巖相檢驗指導水泥熟料煅燒的典型實例

梁旗

熟料的巖相檢驗具有化學分析和物理檢驗所不可替代的一些優勢，可以幫助水泥企業細化各生產環節，提高熟料的質量。以下介紹4個用巖相檢驗指導水泥生產的實例。

1 急燒熟料實例

1.1 取樣及熟料巖相結構

熟料樣品來自A水泥公司，取樣時間：2018年6月9日13：20，1號窯窯頭。熟料外觀：灰黑色，球形，3mm直徑以下占40%，3～41mm之間占60%，致密塊狀。其巖相結構如下：

A礦呈六方片狀，邊界受輕微熔蝕，大小不均齊，部分有包裹物，尺寸為12～50μm，含量約40%。B礦呈圓形、橢圓形，部分邊界有分解，部分呈手指狀、小堆狀分布，尺寸為9～43μm，含量約35%。A、B礦分布不均勻。中間相含量約23%，黑色中間相呈小片狀，部分中間相分布不均勻。一次fCaO含量約為1.5%，孔洞形狀不規則，孔洞分布均勻，孔隙率23%，未見其他礦物。巖相結構見圖1、圖2。

1.2 鑒定分析

該熟料原料化學成分合格，配料率值合理，熟料易燒性好，產量高；均化環節不理想，生料均化效果不好。

煅燒制度是大火大料，煅燒溫度高，煅燒短促，造成A礦包裹物多，有急燒特征。

高溫區后移，局部煅燒不均勻，熟料結粒不均齊。

窯內氧氣略不足，有輕微還原氣氛，對溫度和煤耗有輕微影響，熟料冷卻好。

1.3 結論和建議

結論：三級熟料，由于一次fCaO含量達1.5%，熟料安定性似不合格，黑色中間相呈小片狀，水泥凝結時間正常。

建議：如果生產52.5號水泥，要提高KH值，可提高SM值，降低AM值。

圖1 急燒A礦，邊界熔蝕，大小不均齊（1 000倍）

圖2 還原氣氛形成的B礦區域（400倍）

該熟料局部fCaO偏高，需揀選易磨性好的石灰石和砂巖，進一步提高生料比表面積，縮短火焰。

2 欠燒熟料實例

2.1 取樣及熟料巖相結構

熟料樣品來自B水泥公司2 000t/d生產線窯頭，取樣時間：2015年9月14日8：50～9：30。熟料外觀：表皮灰黑色，內部疏松多孔，直徑在28～70mm。其巖相結構如下：

A礦呈短柱狀，邊界整齊，部分有包裹物，尺寸偏小，大小為14～62μm，含量46%。B礦呈圓形、橢圓形，部分邊界有分解，呈大堆狀分布，尺寸為18～44μm，含量33%。A、B礦分布不均勻。中間相含量少，約18%。一次fCaO含量為3%。孔洞形狀不規則，孔洞分布不均勻，孔隙率高達38%，未見其他礦物。巖相結構見圖3、圖4。

2.2 鑒定分析

生料均化效果不好，礦物分布不均勻。

熟料煅燒不良。熟料預燒不好，燒成帶停留時間雖然達15min，但來料量大，煅燒溫度低，熟料欠燒，部分急燒。

2.3 結論及建議

結論：三級熟料，一次fCaO含量達3%，熟料安定性不合格，黑色中間相結晶細小，水泥凝結時間正常。

建議：減少喂料量，降低窯速。

3 輕燒熟料實例

圖3 欠燒熟料孔隙率高，礦物結晶細小（400倍）

圖4 欠燒熟料fCaO礦巢（400倍）

3.1 取樣及熟料巖相結構

熟料樣品來自C水泥公司，取樣時間：2017年5月18日。取樣點：生產線窯頭。熟料表皮灰黑色，內部致密，塊狀，直徑在7～33mm，7mm以下居多，占60%。其巖相結構如下：

A礦呈短柱狀，邊界整齊，部分大尺寸A礦有包裹物，A礦尺寸為9～48μm，15μm以下占40%，含量約43%。B礦呈圓形、橢圓形，呈堆狀聚集，B礦尺寸為12～42μm，含量35%。A、B礦分布不均勻。中間相以不定形的它形晶填充在A礦、B礦之間，中間相含量適中，約20%。一次fCaO礦巢偏多，含量約為2%。孔洞形狀不規則，孔洞分布均勻，孔隙率25%，未見其他礦物。巖相結構見圖5、圖6。

圖5 輕燒熟料A礦細小晶體較多（400倍）

圖6 輕燒熟料A礦和B礦（400倍）

3.2 鑒定分析

生料率值合理，粉磨細度不足，含有大顆粒石灰石及石英顆粒，均化效果不理想。

大部分熟料煅燒溫度高，液相量充足。但由于來料量大，煅燒時間稍短，局部熱力強度不足，造成部分熟料輕燒。

窯內氧化氣氛，煤粉燃燒好，熟料冷卻好。

3.3 結論及建議

結論：三級熟料，由于一次fCaO礦巢偏多，含量約為2%，熟料安定性不合格，黑色中間相結晶細小，呈點滴狀，凝結時間正常。

建議：降低生料篩余值，提高均化效果，少量增加窯頭喂煤量或降低窯速，縮短火焰。

4 還原慢冷熟料實例

4.1 取樣及熟料巖相結構

熟料樣品來自B水泥公司2 000t/d生產線窯頭，取樣時間：2009年5月25日。熟料表皮灰黑色，內部有黃心，直徑在12～67mm。其巖相結構如下：

A礦棱角圓鈍，邊界熔蝕，呈花環構造，部分A礦有包裹物，尺寸為21～68μm，含量57%。B礦呈手指狀、樹葉狀，尺寸為16～40μm，含量約22%。A礦、B礦分布均勻。中間相含量約20%，黑色中間相呈小片狀。一次fCaO含量為1.3%。孔洞呈圓形、不規則形狀，分布不均勻，孔隙率較低，約20%，未見其他礦物。

圖7 A礦和B礦，B礦物呈手指狀、樹葉狀（400倍）

圖8 A礦棱角圓鈍，含B礦包裹物（1 000倍）

4.2 分析鑒定

該廠生料細度略高。煅燒時大火大料，煅燒溫度高，煅燒時間長，晶體結粒粗大。由于煤粉過粗，噴煤量過大，或者是風煤配合不好，致使煤粉不能完全燃燒，產生了CO還原氣氛。熟料冷卻慢。巖相結構見圖7、圖8。

4.3 結論及建議

結論：二級熟料，一次fCaO含量為1.3%，安定性基本合格，由于黑色中間相呈小片狀，水泥可能出現假凝。

建議：降低生料篩余值，加快窯速，調整用煤用風，提高煤粉燃盡率，提高熟料冷卻速度。

5 結語

以上是生產中通過巖相檢驗判斷熟料煅燒制度的實例，觀察時抓住典型礦物特征，煅燒溫度主要根據A礦的尺寸大小、B礦的圓度和孔隙率的高低判斷；冷卻的快慢可通過觀察A礦的邊界是否有熔蝕分解痕跡，慢冷C3A結晶成矩形或片狀；還原氣氛下會產生手指狀B礦、A礦邊界被熔蝕的情況，需兼顧觀察次要礦物得到更多信息進行綜合判斷。巖相鑒定時，針對風、煤、料、窯速的配合及火焰形狀要求，相應提出整改意見。

相關整改意見反饋水泥廠后，企業對煅燒操作進行了調整，取得了較好的效果。