水泥新標準實施已有2年時間,實施效果逐步顯現出來,水泥生產工藝進行了和正在進行大的調整,水泥產品質量已明顯提高。但是我們必須清醒的認識到,提高水泥產品質量的工作任重道遠,特別是根據用戶的要求改進產品質量,以至修訂標準中不適應的規定等工作更是長期任務。這里根據我國水泥生產、使用實施新標準的經驗教訓,反映出來的新問題,就改進水泥產品質量的途徑進行簡要分析。
1提高水泥熟料活性
實施新標準前,同國外水泥熟料相比,我國水泥熟料普遍存在著硅酸鹽礦物含量偏低,鐵含量偏高的問題,它是熟料活性偏低的重要原因。2002年6月全國抽樣調查表明,實施新標準后,有75.1%的企業調整了熟料配料方案,提高了熟料活性,這對于我國順利實施水泥新標準起到了重要作用。但目前仍有許多中小型企業的熟料質量太差,在350m2/kg比表面積下熟料28d抗壓強度不足48MPa。如何提高熟料的活性,應從影響熟料燒成的各個環節進行全面分析,找出主要影響因素適時解決。根據國內外的試驗研究[1]和實施新標準的經驗,歸納如下2個方面。
1.1選擇最佳熟料率值
熟料配料的三率值決定了熟料的礦物組成和熟料的活性狀況。企業應根據原燃材料實際、易燒性和窯爐的熱工狀況,選擇最佳的熟料率值。
在熟料率值選擇和確定中應努力提高硅酸鹽礦物(C3S+C2S)含量,回轉窯可在75%以上,立窯可在72%以上。在這個基礎上適當提高C3S含量,適當調整C3A含量,適當降低C4AF含量。我國不同窯型的典型率值見表1。
1.2強化燒成快速冷卻
迅速升高燒成溫度,使熟料礦物迅速形成,A礦和B礦晶體尺寸較小,約為10~30μm,且分布均勻時,熟料活性最高。相反,如果熟料易燒性差,如生料細度粗,有難燒的石灰石,或緩慢升高燒成溫度,會使A礦尺寸增大到50~100μm,B礦尺寸增大到30~50μm,此時,熟料活性會降低,表2是我院部分研究結果[2]。
熟料礦物都有不同的溫度變體,各種變體的水化速度和強度是不同的。快速冷卻可使A礦、B礦的高溫變體在常溫下穩定下來,對熟料活性有利。一般認為,熟料從1250~1150℃開始快速冷卻可以獲得最高的強度。快速冷卻還可以形成一定的玻璃體,它對熟料活性有利。
重視微量組分對熟料活性的影響。K2O、Na2O、SO3、Cl-等微量組分在數量較少時對熟料活性影響不明顯,但超過一定數量后對熟料煅燒工藝和活性會造成很大影響。
欠燒的熟料活性低是眾所周知的。過燒的熟料,如熔融的熟料,其活性低于燒結的熟料。
在還原氣氛中,被還原的Fe2+進入C3S固溶體中取代Ca2+,并促使C3S在冷卻時分解。Fe2+進入β-C2S固溶體中,能促使它向γ-C2S轉變。