硅酸盐水泥熟料的煅烧
6.2.2 脱水
脱水是指粘土矿物分解放出化合水 。 层间水在100℃左右即可排除，而配位水则必须高达400～ 600℃以上才能脱去。 粘土中的主要矿物高岭土发生脱水分解反应如下式所示：
Al2O3·2SiO2·2H20 500~600 Al203 ＋ 2SiO2 ＋ 2H2O↑
高岭土
无定形 无定形
水蒸气
2、碳酸钙的分解过程 五个过程中，传热和传质皆为物理传递过程，仅有一个化 学反应过程。各过程的阻力不同，所以CaCO3的分解速率受控于 其中最慢的一个过程。 ①．回转窑：生料粉粒径小，传质过程快；但物料呈堆积 状态，传热面积小，传热系数不高，故传热速率慢。所以CaCO3 分解速率取决于传热过程。
6.2.3 碳酸盐分解
2、碳酸钙的分解过程 五个过程中，传热和传质皆为物理传递过程，仅有一个化 学反应过程。各过程的阻力不同，所以CaCO3的分解速率受控于 其中最慢的一个过程。 ②．立窑和立波尔窑：生料需成球，由于球径较大，故传 热速率慢，传质阻力很大，所以CaCO3分解速率取决于传热和传 质过程。
6.2.3 碳酸盐分解
6.2.3 碳酸盐分解
3．影响碳酸钙分解反应的因素 ②．石灰石的种类和物理性质。结构致密、质点排列整齐、 结晶粗大、晶体缺陷少的石灰石不仅质地坚硬，而且分解反应 困难，如大理石的分解温度较高。质地松软的白垩和内含其他 较多的泥灰岩，则分解所需的活化能较低，分解反应容易。 当石灰石中伴生有其他矿物和杂质时，一般具有降低分解 温度的作用。
慢
加快
迅速
------------→每T↑50℃，分解速度约增1倍
6.2.3 碳酸盐分解
1、分解反应特点 ①．可逆反应：受T、PCO2影响。 T↑，有利反应向正方向进行，且分解速率加快 T↑↑ → 废气T↑、热耗↑、预热器、分解炉易堵、结皮； 加强通风 → PCO2↓ → 有利反应向正方向进行。
6.2.3 碳酸盐分解
6.1 概述
水泥熟料生产的工艺流程：
石灰质原料、 粘士质原料 少量的铁质原料
按一定要求的 比例配合
1450℃
生料
熟料
经均化、 粉磨、调 配而成。
发生了什么变化？
6.1 概述
关键技术装备
筒，旋风筒； 适当成分的生料进入预热器
管，换热管道； 预热.
炉，分解炉； 窑，回转窑； 机，冷却机.
预热好的生料进入分解炉, 碳酸盐分解
1、分解反应特点 ①．可逆反应：受T、PCO2影响。 ②．强吸热反应：是熟料形成过程中消耗热量最多的一个 工艺过程。约占预分解窑的1/2，湿法1/3 ③．烧失量大：纯CaCO3为44%，一般在40%左右，与石灰质 原料的品质有关。
6.2.3 碳酸盐分解
1、分解反应特点 ①．可逆反应：受T、PCO2影响。 ②．强吸热反应 ③．烧失量大 ④．分解温度与PCO2和矿物结晶程度有关： PCO2↑，则分解 温度增高。方解石的结晶程度高，晶粒粗大，则分解温度高； 相反，微晶或隐晶质矿物的分解温度低。
6.2.3 碳酸盐分解
2、碳酸钙的分解过程 五个过程： 两个传热过程：热气流向颗粒表面传热、热量以传导方式 向分解面传热； 一个化学反应过程：分解面上的CaCO3分解并放出CO2； 两个传质过程：分解放出的CO2穿过分解层(CaO层)向表面 扩散、表面CO2向周围介质气流扩散。
6.2.3 碳酸盐分解
高岭土进行脱水分解反应属吸热过程。
生成了非晶质的无定形偏高岭土 ，具有较高活性，为下一 步与氧化钙反应创造了有利条件。在 900～950℃，由无定形物 质转变为晶体，同时放出热量。
6.2.3 碳酸盐分解
1、分解反应特点
①．可逆反应：受T、PCO2影响。 T↑，有利反应向正方向进行，且分解速率加快
600℃开始分解，890℃时PCO2=1个大气压，1100℃-1200℃ 反应迅速。
3．影响碳酸钙分解反应的因素 ①．反应条件。 提高反应温度有利于加快分解反应速率，同时促使CO2扩散 速率加快；但应注意温度过高，将增加废气温度和热耗，预热 器和分解炉易结皮、堵塞。 加强通风，及时排出反应生成的CO2气体，可加速分解反应。 通风不畅时，废气中CO2含量增加，不仅影响燃料燃烧，而且使 分解速率减慢。
2、碳酸钙的分解过程 五个过程中，传热和传质皆为物理传递过程，仅有一个化 学反应过程。各过程的阻力不同，所以CaCO3的分解速率受控于 其中最慢的一个过程。 ③．预热器、预分解炉内：生料处于悬浮状态，传热面积 大，传热系数高，传质阻力小，所以CaCO3分解速率取决于化学 反应速率。
6.2因素 ⑤．粘土质组分的性质。 若粘土质原料的主导矿物是活性活性大的高岭土，由于其 容易和分解产物CaO直接进行固相反应生成低钙矿物，可加速 CaCO3的分解反应。 反之，若粘土的主导矿物是活性差的蒙脱石、伊利石，则 要影响CaCO3的分解速率，由结晶SiO2组成的石英砂的反应活性 最低。
分解后的生料进入窑内煅烧 成为熟料.
熟料进入冷却机进行冷却.
6.2 生料在煅烧过程中的物理化学变化
干燥（自由水蒸发） 粘土质原料脱水 碳酸盐分解 固相反应 熟料烧结 熟料冷却
吸热 吸热
强吸热 放热
微吸热 放热
6.2.1 干燥
排除生料中自由水分的工艺过程称为干燥。
生料中还有不超过1.O％的水。 自由水分的蒸发温度一般为27～150℃左右。 当温度升高到100～150℃时，生料自由水分全部被排除。 自由水分蒸发热耗大。每千克水蒸发潜热高达2257 kJ(在 100℃下)。
6.2.3 碳酸盐分解
3．影响碳酸钙分解反应的因素 ③．生料细度和颗粒级配。生料细度细，颗粒均匀，粗粒 少，物料的比表面积大，可使传热和传质速率加快，有利于分 解反应。
6.2.3 碳酸盐分解
3．影响碳酸钙分解反应的因素 ④．生料悬浮分散程度。生料悬浮分散差，相对地增大了 颗粒尺寸，减少了传热面积，降低了碳酸钙的分解速度。是决 定分解速度的一个非常重要因素。 回转窑和分解炉内分解时间比较： 回转窑内CaCO3分解率为85-95%(800～1000℃)要15min； 而分解炉内(800～850℃)要2s。
硅酸盐水泥熟料的煅烧
·强吸热反应；
每1 kg纯碳酸钙在890℃时分解吸收热量为1645J/g，是 熟料形成过程中消耗热量最多的一个工艺过程。分解所需总
热量约占预分解窑的二分之一；
·反应起始温度较低； ·分解温度与CO2分压和矿物结晶程度有关 。
3. 碳酸钙的分解过程
①热气流向颗粒表面的传热过程； ②热量由表面以传导方式向分解面传递的过程； ③碳酸钙在一定温度下吸收热量，进行分解并放出CO2 的化学过程； ⑤表面的CO2向周围介质气流扩散的过程。
• 回转窑内”带”的划分及其作用 1.干燥带 物料温度20—150℃ 气体温 度200—400℃ 2.预热带 物料温度150—750℃ 气体温 度400—1000℃ 3.碳酸盐分解带 物料温度750—1000℃ 气体温 度1000—1400℃ 4.放热反应带 物料温度1000—1300℃ 气体 温度1400—1600℃ 5.烧成带 物料温度1300—1450--1300℃ 气体温度1650—1700℃ 6.冷却带
生料中自由水量因生产方法与窑型不同而异： 干法窑﹤1％ 立窑、半干法立波尔窑：12 ～15％ 湿法窑：30～40 ％ 半湿法立波尔窑：18 ～22％
2.脱 水
脱水是指粘土矿物分解放出化合水 。
层间吸附水：以水分子状态
·水存在形式：
脱水温度：100℃左右 晶体配位水：OH脱水温度：400～600℃以上
第五章 硅酸盐水泥熟料的煅烧
本章主要内容： 本章主要介绍新型干法水泥生产过程中的 熟料煅烧技术以及煅烧过程中的物理化学变 化，以旋风筒—换热管道—分解炉—回转 窑—冷却机为主线，着重介绍当代水泥工业 发展的主流和最先进的煅烧工艺及设备、生 产过程的控制调节等。
研究方法：
• 在实验室内进行 • 在试验窑与生产窑上进行
水泥生产工艺熟料煅烧
➢ 3.1 新型干法煅烧工艺技术
➢ 3.1.1 悬浮预热技术
➢ 悬浮预热技术是在水泥中空窑的尾部（生料喂入端） 装设悬浮预热器（也称旋风预热器），使出窑废热气体 在预热器内通过，同时使入窑的低温生料粉分散于废热 气流之中，在悬浮状态下进行热交换，使物料得到迅速 加热升温后再入窑煅烧的一项技术。
➢ 传统的回转窑煅烧水泥熟料过程完全是在窑内进行 的，即生料喂入到窑内后的干燥→预热→碳酸盐分解→ 放热反应→熟料矿物的形成→冷却这六个过程完全是在 回转窑内完成的（见下图），使得窑体长度相对较长， 热量损失较大，窑的产量不高。
新型干法（现代水泥）回转窑
悬浮或立筒预热器
干法回转窑
加热机
立波尔回转窑（已被淘汰）
普通干法回转窑（逐渐被淘汰）
湿法回转窑（逐渐在改造成为新型干法窑）
二次风入窑 出窑熟料
不同类型回转窑各带划分
➢ 3.1.1.1 悬浮预热器单元组成
➢ 悬浮风预热器单元由换热管道、预热器、衬料、出风 管（废热气体将热量传给生料后排出）、下料管和锁风阀 （重锤）组成，见下图（C1代表第一级旋风预热器，以下 类推）。悬浮预热器系统由上述多个（四级串联的称为四 级旋风预热器，五级串联的称为五级旋风预热器）单元组 合构成：
热电偶 重锤
分解后的 生料入窑
窑体（窑尾）
分解炉、第四级预热器、 回转窑窑尾之间的关系
分解炉
重锤
喷煤嘴（3个） 三次风来自冷却机
窑体（窑尾）
物气料体放温温热度度反::应~~带11370000CC
回转窑
物气料体温温度度::13烧0~01成70带104C5~0~130冷0 C却物带料温度: ~1000 C
煤粉三次风
火焰
硅酸盐水泥熟料的煅烧
单个颗粒碳酸盐分解动力学方程
窑系统的CO2分压 通风良好, CO2分压较低,有利 于碳酸盐分解;
生料细度和颗粒级配 生料细度细,颗粒均匀,粗粒 少,分解速率快;
生料悬浮程度 生料悬浮分散良好,相对减小颗粒 尺寸,增大了传热面积,提高了碳酸盐分解速率;
石灰石的种类和物理性质 结构致密,结晶粗大的 石灰石,分解速率慢;
硫酸盐
硫对熟料形成有强化作用：SO3降低液相粘度;增 加液相量，有利于C3S的形成；能形成2C2S·CaSO4及 C4A3Ŝ 2C2S·CaSO4为中间产物，1300℃左右时分解。 C4A3Ŝ在1400 ℃以上大量分解。
氟－硫复合矿化剂
该复合矿化剂的掺入;与熟料组成 F/Ŝ比、烧成温 度等有关 在900~950 ℃形成3C2S·3CaSO4·CaF2生成， 该四元过渡相消失时，出现液相。降低了液相出现温 度和粘度，使A矿形成温度降低150~200 ℃，促进其 形成。氟硫比在0 4~0.6。
液相的粘度：它直接影响硅酸三钙的形成速率及晶体发 育 其大小与液相的组分性质与温度有关。
温度越高;粘度越低；铝率越高，粘度越大； 多数微量元素可降低液相粘度。
液相的表面张力：其大小与组分性质 温度有关 它影响 着液相能润湿固相的程度;表面张力 越小，润湿性越好，有利于C3S的形 成。
熟料的烧结
硅酸三钙的形成： C2 S CaO 液相 C3S
Al2O3 2SiO2 2H2O Al2O3 2SiO2 2H2O
2蒙脱石脱水 Al2O3 4SiO2.m H2O→Al2O3.4SiO2+m H2O 晶体结构—活性低
3伊利石脱水 产物也是晶体结构,伴随体积膨胀
5 1.2碳酸盐分解 碳酸盐的分解主要为碳酸钙和碳酸镁的分解;其化
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。
第5章 硅酸盐水泥熟料的煅烧
1.最低共熔温度（组分多，温度低）
存在次要氧化物，最低共熔温度一般1250 ℃ 矿化剂、氧化钒、氧化锌也有影响。
影响熟料烧结过程的因素
2.液相量（一般为20～30% ）
1400℃
L 2 . 95 A 2 . 2 F M R
（液相量与煅烧温度、组分含量有关）
1450℃
L 3 . 0 A 2 . 25 F M R
五、熟 料 的 冷 却
熟料的冷却 烧成温度→常温；液相→凝固 熟料颗粒结构形成（凝固和相变） C2S的多晶转变 C3S分解 冷却目的 改善熟料质量与易磨性；降低熟料的温度，便于 运输（安全）、储存（砼开裂） 和粉磨（假凝） 回收热量，预热二次空气，降低热耗、提高热利 用率。
冷却方式
平衡冷却 淬冷 独立结晶
成
形成C2S〃CaSO4， 4CaO〃3Al2O3〃SO3 无水硫铝酸钙早强，适量有利
1050℃形成，1400 ℃分解
C 4A 3S
三、 复合矿化剂
石膏和萤石复合矿化剂（氟硅酸钙，硫硅酸钙，氟硫硅 酸钙；低温烧成，高温烧成）
重晶石和萤石（BaO可提高水泥早期和后期强度） 氧化锌及其复合矿化剂（阻止C2S转化、促进C3S形成， 提高水泥早期强度、降低水泥需水量。过多会影响水泥 凝结核强度。）
（1）温度
（2）铝率
（3）加入MgO、SO3、硫酸钾、硫酸钠，粘度降低
降低
（4）加入氧化钾、氧化钠，粘度增加。
影响熟料烧结过程的因素
4.液相的表面张力（小，润湿，利于固液反应）
（1）温度 （2）镁、碱、硫增加，表面张力下降
影响熟料烧结过程的因素
第五章硅酸盐水泥的煅烧
两个传热、一个化学 反应、两个传质
反应条件 悬浮程度 粘土质性质
CA、CF、C2S C12A、C2F C3A、C4AF C3A、C4AF、C2S
生料的细度均匀性 温度和时间 原料性质 矿化剂
C2S+CaO C3S
提高熟料的质量 改善熟料的易磨性 回收余热 易于熟料的输送、 储存和粉磨
最低共熔温度 液相量 液相粘度 液相表面张力 氧化钙溶解速率 反应物存在状态
作用
含氟化合物：常用萤石（CaF2） 硫化物：常用石膏（天然石膏、工业副产石膏） 氯化物：CaCl2 其他：铜矿渣、磷矿渣等 萤石：氟离子破坏晶格；降低液相生成温度；降低液相粘度
硫化物：能降低液相出现温度,降低液相粘度和表面张力 复合矿化剂（萤石-石膏、萤石-重晶石）
晶种：硅酸盐水泥熟料
挥发性组分：碱、氯、硫
4. 入窑物料碳酸钙分解率达30～40%，从而减轻了回转窑 的负荷，使窑的长度缩短。
5. 窑内没有干燥带、预热带，只有其余四个带。
5.5.3 预分解窑内熟料的煅烧
熟料煅烧特点
1. 分解炉中，温度为820～900℃时，分解率可达85～95%， 分解时间 4～10 s，而在窑内分解需30多分钟。
（1）尽可能多地回收熟料的热量，以提高入窑二次空气 温度，降低熟料热耗。 （2）缩短熟料的冷却时间，以提高熟料质量，改善易磨 性。 （3）冷却单位质量熟料的空气消耗量要小，以便提高二 次空气温度，减少粉尘飞扬，降低电耗。 （4）结构简单，操作方便，维修容易，运转率高。
2. 分类：
水泥熟料冷却机
筒式冷却机
5.5.1 回转窑内熟料的煅烧
燃料
低端 窑头 热端
传动大齿轮
高端 窑尾 冷端 生料
水泥制造基础知识
当C2S=0时，KH=1，即当KH=1时，熟料中只有C3S、 C3A、 C4AF，而没有C2S。实际上，KH值介于0.667～1.0之 间。
KH的含义
KH实际上表示了熟料中C3S与C2S百 分含量的比例。KH越大，则硅酸盐矿物中 C3S的比例越高，熟料强度越好，故提高 KH有利于提高水泥质量。
KH过高，熟料煅烧困难，必须延长 煅烧时间，否则会出现f-CaO,同时窑的产 量低，热耗高。
饱和比变化受哪些因素影响
CaO
KH
煤灰份
KH
煤耗
KH
控制石灰含量的其它率值
水硬率：
HM =
CaO
SiO2 +AI2O3+Fe2O3
石灰标准值：
KSt =
100CaO
2.8SiO2 +1.1AI2O3+0.7Fe2O3
纯C3S为白色，密度为3.14g/㎝3。其晶体截面 为六角形或棱柱形。
C2S
又称B矿（贝利特），其含量通常为20%左右。 它与水作用时，水化速度慢，28天仅水化20%左右， 但水化产物后期具有较高的强度。所以含C2S高的 水泥凝结硬化慢，早期强度低，而后期强度增进 好，一年后可接近C3S的强度。
纯C2S色洁白，水化热较小，抗水性较好。
三、硅酸盐水泥熟料的矿物组成
在硅酸盐水泥熟料中, CaO、SiO2、AI2O3、 Fe2O3不是以单独的氧化物存在，而是以两种 或两种以上的氧化物反应生成的多种矿物的集 合体，其结晶比较细小，一般30～60μm。
水泥熟料主要有以下四种矿物：
硅酸三钙 3CaO·SiO2 简写 C3S； 75%硅酸盐矿物 硅酸二钙 2CaO·SiO2 简写 C2S； 铝酸三钙 3CaO·AI2O3 简写 C3A；
硅酸盐水泥熟料的煅烧工艺
硅酸盐水泥熟料的煅烧工艺硅酸盐水泥熟料是水泥生产过程中的关键原料之一，它通过煅烧工艺将原料中的生石灰和硅酸盐化合物进行热反应，形成熟料。
熟料是水泥生产的主要成果，它经过磨碎等加工步骤后可以用于生产各种类型的水泥产品。
本文将对硅酸盐水泥熟料的煅烧工艺进行详细介绍。
1. 原料准备硅酸盐水泥熟料的原料主要包括石灰石、白云石、黏土、铁矿石等。
在煅烧工艺中，这些原料需要经过粉碎、混合等步骤进行初步的处理。
原料准备的关键目标是确保原料的化学成分、粒度分布等参数能够满足生产要求，并能够保证煅烧过程中的稳定性和高效性。
2. 煅烧过程硅酸盐水泥熟料的煅烧过程一般分为预热、煅烧和冷却三个阶段。
2.1 预热阶段在预热阶段，原料进入煅炉前会先经过预热窑进行预热处理。
这个过程旨在将冷料加热到适宜的温度，以提高煅炉的热效率，并促进原料的分解反应。
2.2 煅烧阶段在煅烧阶段，原料进入煅炉进行煅烧反应。
这个阶段的关键过程是煅烧反应，通过将原料加热到高温，使其中的石灰石和硅酸盐化合物发生热反应，生成熟料。
煅烧过程需要控制温度、时间、气氛等参数，以确保反应的充分性和产物的质量。
2.3 冷却阶段在煅烧反应完成后，熟料需要经过冷却处理。
冷却的目的是使熟料从高温状态迅速降温，防止其过度烧结，并稳定其结构。
冷却过程一般采用空气冷却或水冷却的方式进行。
3. 参数控制硅酸盐水泥熟料的煅烧工艺需要对一系列的参数进行控制，以确保产品的质量和生产的稳定性。
3.1 温度控制温度是煅烧过程中最重要的参数之一。
煅烧反应的温度直接影响熟料的组成和品质。
过低的温度会导致反应不完全，熟料中未反应完全的硅酸盐化合物含量较高；过高的温度则会导致熟料的烧结，影响品质。
因此，温度的控制是煅烧工艺中的关键环节。
3.2 时间控制煅烧时间是指原料在煅烧炉中停留的时间。
时间过短会导致反应不完全，熟料中硅酸盐化合物含量较高；时间过长则会导致能耗过高，增加生产成本。
因此，时间的控制需要根据原料的组成和工艺的特点进行合理设定。
水泥熟料煅烧中矿化剂的作用及种类
一、何谓矿化剂，矿化剂的作用及种类？矿化剂是指在实验矿物学和硅酸盐生产工艺中，为了加速各种结晶化合物的形成而外加的少量添加剂。
对于硅酸盐水泥熟料来说，矿化剂的主要作用是促进硅酸三钙（C3S）的形成。
在水泥工业中，常用的矿化剂有：萤石（CaF2）、石膏（CaSO4）、氟硅酸钠（Na2SiF6）、重晶石（BaSO4）和某些工业废渣（如铜矿渣、钛矿渣、磷石膏和氟石膏等）。
二、矿化剂的作用机理如何？不同的矿化剂其作用机理也不尽相同，但总的来说，在水泥生料中引入矿化剂后，在烧成过程中能起到如下作用：（１）破坏水泥生料中反应物的结晶格子，提高它们的化学活性，加速其固相反应。
（２）在同样的烧成温度下，特别是较低煅烧温度下，掺入矿化剂的水泥物料其液相量要大于未掺矿化剂的液相量，因而有利于水泥熟料矿物的低温形成。
（３）可降低水泥物料液相形成温度，产生低温共溶物。
同时可使液相粘度降低，有利于硅酸二钙（C2S）与游离氧化钙（f-CaO）反应生成硅酸三钙（C3S）。
（４）加入矿化剂可显著扩大熟料的烧成范围，改善熟料煅烧性能，促进熟料的煅烧。
三、何谓复合矿化剂，有何作用?在水泥生产中，可单独使用一种矿化剂，也可将两种（或两种以上）矿化剂配合使用。
这种由两种（或两种以上）矿物组成的矿化剂称为“复合矿化剂” 。
实践证明，使用复合矿化剂效果更好。
它不仅可以改善生料的易烧性，加快碳酸钙的分解，降低烧成温度，而且可以降低液相的粘度，有利于CaO的吸收，降低f-CaO的含量，促进矿物晶体的生长，使熟料具有较高的强度。
复合矿化剂的种类较多，目前应用最为普遍的是萤石＋石膏复合矿化剂。
四、萤石、石膏复合矿化剂有何作用？两种或两种以上的矿化剂一起使用时，称为复合矿化剂，最常用的是氟化钙（萤石）和石膏复合矿化剂。
熟料的形成过程比较复杂，影响因素较多，与熟料组成（KH高低，IM大小等）、CaF2／SO3比值、烧成温度高低等均有关系。
不同条件生成的熟料矿物并不完全相同。
浅谈关于提高硅酸盐水泥熟料28天强度的实践解读
工程技术Һ㊀关于提高硅酸盐水泥熟料２８天强度的实践解读戴昌军摘㊀要:工厂出窑熟料２８天抗压强度不稳定ꎬ有下滑趋势ꎮ本文通过对原燃材料㊁出窑熟料烧失量㊁配料方案㊁煅烧制度㊁熟料冷却效果等进行分析并提出相关优化措施ꎬ以希优化措施实施后ꎬ出窑熟料２８天强度得到明显的提升ꎬ获得较好的实践效果ꎮ关键词:熟料强度ꎻ原燃料ꎻ配料方案㊀㊀我厂有一条设计产能为４８００ｔ/ｄ的新型干法水泥生产线ꎬ回转窑规格为Φ４.８ｍˑ７４ｍꎬ目前实际产量为５８００ｔ/ｄꎮ２０１７年５月起出窑熟料２８天强度一直不稳定ꎬ整体呈下滑趋势ꎬ２８天抗压强度平均值仅有５３.２ＭＰａꎬ低于本厂内控标准(Ｒ２８ȡ５８ＭＰａ)ꎬ使得水泥中混合材掺量明显降低ꎬ水泥生产成本明显增加ꎮ为了提高熟料的２８天抗压强度ꎬ降低生产成本ꎬ本文从各个方面分析了影响熟料２８天抗压强度的因素ꎬ寻找优化方案ꎬ制订了相应的措施ꎬ２０１７年８月１１日起出窑熟料２８天抗压强度均在５６ＭＰａ以上ꎬ８月份２８天抗压强度最高已达到５８.２ＭＰａꎮ一㊁原燃材料的控制我厂采用石灰石㊁湿粉煤灰㊁砂岩碎屑㊁有色金属灰渣以及黏土五组分配料ꎬ湿粉煤灰㊁砂岩碎屑㊁有色金属灰渣以及黏土货源地以及质量一直比较稳定ꎬ成分未发生明显的变化ꎮ我厂的石灰石矿山质量较不稳定ꎬ石灰石呈鸡窝矿形式存在ꎬ石灰石中夹杂的废石中ＭｇＯ含量较高ꎬ石灰石中搭配一定比例的废石后ꎬ石灰石的ＭｇＯ含量就容易偏高ꎮ２０１７年１月~５月进厂石灰石ＣａＯ含量㊁ＭｇＯ含量㊁ＳＯ３含量㊁碱含量以及入磨石灰石配比ꎬ如表１所示ꎮ表１㊀２０１７年１月~５月进厂石灰石主要化学成分及入磨石灰石配比月份堆数进厂石灰石化学成分(％)ＣａＯＭｇＯＳＯ３Ｒ２Ｏ入磨石灰石配比(％)１月６４９.７８１.２９０.０６０.３２８２.２８２月３４９.６６１.２５０.０９０.３５８０.２２３月６４９.３９１.２５０.１３０.３６８２.５８４月８４８.６７１.２９０.１２０.３９８６.８３５月８４８.０１１.４００.１１０.３４８８.５１㊀㊀从进厂石灰石化学成分看ꎬ２０１７年５月由于进厂石灰石中搭配废石及夹土比例偏高ꎬ导致进厂石灰石中ＭｇＯ含量较高ꎬ为１.４０％ꎬ入磨石灰石配比较高ꎬ达到８８.５１％ꎮ因为２０１８年５月份进厂石灰石ＭｇＯ含量偏高ꎬ导致５月份出窑熟料ＭｇＯ含量偏高(２.１１％)ꎮ熟料中ＭｇＯ含量偏高会降低原料的熔融温度ꎬ降低熟料需要的煅烧温度ꎬ从而使Ａ矿由于煅烧温度低而无法形成规则的六方片状ꎬ影响熟料的２８天强度ꎮ我厂自建厂以来使用的燃料一直为低灰分㊁低硫份㊁高发热量的优质煤炭ꎬ本厂２０１８年可使用的煤炭总量仅有１７.５万吨ꎬ为了保证本厂水泥窑的正常运转ꎬ本厂于２０１７年５月份开始在原煤中搭配石油焦作业ꎬ石油焦搭配比例最高为２５％ꎮ进厂原煤及石油焦工业分析结果对比ꎬ如表２所示ꎮ表２㊀进厂原煤及石油焦工业分析结果对比燃料全水分(Ｍａｒ)％内水(Ｍａｄ)％灰分(Ａａｄ)％挥发分(Ｖａｄ)％固定碳(Ｆｃꎬａｄ)％硫分(Ｓｔꎬａｄ)％热值(Ｑｂꎬａｄ)ｋＪ/ｋｇ烟煤１０.０１.７７１４.３９３１.２０５２.６４０.７３２７３９８石油焦５.７０.３２０.７３１０.６１８８.３４３.０７３４５８７差值－４.３－１.４５－１３.６６－２０.５９３５.７０２.３４７１８９㊀㊀从烟煤与石油焦工业分析对比结果看ꎬ石油焦的空干基全硫较烟煤高２.３４％ꎬ烟煤中搭配２５％石油焦后ꎬ出窑熟料ＳＯ３含量较原来增加了０.２１％ꎬ由原来的０.９０％增加到１.１１％ꎮ熟料中过高的ＳＯ３含量可降低熟料液相出现的温度和黏度ꎬ使Ａ矿晶核形成的速率变慢ꎬ而晶体生长的速度加快ꎬ导致为数不多的晶核长成大的晶体ꎬ阿利特的尺寸虽大ꎬ但其数量减少ꎮ此外ꎬ当熟料ＳＯ３含量较高时ꎬ容易与熟料中的Ｃ３Ａ反应形成易于膨胀的单硫型水化硫铝酸钙(ＣａＯ Ａｌ２Ｏ３ ＣａＳＯ４ ３１Ｈ２Ｏ)ꎬ从而造成水泥熟料强度的降低ꎮ本文针对进厂石灰石中ＭｇＯ含量偏高以及搭配２５％石油焦导致出窑熟料ＳＯ３含量偏高的因素ꎬ制定了相应的控制措施:一是严格进厂石灰石搭配废石及夹土的措施ꎬ保证进厂石灰石ＭｇＯ含量在１.３０％以下ꎬ保证入磨石灰石配比低于８５％ꎬ保证出窑熟料的ＭｇＯ含量低于２.００％ꎮ二是尽量降低烟煤中搭配石油焦的比例ꎬ将石油焦的搭配比例由２５％降低到１５％ꎬ控制出窑熟料ＳＯ３含量在１.０５％以下ꎮ二㊁控制出窑熟料烧失量熟料烧失量与熟料强度有着很微妙的关系ꎬ是反映熟料２８天强度高低的一个不可忽视的指标ꎮ通过出窑熟料烧失量ꎬ我们可以判定窑内熟料煅烧气氛ꎬ窑内的煅烧气氛直接影响着熟料强度ꎮ专家研究表明ꎬ熟料强度与煅烧温度成正比ꎬ只有在窑内煤粉完全燃烧㊁煅烧气氛介于氧化和还原之９５间ꎬ才能使火焰达到最佳温度ꎬ为提高熟料强度创造条件ꎮ出窑熟料烧失量偏高ꎬ则表明窑内煅烧温度偏低ꎬ窑内物料还有一部分碳酸钙未完全分解或者有一部分碳粒未完全燃尽ꎮ本文将２０１７年１月~５月出窑熟料烧失量与２８天抗压强度制作了散点图并进行回归分析所得的出窑熟料２８天抗压强度与烧失量对应关系图ꎬ如图１所示ꎮ图１㊀２０１７年１月~５月出窑熟料２８ｄ强度与烧失量对应关系图我们通过图中所示的对应关系发现ꎬ出窑熟料２８天强度与烧失量具有反比关系ꎬ我们为了降低出窑熟料烧失量采取了相关措施:一是提高篦冷机一段篦下压力ꎬ加大篦冷机冷却风量ꎬ提高窑头二次风温温度ꎬ严格控制窑头煤的使用量ꎬ保证烟煤完全燃尽ꎮ二是合理控制分解炉出口温度至８９０ħ以上ꎬ提高入窑生料分解率至９５％以上ꎬ保证入窑生料的分解ꎮ三是加强对出窑熟料烧失量的检测ꎬ尽量控制出窑熟料烧失量在０.３５％以下ꎮ三㊁配料方案的优化２０１７年１月~５月出窑熟料三率值控制指标为:ＫＨ０.９００~０.９１５ꎬＳＭ２.４０~２.４５ꎬＩＭ１.４０~１.４５ꎬ通过对２０１７年１月~５月出窑熟料三率值及矿物组成与２８天强度对比分析ꎬ发现对与熟料２８天强度呈正相关性的有ＫＨ㊁ＳＭ和Ｃ３Ｓ含量ꎬ其中影响２８天强度最大的因素是熟料的ＫＨ和Ｃ３Ｓ含量ꎬ其次是ＳＭꎮ为了得到较高２８天强度的熟料ꎬ必须要在配料方案中适当提高熟料的ＫＨ和ＳＭꎬ提高熟料的Ｃ３Ｓ含量ꎮ熟料中的晶形发育良好的Ａ矿(Ｃ３Ｓ)是提供熟料强度的主要矿物组成ꎬ对熟料强度增进率的贡献最大ꎬＡ矿的２８天强度可以达到１年强度的７０％~８０％ꎮ如果在配料方案中增加出窑熟料的ＫＨ及ＳＭꎬ则熟料的液相量将会明显降低ꎬ生料需要的煅烧温度将会增加ꎬ料会较难烧ꎬ出窑熟料容易产生ｆ－ＣａＯ偏高的现象ꎬ反而导致出窑熟料２８天强度降低ꎮ为了提高出窑熟料的ＫＨ和ＳＭꎬ从而提高出窑熟料Ｃ３Ｓ含量来提高出窑熟料２８天强度ꎬ我们通过调研友厂发现黄磷渣中的Ｐ２Ｏ５含量可以降低生料的熔融温度ꎬ在提高熟料ＫＨ及ＳＭ的情况下ꎬ可以保证熟料的煅烧ꎬ形成规则的六方片状Ａ矿ꎮ笔者取用湖北宜昌的黄磷渣掺入本厂生料中分别进行在１３５０ħ㊁１４００ħ和１４５０ħ的高温炉煅烧３０ｍｉｎ的易烧性试验ꎬ通过试验确定在掺入黄磷渣后出窑熟料Ｐ２Ｏ５含量在０.１０％时ꎬ相同三率值的熟料其熔融温度可以降低５０ħ以上ꎬ同时通过偏光显微镜观察掺加黄磷渣后的生料在１４００ħ温度下煅烧３０ｍｉｎ后的熟料Ａ矿呈规则的六方片状ꎬ发育比较完整ꎬＢ矿基本呈圆形ꎬ发育比较完整ꎮ掺加黄磷渣后的熟料Ａ矿及Ｂ矿岩相图片ꎬ如图２及图３所示ꎮ图２㊀掺加黄磷渣的熟料Ａ矿岩相图３㊀掺加黄磷渣的熟料Ｂ矿岩相工厂于２０１７年７月份安排进行了生料配料站添加黄磷渣仓以及配料称改造ꎬ于８月份开始安排添加黄磷渣作业ꎬ控制出窑熟料Ｐ２Ｏ５含量在０.１０％~０.１２％ꎬ调整出窑熟料三率值控制指标为ＫＨ０.９２０~０.９３０ꎬＳＭ２.５０~２.６０ꎬＩＭ１.４０~１.５０ꎬ提高出窑熟料Ｃ３Ｓ含量达到５８.５％以上ꎬ８月份出窑熟料２８天强度提高到５６ＭＰａ以上ꎮ四㊁优化措施实施后的效果经过相应优化措施的实施ꎬ２０１７年８月１１日起出窑熟料２８天强度已有明显的提升ꎬ２８天抗压强度基本在５６ＭＰａ以上ꎬ２８天强度最高为５８.２ＭＰａꎮ２０１７年５月出窑熟料与２０１７年８月１１日~３１日出窑熟料结果对比ꎬ如表３所示ꎮ表３㊀２０１７年５月与８月１１日~３１日优化前后出窑熟料结果对比表月份ＬｏｓｓＭｇＯＳＯ３Ｐ２Ｏ５ＫＨＳＭＩＭＣ３Ｓ抗压强度３ｄ２８ｄ单位％％％％％ＭＰａＭＰａ５月０.５２２.１１１.１１ ０.９１４２.４２１.４２５５.２８３１.９５３.２８月０.４９２.０７１.０５０.１１０.９２１２.４８１.４３５８.０９３３.９５６.５差值－０.０３－０.０４－０.０６０.１１０.００７０.０６０.０１２.８１２.０３.３㊀㊀２０１７年８月１１日~３１日出窑熟料烧失量结果仍有所偏高ꎬ同时ＭｇＯ含量未能控制到２.００％以下ꎬＳＭ较控制指标略偏低ꎮ在此条件下ꎬ出窑熟料３天强度增加了２.０ＭＰａꎬ２８天强度增加了３.３ＭＰａꎮ后期ꎬ我们将进一步实施优化措施ꎬ降低出窑熟料烧失量在０.３５％以下ꎬ降低出窑熟料ＭｇＯ含量ꎬ０６工程技术Һ㊀同时保证出窑熟料ＳＭ在２.５０~２.６０ꎬ出窑熟料２８天强度将会进一步提升ꎮ五㊁结论我厂２０１７年５月份硅酸盐水泥熟料２８天强度偏低的主要原因是进厂石灰石的ＭｇＯ含量偏高ꎬ搭配使用石油焦后出窑熟料ＳＯ３含量偏高ꎬ出窑熟料烧失量偏高ꎬ出窑熟料ＫＨ及ＳＭ指标偏低ꎬ窑系统煅烧温度有时偏低ꎬ急冷效果不佳ꎬ出窑熟料立升重偏低ꎬｆ－ＣａＯ有时偏高ꎮ通过控制进厂石灰石废石搭配比例㊁降低煤炭中搭配石油焦比例至１５％㊁添加适量黄磷渣进行配料ꎬ提高出窑熟料ＫＨ及ＳＭꎬ加强窑系统煅烧温度控制以及保证出窑熟料急冷ꎬ保证出窑熟料立升重在１.２５ｋｇ/Ｌ以上ꎬｆ－ＣａＯ含量控制在０.５％~１.０％等措施ꎬ出窑熟料３天及２８天强度均已有明显的提高ꎬ２８天抗压强度已达到内控标准要求ꎮ参考文献:[１]沈威.水泥工艺学[Ｍ].武汉:武汉理工大学出版社ꎬ１９９１. [２]谢克平.水泥新型干法精细操作与管理[Ｍ].北京:化学工业出版社ꎬ２００８.作者简介:戴昌军ꎬ江苏信宁新型建材有限公司ꎮ(上接第５１页)理制度的具体要求ꎮ其次ꎬ体系的构建还要遵循战略性原则ꎮ随着深化国企改革的持续开展ꎬ企业发展也逐渐向着战略性方向发展ꎬ因此绩效薪酬激励体系的构建也要按照以此为基础来构建ꎬ并在其中真实反映出企业的长期作战规划㊁企业环境的公平与公正以等环节ꎬ以此彰显出制度的透明化和标准化ꎮ再次ꎬ企业本身就具有一定的竞争性ꎬ绩效考核和薪资管理制度的实施也是为了刺激职工的竞争意识ꎬ也是为了提升企业在外部环境中的竞争能力ꎮ因此ꎬ在具体的构建过程中还要重点把握住竞争性特点ꎮ(二)要拓宽多样的构建途径首先ꎬ为了增加激励体系的科学性ꎬ企业首要做的就是做好市场调研工作ꎬ根据统计出的数据来确定职工的薪资范畴ꎬ制定实际薪酬考核标准ꎬ从而减少因该企业内部职工与其他同行业之间薪资不平衡现象而导致的人才流失现象的发生ꎬ进而保持职工队伍的稳定性和可靠性ꎮ其次ꎬ每个职工薪酬管理大多数取决于他所做出的贡献的大小ꎬ而如何评定这种贡献就需要分析该职工所在的岗位对于企业发展有着怎样的作用ꎬ因此对岗位的综合性测评至关重要ꎮ这是企业内部薪酬设计的基础和保障ꎮ需要注意的是ꎬ职工是企业发展的核心力量ꎬ企业要尊重和提高职工群众的民主参与性ꎬ他们提出的意见㊁建议也是企业发展状况的真实反馈ꎬ因此企业要积极听取他们的评价和建议ꎬ从而对工作方向㊁模式等进行有针对性的调整ꎮ(三)要完善多元的构建方法首先要完善考核制度ꎮ企业要结合自身的实际情况ꎬ全面分析和理解现代企业管理规章和制度ꎬ从而建立起科学的工作考核机制ꎬ不但要积极落实ꎬ也要加大执行力度ꎬ提高整体的管理水平ꎮ另外ꎬ对现有岗位进行科学的分析与评价ꎬ制定有针对性的管理方案ꎬ建立起完整的岗位设置制度ꎮ不仅明确了各自的责任ꎬ还落实了多劳多得的薪酬原则ꎬ让两者的激励作用得到充分的发挥ꎮ其次要创新管理模式ꎮ企业要根据自身的发展战略来合理分析和管理员工薪酬ꎬ每个阶段都要按照战略目标进行创新ꎬ结合员工的实际工作情况㊁日常表现增加或减少薪资ꎬ同时有效利用网络平台㊁终端设备等加强职企的沟通和交流ꎬ缓解矛盾ꎬ创建和谐劳动关系ꎮ其次企业要研究同行业㊁市场上的薪酬制度ꎬ取长补短ꎬ弥补本企业在此方面的短板ꎬ让薪酬管理体系更加完善ꎬ为企业的顺利转型提供支撑ꎬ促进企业长效发展ꎮ五㊁结语企业的薪酬管理与企业内部的稳定和持续发展具有直接的关系ꎬ也与企业员工的切身利益紧密联系ꎮ因此企业的人力资源在开展工作时要引进先进的管理理念并结合企业和员工实际ꎬ创新思维ꎬ促进绩效薪酬激励体系的改革和完善ꎬ使其具备科学㊁合理性ꎮ参考文献:[１]李家华.研究国有企业绩效薪酬激励体系的改革与完善[Ｊ].科学技术创新ꎬ２０１７(１３).[２]侯晓雨.浅析国有企业薪酬绩效激励体系的合理构建及完善[Ｊ].时代金融(中旬)ꎬ２０１７(１２).[３]马聪.国有企业绩效薪酬激励体系的改革和完善[Ｊ].管理观察ꎬ２０１４(１１).作者简介:宋美玲ꎬ陕西延长石油(集团)有限责任公司延安炼油厂ꎮ１６。