硅酸鹽水泥熟料的質量控制

　　提高熟料質量是確保水泥質量的基礎，熟料質量的優(yōu)劣與均勻程度，直接決定水泥質量的好壞與可靠程度。因此，熟料的質量控制是水泥生產質量管理環(huán)節(jié)中極為重要的一環(huán)。水泥熟料的質量控制在不同生產丁藝、煅燒設備條件下也不一樣?；剞D窯生產，除常規(guī)化學全分析、物理檢驗和控制游離氧化鈣外，一般還要控制燒成帶的溫度、窯尾廢氣溫度及各點負壓，同時還要控制熟料的堆積密度，有的廠還進行巖相結構的檢驗和控制；而立窯生產，熟料在出窯后均經破碎處理，除常規(guī)控制外，有時也控制其堆積密度。所以，控制項目的多少，應視生產工藝條件具體確定。一般熟料質量控制項目有：熟料化學成分(包括KH、SM、IM三個率值)、燒失量、游離氧化鈣、游離氧化鎂、安定性以及強度等物理性能。
　　1.熟料的控制指標及檢測方法
　　1．1 熟料的化學成分
　　對熟料化學成分的控制，目的在于檢驗其礦物組成是否符合配料沒計的要求，從而判斷前道工序的工藝狀況和熟料質量，并作為調整前道工序的依據。
　　水泥熟料中各氧化物之間的不同比例，決定著熟料中各種礦物組成的差異，以及由此影響到熟料本身的物理性能特點和其煅燒的難易程度，我國通常用石灰飽和系數(shù)(KH值)、硅率(n)和鋁率(P)來表示熟料中各氧化物含量之間的關系。熟料的三個率值，應根據各廠原料成分，上藝條件，技術水平以及生產水泥的品種、標號、季節(jié)等因素來綜合考慮，合理進行選擇以保證熟料的質量。一般情況下，生產條件不發(fā)生變化。游離氧化鈣相同時，熟料強度隨KH值和C3S含量增大而提高。當熟料化學成分一定時，其強度隨游離氧化鈣增加而降低，增大熟料小KH值，熟料中游離氧化鈣也會隨之上升。所以，對熟料KH值的控制是非常重要的，控制KH值應考慮以下幾個方面的因素：
　　1．采用礦化劑尤其是復合礦化劑時，Ktt值可略高些。一般情況下，摻復合礦化劑的冊值比單摻時高0．02～0．04，單摻比不摻礦化劑時可高0．01～0．03。
　　2．原料易燒性好，生料質量比較均勻且粗顆粒少時，KH值控制指標可略高，反之應低一些。
　　3．生料n低時，KH值可高些，反之應低些。
　　4．煅燒工藝穩(wěn)定，操作人員素質好時，KH值可略高，反之應降低。
　　5．夏季生產時KH值可略高于冬季。
　　KH值控制范圍為目標值+0．02；濕法回轉窯及日產2 000t以上的預分解窯的KH值合格率應≥80％，其他窯型的KH值合格率)70％；KH的標準偏差按回轉窯、立窯的不同分別控制在不大于0．020和不大于0．030之內。
　　熟料的n和P值也應合理、穩(wěn)定，盡量減小波動。一般而言，n和P值的控制范圍為目標值+0．10，合格率≥85％。
　　率值合格率和飽和系數(shù)標準偏差各窯以日為單位(分班作分析，先以算術平均法求出率值日平均)，按月統(tǒng)計，然后按窯月產量加權計算總平均值。
　　出窯熟料化學成分的測定，應進行連續(xù)取樣，取樣要具有代表性，每天測定一次。
　　2.游離氧化鈣
　　2.1游離氧化鈣含量
　　游離氧化鈣是熟料中沒有參加化學反應，而是以游離態(tài)存在的氧化鈣。熟料在燒成時殘留的死燒游離氧化鈣水化很慢，要在水泥水化、硬化并形成一定強度后才開始水化，由于體積不均勻膨脹，會致使水泥石強度下降、開裂甚至崩潰，造成水泥安定性不良。所以控制熟料中f-CaO的含量是十分重要的。通過f-CaO的含量分析，可以對煅燒精況和熟料質量進行判斷。
　　立窯水泥熟料中的游離氧化鈣主要有下述三種形式：
　?、偾窡坞x氧化鈣。只存在于經受1100-1 200℃煅燒的牛燒料球中，石灰石分解產生的游離氧化鈣叫欠燒游離氧化鈣。因其輕燒，結構疏松，遇水很快消解，對水泥石的安定性無大影響。
　?、谝淮斡坞x氧化鈣。已經受燒成溫度煅燒，但未化合成熟料礦物，遇水消解緩慢，在硬化的水泥石中，水化成氫氧化鈣，體積膨脹達97．9％，嚴重影響水泥的安定性。正常熟料中形成一次游離氧化鈣的主要原因是：生料配料不當，石灰飽和系數(shù)過高，熔劑礦物少，生料粒度太粗，或生料均勻性差。
　?、鄱斡坞x氧化鈣。在還原氣氛中，氧化鐵被還原為氧化亞鐵，如熟料冷卻緩慢，則Fe2+促使硅酸三鈣分解為硅酸二鈣和游離氧化鈣。如果包裹在熟料礦物中，則水化十分緩慢。
　　綜上所述，影響水泥安定性的主要成分是一次和二次游離氧化鈣。為了保證水泥的質量，并判斷生料配料和燒成工藝是否適宜，應及時測定熟料中游離氧化鈣的含量。
　　從理論上講，熟料中f-CaO越低越好。因為隨著f-CaO含量的增加，熟料強度會明顯下降，安定性合格率也會大幅度下降。所以，在確定f-CaO的控制指標時，企業(yè)應綜合考慮本廠的生產工藝、原燃材料、設備、操作水平等因素，確定一個既經濟又合理的指標。
　　熟料中f-CaO含量是水泥生產中較難控制而又對水泥質量影響很大的因素。在生產中造成f-CaO含量高有諸多原因：
　　(1)配料不當，KH過高；
　　(2)煤與生料配比不均勻、不準確，煤質波動大或煤粒過粗；
　　(3)窯生料Tcaco．合格率太低或生料過粗，窯內煅燒不完全
　　(4)熱工制度不穩(wěn)定，卸料太快或偏火漏生
　　(5)料冷卻慢，產生二次f-CaO。如熟料出窯時f-CaO含量過高，安定性不合格，可采取以下措施盡可能減小f-CaO對強度和安定性的影響：
　　(1)熟料出窯時噴灑少量水；
　　(2)加入少量的高活性混合材制備水泥；
　　(3)調整水泥的粉磨細度；
　　(4)適當延長熟料的堆放時間