均 中國聯(lián)合水泥集團(tuán)有限公司南陽分公司 水泥工藝煅燒基礎(chǔ)學(xué)習(xí)參考題匯 11 勻的目的。 ②原料物理性質(zhì)對(duì)固相反應(yīng)的影響。原料中含有石英砂 (結(jié)晶型的二氧化硅 )時(shí)，熟料礦物很難生成，會(huì)使熟料中游離氧化鈣含量增加。因?yàn)榻Y(jié)晶型 SiO2 在加熱過程中只發(fā)生晶型的轉(zhuǎn)變，晶體未受到破壞，晶體內(nèi)分子很難離開 晶體而參加反應(yīng)，所以固相反應(yīng)的速度明顯降低，特別是原料中含有粗顆粒石英時(shí)，影響更大。要求原料中盡量少含石英砂，原料中含的燧石結(jié)核 (結(jié)晶型的 SiO2)其硬度大不宜磨細(xì)，它的反應(yīng)能力亦較無定型的 SiO2 低得多，對(duì)