煅燒制度與水泥熟料巖相結構特點綜述

江斌 肖慧麗 惲進進

摘 要 采用巖相分析方法對不同煅燒熟料樣品的顯微結構進行系統(tǒng)檢測和分析，歸納總結出不同煅燒溫度、冷卻速率和還原氣氛等因素下的熟料巖相顯微結構特點。

關鍵詞 熟料;巖相;煅燒制度

引言

目前國內水泥企業(yè)對熟料質量品質的評價和管理辦法主要體現(xiàn)在化學分析和物理性能檢測上，借以控制生料和熟料的質量。水泥熟料形成的復雜性在于熟料強度不僅與熟料的化學成分有關，而且與生料的化學成分及煤質的化學組成有關，還與熟料的煅燒及冷卻制度相關。原料的化學成分相同，結晶程度不同，熟料強度可能會完全不同。燒成制度相同熟料的冷卻制度不同，熟料強度也會千差萬別。

1正常熟料巖相結構

當生料配料合理，率值在正常范圍內、熟料煅燒制度良好、窯內通風正常、反應完全、冷卻速率較快時煅燒而成的水泥熟料稱之為正常熟料，這種熟料宏觀上表現(xiàn)為結構致密[1]。

2礦巢巖相結構

當生料均化效果差，生料中成分分布不均，不同的部位化學成分不同，煅燒出來的熟料巖相礦物分布不均，A礦、B礦亦出現(xiàn)分層排列或成對堆積的現(xiàn)象，此種現(xiàn)象表明熟料中局部率值發(fā)生變化。

當一種礦物的不規(guī)則堆積，而且在礦物顆粒之間有明顯的界線，此種礦相分布特點稱為礦巢。最常見的礦巢有B礦礦巢（圖1，2）和游離鈣礦巢（圖3）。

B礦礦巢分兩種：一種是原料中粗粒石英、長石形成的B礦礦巢，此種礦巢中間體少，粗大的B礦幾乎緊緊連在一起（圖1）;另一種礦巢中間體少，此種B礦巢往往是由于窯內粗粒煤粉不均勻沉降造成（圖2）[2]。

3輕燒/急燒熟料結構

當燒成溫度不足，未達到反應所需溫度，這種熟料稱為欠燒熟料。欠燒熟料通常在1300℃左右燒成，熟料球呈棕色或黑色。欠燒的主因是煤發(fā)熱量低或來料不均，物料所得熱量少。欠燒熟料的外觀：熟料顆粒細小、粉塵多，疏松易碎、無光澤、立升重低、化學分析結果顯示游離氧化鈣高于正常值;熟料的巖相結構A礦含量少、晶形呈無定形且晶體顆粒細小（圖4），B礦大多為γ-C2S，中間體少，同時熟料礦物保持了固相反應的特征，熟料中孔洞大而多，形態(tài)不規(guī)則[3]。

急燒熟料是指燒成時間不足的熟料。物料在燒成帶停留時間短，料球內層欠燒，外層煅燒正常。

4還原料巖相結構

回轉窯正常煅燒應是空氣略過量，若窯內O2不足，燃料燃燒不完全產生CO形成還原氣氛，若熟料中留有碳粒，則這部分熱量就全部損失。還原氣氛燒成，窯內熱力強度低，高價態(tài)的過渡型元素氧化物被還原成低價的，產生各色熟料，如黃心料和綠心料。當還原氣氛嚴重，F(xiàn)e3+被還原成Fe2+，造成固溶分離，會使B礦裂解成手指狀和樹葉狀等（圖5、圖6）。同時窯皮中液相提早出現(xiàn)黏度降低，回轉窯后結圈長大。后結圈使窯內通風不良，還原氣氛加重，破壞窯內的正常煅燒。

5慢冷熟料巖相結構

正常急冷熟料的巖相結構是礦物輪廓清晰，表面光潔（見圖7）。當熟料冷卻速率慢時，A礦分解出B礦。而分解出來的B礦呈小圓粒狀，分布在A礦的周邊，形如花環(huán)，故稱之為花環(huán)狀結構（圖8）。A礦分解，其邊棱不再平整，已有殘缺，更有甚者呈港灣狀。另一種慢冷引起的顯微結構特點是，C3A晶體呈現(xiàn)出不規(guī)則的片狀。

6高堿熟料巖相結構

熟料中堿主要是K2O和Na2O等堿金屬氧化物，以K2O為例，當熟料中K2O含量較高時，C2S中1/24CaO被K2O所替代形成鉀硅酸鈣。鉀硅酸鈣外貌和B礦很像，結晶呈不規(guī)則顆粒狀，有時呈圓形其上并有交叉雙晶紋，經常和小顆粒的β-C2S共生（圖9），類似于魚骨狀樹葉狀。

7結束語

在煅燒過程中，溫度、液相量、生料細度和均勻性，原材料懸浮度，通風，生料組分性質，礦化劑對熟料的產量和品質有很大的影響，熟料急冷是提高熟料質量的重要途徑，必須采取有效的措施提稿熟料冷卻程度，通過使用先進的生產方法，充分利用窯余熱，減少燃料的不完全燃燒，減少燃料消耗煅燒過程，保護資源。

參考文獻

[1] 邵國有.硅酸鹽巖相學[M].武漢：武漢理工大學出版社，1991：12.

[2] 陳子國，王建平，張新霞，等.巖相分析對水泥熟料生產的指導作用[J].分析與檢驗/技術，2014，（8）：19-21.

[3] 康潔瓊，朱其川，吳小意.巖相分析在水泥質量改進中的應用[J].技術/工藝，2013，（5）：98-104.