采用粒化高炉矿渣代替晶种熟料配制水泥生料技术

刘玉林
攀枝花九鼎建材有限责任公司

文章摘要:粒化高炉矿渣主要由高能态的玻璃体组成，在玻璃体中含有大量活性微小晶体，其矿物组成与熟料晶种的组成非常相似，它可降低C3S形成的活化能，加速C3A的形成，对水泥熟料矿物形成有很好的晶核诱导作用，促进水泥熟料的烧成，因此，可以用作热料晶种的替代物．在替代过程中，需注意应选择合理的生料率值、降低生料细度、增加成球水分，采用深暗火煅烧方法，并适当减小机立窑的喇叭口角度
文章主题:建材 水泥 高炉矿渣 晶种熟料

文章内容：《宝鼎科技》2006年第3期采用粒化高炉矿渣代替晶种熟料配制水泥生料技术刘玉林(攀枝花九鼎建材有限责任公司)摘要:粒化高炉矿渣主要由高能态的玻璃体组成,在玻璃体中含有大量活性微小晶体,其矿物组成与熟料晶种的组成非常相似,它可降低,形成的活化能,加速,^的形成,对水泥熟料矿物形成有很好的晶核诱导作用,促进水泥熟料的烧成,因此,可以用作热料晶种的替代物.在替代过程中,需注意应选择合理的生料率值,降低生料细度,增加成球水分,采用深暗火煅烧方法,并适当减小机立窑的喇叭口角度关键词:建材水泥高炉矿渣晶种熟料1前言品种技术的原理是结品学中的"诱导结品",包括品核的形成和品胚长大两个过程,如果在欲生成品体的物质中加入少量的品核(品种),就可以起:快结品的效果.掺品种配料煅烧水泥熟料,从热力学上看,品种的作用主要是帮助系统克服形成临界核所需的热力学势垒,消除形成过程的形成临界品核阶段,而由外加品种直接长大成品核,从而缩短形成和发育的时间,加速熟料的烧成.硅酸盐水泥熟料的煅烧过程是氧化物和2,203,203等在高温熔融液相下形成结品熟料矿物3和2,3,的过程,如果在煅烧前的生料中加入一定量的熟料,由于这部分熟料矿物的原子排列与将烧结形成的熟料原子排列完全相同,因此,它们可以诱导水泥窑中物料在较低温度下迅速烧结,促进了品体的长大从而达到提高熟料质量,产量,降低煤耗的目的.2选用粒化高炉矿渣代替晶种熟料配制水泥生料的原因由于水泥熟料的成本较高,用其作为品种经济效益并不明显,因此,用适当的替代物来充当品种就成为生产厂家的首选.粒化高炉矿渣是冶炼生铁时的副产品.用高炉冶炼生铁时,除了铁矿石和燃料外,还需加入相当数量的石灰石和白云石作为熔剂.石灰石和白云石分解所得的和及铁矿石中的废矿,还有焦炭中的灰分相互熔化在一起,生成组成主要为硅酸钙(镁)利铝硅酸钙(镁)的熔融体,其密度为2.3～2.8/,比铁水轻,因而浮在铁水上面,定期从排渣口排山,经水或空气急冷处理成为粒状的颗粒.粒化高炉矿渣主要由高能态的玻璃体采用粒化高炉矿渣代替品种熟料配制水泥生料技术组成,在玻璃体中含有大量活性微小品体,其矿物组成与熟料品种的组成非常相似,它可降低3形成的活化能,加速3的形成,对水泥熟料矿物形成有很好的品核诱导作用,促进水泥熟料的烧成,因此,可以用作熟料品种的替代物.3用粒化高炉矿渣代替晶种熟料配制水泥生料的实践通过充分论证和试验,九鼎公司水泥厂从2004年5月开始使用粒化高炉矿渣代替品种熟料配制水泥生料,由于其良好的易烧性而成功的取代了我厂原来使用的萤石,石膏复合矿化剂,不仅使产品质量有所提高而且取得了明显的经济效益.(1)我厂使用的粒化高炉矿渣化学成分如表1所示.表我厂使用的碱性矿渣化学成分223203?0.4639.31.623.451.999.70其碱性氧化物(+)与酸性氧化物(2+23)的比值大于1,因此为碱性矿渣.在结品状态的矿渣中,碱性矿渣的主要品种组成为硅酸二钙及黄长石(2),从矿渣的化学组成来看,主要含有2,203,,等氧化物,其中2,23,含量占80%以上.另外,还含有少量氧化铁和硫化物,如,,等.在矿渣中,一般含量为40%左右,当含量在50%.--51%时,即使淬冷得到的矿渣也是结晶状态的.当矿渣中含量近似于65%时,矿渣化学成分已接近水泥熟料.(2)粒化高炉矿渣掺量一般为3%--4%,视原材料和生料易烧性的变化进行调整,九鼎公司使用粒化高炉矿渣前后熟料物理性能对比见表2,熟料化学成分,矿物组成见表3.表2使用粒化高炉矿渣前后熟料物理性能对比试安凝结时间3天强度28天强度定?()(1(1样性初凝终凝抗折抗压抗折抗压使—～用曲2002404.826.87.245.4前使合用格82305.930.58.649.4后可以看出,掺加粒化高炉矿渣后早期和后期强度均有所提高,熟料-有所下降,从3.52%降至2.86%.掺前水泥安定性合格周期为3左右,掺后缩短到2.(3)掺入粒化高炉矿渣后,立窑的上火速度明显加快,底火变薄,基本无炼边,结大块现象,提高了立窑的全风率,做到了大风大料,急烧快冷,避免还原气氛,立窑熟料台时产量从平均10/,提高到1/,配煤量从13.7%降至12.5%.4用粒化高炉矿渣代替晶种熟料配制水泥生料的注意事项(1)选择合理的生料率值表3掺粒化高炉矿渣前后熟料化学成分,率值及矿物组成对比时问2232033234掺前.7820.766.143.6764-242-393.52.92.121.6743.27.1.1.2掺后.1720.556.723.7765.472-22.86.921.961.7840.528..1.41.56'宝鼎科技&;2006年第3期2世纪8年代以来,由于复合矿化剂技术的推广应用,我国大多数立窑企业(包括我公司)长期采用"三高一低"的配料方案,即:高饱和系数:=0.95.-0.98;低硅酸率:----1.60～1.80:高铁:熟料中(203)4.5%:高液相量:1450℃≥28/32%.此方案煅烧的熟料外观色泽虽好看,但其中硅酸盐矿物含量偏少,即:(3)-[-(2)总量约为70%,加之含量较高,自1997年开始采用法检验后熟料抗压强度明显偏低.而我国新型干法回转窑采用的配料方案则多为:中饱和系数:--0.87.-,0.89:'高硅酸率:≥2.50其熟料中:(3)-[-(2)总量约为75%左右.据国内一些大中型回转窑水泥生产企业采用法及法进行胶砂强度对比检验时发现:相同值时,高的水泥强度降低幅度较小,而低,熔剂矿物高的水泥强度降低幅度明显偏火.由此可见,要使立窑水泥实物质量适应胶砂强度检验方法,必须改变现行配料方案,努力提高熟料的,增加硅酸盐矿物的含量.为此我公司在采用粒化高炉矿渣代替品种热料配制水泥生料的实践中通过综合考虑并多次试验最终采用了高硅低铁的配料方案进行生产:(203)4.0%:=0.92:-0.02:=1.5:-0.1:----2.1+0.1.(2)降低生料细度,增加成球水分,采用深暗火煅烧方法掺加