生料易烧性与熟料中fCaO含量的关系浅析

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【摘要】水泥企业生产实际过程中，导致熟料中f-CaO（游离氧化钙）含量较高的原因有许多，而其中最优先要考虑和控制的因素就是生料的配比是否合理，这突出地反映在生料的易烧性上。

【关键词】生料易烧性；熟料fCaO；关系

一般来说，导致熟料中f-CaO（游离氧化钙）含量高的原因，主要有以下几点：①配料不当。石灰饱和系数或硅率过高，或者与同类厂相比，石灰饱和系数并不显得很高，但因该厂生产条件较差，操作和管理水平不高，导致f-CaO含量高；②生料配比不准确、不均匀；③生料配料控制方法落后，采用钙铁控制，即只控制出磨生料的CaO和Fe2O3，而不考虑SiO2和Al2O3的变化。如果原料别是石灰石中的SiO2和Al2O3含量有所波动，即使出磨生料的CaO和Fe2O3百分之百合格，也会引起出磨生料率值的较大变化，影响窑的煅烧，从而使f-CaO含量增加；④生料细度太粗而粗粒子过大；⑤煅烧温度不够高或者物料在烧成带停留时间太短，使C2S（硅酸二钙）吸收f-CaO的化学反应进行得不充分；⑥熟料冷却速度太慢，产生二次f-CaO；⑦原料易烧性不好，石灰石结晶硅和黏土含砂量太高，使固相反应难以完成，增加了f-CaO含量；⑧窑的结构原因或窑煅烧操作不当，引起f-CaO增加。

在水泥生料配料工作中必须综合考虑如下因素，才能在熟料生产中实现高优质低耗及高运转率的目的，也才能称之为正确的配料理念。这些因素是：生料易烧性、生料配料与成分的均匀稳定程度、燃料性质与成分、生产工艺、装备条件及计划生产的水泥品种等。

1.生料喂料与成分的稳定程度：如生产线的均化能力不足时，配料就不可能将KH选的过高。

2.燃料性质与成分：无烟煤与烟煤的燃烧速度及灰分含量差异较大。

3.生产工艺：预分解工艺为更高饱和比的配料创造了条件。

4.装备条件：装备的可靠程度与自动化程度为高饱和比配料提供更好的保证。

5.水泥品种：水泥的不同使用要求，从熟料配料开始就应充分考虑。

以下主要谈一谈影响生料易烧性的相关问题：

1.如何选择配料方案提高易烧性？

所谓生料易烧性是指在窑实际操作中，熟料煅烧的难易程度。一般是以生料在一定温度下，经过一定时间煅烧后，熟料中所含游离钙的多少来表示，游离氧化钙越多，易烧性越差；游离氧化钙越少，则易烧性越好。在选定矿山及确定配料方案时，都要做此工作，可按相关标准进行。

人们在研究易烧性时总结了不少公式，这里推荐比较实用的一个：

K=【（3KH-2）n（P+1）】/（2p+10）

式中，K—不同方法计算的易烧性指数；

KH，n，p—分别为生料的饱和比、硅酸率、铝氧率。

在上式K的表达式中可看出，配料方案对易烧性有很大影响：（1）KH与n都高，K值必大无疑，肯定是难烧的生料，为此，采用高KH与高n方案配料时，一定要慎重；（2）提高P会略能降低K值，这是由于分母中P前面的系数比分子中P的系数大；（3）欲保持K不变（即易烧性不变），P与n就得呈同步增减趋势，国外不少窑外分解窑的配方就符合这个方向，其n值就得高达2.8，P值提高到1.7。

除配料方案外，易烧性还与f-SiO2含量及细度，颗粒组成、烧成制度及液相量、液相性质有关。具体到每个企业，配料人员的责任就是：结合当地的原材料资源，选择既能适应用户所需要的水泥性能，又能够让工艺、装备与之适应的方案。

2.除配料方案外，影响易烧性的其它因素有哪些？

最新的研究结果表明：

（1）生料的易烧性是多种因素作用的结果，因此，与f-SiO2的含量没有线性反比关系。

（2）当f-SiO2的粒径在45um以上时，它的量才会使生料的易烧性变差；如果是小于45um粒径的f-SiO2，对生料易烧性没有影响。

（3）当f-SiO2粒径相同时，f-SiO2含量越高，生料的易烧性就越差；

（4）相同组分的配料，较粗的生料80um筛余中f-SiO2含量较高，易烧性差，较细的生料80um筛余中f-SiO2含量较低，易烧性好。

由此可见，当原料中f-SiO2较高，无法回避时，应将含f-SiO2组分的原料细磨至45um，有利于减少它对易烧性的影响。

为考虑生料易烧性，选择配料方案时，还应注意如下因素的变化：

易烧性大小取决于不同窑型：窑外分解窑与立窑、传统悬窑相比，由于它的物料预分解得充分，窑内热力强度高，生料显得易烧，此时可以而且应该采用更高的硅酸率配料。

所用原料的矿物结构疏松时，或配料中含有大量微量元素，或是掺了矿化剂，或是采用经高温处理过的工业废渣配料，这样的生料易烧性都会变好。

生料和颗粒级配有明显影响。生料中大于200um的筛余料对易烧性极为不利，但生料也不要过细，虽然细料的易烧性可能会好，但不仅细生料要消耗更多的电能，而且对于预分解窑，预热器热效率反而下降。

有研究表明，易烧性系数改变1.0时，不会造成易烧性的重大变化，当系数变动大于2.0时，可以清楚的看到反映，当系数变动超过3.0时，必须及时调整用煤量以应变易烧性的较大变化。这是计算易烧性的实践意义，管理与操作者可以一试。

对已生产出来的含f-CaO较多、导致安定性不良的熟料，可用下列方法处理，以减轻它对水泥质量的危害：一是加入适量的混合材共同磨制水泥；二是陈化。即将熟料存放一段时间，或往熟料上喷洒适量的水或掺入适当的湿混合材，使熟料中的f-CaO得以部分消解后，再磨制水泥；三是把含f-CaO较少的好熟料与含f-CaO较多的差熟料分堆存放，搭配入磨，即进行所谓的熟料搭配均化；四是将水泥磨得更细些。因为细小的f-CaO晶体水化速度更快，从而减弱了它对已硬化的水泥石的破坏作用。