化学分析确定熟料强度的探讨

1、化学分析确定熟料强度的探讨水泥质量高低的主要表征是水泥强度,而水泥强度主要是由熟料矿物组成决定的。通常我们对熟料强度检验是将熟料粉磨至一定的细度,然后成型养护28d,进行强度破型,即从粉磨熟料到28d强度破型至少需要28d的时间。因此,本文试图从当天熟料化学分析结果预测28d强度,从而及时调整工艺参数,进一步提高熟料质量。 1  熟料强度试验存在的问题     (1)在水泥企业中,本月熟料强度要等到下一个月才能检验完毕,报出数据。如果根据此结果再去调整生产中的工艺参数,显然是不符合实际。    (2)熟料强度的检验结果受系统

2、误差与偶然误差的影响,波动范围很大。例如某厂熟料28d抗压强度绝对值55.0MPa,根据“水泥企业质量管理规程”,允许抗压强度试验误差为同一试验室5%(相对误差),那么这厂熟料强度的检验结果52.2557.75MPa都在误差允许范围之内。如果以523号或577号熟料强度来反应该厂熟料质量水平,那么将会使结果差距过大。    (3)小磨粉磨过程中比表面积和细度决定的颗粒级配也不相同,必然使熟料强度变化较大,并且小磨试验与大磨生产并非线性对应关系。 2  熟料化学分析决定熟料强度的因素 2.1  熟料强度的高低主要由熟料矿物组成所决定 &

3、#160;  熟料单矿物28d强度见表1。 表1  熟料单矿物28d强度 矿物C3SC2SC3AC4AF28d抗压强度（MPa）48.604.513.9218.23强度百分比（）64.585.995.2124.22      根据熟料分析,C3S占绝对强度的64.58%,不论从强度的绝对值还是强度增进率来分析,C3S是四种矿物中最重要的矿物。增加C3S的比例,等同于提高熟料强度。 2.2  分析决定C3S含量的主要因素    熟料C3S含量主要由KH-、n、Loss、fCaO等因素决定

4、。    KH-表示熟料中C3S与C2S百分含量的比例。KH-愈大,C3S百分含量愈大,熟料强度愈高,但KH-过大,熟料煅烧困难,fCaO增加,反而影响熟料强度。    Loss是衡量熟料质量的一个重要指标。Loss高,表明窑内化学反应不完全,有部分C3S没有形成;Loss低,表明煅烧反应完全,C3S含量高,熟料强度高。    fCaO是熟料中有害成分,fCaO愈高,表明熟料中CaO与SiO2、Al2O3、Fe2O3反应不完全,C3S生成量减少,熟料强度低;反之,fCaO愈低,C3S生成量增加,熟料强度愈

5、高。    n表示熟料中溶质与溶剂矿物的比例,n值高,则溶质矿物增加,C3S含量相应增加,熟料强度提高。    因此,熟料中KH-、n与熟料强度成正比,Loss、fCaO与熟料强度成反比,这些指标的高低,都直接决定了熟料强度的高低。 3   各影响因素与熟料强度的相关性    根据KH-、n、Loss、fCaO对熟料强度的影响,经过大量的实验、数理统计、强度的二次回归方程,整理、分析,确定了各因素与熟料强度的对应公式如下: R28=（59KH-=-Loss 式中:R28熟料28d抗压强度;

6、60;   熟料中CaO、SiO2、Al2O3、Fe2O3四种化学成分之和;    KH-熟料扣除fCaO后的饱和比。    以我厂1995年310月的生产数据列来验证公式的可行性和实用性(见表2)。 表2 1995年310月熟料分析 时间KH-nLossfCaOR28实测值（MPa）R28计算值（MPa）相对误差（%）1995.30.892.270.985.4393.4153.554.5+1.871995.40.882.270.914.9394.0153.854.9+2.041995.50.872.281.676

7、.1894.0453.751.8-3.541995.60.882.281.296.2794.2954.253.2-1.841995.70.922.241.424.9694.4354.356.2+3.491995.80.902.391.445.3194.4353.955.5+2.971995.90.892.251.195.6994.5153.654.5+1.681995.100.892.282.006.5293.7353.351.6-3.19      从表2中可以看出,7月份熟料R28计算值与强度实测值的相对误差高达4.97%,但是仍然小于相对

8、误差5%的要求。因此,公式有较好的可行性和实用性。 4  分析公式的误差范围       以某立窑厂熟料为例,其化学成分见表3。 表3  熟料化学成分(%)及率值 CaOSiO2Al2O3Fe2OMgOLossfCaOKHKH-nP64.0620.005.405.002.501.03.010.9540.9001.921.08         根据熟料强度公式计算熟料强度为56.6MPa。     化学分析允

9、许误差见表4。 表4  化学分析允许误差(%) 化学成分CaOSiO2Al2O3Fe2O3MgOLossfCaO绝对误差±0.25±0.20±0.20±0.15±0.20±0.85±0.20         熟料强度最高值(高KH-,低Loss,低fCaO),即取CaO上限值,其它成分下限值,为熟料强度上限值;反之,CaO取下限值,其它成分取上限值,熟料强度为下限值。化学成分见表5。 表5  熟料的化学分析(%)及率值 CaO

10、SiO2Al2O3Fe2O3MgOLossfCaOKHKH-nPR28强度上限64.3119.805.204.852.300.852.800.9750.9241.971.0758.5强度下限63.8120.205.605.152.701.153.200.9330.8761.881.0954.8       通过计算,熟料强度下限极差R-=1.8MPa,相对误差3.18%;熟料强度上限极差R+=1.9MPa,相对误差3.36%。    由上述熟料分析所能引起的最大误差±3.5%,小于熟料28d强度检验误差±5%的要求,能起到指导生产的作用。 5  结论    用熟料分析率值强度公式所计算出的熟料强度具有速度快、误差小、便于直接指导生产,充分发挥熟料分析的作用,提高水泥熟料质量;另一方面,此公式也为水泥生产厂