【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 MPa)fCaO含量(%)圖36 B線fCaO含量與熟料3天強(qiáng)度關(guān)系圖33，圖34，圖35，圖36中顯示了熟料三天強(qiáng)度、二十八天強(qiáng)度隨熟料中游離氧化鈣含量的變化情況。從上述四個(gè)圖中，可以看出熟料強(qiáng)度基本上在游離氧化鈣含量較高時(shí)均有下降的趨勢(shì)?！?，A線28天強(qiáng)度逐步上升至最大值58MPa,，其強(qiáng)度呈現(xiàn)出下降的趨勢(shì)?！?，B線28天強(qiáng)度也呈上升走向。在圖35中，A線熟料的3天強(qiáng)度隨熟料中游離氧化鈣的含量先增加，而后開(kāi)始下降。圖36中，～。綜合上面四個(gè)圖可以看出水泥的抗壓強(qiáng)度都是隨游離氧化鈣的含量的變化而變化的，游離氧化鈣含量在一定范圍內(nèi)，熟料的強(qiáng)度并不是隨游離氧化鈣含量的增加而急劇降低[7]。開(kāi)始時(shí)其強(qiáng)度隨游離氧化鈣含量增加也增加，達(dá)到一最大值后強(qiáng)度隨游離氧化鈣含量增加而下降，即游離氧化鈣含量有一最適宜的范圍，在此范圍內(nèi)可使熟料強(qiáng)度達(dá)最大值。游離氧化鈣的含量要嚴(yán)格控制。游離氧化鈣發(fā)生水化反應(yīng)生成氫氧化鈣時(shí)，%，從而在硬化水泥石的內(nèi)部造成局部膨脹應(yīng)力[8]。伴隨游離氧化鈣的含量的增加，首先是抗折、抗拉強(qiáng)度的降低，進(jìn)而3天以后強(qiáng)度發(fā)生倒縮，甚至嚴(yán)重時(shí)會(huì)引起安定性不良，使水泥制品開(kāi)裂變形，最終導(dǎo)致水泥漿體的破壞。%以下，%以下。立窯熟料中的游離氧化鈣有一部分并沒(méi)有經(jīng)過(guò)高溫死燒，這種熟料雖然強(qiáng)度較低，但其中游離氧化鈣的水化速度較快，對(duì)建筑物的破壞性并不大，因此立窯熟料中游離氧化鈣含量比回轉(zhuǎn)窯熟料是可略為放寬的。從表31中選取KH值與IM值基本相等時(shí)的SM值與fCaO含量數(shù)據(jù)，列于表35中。KH、IM、SM、HM之間的換算見(jiàn)附錄。表35 A線fCaO與SMfCaOSM當(dāng)KH與IM分別基本相同時(shí)，隨著SM ，所得熟料的游離鈣含量測(cè)定結(jié)果見(jiàn)圖37。根據(jù)表35做出曲線圖，如圖37。SM值fCaO百分含量(%)圖 37 SM與fCaO關(guān)系在鋁率和石灰飽和系數(shù)相同時(shí)，～，超出此范圍后游離氧化鈣含量開(kāi)始上升。硅率，又稱硅酸率，以SM或n表示是由庫(kù)爾提出的關(guān)于熟料中酸性氧化物之間關(guān)系的率值。硅率表示的是熟料中氧化硅含量與氧化鐵、氧化鋁之和的質(zhì)量比，同時(shí)也表示熟料中的硅酸鹽礦物與熔劑礦物質(zhì)的比例。硅率隨硅酸鹽礦物質(zhì)與熔劑礦物之比的增減而增減。如果硅率過(guò)低，則熟料中硅酸鹽礦物含量太少，從而影響到熟料的強(qiáng)度，并且由于煅燒過(guò)程中的液相（即熔劑礦物）過(guò)多，容易結(jié)球、結(jié)圈，導(dǎo)致窯內(nèi)的通風(fēng)不好，造成窯況的不穩(wěn)，從而也造成游離氧化偏高[6]。而如果當(dāng)熟料中的硅率過(guò)高時(shí)，熟料就易于粉化，則會(huì)使液相量偏少，導(dǎo)致游離氧化鈣的不易被吸收，最終造成游離氧化鈣含量的偏高。因此根據(jù)所做折線圖中表顯示。 石灰飽和系數(shù)與游離氧化鈣的關(guān)系從表 31中選取鋁率與硅率基本相同時(shí)的石灰飽和系數(shù)和游離氧化鈣的含量的數(shù)據(jù)，列于表36中。表 36 A線KH值與fCaOfCaOKH 根據(jù)表36做折線圖，如圖 38 。KH值fCaO百分含量(%)圖38 A窯IM值、SM值基本相同時(shí)KH值與fCaO關(guān)系由圖可以看出：當(dāng)硅率和鋁率相同的情況下，石灰飽和系數(shù)在一定范圍內(nèi)，游離氧化鈣含量會(huì)隨KH值的上升而上升，超出一定范圍后會(huì)有下降的趨勢(shì)?！Ｊ绎柡拖禂?shù)的增大，導(dǎo)致游離氧化鈣含量的增高是不言而喻的。石灰飽和系數(shù)，可簡(jiǎn)寫為KH是由蘇聯(lián)學(xué)者容克和金德根據(jù)杰耳與古特曼的石灰理論極限含量提出的。他們認(rèn)為，在實(shí)際生產(chǎn)中硅酸鹽水泥熟料中的四個(gè)主要礦物間，氧化鈣將氧化鋁全部飽和，但是唯獨(dú)二氧化硅可能不完全被氧化鈣飽和生成硅酸三鈣，而是存在一部分硅酸二鈣，不然，熟料中就會(huì)產(chǎn)生游離氧化鈣。石灰飽和系數(shù)KH值為熟料中全部二氧化硅生成硅酸鈣最大含量的比值，也即表示熟料中二氧化硅被氧化鈣飽和形成硅酸三鈣的程度。，此時(shí)形成的礦物組成為鋁酸三鈣、硅酸三鈣、鐵鋁酸四鈣，而沒(méi)有硅酸二鈣的生成。，此時(shí)形成的礦物組成為鋁酸三鈣、硅酸二鈣和鐵鋁酸四鈣，而沒(méi)有硅酸三鈣生成。石灰飽和系數(shù)過(guò)高，硅酸三鈣的含量相對(duì)較多，生料煅燒困難，燒成熟料中的游離氧化鈣含量容易升高[9]。～，熟料中游離氧化鈣含量有下降的現(xiàn)象。分析其原因及解決方法有：配料不合適，SiO2含量過(guò)高，熔劑礦物少，一次風(fēng)和二次風(fēng)過(guò)大，窯尾溫度過(guò)高等，產(chǎn)生飛砂料，就會(huì)導(dǎo)致熟料升重低，fCaO含量亦低的不正?，F(xiàn)象。在這種情況下，熟料的升重一般比正常熟料要低100～200克/升，處理的方法是改變煅燒參數(shù)配料方案和，并使之合理。用轉(zhuǎn)爐渣代替粘土配料，很容易出現(xiàn)粘散料，熟料結(jié)粒不圓、不致密、升重低、fCaO低的現(xiàn)象，這是因?yàn)檗D(zhuǎn)爐渣內(nèi)含有一部分碳微粒，發(fā)熱量高達(dá)1500～2000千卡／千克，當(dāng)與生料相混，燃燒時(shí)的溫度提高，燃燒后孔隙率大大增大，就像利用內(nèi)燃法燒磚一樣，同樣溫度下，fCaO偏低，升重也低。用轉(zhuǎn)爐渣配料，升重低,fCaO也低是明顯的，但是與飛砂料不同點(diǎn)是飛砂不大，熟料顏色較輕并且發(fā)綠，相同的是物料發(fā)散、發(fā)粘、fCaO含量低、升重低，處理辦法是按照轉(zhuǎn)爐渣：砂巖=1：1配料。窯速過(guò)慢、料層厚、急燒發(fā)粘、火焰短、熟料顆粒不規(guī)則、片狀多等，因此倒入升重筒內(nèi)熟料?？紫抖?，fCaO低，升重也必然低，克服辦法是加快窯速，減少喂料量。 為方便起見(jiàn)，從表31中選取硅率和石灰飽和系數(shù)基本相同時(shí)的鋁率和游離氧化鈣含量，列于表37 中。根據(jù)圖中曲線可以看出，在石灰飽和系數(shù)和硅率值相同的情況下，～，熟料中游離氧化鈣的百分含量逐步上升，%，超出此范圍游離氧化鈣含量開(kāi)始下降。表37 A線fCaO與IMfCaO(%)IM根據(jù)表37做出折線圖，如圖39。熟料中氧化鋁和氧化鐵含量的質(zhì)量比由鋁率來(lái)表示，同時(shí)鋁率也表示熟料中熔劑礦物鋁酸三鈣和鐵鋁酸四鈣的比例。，鋁率和礦物組成關(guān)系的表達(dá)式是： SM值fCaO百分含量(%)圖39 A窖KH值、SM值基本相同時(shí)IM與fCaO 值關(guān)系式中C3A、C4AF——分別是熟料中各該礦物的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)（%）。由公式中可以知道，鋁率隨C3A/C4AF之比增減而增減。鋁率的高低，在一定程度上反映了水泥熟料在高溫煅燒過(guò)程中液相的粘度。IM值過(guò)高時(shí)，熟料液相的黏度增大，生料難燒，不利于擴(kuò)散吸收其中的游離氧化鈣，最終導(dǎo)致游離氧化鈣偏高；IM值過(guò)低時(shí)，液相的黏度過(guò)小，物料的燒結(jié)范圍變窄，煅燒溫度更是不易控制；溫度低時(shí)會(huì)造成物料預(yù)燒不夠；溫度控制高時(shí)容易燒流結(jié)大塊，導(dǎo)致窯況的不易穩(wěn)定，最終也會(huì)導(dǎo)致游離氧化鈣含量的偏高。游離氧化鈣種類、形成原因及其影響：(1)欠燒的fCaO 因欠燒、生料過(guò)粗、煅燒不良、漏生，即在1100～1200℃低溫下形成的fCaO。這種欠燒的fCaO主要存在于欠燒的夾心熟料以及黃粉黃料中。其特點(diǎn)是fCaO結(jié)構(gòu)疏松多孔，遇水反應(yīng)快，但是并不影響水泥安定性。不過(guò)會(huì)導(dǎo)致C3S、C2S含量下降，強(qiáng)度下降，影響質(zhì)量。 　　(2)一次fCaO 因生料過(guò)粗、配料不當(dāng)(高KH)、煅燒不良、混合不均，尚有與酸性氧化物未反應(yīng)而殘留的CaO，經(jīng)過(guò)1400～1450℃高溫煅燒后呈“死燒狀態(tài)”，即所謂的一次游離氧化鈣。其結(jié)構(gòu)致密，晶體一般達(dá)10～20um，較大，往往成堆聚集分布，形成礦巢，熟料礦物并將其包裹在其中，且受雜質(zhì)離子的影響，使生成氫氧化鈣的反應(yīng)很慢，通常要在加水3天以后才反應(yīng)明顯，在水泥混凝土硬化較長(zhǎng)一段時(shí)間后才水化完全。當(dāng)這種游離氧化鈣與水作用生成氫氧化鈣時(shí)，%，在已水化水泥石的內(nèi)部造成局部的膨脹應(yīng)力。因?yàn)槭炝现械膄CaO往往以成堆形式聚集，所以隨著fCaO含量的增加，會(huì)在水泥石內(nèi)部產(chǎn)生不均勻的膨脹，嚴(yán)重時(shí)有時(shí)甚至?xí)鸢捕ㄐ缘牟涣迹罱K導(dǎo)致水泥制品開(kāi)裂或變形、崩潰?！　?3)二次的fCaO 此種fCaO形成的原因是熟料在還原氣氛或慢冷條件下，結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定的硅酸三鈣分解而形成的氧化鈣，以及在熟料中堿取代硅酸三鈣、硅酸二鈣、鋁酸三鈣中的氧化鈣而形成的。因?yàn)檠趸}化合后又游離出來(lái)，故稱之為二次游離氧化鈣。這種游離氧化鈣也經(jīng)過(guò)了高溫的煅燒，并分散在熟料礦物中，水化速度較慢。其對(duì)水泥的安定性和強(qiáng)度均有一定的影響。通常在實(shí)際的生產(chǎn)過(guò)程中，所指的游離氧化鈣主要就是指“死燒狀態(tài)”下的一次游離氧化鈣，是影響水泥安定性的最主要因素。適當(dāng)提高水泥的粉磨細(xì)度，降低熟料中游離氧化鈣的含量，并提高fCaO的水化活性等均有利于改善游離氧化鈣對(duì)安定性的影響。、熟料三氧化硫含量及強(qiáng)度間關(guān)系分別從表31和表 32中選取數(shù)據(jù)列于表38中。表38 煤粉細(xì)度與熟料中SO3含量A線B線SO3(%)煤粉細(xì)度SO3(%)煤粉細(xì)度根據(jù)表38做折線圖，如圖310，圖311。煤粉細(xì)度(%)SO3百分含量(%)圖310 A線窯煤粉細(xì)度與熟料中SO3含量SO3百分含量(%) 煤粉細(xì)度(%)圖311 B線窯煤粉細(xì)度與熟料中SO3含量從圖310和圖311中可以看出，熟料中三氧化硫的含量隨煤粉細(xì)度的增大有呈上升的趨勢(shì)。因?yàn)槭炝现腥趸虺齺?lái)源于煤外，還來(lái)源于原料，此分析不能作為理論成立，該結(jié)論不成立。煤在新型干法水泥生產(chǎn)過(guò)程中既有原料的作用，又有燃料的作用。作為原料，煤灰沉落并混合在生料中成為熟料的一部分；作為燃料，煤為分解爐的碳酸鹽分解和回轉(zhuǎn)窯內(nèi)熟料的燒成提供熱量。 煤粉的細(xì)度反應(yīng)了是在相同的粉磨條件下煤的易磨性能或者是粉磨設(shè)備對(duì)煤粉顆粒的研磨程度，通常由某一孔徑篩的篩余來(lái)表示，有時(shí)還可以通過(guò)顆粒級(jí)配的分析結(jié)果來(lái)表示。相對(duì)于同種煤粉來(lái)看，粗顆粒煤粉要比細(xì)顆粒煤粉需要較長(zhǎng)的燃燒時(shí)間，所以煤粉的細(xì)度變化將直接影響煤粉在預(yù)分解窯系統(tǒng)中的燃燒效率和窯的操作運(yùn)行條件，從而最終影響到窯系統(tǒng)的生產(chǎn)能力和熱耗。從表31和表32中選取數(shù)據(jù)列表于表39中。表39 熟料中SO3含量與其強(qiáng)度A線B線SO3(%)3天強(qiáng)度(MPa)28天強(qiáng)度(MPa)SO3(%)3天強(qiáng)度(MPa)28天強(qiáng)度(MPa)根據(jù)表39做出折線圖，如圖312，圖313，圖314和圖315。SO3含量（%）3天強(qiáng)度(MPa) 圖312 A線熟料SO3含量與其3天強(qiáng)度SO3含量（%）3天強(qiáng)度(MPa)SO3含量（%）圖313 B線熟料SO3含量與其3天強(qiáng)度SO3含量（%）28天強(qiáng)度(MPa)圖314 A線熟料SO3含量與其28天強(qiáng)度SO3含量（%）28天強(qiáng)度(MPa) 圖315 B線熟料SO3與其28天強(qiáng)度圖312中，～，A線窯3天強(qiáng)度隨三氧化硫含量增加而逐漸下降。，有3天強(qiáng)度有上升趨勢(shì)。圖313中，～，B線窯3 天強(qiáng)度急劇下降，其三天強(qiáng)度又開(kāi)始升高。圖314中，～，A線窯28天強(qiáng)度隨三氧化硫含量增加而逐漸下降。，有28天強(qiáng)度開(kāi)始上升。圖315中，～，B線窯28天強(qiáng)度是下降的，又開(kāi)始增加。從四個(gè)圖中，從定性方面看，無(wú)論是3強(qiáng)度還是28天強(qiáng)度，都是隨三氧化硫含量的增加降低，再上升。從定量方面看，～，逐漸降低，至最值；B線窯有所偏差。煤中硫含量的波動(dòng)對(duì)新型干法水泥的生產(chǎn)影響是很大的。煤灰作為原料是熟料的一部分，煤中所帶的硫直接影響到所生產(chǎn)熟料的強(qiáng)度和生料的易燒性。進(jìn)入熟料中的硫，包括燃料和原料帶入的硫等等，對(duì)于熟料的形成具有一定的強(qiáng)化作用。一方面，存在適量的硫有助于改善熟料的強(qiáng)度和生料的易燒性。根據(jù)北京地區(qū)的新型干法水泥廠普遍經(jīng)驗(yàn)可以發(fā)現(xiàn)，熟料中的三氧化硫含量在1％左右時(shí)最佳；但江西、山東等地的新型干法水泥廠的技術(shù)人員發(fā)現(xiàn)熟料的后期強(qiáng)度隨熟料中三氧化硫含量升高而下降，看似與北京地區(qū)的經(jīng)驗(yàn)矛盾，實(shí)際上是因?yàn)樵谌趸虻暮可吆髮?dǎo)致實(shí)際飽和比降低而造成的，假使保持有效飽和比不變，熟料強(qiáng)度和生料易燒性都會(huì)得到較好的改善。當(dāng)然，要是在無(wú)旁路放風(fēng)的情況下，氯、鉀、硫、鈉不斷揮發(fā)、冷凝，如果硫堿比太低則會(huì)形成以碳酸堿為主的堅(jiān)硬窯皮；如果堿和硫反應(yīng)達(dá)到平衡后還有過(guò)剩的硫存在，那么過(guò)剩的硫在窯中循環(huán)也會(huì)引起結(jié)皮，其主要成分是硫硅酸鈣（2C2S?CaSO4）和硫酸鈣形成的致密層，且很難清除。所以，控制生料中三氧化硫是十分重要的。從表31中和表32中選取關(guān)于SO3和fCaO的數(shù)據(jù)，列于表310中。表310 熟料中SO3與fCaO含量A線B線SO3(%)fCaO(%)SO3(%)fCaO(%) 根據(jù)表310做折線圖，如圖316，圖317。 SO3含量(%)fCaO百分含量(%)圖316 A線窯熟料SO3含量與fCaO含量SO3含量(%)fCaO百分含量(%)圖317 B線窯熟料SO3含量與游離氧化鈣含量在圖316中，～，其游離氧化鈣含量呈上升趨勢(shì)，又開(kāi)始下降；在圖317中，～，游離氧化鈣含量先上升，之后下降。從兩圖中可以看出，在游離氧化鈣含量下降區(qū)間內(nèi)，都是很平緩的。一定量的SO3能改善生料的易燒性，促進(jìn)游離氧化鈣的吸收。相關(guān)研究中，當(dāng)SO3含量較高時(shí)不利于硅酸三鈣的行成，使熟料中游離氧化鈣的含量升高。4 結(jié)論(1)熟料中游離氧化