技术丨水泥熟料质量变差的原因分析及解决措施

　　摘要：01存在的问题及原因分析某公司六期5000t/d水泥熟料生产线试生产初期，使用石灰石、砂岩与高铝铁矿石进行生料配料，回转窑内飞砂重，出窑熟料结粒差、强度低，3d抗压强度28.8MPa，28d强度只有56.2MPa，与公司设定的内控指标（28d强度≥60MPa）相差较多，严重影响产品质量。由于采用石灰

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存在的问题及原因分析

某公司六期5000t/d水泥熟料生产线试生产初期，使用石灰石、砂岩与高铝铁矿石进行生料配料，回转窑内飞砂重，出窑熟料结粒差、强度低，3d抗压强度28.8MPa，28d强度只有56.2MPa，与公司设定的内控指标（28d强度≥60MPa）相差较多，严重影响产品质量。

由于采用石灰石、砂岩与高铝铁矿石三组份进行配料，为改善熟料结粒，配料方案使用中饱和比和硅率，熟料三率值设计为：KH=0.920±0.02、SM=2.50±0.02、IM=1.65±0.02，但从生产情况来看，未达到预期效果。生产中原材料化学成分及配比见表1，熟料与生料化学成分见表2。

表1 原材料化学成分及配比（%）

表2 生料与熟料化学成分（%）

对砂岩中的结晶硅含量进行检测，其含量达到65.8%。经组织分析后认为，引起出窑熟料结粒差、强度低的主要原因是生料配料用砂岩结晶硅较高，因结晶硅在生料烧成过程中活性差，导致熟料中矿物结晶不完善，引起熟料强度下降。

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解决措施

经分析讨论，结合本地原材料情况，将砂岩更换为页岩，同时增加铜矿渣为铁质校正原料，改善生料的易烧性。由于铜矿渣经水淬，内部晶体晶核存在较大的缺陷，活化能较低，具有一定的矿化作用，有利于降低烧成物料最低共熔温度、促进固相反应。

在原材料更换后熟料三率值设计指标不变，原料化学成分及配比见表3，熟料与生料化学成分见表4。在原材料更换后，烧成系统的操作制度与生料喂料量与此前保持不变。经过原料转换过渡后，出窑熟料结粒明显改善，外观光泽度明显提高，将前后熟料强度及标准煤耗进行统计对比，数据见表5。

表3 原材料更换后化学成分及配比（%）

表4 原材料更换后生料与熟料化学成分（%）

表5 熟料强度与标准煤耗对比（%）

原材料更换后，出窑熟料3d抗压强度达到32.4MPa、28d抗压强度达到62.3MPa，相比原材料更换前30d抗压强度提高3.60MPa、280d抗压强度提高6.10MPa；同时熟料烧成标准煤耗由107.5kg/t下降至104.0kg/t，吨熟料烧成标准煤耗节约3.5kg。

更换后，熟料强度明显提高，标准煤耗显著下降。将原材料更换前后的熟料岩相分析，见图1。

图1 原材料更换前后熟料岩相分析

由图1可以看出，原材料更换前的出窑熟料A矿无定形，小尺寸，含有许多包裹体。分析主要原因是生料中的结晶硅含量较高，因其活性低，许多粗颗粒在熟料烧成过程中无法反应完全，形成包裹体，造成熟料中C₃S的形态不完整。在原材料更换后，出窑熟料A矿形态较完整，矿物中的包裹体明显减少。

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结论

通过原材料调整，在配料中用页岩代替砂岩、并使用铜矿渣作为铁质校正原料，改善了生料易烧性，解决了出窑熟料飞砂重的问题，熟料致密度增加，矿物结晶完整，3d与28d强度得到了很大的提高，达到了内控指标要求，为公司出厂水泥的质量与成本控制创造了有利条件。

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