【文章內容簡介】 MPa)fCaO含量(%)圖36 B線fCaO含量與熟料3天強度關系圖33，圖34，圖35，圖36中顯示了熟料三天強度、二十八天強度隨熟料中游離氧化鈣含量的變化情況。從上述四個圖中，可以看出熟料強度基本上在游離氧化鈣含量較高時均有下降的趨勢?！?，A線28天強度逐步上升至最大值58MPa,，其強度呈現(xiàn)出下降的趨勢?！?，B線28天強度也呈上升走向。在圖35中，A線熟料的3天強度隨熟料中游離氧化鈣的含量先增加，而后開始下降。圖36中，～。綜合上面四個圖可以看出水泥的抗壓強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，熟料的強度并不是隨游離氧化鈣含量的增加而急劇降低[7]。開始時其強度隨游離氧化鈣含量增加也增加，達到一最大值后強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，在此范圍內可使熟料強度達最大值。游離氧化鈣的含量要嚴格控制。游離氧化鈣發(fā)生水化反應生成氫氧化鈣時，%，從而在硬化水泥石的內部造成局部膨脹應力[8]。伴隨游離氧化鈣的含量的增加，首先是抗折、抗拉強度的降低，進而3天以后強度發(fā)生倒縮，甚至嚴重時會引起安定性不良，使水泥制品開裂變形，最終導致水泥漿體的破壞。%以下，%以下。立窯熟料中的游離氧化鈣有一部分并沒有經(jīng)過高溫死燒，這種熟料雖然強度較低，但其中游離氧化鈣的水化速度較快，對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之間的換算見附錄。表35 A線fCaO與SMfCaOSM當KH與IM分別基本相同時，隨著SM ，所得熟料的游離鈣含量測定結果見圖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關系在鋁率和石灰飽和系數(shù)相同時，～，超出此范圍后游離氧化鈣含量開始上升。硅率，又稱硅酸率，以SM或n表示是由庫爾提出的關于熟料中酸性氧化物之間關系的率值。硅率表示的是熟料中氧化硅含量與氧化鐵、氧化鋁之和的質量比，同時也表示熟料中的硅酸鹽礦物與熔劑礦物質的比例。硅率隨硅酸鹽礦物質與熔劑礦物之比的增減而增減。如果硅率過低，則熟料中硅酸鹽礦物含量太少，從而影響到熟料的強度，并且由于煅燒過程中的液相（即熔劑礦物）過多，容易結球、結圈，導致窯內的通風不好，造成窯況的不穩(wěn)，從而也造成游離氧化偏高[6]。而如果當熟料中的硅率過高時，熟料就易于粉化，則會使液相量偏少，導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)與游離氧化鈣的關系從表 31中選取鋁率與硅率基本相同時的石灰飽和系數(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KH值與fCaO關系由圖可以看出：當硅率和鋁率相同的情況下，石灰飽和系數(shù)在一定范圍內，游離氧化鈣含量會隨KH值的上升而上升，超出一定范圍后會有下降的趨勢。～。石灰飽和系數(shù)的增大，導致游離氧化鈣含量的增高是不言而喻的。石灰飽和系數(shù)，可簡寫為KH是由蘇聯(lián)學者容克和金德根據(jù)杰耳與古特曼的石灰理論極限含量提出的。他們認為，在實際生產中硅酸鹽水泥熟料中的四個主要礦物間，氧化鈣將氧化鋁全部飽和，但是唯獨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，熟料中就會產生游離氧化鈣。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。，此時形成的礦物組成為鋁酸三鈣、硅酸三鈣、鐵鋁酸四鈣，而沒有硅酸二鈣的生成。，此時形成的礦物組成為鋁酸三鈣、硅酸二鈣和鐵鋁酸四鈣，而沒有硅酸三鈣生成。石灰飽和系數(shù)過高，硅酸三鈣的含量相對較多，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含量過高，熔劑礦物少，一次風和二次風過大，窯尾溫度過高等，產生飛砂料，就會導致熟料升重低，fCaO含量亦低的不正常現(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。用轉爐渣代替粘土配料，很容易出現(xiàn)粘散料，熟料結粒不圓、不致密、升重低、fCaO低的現(xiàn)象，這是因為轉爐渣內含有一部分碳微粒，發(fā)熱量高達1500～2000千卡／千克，當與生料相混，燃燒時的溫度提高，燃燒后孔隙率大大增大，就像利用內燃法燒磚一樣，同樣溫度下，fCaO偏低，升重也低。用轉爐渣配料，升重低,fCaO也低是明顯的，但是與飛砂料不同點是飛砂不大，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，處理辦法是按照轉爐渣：砂巖=1：1配料。窯速過慢、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，從表31中選取硅率和石灰飽和系數(shù)基本相同時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量比由鋁率來表示，同時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。，鋁率和礦物組成關系的表達式是： SM值fCaO百分含量(%)圖39 A窖KH值、SM值基本相同時IM與fCaO 值關系式中C3A、C4AF——分別是熟料中各該礦物的質量百分數(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程中液相的粘度。IM值過高時，熟料液相的黏度增大，生料難燒，不利于擴散吸收其中的游離氧化鈣，最終導致游離氧化鈣偏高；IM值過低時，液相的黏度過小，物料的燒結范圍變窄，煅燒溫度更是不易控制；溫度低時會造成物料預燒不夠；溫度控制高時容易燒流結大塊，導致窯況的不易穩(wěn)定，最終也會導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。其特點是fCaO結構疏松多孔，遇水反應快，但是并不影響水泥安定性。不過會導致C3S、C2S含量下降，強度下降，影響質量。 　　(2)一次fCaO 因生料過粗、配料不當(高KH)、煅燒不良、混合不均，尚有與酸性氧化物未反應而殘留的CaO，經(jīng)過1400～1450℃高溫煅燒后呈“死燒狀態(tài)”，即所謂的一次游離氧化鈣。其結構致密，晶體一般達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，且受雜質離子的影響，使生成氫氧化鈣的反應很慢，通常要在加水3天以后才反應明顯，在水泥混凝土硬化較長一段時間后才水化完全。當這種游離氧化鈣與水作用生成氫氧化鈣時，%，在已水化水泥石的內部造成局部的膨脹應力。因為熟料中的fCaO往往以成堆形式聚集，所以隨著fCaO含量的增加，會在水泥石內部產生不均勻的膨脹，嚴重時有時甚至會引起安定性的不良，最終導致水泥制品開裂或變形、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，結構不穩(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。因為氧化鈣化合后又游離出來，故稱之為二次游離氧化鈣。這種游離氧化鈣也經(jīng)過了高溫的煅燒，并分散在熟料礦物中，水化速度較慢。其對水泥的安定性和強度均有一定的影響。通常在實際的生產過程中，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。適當提高水泥的粉磨細度，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安定性的影響。、熟料三氧化硫含量及強度間關系分別從表31和表 32中選取數(shù)據(jù)列于表38中。表38 煤粉細度與熟料中SO3含量A線B線SO3(%)煤粉細度SO3(%)煤粉細度根據(jù)表38做折線圖，如圖310，圖311。煤粉細度(%)SO3百分含量(%)圖310 A線窯煤粉細度與熟料中SO3含量SO3百分含量(%) 煤粉細度(%)圖311 B線窯煤粉細度與熟料中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度的增大有呈上升的趨勢。因為熟料中三氧化硫除來源于煤外，還來源于原料，此分析不能作為理論成立，該結論不成立。煤在新型干法水泥生產過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窯內熟料的燒成提供熱量。 煤粉的細度反應了是在相同的粉磨條件下煤的易磨性能或者是粉磨設備對煤粉顆粒的研磨程度，通常由某一孔徑篩的篩余來表示，有時還可以通過顆粒級配的分析結果來表示。相對于同種煤粉來看，粗顆粒煤粉要比細顆粒煤粉需要較長的燃燒時間，所以煤粉的細度變化將直接影響煤粉在預分解窯系統(tǒng)中的燃燒效率和窯的操作運行條件，從而最終影響到窯系統(tǒng)的生產能力和熱耗。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含量與其強度A線B線SO3(%)3天強度(MPa)28天強度(MPa)SO3(%)3天強度(MPa)28天強度(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天強度(MPa) 圖312 A線熟料SO3含量與其3天強度SO3含量（%）3天強度(MPa)SO3含量（%）圖313 B線熟料SO3含量與其3天強度SO3含量（%）28天強度(MPa)圖314 A線熟料SO3含量與其28天強度SO3含量（%）28天強度(MPa) 圖315 B線熟料SO3與其28天強度圖312中，～，A線窯3天強度隨三氧化硫含量增加而逐漸下降。，有3天強度有上升趨勢。圖313中，～，B線窯3 天強度急劇下降，其三天強度又開始升高。圖314中，～，A線窯28天強度隨三氧化硫含量增加而逐漸下降。，有28天強度開始上升。圖315中，～，B線窯28天強度是下降的，又開始增加。從四個圖中，從定性方面看，無論是3強度還是28天強度，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。煤中硫含量的波動對新型干法水泥的生產影響是很大的。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熟料的強度和生料的易燒性。進入熟料中的硫，包括燃料和原料帶入的硫等等，對于熟料的形成具有一定的強化作用。一方面，存在適量的硫有助于改善熟料的強度和生料的易燒性。根據(jù)北京地區(qū)的新型干法水泥廠普遍經(jīng)驗可以發(fā)現(xiàn)，熟料中的三氧化硫含量在1％左右時最佳；但江西、山東等地的新型干法水泥廠的技術人員發(fā)現(xiàn)熟料的后期強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)驗矛盾，實際上是因為在三氧化硫的含量升高后導致實際飽和比降低而造成的，假使保持有效飽和比不變，熟料強度和生料易燒性都會得到較好的改善。當然，要是在無旁路放風的情況下，氯、鉀、硫、鈉不斷揮發(fā)、冷凝，如果硫堿比太低則會形成以碳酸堿為主的堅硬窯皮；如果堿和硫反應達到平衡后還有過剩的硫存在，那么過剩的硫在窯中循環(huán)也會引起結皮，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，又開始下降；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，都是很平緩的。一定量的SO3能改善生料的易燒性，促進游離氧化鈣的吸收。相關研究中，當SO3含量較高時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 結論(1)熟料中游離氧化