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1、2011,优质熟料设计,1,优质熟料设计,2011,优质熟料设计,2,目录,优质水泥的基本特征 优质熟料的基本特征 岩相分析 熟料质量控制要点,2011,优质熟料设计,3,优质水泥的基本特征,稳定性好。 单方混凝土熟料用量少（C30用量120kg/m3,管桩C80用220kg/m3）。 标准稠度用水量低。 与减水剂具有良好的相容性饱和掺量时具有较大的流动性，经时损失小。在较高流动性时不泌水。 抗冲击、耐磨性好。 合理的早期强度、较高的长期、后期强度。 粒度分布合理，颗粒球形指数高，堆积密度高。 较低的水化热。 低体积收缩性（收缩导致混凝土内部产生拉应变，进而在约束条件下产生拉应力，达到一定程度
2、产生开裂）。 适宜的碱含量（0.4-0.6%）。 夏季较低的出厂水泥温度 。 熟料矿物组成和水泥颗粒组成是关键因素 ！,2011,优质熟料设计,4,优质熟料的基本特征（普通水泥）,稳定性。各龄期强度、f-CaO、三率值偏差小。 高KH、SM， f-CaO75%, C3S 58%.28天强度60MPa。 易磨性好.冷却效果好，矿物晶格缺陷多，微量成分固溶程度高，活性大。 有害成分低。游离MgO含量低，碱含量0.6%,硫含量0.6%。 适应性好。C3A6%。 色泽亮黑,有金属光泽.结粒均齐,结构致密。 特种水泥对矿物组成有特殊要求,不在讨论范围。,2011,优质熟料设计,5,岩相分析,优质熟料矿物
3、具有良好的岩相结构，晶型完整，边棱均齐光洁，包裹体少。晶体尺寸适中，几何轴比大。矿物分布均匀，界面清晰。 C3S有3种晶系7种变型(1070,1060 ,990 ,920 ,520 ),对应R-M-M-M-T-T-T,R型为三方晶系,M型为单斜晶系,T型为三斜晶系,这些晶体结构相近.纯 C3S在常温下为三斜晶系(T型),如含有少量MgO、Al2O3、 Fe2O3、 R2O等形成固溶体则为M型或R型，通常阿利特为M型或R型。高温煅烧或煅烧时间延长有利于形成M型或R型，这两种晶型强度比T型高。 纯C2S有5种晶型转变(1425,1160 ,680 ,630 ,500 ),对应-h-l-,在烧成温度
4、较高、冷却较快的熟料中因为固溶氧化物以型存在。 C2S 在500 下易有密度3.29g/m3的型转变为密度2.97g/m3的型，体积膨胀10%导致熟料粉化。型C2S几乎没有水硬性。贝利特为单斜晶系，正常情况下有交叉双晶条纹，烧成温度低或冷却慢的，则呈现平行双晶条纹。,2011,优质熟料设计,6,岩相分析,中间相。 纯C3A为等轴晶系，无多晶转化。也可固溶部分氧化物且随着固溶的碱含量增加，从立方晶体向斜方晶体转变。在反光显微镜下，快冷呈点滴状，慢冷呈矩形或柱形。因反光能力差呈暗黑色，为黑色中间相。 铁相固溶体。熟料中含铁相复杂，是C6A2F-C6AF2连续固溶体的一部分，成分接近C4AF。为白色
5、中间相。含C4AF高的熟料难磨，但抗冲击性能和抗硫酸盐性能好，在道路水泥和抗硫酸盐水泥中含量较高。 玻璃体。熔融液相的部分在较快的冷却速度下来不及结晶成为过冷液体。主要成分有Al2O3、 Fe2O3、 R2O、MgO等，快冷则玻璃体含量多（8-22%）而C3A、 C4AF少，慢冷则少（0-2%）。 游离氧化钙和方镁石。游离氧化钙在偏光显微镜下为无色圆粒颗粒，有明显解理。水化慢体积膨胀7.9%，造成水泥浆体局部膨胀应力。方镁石或溶解于C4AF、 C3S形成固溶体，或溶于玻璃体，或以游离状态存在。前两种形式无害，约为2%，后者水化慢，体积膨胀148%，导致安定性不良。,2011,优质熟料设计,7,
6、2011,优质熟料设计,8,2011,优质熟料设计,9,贝利特的显微结构：,反光显微镜下呈圆粒状，也可见其他不规则形状。正常熟料中具有黑白交叉双晶条纹；低温煅烧且慢冷熟料中常发现有平行双晶。,2011,优质熟料设计,10,2011,优质熟料设计,11,2011,优质熟料设计,12,配料方案,笔者不完全同意该实验的结论（以该厂的原燃材料条件完全可以做得更好，而且实验安排过于简单），但给我们提供了解决问题的分析思路。 实验结果的因素相关性定量地给出了相关程度，是工艺管理精细化水平的标志。 结论在水泥行业大量的事例标本中有代表性，但是熟料率值的选择范围不是可以设定的，而是由本地原料情况决定的。如江西
7、万年青水泥，铜陵海螺水泥，广东梅州水泥，SM、IM都不在范围内。 华新案例：05年阳新熟料强度低（50左右），在石灰石品位得不到改善的情况下通过提高熟料SM情况有所提高。,2011,优质熟料设计,13,岩相分析,岩相图片根据典型矿物岩相特征和含量，来判断熟料煅烧存在的缺陷。有代表性的有： 均匀性(视域内矿物分布均匀)； 生料细度粗(贝利特周边有游离钙簇)； 欠烧(A矿少晶面不清晰,B矿不具有双晶)； 过烧(阿利特界面侵蚀)； 还原气氛或含硫高(有二价铁矿物,手指状、树叶状B矿多）； 冷却效果差（B矿呈花蕾状、脑状，观察到型。C3A呈四方片状或叶片状 ，冷却好时则是点滴状、点线状、骨骼状）。,2
8、011,优质熟料设计,14,存在的共性问题 岩相试验揭示的问题,2011,优质熟料设计,15,安定性合格。f-CaO1.5%,游离MgO5%。 全S0.6%, R2O0.6%。 烧失量0.2%(不含未燃烬碳粒)。 重金属、放射性物质达到安全标准。 中热水泥、高抗水泥对C3A有特殊要求。 道路水泥对C4AF有特殊要求。,熟料质量控制要点安全,2011,优质熟料设计,16,3、,熟料质量控制要点稳定,原燃材料来源稳定。石灰石、煤炭均化。案例：宜昌公司6月铝值校正原料出现变化，引起窑长期波动。 出磨生料、入窑生料偏差在质量KPI范围内。减少堵仓事故，计量准确，生料库均化效果好。 热工制度稳定，提高操
9、作水平，减少停窑次数，系统漏风、结皮情况较好。 熟料强度、f-CaO偏差在质量KPI范围内。,2011,优质熟料设计,17,合理的率值选择，推荐高KH(0.90-0.92)、高SM(2.5-2.8)、中IM(1.5-1.7)。但从水泥工作性能的角度，国外水泥界流行中KH(0.89-0.91)、高SM(2.5-2.8)、低IM(0.9-1.2)的理论实践。 良好的热工制度，涉及到烧成温度(高温可以固溶更多的微量氧化物,提高硅酸盐矿物活性减少溶剂矿物含量,对熟料强度及外加剂相容性都有利)、冷却速度(快冷使中间体析晶减少,对水泥和外加剂的相容性有利)、烧成气氛(还原气氛使Fe2O3 还原成更低熔点的
10、FeO,物料结粒大,黄心料多。A矿发育不良，B矿晶型不好， C3A多。暗色中间体析晶严重，水泥强度下降，需水量增大，外加剂相容性变差），薄料快烧 ，活泼有力的火焰。 合理的中间产品质量控制。生料细度200m筛余1300g/l, f-CaO1.0%,全S0.6%, R2O0.6%。,熟料质量控制要点强度,2011,优质熟料设计,18,矿物组成特点：晶格缺陷多，高C3S，低C3A,中间相少玻璃体多。 率值特点：高KH,高SM。 颗粒特征：结粒均齐细小，大块少，黄心料少。 工艺特点：入窑分解率适中不提前出现液相，氧化气氛烧成，快速冷却。,熟料质量控制要点易磨性,2011,优质熟料设计,19,在氧化气
11、氛中煅烧。 中间相足够（23-27%合适）。 足够的煅烧温度。 f-CaO、 f-MgO含量在控制范围内。 外观：致密黑亮，结粒均匀。,熟料质量控制要点色泽,2011,优质熟料设计,20,高碱熟料的特征：碱含量0.7%,强度春冬好,夏秋差(下降3-5兆帕)。夏秋两季,冷却媒质温度高,熟料冷却效果差.碱进入玻璃态的比例少(这部分不影响强度), 固溶到C3S、 C3A矿物的比例大。硅酸盐矿物少量固溶氧化物、碱能提高活性，碱含量达到0.70.9区间，将引起熟料强度显著下降。 行动方案 寻找低碱硅质原料(京兰永兴熟料碱高,热天用硅石代替50%页岩,熟料强度提高2-3兆帕)。 强化熟料冷却效果。 建立硫碱平衡（硫碱比0.81.2），减少原料硫碱摄入； 窑减产，操作上燃烧器伸进窑内200左右产生后冷却带，提高烧成带温度； 在窑限产前提下，有条件控制生料细度，游离石灰控制在1%以下。减少有害成分对强度的影响。 结论：上策是替换富含碱原料避开高碱危险区，其次只能是在维持窑正常运转的前提下，尽可能降低碱对强度的影响，很难消除影响。 谢谢大家！,高碱熟料案例分析襄樊公司,