下载文档原格式
预分解窑生产中碱对熟料质量的影响∙作者：张大康单位:秦皇岛浅野水泥有限公司[2007-5-23]关键字:预分解窑；熟料质量；岩相分析；碱的限量标准∙摘要:报告了国内某大型现代干法水泥厂预分解窑生产中碱对熟料质量的影响。
这种影响导致熟料安定性不良，后期强度降低。
对高碱熟料的岩相分析发现，碱对熟料矿物，特别是阿利特形貌具有明显影响。
从保证熟料质量的角度提出了熟料中碱的限量标准。
碱的危害，是预分解窑生产技术难点之一，已引起有关方面的高度重视，对此已有过相当广泛的研究和论述。
国内外文献[1，2]中，对于预分解窑生产中碱的危害及限量标准的研究与论述，以及当不得不采用高碱原材料生产时，所提出的一系列措施，几乎全部或主要是基于如何避免发生结皮堵塞，保证设备的正常运转和生产的顺利进行〖3～5]。
对碱在预分解窑生产中对熟料质量的影响也有许多研究，但很少从碱在预分解窑生产中对熟料质量的影响角度提出熟料中碱的限量标准。
国内某大型现代干法水泥厂的生产实践表明，当熟料中的碱含量尚未达到使设备发生结皮堵塞时，熟料质量已经发生严重问题。
预分解窑生产中碱对熟料的影响绝对不能忽视，其危害程度甚至高于对生产过程的影响。
本文报告了该厂碱对熟料质量的影响情况，对高碱熟料和正常熟料进行了岩相分析，从保证熟料质量的角度提出了熟料中碱的限量标准。
1各种物料中碱含量该厂是由日本引进的日产熟料4000tNSF型预分解窑，无放风装置。
使用石灰石、砂土、铁矿石和矾土(粉煤灰)4种原料配料。
其中石灰石为寒武纪灰岩，碱含量高且分布不均。
砂土中碱含量亦较高。
1985～1989年各种物料中碱含量的年平均值见表1。
注：碱含量用火焰光度计检验，以K2+Na2O计，下同。
2碱对熟料质量的影响2.1碱对熟料安定性的影响该厂自投产以来，分别在1986年9月24日～10月3日、1988年7月21～24日及1989年4月21～25日熟料中碱含量偏高时，熟料安定性(煮沸安定性饼法，无特殊说明下同)试饼发生干缩裂纹、弯曲、崩溃。
预分解窑生产中碱对熟料质量的影响2预分解窑生产中碱对熟料质量的影响2--------------------------------------------------------------------------------作者：-GB1346-89中并行饼法和雷氏法两种方法，并规定当两种方法有争议时以雷氏法为准。
自1990年1月以来，该厂进行了大量的对比试验。
部分碱含量在1.39%～1.42%，经饼法检验弯曲、裂纹的试样，经雷氏夹试针煮沸前后变化为0.5～2.0mm。
小于国家标准规定的5.0mm，使用饼法和雷氏法检验同一高碱熟料样品得到截然不同的检验结果。
对此可做如下解释:雷氏法检验的是浆体的体积膨胀，碱可以导致浆体硬化时发生化学减缩，故雷氏法不能检验出碱的影响；对于饼法，无论体积膨胀还是体积收缩，只要是体积的不均匀变化，即可引起试饼的裂纹、弯曲、崩溃。
笔者认为，用GB1346-89 的安定性检验方法，检验高碱对熟料安定性的影响是不适用的。
但是高碱引起的熟料浆体收缩会对水泥、混凝土质量产生哪些不利影响，影响的程度如何，目前尚缺乏研究，没有判断的方法、标准，值得进一步深入探讨。
2.2 碱对熟料强度的影响由表2可见，高碱熟料28d抗压强度与低碱熟料相比，下降约为4MPa。
这与资料[6，7]的结果一致。
2.3 碱对熟料标准稠度用水量和凝结时间的影响由表2可见，高碱熟料标准稠度用水量明显增加，凝结时间缩短。
进行凝结时间检验时，个别样品出现急凝，熟料样品在净浆搅拌机中加水后5～10s即结块，继续加水搅拌，几十秒后结块变为浆体。
2.4 熟料岩相分析图1和图2是R2O=1.44%的熟料样品的岩相图，在液相中可见明显的长条状NC8A3析晶，晶体为自形晶，多发育良好；A矿尺寸10～26μm，大小欠均匀，有花环状分解，晶体凹缺不完全；B矿呈圆形，淡蓝色，有短粗交叉双晶纹，尺寸与A矿相近；A矿与B矿的分布欠均匀，黑色中间物小块状物多。
40纳K2O时，K2O就会与C3S反应生成KC23S12，每增加0.1%的K2O就要消耗2.91%C3S，析出0.77%的CaO。
即使提高烧成温度，这部分CaO也不能再和KC23S12反应生成C3S[1]。
图1 熟料中四相矿物对强度的贡献**来源于葛洲坝检测中心提供数据根据以上的反应机理，和我们认知的总碱含量（表示为Na2O百分含量）对熟料强度的影响见图2。
图2 总碱含量对熟料强度的影响**来源于葛洲坝检测中心提供数据从图2可以看出，总碱含量（Na2O当量）的增中图分类号：TQ172.625.3 文献标识码：B 文章编号：1008-0473(2019)05-0040-04 DOI编码：10.16008/ki.1008-0473.2019.05.006烧成过程中碱对熟料强度的影响及对策朱精瑞 刘继斌 颜新传中国葛洲坝集团水泥有限公司，湖北 武汉 430000摘 要 根据熟料中碱、钾等对熟料28 d强度的影响机理，对四家公司各种原材特性与强度之间的相关性进行分析，并采取相关措施：采用平衡“硫碱比”、引入钢渣中的晶种，或者调整配料、改善煅烧等方法使熟料28 d强度得到小幅提升。
关键词 水泥窑 熟料 碱 钾 影响 强度 性能0 引言碱对熟料烧成过程的危害，曾是预分解窑生产技术的难点之一，国内外已有相当广泛的研究和论述。
在国内外文献中，对于预分解窑生产中碱的危害及限量标准的研究与论述，以及在不得不采用高碱原材料生产时所提出的一系列措施，主要偏重于如何避免发生结皮堵塞，保证设备的正常运转和生产的顺利进行。
对碱、结晶硅在预分解窑生产中对熟料质量的影响也有许多研究，但很少从碱在预分解窑生产中对熟料质量强度和煅烧机理影响的角度分析。
多家国内外知名水泥生产企业统计数据和生产实践表明，当熟料中的碱含量尚未达到使设备发生结皮堵塞时，熟料质量已经发生严重问题。
预分解窑生产中碱对熟料的影响绝对不能忽视，其关系到熟料的强度。
碱对熟料煅烧和水泥性能的影响水泥熟料中的碱主要是指钾和钠这两种元素（以R表示），它们主要来源于原料。
粘土和石灰石中的长石、云母等杂质都是含碱的铝酸盐。
在用煤作燃料时，也会带入少量碱。
物料在煅烧过程中，苛性碱、氯碱首先挥发，碱的碳酸盐和硫酸盐次之，而存在于长石、云母、伊利石中的碱要在较高的温度下才能挥发。
挥发的碱只有少量排入大气，其余部分随窑内烟气向窑低温区域运动时，会凝结在温度较低的生料上。
对预热器窑，通常在最低二级预热器内就冷凝，然后又和生料一起进入窑内，温度升高时又挥发，这样就产生了碱循环。
当碱循环富集到一定程度时，就会引起氯化碱（RCl）和硫酸碱（R2SO4）等化合物粘附在最低二级预热器锥体部分或卸料溜子上，形成结皮，严重时会出现堵塞现象，影响正常生产。
因此，原料含碱量高时，对带旋风预热器的窑应采取旁路放风排碱。
含碱氧化物能降低熟料液相出现的温度和降低液相的粘度，起矿化剂的作用。
当含碱量较少时，它可促使C2S 吸收CaO生成C3S，而降低 f-CaO。
但含碱量高时，对熟料煅烧不利。
①由于K2O 和Na2O 的碱性比CaO的碱性强，当熟料中含硫量少时，碱主要取代CaO而与C2S 和C3A起反应生成KC23S12和NaC8A3，从而阻止C2S吸收CaO，并促使C3S、C3A 分解，析出 f-CaO，使熟料f-CaO 增加。
②当熟料中存在含硫化合物时，碱与硫化合生成碱的硫酸盐，它可以独立的稳定相存在于熟料中，亦可以钾-钠硫酸盐固溶体的形式（Na2O·3K2SO4 ）存在，可以缓和碱的不利影响。
当SO3不足时，剩下的碱的氧化物反应生成钾硅酸钙与钠铝酸钙，从而破坏熟料主要矿物C3S、C2S、C3A的形成，并产生二次f-CaO，使熟料质量大为降低。
③生料含有的云母和长石，分解时需要较高的温度，因而煅烧中要延长生料的分解时间，从而压缩物料的烧成带，给煅烧操作带来困难。
碱对水泥性能的影响可表现在：①水泥中碱溶出快，能增加液相的碱度，可加速水化速度及激发水泥中混合材的活性，从而提高水泥的早期强度。
关于硫对硅酸盐水泥熟料烧成过程的影响规律研究摘要：水泥工业随着优质资源的不断减少，现阶段已经逐渐的朝着利用低质燃料的方向进行发展，但是因为如今水泥的生产工艺水平比较低，所以实际可以适应水泥生产的煤种范围还是比较狭窄，在我国多数新型干法水泥厂中，一般都使用低硫含量烟煤。
如果在水泥生产中可以应用高硫煤，这样和其他行业之间的竞争就可以得到缓解，本文论述现在水泥生产中高硫煤的研究现状，并探在硅酸盐水泥熟料烧制中硫的影响。
关键词：硅酸盐；高硫煤；熟料烧制引言：在人类社会的发展过程中，资源和人口以及环境是一直都是需要面对的难题，现今广大的科技人员和各国政府，都十分关注实际社会的可持续发展问题，同时，材料生产和环境的协调性之间的研究，直接影响着社会的可持续发展。
一、在水泥生产中高硫煤应用研究的现状最早使用煤粉当做燃料的设备就是水泥窑，这个时候也是研究煤的起步阶段，最近这些年来，为了更好的去利用廉价的燃料，并将水泥的成本降低，使环境得到保护，我们国家的水泥研究者和生产者已经相继开展了很多研究工作。
在我们国家，很早就已经有了水泥立窑生产中利用高硫煤的相关报道，但是在实际立窑的时候，利用高硫煤作为主要燃料，十分容易出现结大块或挂边结窑的情况，而且在很多熟料这中的很高，强度不断下降，最终水泥十分容易出现快凝等问题。
所以很多立窑厂烧制水泥的时候，并不敢自己单独去利用高硫煤，一般为了降低成本都会就地取材，或者使用一些比较劣质的高硫煤，但是针对这样的方法来说，预期效果只能在预均化条件比较好的情况下达到，如果预均化条件并不是十分好的时候，使用优劣搭配这样的方法会导致配热出现不稳定的情况，尤其配料的难度比较大，实际进行立窑煅烧的时候操作起来也十分困难，最终导致熟料质量存在较大波动的情况。
在水泥熟料实际烧制的时候，高硫煤有着很好的降温和加速阿利特形成的作用，同时在控制不当的时候，也会出现结皮堵塞等情况。
最近这些年来，水泥的生产方法在不断的进行着演变。
含高氯、硫、碱原料对水泥生产的影响L、M、Frang H、M、Kamel(埃及)—《水泥、石灰》1995.№6【摘要】本文以一条设计能力为4500t/d、分解炉燃料比为0．6的带预分解炉和三次风管的干法水泥窑为例，着重分析了含高氯、硫、碱的原料对干法水泥工艺生产操作及熟料质重的影响。
所用原料氯、硫、碱的平均含量分别为SO21.5%， K2 O 0．2%，Na2O 0．5%，Cl_ 0.4%，所用燃油含硫3%。
该窑旁路放风设计值为0.5或1．0，但为了避免硫和氯在预热器中沉积，窑操作时采用100%的旁路放风，这样既克服了硫和氯在预热器中的沉积问题，又有效地降低二次组分中70%的Cl，56%的K2O,40%的Na2O和27%的SO2 ；并使分解炉燃料比例达0．69，预分解率达0．9。
但将导致熟料中SO2含量过高(约24g／kg.熟料)，窑中SO2挥发性特别低(0．24g／kg.熟料)，可能是窑气中SO2分压较太，气体温度相对较低(980℃～1000℃)及窑尾过剩O2存在的缘故。
这一影响主要由生产过程中SO2输入量过高和单位窖气体量过小而致。
为减少熟料中的SO2含量，本文通过分折、研究，推荐使用无硫燃料。
同时在生料中掺加碳粉以增强对硫的分解能力。
l 前言生产水泥的主要原料中含有数量不等的二次组分如，氯、碱(钾和钠)和硫，且能或多或少地形成挥发性化合物，这些化合物在预分解干法生产过程中，随着温度的升高将有不同程度的蒸发(或分解)，其产物将随窑气体进入预热器—分解炉系统凝结在悬浮的生料颗粒上或与之发生化学反应。
二次组分在窑和预热器—分解炉之间这种不断挥发和凝结将形成循环现象，在700℃～l00O℃之间循环盐大多处于熔融状态。
这种挥发性组分的强烈循环会给生产操作、热料质量和排放带来严重问题。
为缓解循环，窑内部分l0O0～ 12O0℃的高温气体不得不通过旁路排放。
影响熟料质量的主要成分是氯、碱、硫。
SO3含量既影响水泥强度又影响水泥的凝结性能。
