——2023年5月14日培訓課件
一、出磨及入窯生料質量控制
1、細度
對生料的烘乾、輸送、儲存、均化、以及熟料煅燒、熱耗的影響大。細度越細比面積越大，反應快，但細度過細會影響磨機產能且使電耗增加。
細度的測定（負壓篩篩析法：篩餘r0.08≤16%）
試驗原理：採用80μm方孔篩對生料試樣進行篩析試驗，用篩上篩餘物的質量百分數來表示生料樣品的細度。為保持篩孔的標準度在用試驗篩時應用已知篩餘的標準樣品來標定。
2、水份
2.1 水份：當生料的水份小時，其流動性良好，並能確保均化效果；降低熱耗等。2.2 表示方法：用%表示。
2.3 測定方法：稱取1.0000g生料試樣，精確至0.0001g，於105℃～110℃的鼓風乾燥箱內烘乾1h後，取出冷卻至室溫後，稱量計算。
3、化學成分
s、a、f、c、m、loss等的測定。
4、x螢光分析
kh、sm（n）、im（p）
一）配料
1） 什麼叫做配料
根據水泥品種，原料的物理化學效能，與具體生產條件，確定所用原料配合比，以得到煅燒水泥熟料所需要適當成份的生料，稱為生料的配料，簡稱配料。
2） 配料原則
a、燒出的熟料具有較高的強度和良好的物理化學效能。
b、配製的生料易於粉磨和煅燒。
c、生產過程中易於控制和管理，便於生產操作，以及結合工廠生產條件，經濟合理地利用礦山資源。
3）配料三率值
3.1飽和比（kh）
表示水泥熟料中氧化鈣總量減去飽和酸性氧化物（al2o3、fe2o3、so3）所需的氧化鈣後，剩下的與二氧化矽化合的氧化鈣的含量，與理論上二氧化矽與氧化鈣全部化合生成矽酸三鈣所需要氧化鈣含量的比例。簡言之，kh表示熟料中二氧化矽被氧化鈣飽和生成矽酸三鈣的程度。
kh=（cao -1.65al2o3-0.35fe2o3-0.7so3）/2.8sio2
3.2矽酸率（n &sm）
又稱矽率，以n表示，歐美以sm表示。表示熟料中矽酸鹽礦物與熔劑礦物的比值。
sm=sio2/(al2o3+fe2o3)
sm高，則矽酸鹽礦物多，對水泥熟料強度有利，但熔劑礦物少，液相量少，會給煅燒造成困難；sm過低，則對熟料強度不利，且熔劑礦物多，易結圈等，不利於煅燒。
3.3 鋁氧率（p &im）
又稱鋁率或鐵率。以p表示，歐美以im表示。表示熟料中c3a與c4af之間比值。
im=al2o3/fe2o3
im過高，意為c3a多，c4af少，液相粘度增加，對煅燒及水泥效能都造成較大的影響。如im過低，則c4af多，液相粘度小，易結大塊等。
4） 三率值的選擇
4.1 kh的選擇
若工藝條件好，生料均化性好，或使用礦化劑，操作水平高，可適當提高kh，kh高則c3s含量增加，熟料強度高。綜合考慮，要選擇合適的kh。
4.2 sm的選擇
sm選擇應與kh相適宜，應避免以下傾向：
（1）kh高，sm也高，熔劑礦物少，吸收f-cao反應不完全，熟料不易燒結，f-cao高。
（2）sm高，kh低，c2s高，易造成熟料粉化，熟料強度低。
（3）kh低，sm低，熔劑礦物含量高，液相量多，易結大塊，不易燒結，f-cao高，且熟料質量差，一般不用此方案。
4.3 im的選擇
im選擇也應與kh相適應，一般情況下，當提高kh時，應相應降低im值，以降低液相出現的溫度與粘度，有助於c3s形成。選擇高鋁，高鐵方案，應結合原燃料特點及工藝裝置，水泥效能，綜合分析決定。二）x螢光分析基礎1）x螢光的定義
有些物質吸收了比紫外光波長短得多的x射線後，發出波長比所吸收的x射線的波長稍長的射線（稱二次x螢光射線），這種x射線稱為x螢光。
2）x射線的特徵
x射線是一種電磁波。x射線的特徵是它的高能量，這就是它能夠穿透固體材料的原因，它是其它射線所不能比擬的。
3）x螢光分析四大系統
激發系統（x光管，混合x螢光）→分光系統（晶體，單色x螢光）→探測系統（電訊號）→記錄系統（計算機資料顯示）
4）x螢光分析的測定原理
（1）物質（樣品）是由各種元素組成，而元素由原子和一定數目的核外電子構成。不同元素原子具有的核外電子數目不同，即具有不同的原子結構。
（2）當待測樣品受到高能x射線（稱為一次x射線）的照射，激發各元素的原子核外電子躍遷、同時產生具有元素本身特徵的x射線（稱二次x射線），這種光引至發光，叫做螢光。不同元素產生的二次x射線的強度和波長各不相同，x射線分析儀就是利用這種具有元素本身特徵的x射線進行定性和定量分析的。
3）、在已確定一組已標定元素化學濃度的標樣後，經分析儀檢測其元素的x螢光強度，能建立一種線性關係，通過建立各種元素的這種函式關係就能求出各元素的成份，數學表示式為：
式中: c——元素化學濃度；i——元素的x螢光強度；a0——線性在y軸的截距；a1——線性的斜率
5）基體效應：基體效應主要包括顆粒效應、礦物效應、元素效應。
5.1 顆粒效應：指樣品粉磨的顆粒粒度、顆粒分布、顆粒形狀以及顆粒內部不均勻性引起的物理效應。
5.2 礦物效應：物質化學成分雖然相同，但結晶條件不同而造成的晶體結構的差異所引起的一種物理化學效應。
5.3 元素間效應：確切地說是元素間的吸收/增強效應。
它是指某元素的螢光x射線不僅依賴於本身的含量而且還依賴於試樣中存在的其它元素或基體元素的性質和含量。二、出窯熟料質量控制
1 出窯熟料控制化學成分（三率值）
熟料的三個率值（即kh、sm 、im）是影響熟料質量的重要因素。新型乾法窯一般將kh 0.88-0.
96、sm 2.3-2.8、im 1.
3-1.70。熟料率值嚴重偏離範圍，將直接影響熟料質量。
kh值過高，熟料難燒，使熟料f-cao偏高; kh值過低，熟料強度差；sm值過高，熟料結粒差，難燒；sm值過低，熟料強度差；im值過高，熟料難燒；im過低，窯內易結塊。因此，合理的熟料率值，是保證熟料內在質量和迴轉窯安全運轉的關鍵。 2 有害成分（f-cao、mgo）
2.1 f-cao
f-cao是水泥熟料中的有害成份，水化時易產生體積膨脹，導致水泥強度下降，甚至龜裂、崩潰，因此必須控制其在一定範圍內。理論上熟料中f-cao含量越低越好，但要與整個生產工藝、經濟技術指標結合起來，過高的要求往往會帶來能耗的公升高和操作的困難。新型乾法窯一般f-cao<1.
0%。f-cao在高溫下死燒形成，水化很慢，一般加水3天後才反應，反應體積膨脹97.9%，產生應力，造成水泥石破壞。
2.2 mgo
mgo作為熟料的一種有害成份，在熟料中以游離態的方鎂石存在，容易產生混凝土體積膨脹，造成安定性不良。因此熟料中mgo一般<5.0%，當壓蒸安定性試驗合格時可放寬到≤6.0%。
少量mgo可與熟料礦物固溶，對降低燒成溫度、增加液相數量，改善熟料色澤有好處，但超過一定量後，未固溶部分水化很慢，要幾個月甚至幾年才與水反應，生產mg(oh)2，體積膨脹148%，導致水泥安定性不良。
3 立昇重
熟料立昇重即為一立昇熟料的質量，熟料立昇重的高低是判斷熟料質量和窯內燒成帶溫度的參考資料之一。立昇重控制在合理範圍內對熟料的結粒、外觀，特別是強度有很大的作用。
4 熟料礦物組成
4.1 四種主要礦物
通常，熟料中的矽酸鹽礦物（c3s+c2s）含量75%左右，熔劑礦物（c3a+c4af）含量22%左右。
4.1.1 c3s
簡稱a礦，含量通常佔熟料的50%以上，其特點：水化較快，早期強度高，強度增進率大，乾縮性小，抗凍性較好，但水化熱較高，抗水性差，抗硫酸鹽浸蝕能力較差。c3s形成需要較高的燒成溫度和較長的燒成時間，含量過高，燒成困難，易導致f-cao增多，熟料質量下降。
4.1.2 c2s
簡稱b礦，含量通常熟料的20%左右，其特點：水化較慢，早期強度低，水化熱低，體積幹縮小，抗水性和抗硫鹽浸蝕能力好，後期強度增進快。
4.1.3 c3a
水化速度、凝結硬化很快，放熱多，硬化快，早期強度較高，但絕對值不高，後期幾乎不再增長，甚至倒縮，c3a乾縮變形大，抗硫酸鹽效能差，脆性大，耐磨性差。
4.1.4 c4af
簡稱c礦，水化速度早期介於c3a與c3s之間，早期強度類似於c3a但後期還能不斷增長，水化熱低，乾縮變形小，耐磨、抗衝擊、抗硫酸鹽浸蝕能力強。
綜上，早期（3d）水化速度為：
c3a＞ c4af＞ c3s＞ c2s
後期（28d）硬化強度為：
c3s ＞ c4af＞ c3a ＞ c2s
4.2其他成分
還有少量的f-cao、方鎂石（ mgo ）、含鹼礦物、玻璃體。
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