镁MgO对水泥熟料煅烧的影响

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高镁石原料对煅烧质量带来的影响与对策措施

高镁石原料对煅烧质量带来的影响与对策措施

高镁石原料对煅烧质量带来的影响与对策措施水泥熟料主要成分是CaO、SiO2、Al2O3、Fe2O3等四种化合物,次要成分为MgO、R2O、SO3等化合物,其中MgO含量允许达到5%,是次要成分中含量最多的一种。

江西永丰南方水泥有限公司是中国建材南方水泥(集团)公司在江西省吉安市永丰县陶唐乡投资新建的一条5000t/d新型干法水泥生产线,于2010年6月28日竣工投产。

其石灰石矿山质量(CaO:45~52.80%、MgO:1.00~7.00%、SiO2:0.50~4.00%)差异性波动大,石灰石原料品质主要表现在高镁、高硅、低钙石,通过矿山开采的精细化管理,多点搭配装车进厂等措施,才能满足水泥熟料生产用原料的基本要求。

1水泥原料中的MgO(1)水泥生产中,生料中的MgO主要来源于石灰石中的镁质矿物,这些矿物主要以硅酸镁、白云石、菱镁矿、铁白云石等不同类型存在。

(2)石灰石中MgO的含量对熟料强度有一定的影响,总的趋势是石灰石中MgO含量越高,则熟料强度越低。

根据试验研究,镁质矿物中MgCO3的分解温度为660~700℃,白云石Mg(CO3)2的分解温度为800℃,而石灰石中CaCO3分解温度接近900℃。

在水泥熟料生产过程中,MgO较CaO先形成。

2 MgO对熟料煅烧的影响(1)熟料煅烧时,生料中MgO:2.50%~3.00%和熟料矿物结合成固熔体,此类固熔体甚多,例如:CaO•MgO•SiO2、2CaO•MgO•SiO2、2CaO•MgO•2SiO2、3CaO•MgO•2SiO、7CaO•MgO•2Al2O3、3CaO•MgO•2Al2O3、MgO•Al2O3、MgO•Fe2O3以及C3MS2等,此类化合物的稳定温度在1200~1350℃,同时它还可能含有一些微量元素。

(2)在温度超过1400℃以上时,MgO的化合物会分解,且从熔融物中结晶出来。

(3)当熟料中含有少量细小方镁石晶格的MgO时,它能降低熟料液相生成温度,增加液相数量,降低液相粘度,增加液相表面张力,有利于熟料形成和结粒,也有利于C3S 的生成,还能改善熟料色泽。

生料成分对熟料煅烧的影响

生料成分对熟料煅烧的影响

生料成分对熟料煅烧的影响生料成分对熟料煅烧的影响一硅酸盐水泥熟料的组成1. 化学组成及矿物组成硅酸盐水泥熟料中的主要化学成分是CaO,SiO2,Al2O3,Fe2O3四种氧化物,其总和通常占熟料总量的95%以上。

此外还有少量的其他氧化物,如:MgO,SO3,Na2O,K2O,TiO2,P2O5等,它们的总量通常占熟料的5%以下。

硅酸盐水泥熟料中各主要氧化物的波动范围一般为:CaO(62%~67%),SiO2(20%~24), Al2O3(4%~7%), Fe2O3(2.5%~6%).硅酸盐水泥熟料中的四种主要矿物:C3S(45%~65%), C2S(15%~32%), C3A(4%~11%),C4AF(10%~18%)。

另外,还有少量的游离氧化钙,方镁石,含碱矿物以及玻璃体等。

通常,熟料中硅酸三钙和硅酸二钙的含量为75%左右,合称为硅酸盐矿物,它们是熟料中的主要组分,铝酸三钙和铁铝酸四钙含量占22%左右。

在煅烧过程中,它们与氧化镁,碱等在1250~1280度开始,会逐渐熔融成液相以促进硅酸三钙的顺利形成,因而把它们称之为溶剂型矿物。

硅酸盐矿物和溶剂型矿物在熟料中占总量的95%左右。

2.化学成分与矿物组成间的关系熟料中的主要矿物均由各主要氧化物经高温煅烧化合而成,熟料矿物组成取决于化学组成,控制合适的熟料化学成分是获得优质水泥熟料的中心环节,根据熟料的化学成分也可以推测出熟料中各种矿物的相对含量高低。

(一)CaOCaO是水泥熟料中的最重要的化学成分,它能与SiO2,Al2O3,Fe2O3经过一系列复杂的反应过程生成C3S, C2S, C3A C4AF等矿物,适量增加熟料氧化钙含量有利于提高硅酸三钙含量。

但并不是说氧化钙越高越好,因氧化钙过多易造成反应不完全而增加未化合的氧化钙(即游离氧化钙)的含量,从而影响水泥的安定性如果熟料中氧化钙过低,则生成硅酸三钙太少,硅酸二钙却相应增加。

会降低水泥的胶凝性。

氧化镁对熟料影响

氧化镁对熟料影响

氧化镁对硅酸盐熟料的影响罗魁元韶峰水泥集团公司拥有Φ3.0m×145m华新窑一台,Φ4.0/3.5/4.0m×145m湘乡窑三台及Φ4.0m×43m窑外分解窑一台,规模为年产水泥202万t,生产工艺条件完善,原燃材料质量比较稳定。

通过多年对公司湿法回转窑熟料质量的探讨、总结发现:硅酸盐熟料中MgO含量在2.0%以下较合理;在2.0%~2.6%时,熟料强度呈无规律波动;而在3.0%左右时,熟料强度大多呈下降趋势。

本文就MgO对熟料的烧成、晶体结构及强度的影响作探讨分析。

1 熟料MgO含量与强度的关系本公司1988~1994年的熟料MgO含量在1.7%~3.0%的范围内,不同MgO含量的数据较齐全,而且生产工艺条件和原燃材料基本上一致,故统计分析此期间各月熟料MgO 含量和强度的数据以寻找二者的对应关系,结果见表1。

从表中看出,前三组MgO含量差别不大,熟料强度仍有差别。

表1 1988~1994年熟料MgO和强度数据分组统计结果2 高镁对熟料的烧成、晶体结构及强度影响的探讨2.1 高镁对熟料烧成的影响高镁熟料煅烧时的主要特征是:煅烧温度降低,并可明显看出火色亮度较平时弱。

据资料介绍,MgO在煅烧中与硫碱等组分组合,最低共熔点为1 250~1 280℃,较C3S-C2S-C3A-C4AF系统中的最低共熔点1 338℃低70℃左右。

MgO在熟料烧成时起助溶作用,并降低液相粘度。

由于高镁熟料增加了1%以上的MgO,若保持煅烧温度不变,则容易导致液相过多而出现结大块或结圈现象,因此,看火工不得不减煤来适当降低高镁熟料的煅烧温度。

从高镁熟料的岩相检测中很少发现B矿晶体有高温煅烧下的双晶条纹特征也证明了高镁熟料烧成温度降低。

因此,虽然高镁熟料能降低液相的出现温度并增加液相量,降低饱和液相的表面张力,有利于熟料烧成的一面;但由于高镁熟料煅烧温度较正常低,热动力不足,固相反应较为缓慢,也有不利于fCaO的吸收和晶体发育的另一面。

混凝土中掺入氧化镁的影响原理

混凝土中掺入氧化镁的影响原理

混凝土中掺入氧化镁的影响原理混凝土是建筑工程中常用的材料之一,其主要成分为水泥、砂、石等,具有良好的耐久性和承载能力。

近年来,人们对混凝土进行了一系列的改进和研究,其中掺入氧化镁是一种常见的方法,可以提高混凝土的性能和使用寿命。

下面将从氧化镁的物理化学性质、混凝土的组成结构、混凝土中掺入氧化镁的作用机理等方面详细介绍混凝土中掺入氧化镁的影响原理。

一、氧化镁的物理化学性质氧化镁是一种化学式为MgO的无机化合物,其化学性质稳定,不溶于水,但能够与酸反应生成盐和水。

氧化镁具有高熔点、高硬度、高电导率等特点,是一种重要的电绝缘材料和高温材料。

氧化镁在混凝土中的应用主要是利用其化学反应、物理效应等特性,改善混凝土的性能和使用寿命。

二、混凝土的组成结构混凝土是由水泥、砂、石等材料以一定比例混合制成的一种人造材料,具有压缩强度、抗拉强度、耐久性等良好的性能。

混凝土的结构主要由水泥基质、砂石骨料、孔隙结构等组成。

其中,水泥基质是混凝土的主要强度来源,砂石骨料是其主要承载构件,孔隙结构则影响混凝土的密度、抗渗性等性能。

三、混凝土中掺入氧化镁的作用机理1.改善水泥基质的性能水泥基质是混凝土的主要强度来源,其中主要成分为水泥熟料和水。

在混凝土中掺入一定比例的氧化镁可以改善水泥基质的性能,使其具有更好的抗压、抗弯强度和耐久性。

这是因为氧化镁与水泥熟料反应生成硬质钙镁水泥,其抗压、抗弯强度和耐久性均优于传统的硅酸盐水泥。

此外,氧化镁还能够吸收水泥基质中的游离氢氧根离子,减少空隙和孔隙的存在,提高水泥基质的密实度和抗渗性。

2.优化砂石骨料的结构砂石骨料是混凝土的主要承载构件,其大小、形状、表面性质等因素会影响混凝土的力学性能和耐久性。

混凝土中掺入适量的氧化镁可以优化砂石骨料的结构,使其具有更好的力学性能和稳定性。

这是因为氧化镁能够与砂石骨料表面的游离氢氧根离子反应生成氢氧根离子,从而中和骨料表面的酸性物质,减少骨料表面的活性位点,增加骨料表面的亲水性和胶凝性,提高混凝土中砂石骨料的密实度和稳定性。

氧化镁对水泥熟料煅烧和水泥水化的影响

氧化镁对水泥熟料煅烧和水泥水化的影响

氧化镁对水泥熟料煅烧和水泥水化的影响摘要:随着现代水泥行业的快速发展,对水泥生产各工序质量也提出更高的要求。

水泥熟料煅烧和水泥水化受氧化镁的影响十分显著。

为了能够让水泥熟料煅烧的效率得到相应的提升,需要对其整体的性质进行全面的分析。

本文将对水泥水化、水泥熟料股烧中氧化镁的影响进行探析,并提出水泥熟料生产中的相关建议。

关键词:水泥水化;水泥;熟料股烧;氧化镁;影响在进行水泥熟料的煅烧过程中,常会受到诸多因素的影响。

为了能够让水泥水化受氧化镁的影响逐步降低,首先要对其各种影响因素进行整体性的分析,同时还要采用多种不同方式降低氧化镁的影响率,让水泥熟料煅烧的效率得到全面性的提升。

一、水泥熟料煅烧受氧化镁的影响分析1、液相粘度与液相量受氧化镁的影响在股烧水泥熟料中,由于氧化镁本身表现出较弱的碱性,其会使1A2O3出现离解现象,此时液相粘度便会呈现降低趋势,离子移动性能在该趋势下不断增强,促使C3S产生。

而对于液相量,其一般会在氧化镁含量不同下发生一定变化。

从实际股烧熟料过程看,由于C涯F与C3S晶格中有氧化镁融人,此时液相颜色将由橄榄绿色取代原有的棕黑色,假若氧化镁含量超出C涯F与C3S的固溶能力,此时便会以方镁石晶体形式呈现出来。

假若氧化镁在熟料中的含量超过20%,其意味有较多eFZO3被加入熟料中,此时烧结范围将不断变窄,结大球、结圈等一系列问题都会在窑内出现,烧成系统将难以可靠运行。

2、氧化镁对烧成温度影响在物料加热的过程中,我们需要考虑加热过程中组分所表现出来的液相温度。

这个温度称之为最低共熔温度。

当这个温度处于1250~1350℃之间时,氧化镁将产生比较多的过渡矿物。

如果温度达到1400℃,镁化合物将会被分解。

分解之后的液相里面将会出现MgO,并且液相的温度也会被降低以及总液相的含量也会增加。

综上所述,在熟料煅烧的过程中,氧化镁的主要作用是辅助共熔,并且对熟料煅烧的温度进行控制。

以此来保障熟料煅烧的质量。

熟料中MgO对熟料质量的影响

熟料中MgO对熟料质量的影响

3 Mg 对 水 泥 和 熟 料 安 定 性 的 影 响 O
Mg 与 S O 、 A1O F 的 化 学 亲 和 力 小 , O i . 、 e03 2 因 而在 熟 料 煅烧 过 程 中一 般 不 与 其 它 氧化 物 起 化
学 反 应 生 成 有用 矿 物 。只 有 一 部 份会 与熟 料 矿 物
实 现 玻 纤 作 为 增 强 材 料 性 能 的 优 化 和 提 升 .拓 宽 应 用 领域 。如 正 在 拟 定 利用 武 汉 理 工 大 学 在 复 合 材 料 方 面 的优 势 和 玻 纤 公 司生 产 碳 纤 预 浸 料 及 各 种 碳 纤 维 编 织 布 的 优 势 ,走 产 、 学 、研 相 结 合 的 路 子 ,联 合 开 发 市 场 前 景 好 、 效 益 高 的 碳 纤 维 复 合材 料 制 品 、热塑性 塑 料及 其制 品 。
产 至 今 1年 多 的 熟 料 质 量 进 行 了 统均 能 满 足 要 求 , 只 是 当 Mg 含 量 超 过 2 O %
时 ,其 质 量 就 明 显 下 降 。
绍 ,Mg 在 煅 烧 中 与 硫 碱 等 组 分 组 合 , 最 低 共 熔 O
点 为 12 0 8 ℃ , 比 CS CS C — F系 统 5 ~12 0 — 2— C 的 最 低 共 溶 点 13 8 低 7  ̄ 3 ℃ 0c ̄ t。 可 见 Mg 在 “ O
企 业 。 在 这 些 石 灰 石 中 夹 杂 了 一 部 份 Mg 含 量 高 O 达 2%的 高镁 石 灰 石 ,在生 产 过 程 中 由于 开采 搭 5
从 表 1数 据 可 以 看 出 , 在 熟 料 三 率 值 不 变 的
情 况 下 ,熟 料 强 度 与 Mg O含 量 呈 反 比 。 而 当 Mg O 含 量 大 于 1 % 时 就 呈 下 降 趋 势 , 当 Mg 含 量 大 . 5 O 于 2 %时 ,熟 料 强 度 下 降 较 为 明 显 , 约 1 2 a ~ MP 。

矿化剂对熟料煅烧和质量的影响

矿化剂对熟料煅烧和质量的影响

矿化剂的分类:矿化剂:能改善水泥生料的易烧性,加速熟料矿物形成的少量外加剂。

助熔剂:能降低液相出现温度的少量外加剂。

氟化钙的影响:其它组分的影响:萤石、石膏复合矿化剂:掺氟硫复合矿化剂,形成熟料矿物的影响因素较多:熟料组成、CaF2/SO3的比值、烧成温度的高低。

(1)多采用高饱和系数、低硅率和高铝率配料。

(2)石膏掺量,以熟料中SO3=1.0~1.5%为宜;萤石掺量,以熟料中CaF2=0.4~0.8%为宜;CaF2/SO3=0.35~0.6%为宜。

(3)降低液相出现的温度,降低液相粘度,使A矿形成温度降低150~200℃,促进A矿形成。

有时出现不正常凝结现象:CaF2/SO3比偏高,煅烧温度偏低,KH偏低,IM偏高,窑内出现还原气氛,形成较多的C11A7·CaF2,若所加石膏不足以阻止其迅速水化,就会发生闪凝。

CaF2/SO3比偏高,煅烧温度过高,KH偏高,IM偏低,形成C6AF2,C3A少;C6AF2和氟固溶在C3S中,减缓C3S的水化,从而慢凝。

碱:(1)降低液相出现的温度,增加液相量,起助熔作用;(2)增加液相粘度,液相中质点扩散困难,烧结后料散;当有矿化剂时,R2O转变为R2SO4,液相粘度下降;(3)粘附在旋风预热器上形成结皮,严重时堵塞卸料管,影响窑正常生产;(4)取代CaO形成KC23S12、NC8A3等无胶凝性含碱化合物,析出CaO,使C2S难以再吸收CaO形成C3S,增加fCaO含量,C3S发育差,影响28天强度;当有矿化剂时,可促使含碱矿物分解;(5)水泥中含碱量高,易生成钾石膏(K2SO4·CaSO4·H2O),使水泥快凝;(6)在混凝土中,水泥中的碱能与活性集料发生“碱集料反应” ,使混凝土膨胀破坏;(7)碱还能使混凝土表面起霜(白斑)。

氧化钙:(1)降低熟料烧成温度,增加液相量,降低液相粘度,具有助熔作用;(2)主要固溶于铁相,能改善水泥色泽;(3)MgO过多,形成游离方镁石结晶,影响水泥的安定性。

氧化镁对熟料影响

氧化镁对熟料影响

氧化镁对硅酸盐熟料的影响罗魁元韶峰水泥集团公司拥有Φ3.0m×145m华新窑一台,Φ4.0/3.5/4.0m×145m湘乡窑三台及Φ4.0m×43m窑外分解窑一台,规模为年产水泥202万t,生产工艺条件完善,原燃材料质量比较稳定。

通过多年对公司湿法回转窑熟料质量的探讨、总结发现:硅酸盐熟料中MgO含量在2.0%以下较合理;在2.0%~2.6%时,熟料强度呈无规律波动;而在3.0%左右时,熟料强度大多呈下降趋势。

本文就MgO对熟料的烧成、晶体结构及强度的影响作探讨分析。

1 熟料MgO含量与强度的关系本公司1988~1994年的熟料MgO含量在1.7%~3.0%的范围内,不同MgO含量的数据较齐全,而且生产工艺条件和原燃材料基本上一致,故统计分析此期间各月熟料MgO 含量和强度的数据以寻找二者的对应关系,结果见表1。

从表中看出,前三组MgO含量差别不大,熟料强度仍有差别。

表1 1988~1994年熟料MgO和强度数据分组统计结果2 高镁对熟料的烧成、晶体结构及强度影响的探讨2.1 高镁对熟料烧成的影响高镁熟料煅烧时的主要特征是:煅烧温度降低,并可明显看出火色亮度较平时弱。

据资料介绍,MgO在煅烧中与硫碱等组分组合,最低共熔点为1 250~1 280℃,较C3S-C2S-C3A-C4AF系统中的最低共熔点1 338℃低70℃左右。

MgO在熟料烧成时起助溶作用,并降低液相粘度。

由于高镁熟料增加了1%以上的MgO,若保持煅烧温度不变,则容易导致液相过多而出现结大块或结圈现象,因此,看火工不得不减煤来适当降低高镁熟料的煅烧温度。

从高镁熟料的岩相检测中很少发现B矿晶体有高温煅烧下的双晶条纹特征也证明了高镁熟料烧成温度降低。

因此,虽然高镁熟料能降低液相的出现温度并增加液相量,降低饱和液相的表面张力,有利于熟料烧成的一面;但由于高镁熟料煅烧温度较正常低,热动力不足,固相反应较为缓慢,也有不利于fCaO的吸收和晶体发育的另一面。

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MgO镁对水泥熟料煅烧的影响(2011-01-04 00:00:00)Mg镁对水泥熟料煅烧的影响水泥熟料主要成份是CaO、SiO2、Al2O3、Fe2O3等四种化合物,次要成份为MgO、R 2O、SO3等化合物,而其中MgO含量允许达到5%,是次要成份中含量最多的一种。

通常人们认为MgO影响水泥产品的安定性,规定了限制值,但实际上MgO 在一定程度影响着熟料的煅烧,这种情况往往被忽视。

现根据国内外的研究成果及工厂生产实践,讨论MgO对熟料煅烧及其产品性能的影响,供有关技术人员参考。

1、水泥原料中镁MgO水泥生产中,生料中的MgO主要来源于石灰石中的镁质矿物,这些矿物主要以硅酸镁、白云石、菱镁矿、铁白云石等不同类型存在。

当石灰石中MgO以硅酸镁形式存在时,可获得均匀分布和细小(1~5μm)的方镁石晶体,而以白云石或菱镁矿形式存在时,易生成粗大(25~30μm)的方镁石晶体。

我院曾对不同年代所形成的石灰石中MgO含量对熟料强度的影响进行了测试,发现石灰石中MgO的含量对熟料强度有一定的影响,总的趋势是石灰石中MgO含量越高,则熟料强度越低。

根据试验研究,镁质矿物中MgCO3的分解温度为660~700℃,白云石Mg(CO3)2的分解温度为800℃,而石灰石中CaCO3分解温度接近900℃。

在水泥熟料生产过程中,MgO较CaO先形成。

2、Mg镁对熟料煅烧的影响熟料煅烧时,约有2%的MgO和熟料矿物结合成固熔体,此类固熔体甚多,例如CaO·MgO·SiO2、2CaO·MgO·SiO2、2CaO·MgO·2SiO2、3CaO·MgO·2SiO、7CaO·MgO·2Al2O3、3CaO·MgO·2Al2O3、MgO·Al2O3、MgO·Fe2O3以及C3MS2等,此类化合物的稳定温度在1200~1350℃,同时它还可能含有一些微量元素。

在温度超过1400℃以上时,MgO的化合物会分解,且从熔融物中结晶出来。

当熟料中含有少量细小方镁石晶格的MgO时,它能降低熟料液相生成温度,增加液相数量,降低液相粘度,增加液相表面张力,有利于熟料形成和结粒,也有利于C3S的生成,还能改善熟料色泽。

粗大方镁石晶体的MgO超过2%时,则易形成方镁石晶体,导致熟料安定性不良。

而当氧化镁含量过高时,则易生成大块、结圈和结厚窑皮,以及表面呈液相的熟料颗粒,此类熟料易损坏篦冷机篦板。

3、Mg镁对熟料结粒的影响3.1 影响熟料结粒的因素窑内熟料颗粒是在液相(有些资料称熔体)作用下形成的,液相在晶体外形成毛细管桥。

液相毛细管桥起到两个作用:一是使颗粒结合在一起,另一作用是作为中间介质,使CaO和C2S在熔融态内扩散生成C3S,颗粒的强度取决于毛细管桥的强度,桥的强度即连接颗粒的力随液相表面张力和颗粒直径的降低而增加。

毛细管桥的数量又和颗粒直径的平方根成反比。

要结好粒,必须有足够的液相,并要求颗粒在液相内分布均匀,形成较高的表面张力,较低的液相粘度,适宜的结粒时间和温度等。

3.2 Mg镁对液相性质的影响3.2.1 液相量熟料液相量太少不易结粒,太多易结成致密的大块熟料。

液相量与液相中所含的Al2O3、Fe2O3、K2O、Na2O、MgO含量有关。

从近年来国外发表的液相量计算公式中,MgO的系数得以提高,说明MgO对液相量有较大的影响,与Fe2O3的系数接近。

其计算公式为:1400℃时液相量L=3.0Al2O3+2.25Fe2O3+K2O+Na2O+MgO液相量在25~28%时,对结粒最有利。

当MgO含量超过2%以上的值乘以系数1.5。

3.2.2 液相表面张力液相表面张力是液相的重要性质,与结粒有着直接的关系。

液相表面张力增大易结粒,熟料颗粒的大小与液相表面张力呈良好的线性关系(见图1)。

图1 回转窑内熟料最终尺寸与液相表面张力的关系液相的表面张力与元素外层电子的负电性有关(见图2),有些元素如K、Cl、S的表面张力值较低,不利于结粒;而Mg、Al等元素的表面张力值较高,有利于结粒。

图2 液相粘度和表面张力的影响3.2.3 液相粘度不同成分熟料的液相粘度值是不同的,一般说来液相粘度值减少,有利于CaO和C2S在液相内扩散生成C3S,也易结粒,液相粘度与温度有关,随温度上升而下降。

几种元素共存的液相粘度值并非单元素的液相粘度值的叠加。

近年来,国内一些单位相继发表了MgO、R2O、SO3对结皮和结粒有较大影响的报导。

为解释此现象,现将MgO-R2O-SO3复合存在时液相等粘度线示于图3。

从图3来看,R2O含量增加,粘度值增加较大,不利于结粒;SO3含量增加,粘度值降低,但SO3的粘度值较R2O低得多,因此SO3存在时结粒有所改善;若R2O、SO3均存在时,MgO含量增加,液相粘度值大大降低,有利于结粒。

图3 MgO-R2O-SO3复合存在时液相等粘度线液相的粘度与元素外层电子的负电性有关,液相粘度按它们碱性降低的次序(K -Na-Ca-Mg)逐渐降低,MgO仅对液相粘度有适当的下降(见图2)从一些实验来看,在煅烧的熟料成份中,适量加入Mg2+、SO32-、K-等离子后,熟料的液相表面张力和粘度均发生变化。

Ocoknh所进行的研究表明,熟料在1450℃含25~35%液相时,粘度为0.16Pa.S,表面张力0.58N/m,加入MgO等化合物后的液相表面张力和液相粘度均发生变化,影响着熟料的结粒(见表1)。

此外,除MgO含量对液相表面张力和液相粘度有影响外,还需考虑液相内其他成份的因素。

表1 一些氧化物对液相粘度和表面张力的影响4、MgO对熟料强度的影响MgO存在于熟料内,会影响CaO的数量,因而MgO在一定程度影响熟料的强度。

为缓和MgO对熟料强度的影响,在水泥熟料生产中,应尽量提高石灰饱和系数KH和硅酸率SM值,相应提高C3S和C2S的含量,以提高熟料的强度。

5、MgO对产品安定性的影响在硅酸盐水泥熟料中,MgO的固熔体总量可达2%,多余的MgO即结晶出来呈游离状方镁石,就会产生有害作用。

熟料中方镁石晶体的生成速度与镁矿物的分解温度有关,分解温度越低,晶体生长的机遇越大。

总的说来,白云石等高镁原料分解温度较高,易生成大晶格的MgO。

方镁石结晶大小随冷却速度不同而变化,快冷时结晶细小,方镁石水化缓慢,要几个月甚至几年才明显起来,水化生成Mg(OH)2时,体积膨胀148%,导致安定性不良。

方镁石膨胀的严重程度与其含量、晶体尺寸等都有关系,方镁石晶体小于1μm且含量为5%时,只引起轻微膨胀,方镁石晶体为5-7μm且含量为3%时,会引起严重膨胀。

6、缓和MgO对生产和产品质量的影响生料的主要成份为CaO、SiO2、Al2O3、Fe2O3四种,在熟料煅烧过程中,主要受由上述四种氧化物组成计算的石灰饱和系数KH、硅酸率SM、铝氧率AM以及SiO2、CaCO3等颗粒级配的影响,也就是生料的易烧性决定了烧成工况。

但是MgO含量较高时,对熟料液相量、液相表面张力、液相粘度以及熟料煅烧温度、熟料结粒、强度以及窑内结圈、结皮等均有影响。

若生产过程中,出现MgO的影响,应从以下几个方面采取减缓措施。

6.1 做好生料配料和均化工作:国外公司在研究中提出,在含有MgO的生料内,石灰饱和系数应作如下调整:LSF=100CaO/(2.80SiO2+1.18Al2O3+0.65Fe2O3)(不含MgO)LSF=100(CaO+0.75MgO)/(2.80SiO2+1.18Al2O3+0.65Fe2O3)(MgO<2%)LSF=100(CaO +1.150 MgO)/(2.80SiO2+1.18Al2O3+0.65Fe2O3)(MgO>2%)做好原料的均化,确保生料中MgO含量均匀入窑。

6.2 控制合适的液相量、液相表面张力、液相粘度液相量是熟料结粒的重要因素,在计算液相量时,应注意MgO超过2%时的校正系数,还应考虑碱含量的因素。

为缓和MgO对液相量的影响,在提高熟料质量的前提下,适当提高石灰饱和系数KH及硅酸率SM值,减少Al2O3和Fe2O3的含量,减缓MgO对液相量的影响,相应减缓结大球的趋势。

同时KH值和SM值增加,增加了CaO、SiO2的含量,也增加了C3S和C2S的生成量及熟料煅烧温度,有利于提高熟料强度。

MgO含量在一定程度影响液相表面张力和液相粘度,影响熟料结粒。

在生产过程中,当出现液相表面张力和液相粘度造成熟料结大球或过细的粉尘熟料时,在调节措施中,可考虑通过调整配料率值对MgO含量进行调节,但应考虑原、燃料带入的碱化物、硫化物等微量元素的影响。

由于各生产线的生料成份不同、配料率值不同,SiO2、CaCO3等颗粒级配不同,MgO的数量及晶体大小不同,碱(R2O)、SO3及微量元素的含量也不一致,再加上液相量、液相表面张力,液相粘度取样和测定的困难,很难在实际生产中进行计算和测试,只能通过分析、判断进行测算,试烧后进行生产。

从国内一些MgO含量较高的生产线的生产情况来看,通过调整KH和SM值,均能生产结粒较好且强度较高的熟料,总体情况总结如下:(1)生料中MgO含量较高且易烧性较好、SiO2的易磨性好且颗粒较细、碱含量与硫含量对液相粘度影响不大时,C2S有利于与CaO结合生成C3S,则SM值可提高至3.60以上,在生产过程中结粒均齐,f-CaO含量较低,熟料强度较高。

(2)生料中MgO含量较高但易烧性较差、SiO2的易磨性差且颗粒较粗、此外原料中带入的碱含量较高时,对液相粘度影响较大,不利于液相内的C2S与f-CaO结合生成C3S。

在生产过程中,为缓和MgO对液相量的影响,可提高SM值;但SM值提高后,更不利于生成C3S,易使f-CaO含量偏高;为降低f-CaO含量,生产时提高烧成温度,但又易增大C3S的晶格易形成飞砂料,不利于熟料强度的提高;这种工况,SM值是很难提高的。

以上情况表明,各条生产线的生料易烧性不一致,其颗粒级配也不一致,石灰石中MgO含量不等且晶体大小有别,另外带入生料的原燃料中碱含量也不一致,此时只能结合实际状况,通过分析,找出优化点,来提高熟料强度。

6.3 操作措施(1)在生产过程中,加大窑尾风机风量,尽量减少窑内还原气氛,避免硫酸盐在还原气氛下分解造成窑后部结长厚窑皮,减缓MgO含量较高窑料出现结圈、结蛋从而进一步加剧窑内通风不良、还原气氛加重的恶性操作状况的产生。

(2)适当加快窑速,减少结厚窑皮的趋势。

(3)避免窑头过烧,减少表面带液相的大块熟料落入篦冷机内损坏前端篦板,或形成表面带液相的大晶格粉状熟料在冷却机进料口处粘结成雪人的事故。

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