窑灰对料浆组分及熟料强度的影响

　　我公司湿法线年产窑灰约20万t，约占熟料产量的1/4。从1995年开始采用窑中喂灰工艺，使得窑灰已基本得到全部利用，然而，窑灰的大量喂入对料浆流动度和熟料质量是否产生不利影响，大家看法不一，为此进行了试验研究，具体如下。
1 试验材料的采集
　　基准生料浆：取自搅拌池回窑浆管道处，作为正常料浆及基准生料浆。
　　窑灰：在各窑竖螺旋输送机出口处分别取1号、3号、4号窑窑灰，其中采用1号窑窑灰配制各种配比的混合浆。
　　煤灰：在煤磨热风炉处取样。
2 试验用仪器及设备
1)测料浆水分用工业天平、电炉。
2)测料浆流动度用锥形环、平板玻璃和卡尺。
3)易烧性试验用高温炉(额定温度1600℃)、电热干燥器、耐高温试钵及生料成球设备。
3 试验内容及结果分析
3.1 窑灰对料浆组分及性能影响试验
3.1.1 窑灰对料浆组分的影响
　　分别对正常料浆、窑灰以及一定比例掺入窑灰的料浆成分进行分析
料浆及窑灰的化学全分析％
不同窑灰掺加比例料浆流动性
3.1.3 试验结果分析
　　可以看出，窑灰的化学成分类似于生料，但其烧失量、CIO都偏低于生料，而碱、硫含量明显高于生料，说明窑灰大部分产生于分解带且有碱、硫的富集现象。各窑的窑灰成分变化也较大，这与各窑的热工制度有很大关系。而正常生料随着窑灰的加入出现2种变化：一是生料KH降低，二是碱含量大幅度提高。
　　可以看出，正常生料浆在水分一定的情况下，具有较好的流动性能，随着窑灰的加入，流动度急剧下降，并且随着窑灰掺量的增加，流动度变得越来越小，在干窑灰∶干料浆达1∶6时，几乎失去流动性，说明窑灰对窑内物料的流动性影响很大。但是，我公司目前采用窑中喂灰工艺，料浆在经过预热带失去水分后，再与窑灰混合，所以,窑灰的加入对窑煅烧不会产生影响。
3.2 加窑灰生料易烧性试验
3.2.1 加窑灰对生料易烧性影响
　　主要安排了2种生料易烧性试验：一种为正常生料加煤灰配料(A生料)；另一种为正常生料加煤灰和窑灰配料(B生料)(干窑灰∶干生料=1∶8),生、熟料化学全分析见表3，试烧温度选择了1400℃、
1450℃，试验结果见表4。 
　　 试烧生料、熟料化学全分析％
　　窑灰对生料易烧性影响的试验
3.2.2 试验结果分析
　　可以看出，在相同煅烧条件下，2号生料易烧性好于1号生料。2号生料由于窑灰的加入，使得生料中碱、硫含量增加，铁和铝的含量也有少量增加，因而，使得该料煅烧时液相量增加，煅烧温度降低，料子易烧。
　　另外，煅烧温度的高低对碱的挥发影响也十分敏感。从高温炉煅烧结果来看，高温煅烧时碱的挥发率较高。从表5中可以清楚看出，2号生料在1400℃煅烧时，其碱的挥发率为62％，1450℃时为85％，从工艺角度来说提高煅烧温度有利于碱的挥发，可以降低碱的不良影响。
表5 煅烧温度对碱挥发率的影响
3.3 加窑灰对熟料煅烧及强度的影响
3.3.1 熟料的制备及基本性能
　　取1号窑正常熟料，然后采取停加窑灰的方式于40min后取得2号熟料(不加窑灰)，并将2种熟料进行破碎、粉磨至比表面积相近后，进行全套物理检验，其结果见表6，化学全分析见表7。
表6 2种熟料的配比及物理性能
表7 2种熟料化学全分析％
3.3.2 试验结果分析
　　可以看出，加窑灰熟料早期强度高，3d抗折和抗压强度分别达7.3MPa和43.4MPa，28d抗压强度只有59.6MPa，其增进率为27％，而不加窑灰的熟料3d抗压强度为37.7MPa，不如加窑灰熟料，但28d抗压强度高达66.3MPa，其增进率为43％，说明加窑灰后抑制了熟料后期强度的发挥。加窑灰熟料3d强度高，其原因是少量碱能促进熟料的早期水化，且C3A、C4AF含量相应较高，因而能提高早期强度，但7d、28d抗压强度明显降低，这是由于熟料中C3S、C2S矿物减少，影响熟料后期水化，进而造成抗压强度下降。
　　当然，影响熟料强度的因素很多，窑灰中的碱含量是其中一个比较主要的因素，要减少这方面的影响，可采取提高碱的挥发率的办法降低碱的影响，这就要求生产中采取提高煅烧温度，延长煅烧时间，降低生料细度等措施来实现，要提高煅烧温度，必须采用较高的石灰饱和系数和硅酸率为煅烧提供条件。
4 小结
1)加窑灰对料浆组分产生影响，随着窑灰掺量的增加，生料KH降低，碱含量明显增加。
2)采用窑中加窑灰方式，对料浆的流动性不会产生影响。
3)窑灰中的碱过高，会对硅酸盐水泥的生产带来一定的不利影响。
4)加窑灰熟料早期强度高，增进率低，熟料标号难以提高，而不加窑灰的熟料早期强度低，增进率很高。

摘自：中国水泥网论坛