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1、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3.0m145m华新窑一台,4.0/3.5/4.0m145m湘乡窑三台及4.0m43m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2.02.6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19881994年的熟料MgO含量在1.73.0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
2、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119881994年熟料MgO和强度数据分组统计结果分组MgO范围/%频次/月MgO范围/%强度/MPa第一组1.7-2.0321.8963.7第二组2.0-2.3322.1562.5第三组2.3-2.6152.4661.6第四组3左右33.0359.82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
3、 2501 280，较C3SC2SC3AC4AF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。高镁熟料煅烧操作的难
4、度也较大，温度稍高，则出现过量液相，而煅烧温度稍低，则易跑生料。高镁熟料的另一特点是：易长副窑皮和肥窑皮，结熟料圈现象也较频繁，窑台产也有较小幅度的降低。同时，高镁生料的耐火性差，即使熟料饱和比高达0.97，仍然感觉料子不吃火，易结粒，料子难翻滚。这跟高镁熟料的CaO和SiO2降低，而提供液相的氧化物(Al2O3、Fe2O3、MgO)总量增加有关。2.2高镁对熟料矿物晶体的影响熟料烧成时，虽然MgO能部分进入熟料矿物C3S和C4AF的晶格中，使其从棕黑色转变为橄榄绿色，但笔者认为C3S和C4AF对MgO的固溶量不是无限的，MgO含量超出固溶能力的总量愈多，则以方镁石晶体存在的机会就愈多。本公司
5、生产情况证明：MgO在矿物中的固溶总量只能在2.0左右。这有两方面的依据可说明：一是本公司正常熟料MgO在2.0左右时，其颜色已达到正常的深灰色，即使MgO增加，熟料颜色也无多大变化。二是在岩相检测时，MgO若在2.0左右时，则很难发现熟料中的方镁石晶体，而MgO在2.6左右及更高时，则能普遍地发现较多的方镁石晶体(如图1)。正常熟料大多为均质细晶结构的优质熟料特征(如图2)，而高镁熟料的结晶微观结构恶化，A矿和B矿的结晶不清晰，A矿呈不规则颗粒形状，常常形成粗大的合生颗粒。图1高镁熟料中的方镁石晶体（250）图2正常优质熟料晶体特征（250）在岩相检测时还可发现：高镁熟料中MgO晶体尺寸受冷
6、却制度的影响很大。快冷时，MgO大多以水化速率相对较快的小晶体析出；反之，则以水化最慢的大尺寸晶体存在。2.3高镁对熟料和水泥强度的影响在熟料硅率和铁率不变的情况下，高镁熟料中的Al2O3、Fe2O3、SiO2、SO3含量基本上未变，只是高镁熟料中多余的MgO替代了部分CaO和SiO2。这样，高镁熟料的铝酸盐矿物并无变化，而硅酸盐矿物将减少12。因此，在水化时，高镁熟料将减少12的硅酸盐矿物发挥强度，而且高镁熟料中的方镁石还会产生不同程度的膨胀作用。方镁石膨胀的严重程度与其含量、晶体尺寸等都有关系。晶体小于1m，含量5只引起轻微膨胀；57m，含量3就会严重膨胀。高镁熟料在烧成过程中，方镁石晶体
7、是不均一的，都小于1m的情况是难以做到的。高镁熟料的抗折强度明显降低，在熟料出现安定性不合格时试饼大都为溃裂现象，而不是正常情况下因fCaO高产生的弯曲现象，这与增加了方镁石的膨胀作用有关。高镁熟料和高镁水泥强度下降幅度也不是一致的。因为熟料的比表面积为30010m2/kg，80m的细度为6.0左右，其细度相对较粗，粉磨时方镁石晶体被破坏的机会小，因此，高镁熟料早期水化强度特别是3d抗压强度下降显著。而高镁水泥比表面积为350m2/kg，80m细度为2.0左右，大颗粒方镁石晶体被破坏的机会增多，因此，高镁水泥强度下降的幅度较高镁熟料低。大量的生产数据也证明高镁熟料强度下降34MPa，而高镁普通
8、水泥3d强度下降12MPa，28d强度只下降23MPa。3提高高镁熟料强度的措施3.1适当调整配料方案1993年一季度，公司熟料MgO含量突破历史最高水平，由于未有先例，故当时未引起足够认识，配料方案也未做任何调整，熟料Fe2O3仍控制在4.85.0。而上海建材学院吴亚文曾研究指出：熟料MgO最佳含量为1.5，多余的部分相当于提铁。对照此观点，此时熟料Fe2O3含量相当于增加2.0左右，由于熔媒矿物的增多，从而导致了高镁熟料烧结范围过窄，轻烧几率增加。同行业高镁企业华新厂工艺条件与本公司大体一致，其对高镁熟料的配料方案是十分成功的，熟料的三率值为：KH 0.89、n 2.4、P 1.4。这样，
9、熟料的耐火性适宜，因此，虽然华新厂熟料MgO在3.0以上，但其熟料标号在同行业仍处于前茅。本人认为高镁熟料宜由正常熟料的高铁或中铁方案调整为中铁或低铁方案，以提高高镁熟料的耐火性。在具体操作配料时，若MgO高出2.0的合理含量时，应将多余部分等量替代Fe2O3。3.2改善高镁熟料的冷却制度本公司历年的生产经验证明，高镁熟料强度较正常熟料强度波动大，除与烧高镁熟料热工制度不易稳定有关外，还与高镁熟料更需急冷有较大关系。高镁熟料应努力改善冷却制度，保持合理的冷却带，并适当提高二次风量和尽可能缩短高镁熟料在1 250左右的停留时间，以确保急冷，让高镁熟料中多余的MgO以小晶体或玻璃体形式存在，从而最大程度地消除高镁熟料中MgO带来的影响。罗魁元（河南韶峰水泥集团，湘乡，411423）
