硅酸盐水泥熟料矿物组成及其配料计算.DOC

1、第 三 章 硅 酸 盐 水 泥 熟 料 矿 物 组 成 及 其 配 料 计 算第 一 节 硅 酸 盐 水 泥 熟 料 矿 物 组 成如 前 所 述 ， 硅 酸 盐 水 泥 熟 料 是 以 适 当 成 分 的 生 料 烧 到 部 分 熔 融 ， 所 得 以 硅 酸 钙 为 主 要成 分 的 烧 结 块 。 因 此 ， 在 硅 酸 盐 水 泥 熟 料 中 CaO,SiO2,A1203,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 经 高 温 化 学 反 应 而 生 成 的 多 种 矿 物 的 集 合体 。 其 结 晶 细 小 ，

2、一 般 为 30-60Icm 。 因 此 可 见 ， 水 泥 熟 料 是 一 种 多 矿 物 组 成 的 结晶 细 小 的 人 工 岩 石 。 它 主 要 有 以 下 四 种 矿 物 ：硅 酸 三 钙 一 3Ca0 3i02 ， 可 简 写 为 C3S ；硅 酸 二 钙 2Ca0 Si02 ， 可 简 写 为 C2S ； 铝 酸 三 钙 3Ca0 A1203 ， 可 简 写 为 C 3 A ； 铁 相 固 溶 体 通 常 以 铁 铝 酸 四 钙 4Ca0 . A1203 . Fe203 作 为 代 表 式 ， 可 简 写 成 C 4 AF, 此 外 ， 还 有 少 量 游 离 氧 化 钙 (.

3、f-Ca0 ) 、 方 镁 石 （ 结 晶 氧 化 镁 ） 、 含 碱 矿 物 及 玻璃 体 。 通 常 熟 料 中 C3S 和 C2S 含 量 约 占 75 左 右 ， 称 为 硅 酸 盐 矿 物 。 C3-ft 和 C,AF 的 理 论 含 量 约 占 22 左 右 。 在 水 泥 熟 料 锻 烧 过 程 中 ,C 3 A 和 C,AF 以 及 氧 化 镁 、 碱 等 在 1250 - 12800C 会 逐 渐 熔 融 形 成 液 相 ， 促 进 硅 酸 三 钙 的 形 成 ，故 称 熔 剂 矿 物 。 一 硅 酸 三 钙 C3S 是 硅 酸 盐 水 泥 熟 料 的 主 要 矿 物 。 其

4、 含 量 通 常 为 50 左 右 ， 有 时 甚 至 高 达 60 以 上 。 纯 C3S 只 有 在 2065 12500C 温 度 范 围 内 才 稳 定 。 在 20650C 以 上不 一 致 熔 融 为 Ca0 和 液 相 ； 在 1250 0 C 以 下 分 解 为 CZS 和 Ca0 ， 但 反 应 很 慢 ，故 纯 C,S 在 室 温 可 呈 介 稳 状 态 存 在 。 C,S 有 三 种 晶 系 七 种 变 型 ： 1070 0 C 1060 0 C 990 0 C 960 0 C 920 0 C 520 0 C R M M M T T T R 型 为 三 方 晶 系 ， M

5、 型 为 单 斜 晶 系 ， T 型 为 三 斜 晶 系 ， 这 些 变 型 的 晶 体 结 构相 近 。 但 有 人 认 为 ,R 型 和 M ， 型 的 强 度 比 T 型 的 高 。 在 硅 酸 盐 水 泥 熟 料 中 , C3S 并 不 以 纯 的 形 式 存 在 ， 总 含 有 少 量 氧 化 镁 、 氧 化 铝 、氧 化 铁 等 形 成 固 溶 液 ， 称 为 阿 利 特 (Alite ） 或 A 矿 。 纯 C3S 在 常 温 下 ， 通 常 只 能 为 三 斜 晶 系 (T 型 ） ， 如 含 有 少 量 Mg0, A1203 , Fe2O3 , 503 , ZnO,Cr203

6、,R20 等 氧 化 物 形 成 固 溶 体 则 为 M 型 或 R 型 。 由 于 熟 料 中 C3S 总 含 MgO,A12O3, Fe2O3 以 及 其 他 氧 化 物 ， 故 阿 利 特 通 常 为 M 型 或 R 型 。 据 认 为 锻 烧 温 度 的提 高 或 锻 烧 时 间 的 延 长 也 有 利 于 形 成 M 型 或 R 型 。 纯 C3S 为 白 色 ， 密 度 为 3. 14g /cm3 , 其 晶 体 截 面 为 六 角 形 或 棱 柱 形 。 单 斜 晶系 的 阿 利 特 单 晶 为 假 六 方 片 状 或 板 状 。 在 阿 利 特 中 常 以 CS 和 CaO 的

7、 包 裹 体 存 在 。C3S 凝 结 时 间 正 常 ， 水 化 较 快 ， 粒 径 40-50jum 的 颗 粒 28d 可 水 化 70 左 右 。 放 热 较 多 ， 早 期 强 度 高 且 后 期 强 度 增 进 率 较 大 ， 28d 强 度 可 达 一 年 强 度 的 70 -80 ， 其 28d 强 度 和 一 年 强 度 在 四 种 矿 物 中 均 最 高 。阿 利 特 的 晶 体 尺 寸 和 发 育 程 度 会 影 响 其 反 应 能 力 ， 当 烧 成 温 度 高 时 ， 阿 利 特 晶 形 完整 ， 晶 体 尺 寸 适 中 ， 几 何 轴 比 大 （ 晶 体 长 度 与

8、 宽 度 之 比 L/B2-3) ， 矿 物 分 布 均 匀 ，界 面 清 晰 ， 熟 料 的 强 度 较 高 。 当 加 矿 化 剂 或 用 急 剧 升 温 等 锻 烧 方 法 时 ， 虽 然 含 较 多 阿 利特 ， 而 且 晶 体 比 较 细 小 ， 但 因 发 育 完 整 、 分 布 均 匀 ， 熟 料 强 度 也 较 高 。 因 此 ， 适 当 提 高熟 料 中 的 硅 酸 三 钙 含 量 ， 并 且 当 其 岩 相 结 构 良 好 时 ， 可 以 获 得 优 质 熟 料 。 但 硅 酸 三 钙 的水 化 热 较 高 ， 抗 水 性 较 差 ， 如 要 求 水 泥 的 水 化 热 低

9、 、 抗 水 性 较 高 时 ， 则 熟 料 中 的 硅 酸 三钙 含 量 要 适 当 低 一 些 。 二 硅 酸 二 钙 C2S 在 熟 料 中 含 量 一 般 为 20 左 右 ， 是 硅 酸 盐 水 泥 熟 料 的 主 要 矿 物 之 一 ， 熟 料 中硅 酸 二 钙 并 不 是 以 纯 的 形 式 存 在 ， 而 是 与 少 量 MgO,A1203,Fe2O3,R20 等 氧 化 物 形成 固 溶 体 ， 通 常 称 为 贝 利 特 (Belite ) 或 B 矿 。 纯 C2S 在 14500C 以 下 有 下 列 多晶 转 变 。 1425 0 C 1160 0 C 630 680

10、 0 C 500 0 C = H L - 780 860 0 C (H 一 高 温 型 ， L 一 低 温 型 ） 在 室 温 下 , ， H ， L ， 等 变 形 都 是 不 稳 定 的 ， 有 转 变 成 Y 型 的 趋 势 。在 熟 料 中 ， H 型 一 般 较 少 存 在 ， 在 烧 成 温 度 较 高 、 冷 却 较 快 的 熟 料 中 ， 由 于 固 溶有 少 量 A120, , Mg0 , Fe2O3 等 氧 化 物 ， 可 以 型 存 在 。 通 常 所 指 的 硅 酸 二 钙 或 B 矿 即 为 型 硅 酸 二 钙 。， H 型 C2S 强 度 较 高 ， 而 Y 型 C

11、2S 几 乎 无 水 硬 性 。 在 立 窑 生 产 中 ， 若 通风 不 良 、 还 原 气 氛 严 重 、 烧 成 温 度 低 、 液 相 量 不 足 、 冷 却 较 慢 ， 则 硅 酸 二 钙 在 低 于 5000C 下 易 由 密 度 为 3. 28g /cm 的 R 型 转 变 为 密 度 2. 97g /cm3 的 Y 型 ， 体积 膨 胀 10 而 导 致 熟 料 粉 化 。 但 若 液 相 量 多 ， 可 使 溶 剂 矿 物 形 成 玻 璃 体 将 刀 型 硅 酸 二钙 晶 体 包 围 住 ， 并 采 用 迅 速 冷 却 方 法 使 之 越 过 尹 -Y 型 转 变 温 度 而

12、 保 留 下 来 。贝 利 特 为 单 斜 晶 系 ， 在 硅 酸 盐 水 泥 熟 料 中 常 呈 圆 粒 状 ， 这 是 因 为 贝 利 特 的 棱 角 已 溶进 液 相 而 其 余 部 分 未 溶 进 液 相 之 故 。 已 全 部 溶 进 液 相 而 在 冷 却 过 程 中 结 晶 出 来 的 贝 利 特则 可 以 自 行 出 现 而 呈 其 他 形 状 。在 反 射 光 下 ， 正 常 温 度 烧 成 的 熟 料 中 ， 贝 利 特 有 交 叉 双 晶 条 纹 ， 而 烧 成 温 度 低 冷 却慢 者 ， 则 呈 现 平 行 双 晶 条 纹 。 纯 硅 酸 二 钙 色 洁 白 ， 当

13、含 有 Fe20, 时 呈 棕 黄 色 。 贝 利 特 水 化 反 应 较 慢 ,28d 仅 水化 2000A -: 右 ， 凝 结 硬 化 缓 慢 ， 早 期 强 度 较 低 但 后 期 强 度 增 长 率 较 高 ， 在 一 年 后 可 赶上 阿 利 特 。 贝 利 特 的 水 化 热 较 小 ， 抗 水 性 较 好 。 在 中 低 热 水 泥 和 抗 硫 酸 盐 水 泥 中 ， 适 当提 高 贝 利 特 含 量 而 降 低 阿 利 特 含 量 是 有 利 的 。 中 间 相 填 充 在 阿 利 特 、 贝 利 特 之 间 的 物 质 通 称 中 间 相 ， 它 可 包 括 铝 酸 盐 、

14、 铁 酸 盐 、 组 成 不 定的 玻 璃 体 和 含 碱 化 合 物 以 及 游 离 氧 化 钙 和 方 镁 石 。 但 以 包 裹 体 形 式 存 在 于 阿 利 特 和 贝 利特 中 的 游 离 氧 化 钙 和 方 镁 石 除 外 。 中 间 相 在 熟 料 缎 烧 过 程 中 ， 熔 融 成 为 液 相 ， 冷 却 时 ，部 分 液 相 结 晶 ， 部 分 液 相 来 不 及 结 晶 而 凝 固 成 玻 璃 体 。 （ 一 ） 铝 酸 钙 熟 料 中 铝 酸 钙 主 要 是 铝 酸 三 钙 ， 有 时 还 可 能 有 七 铝 酸 十 二 钙 。 在 掺 氟 化 钙 作 矿 化 剂的 熟

15、 料 中 可 能 存 在 C 11 A 7 CaF2 ， 而 在 同 时 掺 氟 化 钙 和 硫 酸 钙 作 矿 化 剂 低 温 烧 成的 熟 料 中 可 以 是 C 11 A 7 CaF2 和 C 4 A 2 S 而 无 C 3 A 。 纯 C 3 A 为 等 轴 晶系 ， 无 多 晶 转 化 。 C 3 A 也 可 固 溶 部 分 氧 化 物 ， 如 K2O,Na20 , Si02 , Fe203 等 ，随 固 溶 的 碱 含 量 的 增 加 ， 立 方 晶 体 的 C,A 向 斜 方 晶 体 NCB A, 转 变 。 结 晶 完 善 的 C 3 A 常 呈 立 方 、 八 面 体 或 十

16、 二 面 体 。 但 在 水 泥 熟 料 中 其 形 状 随 冷 却速 率 而 异 。 氧 化 铝 含 量 高 而 慢 冷 的 熟 料 ， 才 可 能 结 晶 出 完 整 的 大 晶 体 ， 一 般 则 溶 入 玻 璃相 或 呈 不 规 则 微 晶 析 出 。 C 3A 在 熟 料 中 的 潜 在 含 量 为 7-15 。 纯 C 3A 为 无 色 晶 体 ， 密 度 为 3. 04g /cm 3 ， 熔 融 温 度 为 15330C , 反 光 镜 下 ， 快 冷 呈 点 滴 状 ， 慢 冷 呈 矩 形 或 柱 形 。 因 反 光 能 力 差 ， 呈 暗 灰色 ， 故 称 黑 色 中 间 相

17、 。C 3A 水 化 迅 速 ， 放 热 多 ， 凝 结 很 快 ， 若 不 加 石 膏 等 缓 凝 剂 ， 易 使 水 泥 急 凝 ； 硬 化快 ， 强 度 3d 内 就 发 挥 出 来 ， 但 绝 对 值 不 高 ， 以 后 几 乎 不 增 长 ， 甚 至 倒 缩 。 干 缩 变 形 大 ，抗 硫 酸 盐 性 能 差 。 （ 二 ） 铁 相 固 溶 体 铁 相 固 溶 体 在 熟 料 中 的 潜 在 含 量 为 10-18 。 熟 料 中 含 铁 相 较 复 杂 ， 有 人 认 为是 C 2F - C 8A 3F 连 续 固 溶 体 中 的 一 个 成 分 ， 也 有 人 认 为 是 C

18、6A 2F -C6AF2 连续 固 溶 体 的 一 部 分 。 在 一 般 硅 酸 盐 水 泥 熟 料 中 ， 其 成 分 接 近 C,AF ， 故 多 用 C, AF 代 表 熟 料 中 铁 相 的 组 成 。 也 有 人 认 为 ， 当 熟 料 中 Mg0 含 量 较 高 或 含 有 CaF2 等 降 低 液 相 粘 度 的 组 分 时 ， 铁 相 固 溶 体 的 组 成 为 C 6A 2F 。 若 熟 料 中 A1203/Fe2030. 64 的 熟 料 。 若 IM0. 64 ） ： C3S=4. 07 C 7. 60 S 6. 72A 一 2. 86S03 C2S=8. 60S 5.

19、 07A 1 07F 2.15S0 3 一 3. 07C 2. 87 S 0. 754C 3S C 3A =2.6 5 1. 09F C 4 AF=3. 04F （ 1-3-20 ) 同 理 ， 当 I M 0.64 时 ， 熟 料 矿 物 组 成 计 算 式 如 下 ： C3 S=4. 07 C 7. 60 S 4. 47 a 2. 80 F 2. 86S03 CZS 8. 60S+3. 38A 2. 15S03 一 3. 07C 2. 87S-0. 754C 3S C,AF=4. 77A C 2F =1. 70(F-1. 57A ） CaSO ； 1. 70S0 ： 三 熟 料 真 实 矿

20、 物 组 成 与 计 算 矿 物 组 成 的 差 异硅 酸 盐 水 泥 洲 料 矿 物 组 成 的 计 算 是 假 设 熟 料 是 平 衡 冷 却 并 生 成 C3S,C2S,C,A 和 四 种 纯 矿 物 ， 其 计 算 结 果 与 熟 料 真 实 矿 物 组 成 并 不 完 全 一 致 ， 有 时 甚 至 相 差 很大 。 其 原 因 是 ：1. 固 溶 体 的 影 响 计 算 矿 物 为 纯 C3S,C2S,C 3A 和 C, F, 但 实 际 矿 物 为 固 溶 有 少 量 其 他 氧 化 物 的固 溶 体 ， 即 阿 利 特 、 贝 利 特 、 铁 相 固 溶 体 等 。 例 如 ，

21、 若 阿 利 特 组 成 按 CsaS16MA 考 虑 ， 则 计 算 C3S 的 公 式 中 Si02 前 面 的 系 数 就 不 是 3.80 而 是 4.30, 这 样 实 际含 量 就 要 提 高 11 ， 而 C 3A 则 因 有 一 部 分 A1203 固 溶 进 阿 利 特 而 使 它 的 含 量减 少 。 又 如 ， 铁 相 固 溶 体 并 非 固 定 组 成 的 C, AF, 而 在 高 温 或 有 MgO,CaF2 等 条件 下 有 可 能 是 C6 2F , 其 结 果 使 实 际 矿 物 中 铁 相 固 溶 液 含 量 增 加 使 C 3A 含 量 减少 。 2. 冷

22、却 条 件 的 影 响 硅 酸 盐 水 泥 熟 料 冷 却 过 程 ， 若 缓 慢 冷 却 而 平 衡 结 晶 ， 则 液 相 几 乎 全 部 结 晶 出 C 3A ,C,AF 等 矿 物 。 但 在 工 业 生 产 条 件 下 ， 冷 却 速 度 较 快 ， 因 而 液 相 可 部 分 或 几 乎 全 部变 成 玻 璃 体 ， 此 时 ， 实 际 C 3A ,C,AF 含 量 均 比 计 算 值 低 ， 而 C3S 含 量 可 能 增 加使 C2S 减 少 。 3. 碱 和 其 他 微 组 分 的 影 响 碱 的 存 在 可 能 与 硅 酸 盐 矿 物 形 成 KC23S12 ， 与 铝 酸

23、 三 钙 形 成 NC 8A 3 ， 而析 出 CaO ， 从 而 使 C 3A 减 少 而 出 现 NC 3A 3, 碱 也 可 能 影 响 C3S 含 量 。 其 他次 要 氧 化 物 如 Ti02 , MgO, P,05 也 会 影 响 熟 料 的 矿 物 组 成 。 尽 管 计 算 的 矿 物 组 成 与 实 测 值 有 一 定 差 异 ， 但 它 能 基 本 说 明 对 熟 料 锻 烧 和 性 能 的 影 响 ，也 是 设 计 某 一 矿 物 组 成 的 水 泥 熟 料 时 ， 计 算 生 料 组 成 的 唯 一 可 能 的 方 法 ， 因 此 在 水 泥 工业 中 仍 得 到 广

24、泛 应 用 。 第 三 节 熟 料 矿 物 组 成 的 计 算熟 料 的 矿 物 组 成 可 用 岩 相 分 析 ,X 射 线 定 量 分 析 等 方 法 测 定 ， 也 可 根 据 化 学 成 分 进行 计 算 。 岩 相 分 析 基 于 显 微 镜 下 测 量 出 单 位 面 积 各 矿 物 所 占 的 面 积 的 百 分 率 再 乘 以 相 应 的 矿 物的 相 对 密 度 而 得 各 矿 物 含 量 。 这 种 方 法 较 符 合 实 际 情 况 ， 但 要 求 操 作 者 要 有 熟 练 的 技 巧 ，且 劳 动 ， 强 度 大 。 此 外 ， 晶 体 较 小 ， 也 可 重 迭 而

25、 产 生 误 差 .X 射 线 定 量 分 析 基 于 熟料 矿 物 特 征 峰 强 度 与 基 准 单 矿 物 特 征 峰 强 度 之 比 求 其 含 量 。 这 种 方 法 方 便 且 准 确 ， 国 外现 代 化 水 泥 厂 都 普 遍 采 用 。 但 限 于 设 备 条 件 ， 我 国 水 泥 厂 使 用 的 还 不 多 ， 另 外 ， 此 方 法对 含 量 太 低 的 矿 物 不 适 用 。 我 国 常 用 化 学 方 法 进 行 计 算 。 此 方 法 计 算 出 来 的 仅 是 理 论 上可 能 生 成 的 矿 物 ， 称 之 为 “潜 在 矿 物 ”组 成 。 在 生 产 条

26、件 稳 定 的 情 况 下 ， 熟 料 真 实 矿 物组 成 与 计 算 矿 物 组 成 有 一 定 的 相 关 性 ， 已 能 说 明 矿 物 组 成 对 熟 料 及 水 泥 性 能 的 影 响 ， 因此 在 我 国 仍 普 遍 使 用 。 常 用 的 从 化 学 成 分 计 算 熟 料 矿 物 组 成 的 方 法 有 两 种 ， 即 石 灰 饱 和 系 数 法 和 鲍 格 法 。 石 灰 饱 和 系 数 法 为 了 计 算 方 便 ， 先 列 出 有 关 相 对 分 之 质 量 的 比 值 。 C 3 S=3.80 （ 3KH 2 ） SiO 2 C 2 S=8.60(1-KH) SiO

27、2 C 3 A =2.65(Al 2 O 3 -0.64Fe 2 O 3 ) C 4 AF=3.04Fe 2 O 3 CaSO, 1 7S03 鲍 格 (R. H. Bogue) 法 鲍 格 法 也 称 代 数 法 。 根 据 四 种 主 要 矿 物 以 及 CasO ； 的 化 学 组 成 可 计 算 出 各 氧 化 物的 百 分 含 量 ， 见 表 1-3-1 表 1-3-1 主 要 矿 物 中 各 主 要 级 化 物 的 百 分 含 量 ( ） 矿 物 氧 化 物 C 2 S C 2 S C 3 A C 4 AF CaSO 4 CaO 73.69 65.12 65.12 46.16 41

28、.19 SiO 2 26.31 26.31 AL 2 O 3 37.73 20.98 Fe 2 O 3 32.86 SO 2 58.81 根 据 上 表 数 值 可 列 出 下 列 方 程 式 ： C=0. 7369C 3S 0. 6512C 23 0. 0229C 3 A 0. 4016C , AF 0.4119CaS0, S=0: 2631C 3S-t-0. 3488CZS A=0. 3773C 3 A 0. 2098C 4 AF F= 0.3286 C 4 AF SO 3 =0. 5881CaSO 4 解 上 述 联 立 方 程 ， 可 得 各 矿 物 百 分 含 量 计 算 式 0.

29、64 ） ： C3S=4. 07 C 7. 60 S 6. 72A 一 2. 86S03 C2S=8. 60S 5. 07A 1 07F 2.15S0 3 一 3. 07C 2. 87 S 0. 754C 3S C 3A =2.6 5 1. 09F C 4 AF=3. 04F （ 1-3-20 ) 同 理 ， 当 I M 0.64 时 ， 熟 料 矿 物 组 成 计 算 式 如 下 ： C3 S=4. 07 C 7. 60 S 4. 47 a 2. 80 F 2. 86S03 CZS 8. 60S+3. 38A 2. 15S03 一 3. 07C 2. 87S-0. 754C 3S C,AF=

30、4. 77A C 2F =1. 70(F-1. 57A ） CaSO ； 1. 70S0 ： 熟 料 真 实 矿 物 组 成 与 计 算 矿 物 组 成 的 差 异 硅 酸 盐 水 泥 洲 料 矿 物 组 成 的 计 算 是 假 设 熟 料 是 平 衡 冷 却 并 生 成 C3S,C2S,C,A 和 ,AF 四 种 纯 矿 物 ， 其 计 算 结 果 与 熟 料 真 实 矿 物 组 成 并 不 完 全 一 致 ， 有 时 甚 至 相 差 很 大 。其 原 因 是 ： 1. 固 溶 体 的 影 响 计 算 矿 物 为 纯 C3S,C2S,C 3A 和 C, F, 但 实 际 矿 物 为 固 溶

31、有 少 量 其 他 氧 化 物 的 固 溶体 ， 即 阿 利 特 、 贝 利 特 、 铁 相 固 溶 体 等 。 例 如 ， 若 阿 利 特 组 成 按 CsaS16MA 考 虑 ，则 计 算 C3S 的 公 式 中 Si02 前 面 的 系 数 就 不 是 3.80 而 是 4.30, 这 样 实 际 含 量 就要 提 高 11 ， 而 C 3A 则 因 有 一 部 分 A1203 固 溶 进 阿 利 特 而 使 它 的 含 量 减 少 。又 如 ， 铁 相 固 溶 体 并 非 固 定 组 成 的 C, AF, 而 在 高 温 或 有 MgO,CaF2 等 条 件 下 有 可能 是 C6 2

32、F , 其 结 果 使 实 际 矿 物 中 铁 相 固 溶 液 含 量 增 加 使 C 3A 含 量 减 少 。 2. 冷 却 条 件 的 影 响 硅 酸 盐 水 泥 熟 料 冷 却 过 程 ， 若 缓 慢 冷 却 而 平 衡 结 晶 ， 则 液 相 几 乎 全 部 结 晶 出 C 3A ,C,AF 等 矿 物 。 但 在 工 业 生 产 条 件 下 ， 冷 却 速 度 较 快 ， 因 而 液 相 可 部 分 或 几 乎 全 部 变 成 玻 璃 体 ，此 时 ， 实 际 C 3A ,C,AF 含 量 均 比 计 算 值 低 ， 而 C3S 含 量 可 能 增 加 使 C2S 减 少 。3. 碱

33、 和 其 他 微 组 分 的 影 响 碱 的 存 在 可 能 与 硅 酸 盐 矿 物 形 成 KC23S12 ， 与 铝 酸 三 钙 形 成 NC 8A 3 ， 而 析出 CaO ， 从 而 使 C 3A 减 少 而 出 现 NC 3A 3, 碱 也 可 能 影 响 C3S 含 量 。 其 他 次要 氧 化 物 如 Ti02 , MgO, P,05 也 会 影 响 熟 料 的 矿 物 组 成 。 尽 管 计 算 的 矿 物 组 成 与 实 测 值 有 一 定 差 异 ， 但 它 能 基 本 说 明 对 熟 料 锻 烧 和 性 能 的 影 响 ，也 是 设 计 某 一 矿 物 组 成 的 水 泥

34、 熟 料 时 ， 计 算 生 料 组 成 的 唯 一 可 能 的 方 法 ， 因 此 在 水 泥 工业 中 仍 得 到 广 泛 应 用 。第 四 节 熟 料 矿 物 组 成 的 选 择熟 料 矿 物 组 成 的 选 择 ， 一 般 应 根 据 水 泥 的 品 种 和 标 号 、 原 料 和 燃 料 的 品 质 、 生 料 制 备和 熟 料 锻 烧 工 艺 综 合 考 虑 ， 以 达 到 优 质 高 产 低 消 耗 和 设 备 长 期 安 全 运 转 的 目 的 。 水 泥 品 种 和 标 号 若 要 求 生 产 普 通 硅 酸 盐 水 泥 ， 则 在 保 证 水 泥 标 号 以 及 凝 结 时

35、 间 正 常 和 安 定 性 良 好 的 条件 下 ， 其 化 学 成 分 可 在 一 定 范 围 内 变 动 。 可 以 采 用 高 铁 、 低 铁 、 低 硅 、 高 硅 、 高 饱 和 系数 等 多 种 配 料 方 案 。 但 要 注 意 三 个 率 值 配 合 适 当 ， 不 能 过 份 强 调 某 一 率 值 。 例 如 ， 同 样生 产 525 号 硅 酸 盐 水 泥 ， 华 新 水 泥 厂 采 取 的 配 料 方 案 为 X2 -v- 89-0. 93,SM=2. 0-V2. 2JM=1. 2-1. 4 ， 而 峨 眉 水 泥 厂 限 于 原 料 、 燃 料 的 条 件 则 采

36、取 高 铁 高 饱 和 系 数 配 料方 案 ， KH 0. 90-0. 93 ， SM= 2. 00 士 0. 10J 材 =0. 8t0. 1 ， 也 可 生 产 出 525 号 硅 酸 盐 水 泥 。 生 产 专 用 水 泥 或 特 性 水 泥 应 根 据 其 特 殊 要 求 ， 选 择 合 适 的 矿 物 组 成 。 若 生 产 快 硬 硅 酸盐 水 泥 ， 则 要 求 硅 酸 三 钙 和 铝 酸 三 钙 含 量 高 ， 因 此 应 提 高 KH 和 IM 。 而 生 产 中热 硅 酸 盐 水 泥 和 抗 硫 酸 盐 水 泥 则 应 减 少 铝 酸 兰 钙 和 硅 酸 三 钙 含 量

37、， 即 降 低 KH 和 IM 率 。 原 料 品 质 原 料 的 化 学 成 分 和 工 艺 性 能 对 熟 料 矿 物 组 成 的 选 择 有 很 大 影 响 ， 在 一 般 情 况 下 ， 应尽 量 采 用 两 种 或 三 种 原 料 的 配 料 方 案 。 除 非 其 配 料 方 案 不 能 保 证 正 常 生 产 ， 才 考 虑 更 换原 料 或 掺 加 另 一 种 校 正 原 料 。 若 石 灰 石 品 位 低 而 粘 土 氧 化 硅 含 量 又 不 高 ， 则 无 法 提 高 石 灰 饱 和 系 数 和 硅 率 ， 熟 料强 度 难 以 提 高 ， 只 有 采 用 品 位 高 的

38、 石 灰 石 和 氧 化 硅 含 量 高 的 粘 土 才 能 提 高 饱 和 系 数 和 硅率 ， 烧 出 标 号 较 高 的 水 泥 。 若 石 灰 石 的 隧 石 含 量 较 高 而 粘 土 的 粗 砂 含 量 高 ， 则 因 为 原 料难 磨 ， 熟 料 难 烧 ， 其 熟 料 的 饱 和 系 数 也 不 能 高 。 原 料 含 碱 量 太 高 ， KH 宜 降 低 。 燃 料 品 质 燃 料 品 质 既 影 响 缎 烧 过 程 又 影 响 熟 料 质 量 。 一 般 说 来 ， 发 热 量 高 的 优 质 燃 料 ， 其 火焰 温 度 高 ， 熟 料 的 KH 值 可 高 些 。 若

39、燃 料 质 量 差 ， 除 了 火 焰 温 度 低 外 ， 还 会 因 煤 灰 的沉 落 不 均 匀 ， 降 低 熟 料 质 量 。 水 泥 窑 用 煤 的 质 量 要 求 见 泥 ， 则 要 求 硅 酸 三 钙 和 铝 酸 三 钙含 量 高 ， 因 此 应 提 高 KH 和 IM 。 而 生 产 中 热 硅 酸 盐 水 泥 和 抗 硫 酸 盐 水 泥 则 应 减 少铝 酸 兰 钙 和 硅 酸 三 钙 含 量 ， 即 降 低 KH 和 IM 率 。 燃 料 品 质 既 影 响 缎 烧 过 程 又 影 响 熟 料 质 量 。 一 般 说 来 ， 发 热 量 高 的 优 质 燃 料 ， 其 火焰

40、温 度 高 ， 熟 料 的 KH 值 可 高 些 。 若 燃 料 质 量 差 ， 除 了 火 焰 温 度 低 外 ， 还 会 因 煤 灰 的沉 落 不 均 匀 ， 降 低 熟 料 质 量 。 水 泥 窑 用 煤 的 质 量 要 求 见 表 1-3-2 。 表 1-3-2 水 泥 烧 成 用 煤 的 质 要 求 窑 型 灰 分 （ ） 挥 发 分 （ ） 干 燥 基 低 热 值 20900 立 波 尔 窑 22900 立 窑 20900 煤 灰 掺 入 熟 料 中 ， 除 全 黑 生 料 的 立 窑 外 ， 往 往 分 布 不 均 匀 ， 对 熟 料 质 量 影 响 极 大 。 据 统计 ， 由

41、 于 煤 灰 不 均 匀 掺 入 ， 将 使 熟 料 KH 值 降 低 0. V4-v. 16 ； 硅 率 下 降 0. 05 - 0. 20; 铝 率 提 高 。 05-0. 30 。 当 煤 灰 掺 入 量 增 加 时 ， 熟 料 强 度 下 降 此 时 除 了 采 用提 高 煤 粉 细 度 和 用 矿 化 剂 等 措 施 外 ， 还 应 适 当 降 低 熟 料 KH 值 ， 以 利 生 产 正 常 进 行 。当 煤 质 变 化 时 ， 熟 料 组 成 也 应 相 应 调 整 。 对 回 转 窑 来 说 ， 采 用 的 煤 的 发 热 量 高 ， 挥发 分 低 ， 则 因 挥 发 分 低 ， 火 焰 黑 火 头 长 ， 燃 烧 部 分 短 ， 热 力 集 中 ， 熟 料 易 结 大 块 ， 游 离