氧化鎂對熟料影響

1、氧化鎂對硅酸鹽熟料的影響羅魁元韶峰水泥集團(tuán)公司擁有3.0m×145m華新窯一臺,4.0/3.5/4.0m×145m湘鄉(xiāng)窯三臺及4.0m×43m窯外分解窯一臺,規(guī)模為年產(chǎn)水泥202萬t,生產(chǎn)工藝條件完善，原燃材料質(zhì)量比較穩(wěn)定。通過多年對公司濕法回轉(zhuǎn)窯熟料質(zhì)量的探討、總結(jié)發(fā)現(xiàn)：硅酸鹽熟料中MgO含量在2.0以下較合理；在2.02.6時，熟料強(qiáng)度呈無規(guī)律波動；而在3.0左右時，熟料強(qiáng)度大多呈下降趨勢。本文就MgO對熟料的燒成、晶體結(jié)構(gòu)及強(qiáng)度的影響作探討分析。1熟料MgO含量與強(qiáng)度的關(guān)系本公司19881994年的熟料MgO含量在1.73.0的范圍內(nèi)，不同MgO含量的數(shù)據(jù)較

2、齊全，而且生產(chǎn)工藝條件和原燃材料基本上一致，故統(tǒng)計分析此期間各月熟料MgO含量和強(qiáng)度的數(shù)據(jù)以尋找二者的對應(yīng)關(guān)系，結(jié)果見表1。從表中看出,前三組MgO含量差別不大，熟料強(qiáng)度仍有差別。表119881994年熟料MgO和強(qiáng)度數(shù)據(jù)分組統(tǒng)計結(jié)果分組MgO范圍/%頻次/月MgO范圍/%強(qiáng)度/MPa第一組1.7-2.0321.8963.7第二組2.0-2.3322.1562.5第三組2.3-2.6152.4661.6第四組3左右33.0359.82高鎂對熟料的燒成、晶體結(jié)構(gòu)及強(qiáng)度影響的探討2.1高鎂對熟料燒成的影響高鎂熟料煅燒時的主要特征是：煅燒溫度降低，并可明顯看出火色亮度較平時弱。據(jù)資料介紹，MgO在煅

3、燒中與硫堿等組分組合，最低共熔點(diǎn)為1 2501 280，較C3SC2SC3AC4AF系統(tǒng)中的最低共熔點(diǎn)1 338低70左右。MgO在熟料燒成時起助溶作用，并降低液相粘度。由于高鎂熟料增加了1以上的MgO，若保持煅燒溫度不變，則容易導(dǎo)致液相過多而出現(xiàn)結(jié)大塊或結(jié)圈現(xiàn)象，因此，看火工不得不減煤來適當(dāng)降低高鎂熟料的煅燒溫度。從高鎂熟料的巖相檢測中很少發(fā)現(xiàn)B礦晶體有高溫煅燒下的雙晶條紋特征也證明了高鎂熟料燒成溫度降低。因此，雖然高鎂熟料能降低液相的出現(xiàn)溫度并增加液相量，降低飽和液相的表面張力，有利于熟料燒成的一面；但由于高鎂熟料煅燒溫度較正常低，熱動力不足，固相反應(yīng)較為緩慢，也有不利于fCaO的吸收和晶

4、體發(fā)育的另一面。高鎂熟料煅燒操作的難度也較大，溫度稍高，則出現(xiàn)過量液相，而煅燒溫度稍低，則易跑生料。高鎂熟料的另一特點(diǎn)是：易長副窯皮和肥窯皮，結(jié)熟料圈現(xiàn)象也較頻繁，窯臺產(chǎn)也有較小幅度的降低。同時，高鎂生料的耐火性差，即使熟料飽和比高達(dá)0.97，仍然感覺料子不吃火，易結(jié)粒，料子難翻滾。這跟高鎂熟料的CaO和SiO2降低，而提供液相的氧化物(Al2O3、Fe2O3、MgO)總量增加有關(guān)。2.2高鎂對熟料礦物晶體的影響熟料燒成時，雖然MgO能部分進(jìn)入熟料礦物C3S和C4AF的晶格中，使其從棕黑色轉(zhuǎn)變?yōu)殚蠙炀G色，但筆者認(rèn)為C3S和C4AF對MgO的固溶量不是無限的，MgO含量超出固溶能力的總量愈多，則

5、以方鎂石晶體存在的機(jī)會就愈多。本公司生產(chǎn)情況證明：MgO在礦物中的固溶總量只能在2.0左右。這有兩方面的依據(jù)可說明：一是本公司正常熟料MgO在2.0左右時，其顏色已達(dá)到正常的深灰色，即使MgO增加，熟料顏色也無多大變化。二是在巖相檢測時，MgO若在2.0左右時，則很難發(fā)現(xiàn)熟料中的方鎂石晶體，而MgO在2.6左右及更高時，則能普遍地發(fā)現(xiàn)較多的方鎂石晶體(如圖1)。正常熟料大多為均質(zhì)細(xì)晶結(jié)構(gòu)的優(yōu)質(zhì)熟料特征(如圖2)，而高鎂熟料的結(jié)晶微觀結(jié)構(gòu)惡化，A礦和B礦的結(jié)晶不清晰，A礦呈不規(guī)則顆粒形狀，常常形成粗大的合生顆粒。圖1高鎂熟料中的方鎂石晶體（×250）圖2正常優(yōu)質(zhì)熟料晶體特征（×

6、;250）在巖相檢測時還可發(fā)現(xiàn)：高鎂熟料中MgO晶體尺寸受冷卻制度的影響很大?？炖鋾r，MgO大多以水化速率相對較快的小晶體析出；反之，則以水化最慢的大尺寸晶體存在。2.3高鎂對熟料和水泥強(qiáng)度的影響在熟料硅率和鐵率不變的情況下，高鎂熟料中的Al2O3、Fe2O3、SiO2、SO3含量基本上未變，只是高鎂熟料中多余的MgO替代了部分CaO和SiO2。這樣，高鎂熟料的鋁酸鹽礦物并無變化，而硅酸鹽礦物將減少12。因此，在水化時，高鎂熟料將減少12的硅酸鹽礦物發(fā)揮強(qiáng)度，而且高鎂熟料中的方鎂石還會產(chǎn)生不同程度的膨脹作用。方鎂石膨脹的嚴(yán)重程度與其含量、晶體尺寸等都有關(guān)系。晶體小于1m，含量5只引起輕微膨脹；

7、57m，含量3就會嚴(yán)重膨脹。高鎂熟料在燒成過程中，方鎂石晶體是不均一的，都小于1m的情況是難以做到的。高鎂熟料的抗折強(qiáng)度明顯降低，在熟料出現(xiàn)安定性不合格時試餅大都為潰裂現(xiàn)象，而不是正常情況下因fCaO高產(chǎn)生的彎曲現(xiàn)象，這與增加了方鎂石的膨脹作用有關(guān)。高鎂熟料和高鎂水泥強(qiáng)度下降幅度也不是一致的。因?yàn)槭炝系谋缺砻娣e為300±10m2/kg，80m的細(xì)度為6.0左右，其細(xì)度相對較粗，粉磨時方鎂石晶體被破壞的機(jī)會小，因此，高鎂熟料早期水化強(qiáng)度特別是3d抗壓強(qiáng)度下降顯著。而高鎂水泥比表面積為350m2/kg，80m細(xì)度為2.0左右，大顆粒方鎂石晶體被破壞的機(jī)會增多，因此，高鎂水泥強(qiáng)度下降的幅度

8、較高鎂熟料低。大量的生產(chǎn)數(shù)據(jù)也證明高鎂熟料強(qiáng)度下降34MPa，而高鎂普通水泥3d強(qiáng)度下降12MPa，28d強(qiáng)度只下降23MPa。3提高高鎂熟料強(qiáng)度的措施3.1適當(dāng)調(diào)整配料方案1993年一季度，公司熟料MgO含量突破歷史最高水平，由于未有先例，故當(dāng)時未引起足夠認(rèn)識，配料方案也未做任何調(diào)整，熟料Fe2O3仍控制在4.85.0。而上海建材學(xué)院吳亞文曾研究指出：熟料MgO最佳含量為1.5，多余的部分相當(dāng)于提鐵。對照此觀點(diǎn)，此時熟料Fe2O3含量相當(dāng)于增加2.0左右，由于熔媒礦物的增多，從而導(dǎo)致了高鎂熟料燒結(jié)范圍過窄，輕燒幾率增加。同行業(yè)高鎂企業(yè)華新廠工藝條件與本公司大體一致，其對高鎂熟料的配料方案是十分成功的，熟料的三率值為：KH 0.89、n 2.4、P 1.4。這樣，熟料的耐火性適宜，因此，雖然華新廠熟料MgO在3.0以上，但其熟料標(biāo)號在同行業(yè)仍處于前茅。本人認(rèn)為高鎂熟料宜由正常熟料的高鐵或中鐵方案調(diào)整為中鐵或低鐵方案，以提高高鎂熟料的耐火性。在具體操作配料時，若MgO高出2.0的合理含量時，應(yīng)將多余部分等量替代Fe2O3。3.2改善高鎂熟料的冷卻制度本公司歷年的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)證明，高鎂熟料強(qiáng)度較正常熟料強(qiáng)度波動大，除與燒高鎂熟料熱工制度不易穩(wěn)定有關(guān)外，還與高鎂熟料更需急冷有