孙克弘 百花图卷:水泥百科－专家答疑二

熟料粉化的原因
熟料粉化主要是由于C2S在低于500℃时发生晶型转变所致。粉化后的熟料一般呈黄色，也有呈青灰色或白色的粉状。粉化后的熟料强度很低，甚至没有强度，所以粉化的结果会造成熟料质量的严重下降。
造成熟料粉化的原因主要有以下几个方面：
（1）配料不当
KH值过低，C3S含量少，C2S过多。同时由于KH值过低，窑内易结大块，游离氧化钙含量高，C2S相应地更多；因窑内结块，影响通风，熟料冷却速度慢，熔剂矿物结晶而不呈玻璃状存在，玻璃质就少；又因冷却速度慢，缓慢地通过500℃，C2S容易产生晶型转变。由于上述种种因素，使熟料不可避免地产生严重粉化现象。即使通风好，冷却速度快，形成的玻璃质不少，但由于C2S含量过多，也难以阻止其一部分C2S不发生晶型转变。就是刚出窑的高温熟料丢入冷水中，仍然会发生粉化现象，此类粉化的熟料，粉末呈黄色。
（2）操作不当，煅烧和冷却不良
1）操作不当，引起煅烧温度和时间不足或窑面温度不均匀，造成C2S含量过多，玻璃质过少，部分熟料就会发生粉化。
2）窑内结大块，甚至发生炼窑事故，出窑熟料温度很高，敲开后里面还是红的，此时熟料温度在900℃左右，若让其慢慢冷却，就会发生粉化，最后只剩下一层在窑内已经快冷过的坚硬外壳。
此类粉化熟料，粉末成青灰色。若将出窑的熟料（红料）丢入冷水中冷却便不发生粉化。由此可以判断其粉化是由于煅烧操作不当，冷却太慢之故。
（3）生料混合不均匀
如果生料混合不均匀，就会造成部分生料成分不合适，甚至影响窑的煅烧，以致产生部分熟料粉化或生烧现象。而且生料混合越不均匀，熟料粉化现象就越严重。
（4）用煤量不当，煤粉过粗或混合不匀
煤的用量不足，会使煅烧温度不足，以致造成粉化或生烧。若煤的用量过多，一方面由于掺入灰分多，降低了熟料的KH值，同时也由于过多的燃料，使底火拉深，出现致密的大块熟料，影响通风，从而影响冷却速度和玻璃质的形成，造成熟料的粉化。煤粒过粗或混合不均匀，也会局部产生上述现象。
在此类粉化剩余的熟料上，往往有熔融的灰白色煤灰。同时由于用煤量过多，窑内还原气氛严重，会使高价铁还原成亚铁的白色烧结物。在粉化的熟料块中，还可发现未经燃烧的煤粒子。由此可以判断，熟料的粉化是由于燃煤量不适当引起的。

水泥熟料中少量的f-CaO对混凝土也有害吗
    水泥中含有大量的f-CaO时，将对混凝土的强度和体积安定性起破坏作用。但是，水泥中含有少量的f-CaO都对混凝土有一定的益处。这是因为，熟料中的f-CaO一般都包裹在水泥熟料的矿物中，它随着熟料的水化而逐渐暴露出来与水接触；同时由于大部分f-CaO经高温煅烧，表面能很低，不象通常的石灰消解那样和水起剧烈的反应。因此熟料中f-CaO的消解有一部份发生在水泥凝结硬化后，由于Ca(OH)2的体积比CaO大两倍多，它一方面增加水化水泥浆的密实性，在掺有混合材时并能激发混合材的活性；另一方面它使硬化水泥浆体内部产生膨胀应力。如果应力过大，将造成混凝土的破坏，但是含量较少时（只要经煮沸安定性试饼检验合格），它就不足以引起硬化混凝土体积的安定性不良。相反，对改善水泥收缩性能，防止混凝土的开裂还会有些好处。

碱对水泥性能有何不良影响
碱对水泥性能有许多不良影响，如熟料含碱量高，会使水泥发生快凝和需水量增加。这是因为水泥水化时为调节凝结时间而加入的石膏会与熟料中的KOH、NaOH反应而消耗掉一部分，以至使起缓凝作用的石膏量减少，在选择石膏适宜掺加量时，应考虑到这个因素。同时，碱还能在混凝土表面产生白斑。水泥中存在碱，水化时液相中OH-离子浓度大大增加，如混凝土骨料中存在活性SiO2，则会发生作用，生成碱的硅酸盐凝胶，这种作用发生在水泥硬化之后，严重时将使水泥石发生膨胀破坏。

氟化钙对熟料煅烧有何作用
    萤石（CaF2）是使用最广泛、效果最好的一种矿化剂。在熟料煅烧过程中，氟离子可破坏各原料组分的晶格，提高生料的活性，促进碳酸盐的分解过程，加速固相反应。
    当原料中有长石等含碱矿物（如钾长石）时，加入萤石能降低它们的分解温度，加速它们的分解和挥发。CaF2在1000～1200℃时还能促使C3A分解成C12A7和CaO，使析出的CaO与C2S结合成C3S，增加A矿的含量，这在煅烧Al203含量高的生料时（如生产白水泥），影响较明显。
    氟化钙可显著降低液相出现的温度和熟料烧成温度。加入0.6%～1.2% CaF2，可降低烧成温度50～100℃，扩大了烧成温度范围，相当于延长了烧成带的长度，增加物料的反应时间。此外，氟化钙还可降低液相粘度，有利于液相中质点的扩散，加速硅酸三钙的形成。在立窑中，由于扩大了熟料的烧成范围，极大地降低了立窑内温度场不均匀的危害，使立窑内生烧区减少，正常区扩大，提高了熟料产量和质量。
    近来的研究表明，加入氟化钙，能使硅酸三钙在低于1200℃的温度下形成，硅酸盐水泥熟料可在1350℃左右烧成。其熟料组成中含有C3S、C2S、C11A7×CaF2、C4AF等矿物，有时也可生成C3A矿物，熟料质量良好，安定性合格。也可以使熟料在1400℃以上温度烧成，获得普通矿物组成的水泥熟料。

同样的配料方案为何冬季夏季强度变化很大
影响熟料强度的因素很多，除了受配料方案影响外，主要受熟料煅烧过程（包括冷却）的影响。配料方案相同，但煅烧制度不同，熟料的矿物组成也不相同，矿物结晶形态也不相同，所表现出来的强度会相差很大。
冬季气温低，窑体散热大，如果是立窑的话，窑内高温带的温度不但有所下降，而且更加不均匀，不利于熟料煅烧，熟料质量可能会有所降低。因此，立窑到了冬季，往往要适当提高熟料热耗。如不提高熟料热耗，往往就会降低熟料强度，通常，立窑水泥厂冬季强度要比夏季低些。
但是，冬季气温低熟料冷却快，冷却速度快有利于硅酸三钙含量的提高，快冷熟料中实际硅酸三钙的含量往往要高于慢冷的熟料。对于一些冷却能力比较差的回转窑，如多筒冷却机回转窑，往往熟料冷却不是很好，因此，在冬季时，由于气温低冷却速度快，使得熟料中实际硅酸三钙含量提高，强度增加。到了夏季，由于熟料冷却速度变慢，熟料强度反而降低。

立窑熟料有时KH达0.98时还有粉化现象是何原因？
熟料产生粉化现象，肯定是由于熟料中β-C2S转变成γ-C2S，体积膨胀所引起。这种现象往往发生在熟料KH比较低的时候，为什么KH达0.98时还会出现粉化现象呢？可能有两个原因，一是由于生料中含有较高的结晶SiO2，在熟料煅烧时难以化合完全，在结晶SiO2周围就会形成一层β-C2S矿巢。由于这β-C2S矿巢在冷却时转变成了γ-C2S，就产生了熟料粉化现象。二是生料不均匀，产生局部KH过低，β-C2S含量太高，转化成γ-C2S后引起熟料粉化。
    解决结晶硅问题，应从降低结晶硅含量和增加结晶硅反应活性两方面着手。欲降低结晶硅含量，主要是降低粘土中的含砂量和石灰石中结晶硅含量，也就是说选择比较易烧的原料，这往往难以办到。欲增加结晶硅的反应活性，主要有两个措施：一是提高生料粉磨细度，减小结晶硅的颗粒度，从而提高其反应速度，减少β-C2S矿巢的量。二是用萤石矿化剂增加结晶硅的反应活性。
    解决生料均匀性问题，首先要求进厂原料成分要稳定。如原料成分波动大，就应有预均化措施。其次是生料配料要准确，最好能采用率值控制出磨生料的成分。最后就是加强生料的均化，采用生料均化库或生料机械倒库等措施。
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何谓偏火，形成原因，如何处理
    偏火是指立窑底火不均，一边底火层位置高于另一边的底火层。从窑内料面圆周方向看相对的两边底火，其水平相对位置出现高低位差。位差越大，偏火愈严重。
    形成偏火的原因有两大类，即固定性与不固定位置偏火。
（1）固定性偏火原因有：
①播料溜子中心与立窑筒体中心不一致；立窑砌筑不圆或窑喇叭口部分与直筒部分不同心等。都会使窑面加料不均匀，料多处与料少处通风阻力大小不一而偏火。
②立窑烟囱底部落灰于窑面处阻力大，底火拉深而偏火。
③成球盘安装在立窑操作平台顶部，料球从较高处垂直落下，当加料与播料溜子呈一线时，料球对局部冲力较大，造成局部（小环区域）料球密实，通风阻力增大而偏火。
④下部进风管的位置及安装角度不合适也有可能形成偏火。
（2）不固定位置偏火的原因主要有：
①操作不当和判断不准。a．局部加料过多，湿料层过厚，造成阻力大、底火拉深而偏火；b．窑面风洞龇火，没有及时撬松洞眼周围的板结的湿料层，而采取重点压洞眼，使洞眼处湿料层过厚而偏火；。窑内局部炼边或结大块不及时处理，造成该处不通风、上火慢、形成偏火；d．对窑温判断不准，对通风差、上火慢处误认为窑温低而使用外加煤或高煤料球，局部结死块而不通风；中间火深未及时处理造成偏火。
②生料成分不合适和配煤不当。若熔剂矿物过多，煤料混合不匀，窑内易炼边、结大块而偏火；若熔剂矿物过少、或生料过粗、配煤过低，致使窑温过低，料层不易烧结，底火松散，一旦卸料过快，松散的料层会出现快速下沉而偏火。
③成球质量差，球粒大小不一，干湿不均，料层空隙不一致而通风不均的偏火。
④窑内冷却带有致密大块料，阻力大。
⑤多层底火。如局部出现风眼不及时处理，或处理窑面结块未打碎，往往会在该处底火上面又形成一层浮火（温度较低易熄灭），火层薄，下层真正底火不易上移，继而逐渐变弱，形成偏火。
    严重的偏火会形成塌边，甚至塌窑或窑内CO爆炸，导致窑喷事故的发生。
处理偏火主要是通过一定的操作方法来调整底火的煅烧速度，平衡均匀底火，达到消除偏火的目的。通常根据不同的偏火采用以下四种方法（即压、引、返、补）进行处理：
①压料挤风法。一是在上火快处增加湿料层厚度或用其它方法使该处通风阻力增大，以减缓该处底火上火速度，同时在上火慢处采用减小湿料的厚度或用其它方法使该处通风阻力减少，使火（风）挤到上火慢处，加快该处上火速度。二是严重偏火时加料重点放到火快处的两侧，将火快处的红块料撬至火馒处，并打碎，薄撒一层湿料，从而达到调整偏火的目的。此方法通常用在偏火不严重或严重偏火时的调窑处理。
②打钎引火法。通常在小偏火时，由上火慢处向上火快处进行插钎引火，将火“引”到上火慢处，以平衡底火。
③返火处理，主要是采用少加慢卸或停加停卸，在不停风的情况下，将底火“提”上来，返回到正常位置，达到消除偏火的目的。此法用于较严重的偏火。
④补火处理法。此法用于严重偏火。如大于两个窑门以上偏火或粘挂窑壁及结大块引起的偏火等，用前三种方法反复处理无效时，可将上火快处的大块红料撬至火慢处，并打碎铺平，如此反复进行，降低火快处的温度，提高火慢处的温度，加料重点是火快处两侧成条形（也可加在火快处），火慢处少加或不加料，使底火趋于一致，消除偏火。
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生产复合水泥应注意的问题
（1）选择性能优势可互补的混合材并确定适宜掺量
    如石灰石和矿渣复掺时，细磨的石灰石能提高复合水泥的早期强度，而矿渣则使水泥后期强度提高，两种混合材料互为弥补，使复合水泥前后期强度都有提高。混合材的掺量取决于自身的性能和熟料的质量与矿物组成，如C3A高的熟料，石灰石宜多掺，而碱含量高的则可多掺火山灰质混合材。
（2）选择合理的石膏掺量和粉磨细度
    合理的石膏掺量能调节水泥的凝结时间，提高水泥的硬化强度，但当石膏掺量过大时，在水泥浆体硬化以后，由于钙矾石大量形成，因体积膨胀而使水泥石结构疏松，甚至产生裂纹。故必须通过实验确定最佳石膏掺量。另外，一定的细度是保证各矿物组分充分水化的前提，为此应根据各种混合材的易磨性能，确定合适的粉磨制度，以获得满足要求的复合水泥细度，又控制能耗。
（3）选用合适的外加剂
    当混合材掺量较高时，外加剂的加入就显得较为重要。添加外加剂的基本原则是不引入对水泥性能有害的元素，且需要同时兼顾水泥的前后期性能，特别应满足28天以后乃至半年及更长时间后的水泥耐久性能。因此外加剂的选择要特别慎重，掺量要严格控制，并且必须报国家建材主管部门批准，确实能证明对水泥长期性能及耐久性没有有害影响。此外，外加剂不应增加对环境的污染。

立窑使用劣质原燃料时应采取何措施
    立窑使用的劣质原燃料主要有石灰石中遂石或白云石含量高；粘土中石英多、塑性差；石煤或烟煤（烧成用）的挥发份和含硫量高。针对这些情况，应采取不同的工艺措施：
（1）选择合理的配比方案。如石灰石中硅含量高时可采用高硅高铝中饱和比配比方案；煤中硫含量高时，应降低铝含量，以免形成急凝矿物；采用烟煤作燃料，应适当降低SM，提高生料发热量。
（2）严格原燃料的搭配和均化，从而提高配比的准确性。
（3）加入适量的矿化剂。劣质原料的典型特征是磨制的生料易烧性差，用矿化剂可提高生料易烧性，降低烧成温度，增加液相量，有利于熟料质量的提高。
（4）适当提高生料细度，降低生料的筛余量，提高生料的易烧性，加快熟料煅烧过程中的固相反应速度。
（5）采用劣质煤时，由于劣质煤燃烧速度慢，窑上火速度较慢，应适当控制立窑的产量，不可盲目抢产量，否则容易引起底火脱节、偏火和漏生而影响熟料质量。
（6）适当增加料球含水量，减少料球尺寸，即采用小料球煅烧法。一方面加速熟料形成，提高烧成率，另一方面可防止料球炸裂而引起窑内通风不良。
（7）采用暗火煅烧方法。避免料球与明火接触，减少料球炸裂和热量损失。
（8）生料配料采用率值控制。劣质原燃料往往不稳定，成分波动较大。这会给生料成分特别是生料率值带来很大的波动。目前，水泥生料配料控制方法主要有两种：钙铁控制和率值控制。由于钙铁控制方法只是关心CaO和Fe2O3是否合格，而不考虑SiO2和Al2O3的变化。如果原料中的SiO2和Al2O3含量有所波动，就会引起出磨生料率值的有很大变化。如表1-8所示，5个编号的生料的CaO和Fe2O3含量完全相同，只是由于SiO2和Al2O3含量有所波动，结果生料率值出现极大的变化。因此，直接控制出磨生料的率值，采用生料配料率值控制系统，可显著提高出磨生料率值的合格率，稳定生料成分，促进窑的煅烧和改善熟料的质量。
（9）使用氧弹式发热量快速测定仪控制生料发热量。在立窑生产中煤是煅烧熟料的重要燃料，同时煤的灰分又是水泥生料的原料。劣质煤不仅发热量低，灰分含量高，而且波动很大。如入窑生料发热量不足，必然使煅烧温度降低，引起生烧、欠烧，造成黄球、黄粉、游离氧化钙升高，严重影响熟料质量。反之，入窑生料发热量过大，会使窑温过高，窑内出现结大块和严重粘边现象。大块的出现会导致窑内通风不均，产生化学不完全燃烧，形成强烈的还原气氛，再由于高价铁被还原和熟料中C3S在还原气氛中分解，就会使熟料质量降低。氧弹式发热量快速测定仪采用氧弹法直接测定物料燃烧实际放出的热量，是全球通用的标准测热方法。可快速、准确测定生料的发热量，而且能与生料率值控制系统自动对接实现生料率值和发热量的智能调整，彻底稳定立窑的煅烧。

表1-8. 二氧化硅含量的波动对生料率值的影响
烧失量 SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO 合计 KH SM IM
40.00 11.50 3.50 2.80 38.00 95.80 0.970 1.83 1.25
40.00 12.00 3.00 2.80 38.00 95.80 0.954 2.07 1.07
40.00 12.50 2.50 2.80 38.00 95.80 0.940 2.36 0.89
40.00 11.00 4.00 2.80 38.00 95.80 0.988 1.62 1.43
40.00 10.50 4.50 2.80 38.00 95.80 1.007 1.44 1.61
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如何从工艺上减少熟料游离钙含量及其危害
    在生产工艺过程中，造成f-CaO含量高的原因主要有：
（1）配料不当，石灰饱和系数KH或硅率SM过高，或者与同类厂相比，KH并不显得很高，但因该厂生产条件较差，操作和管理水平不高，也会导致f-CaO含量高。
（2）生料（包括黑生料中的煤）配比不准确、不均匀；煤的成分突然变化而配料未能及时调整；煤的颗粒过大。
（3）生料配料控制方法落后，采用钙铁控制，即只控制出磨生料的CaO和Fe2O3，而不考虑SiO2和Al2O3的变化。如果原料中特别是石灰石中的SiO2和Al2O3含量有所波动，即使出磨生料的CaO和Fe2O3百分百合格，也会引起出磨生料率值的有很大变化，影响窑的煅烧，从而使f-CaO含量增加。
（4） 生料细度太粗而粗粒子过大。
（5）煅烧温度不够高或者物料在烧成带停留时间太短，使C2S吸收f-CaO的化学反应进行得不充分。
（6） 熟料冷却速度太慢，产生二次f-CaO。
（7）原料易烧性不好，石灰石结晶硅和粘土含砂量太高，使固相反应难以完成，增加了f-CaO含量。
（8） 窑的结构原因或窑煅烧操作不当，引起f-CaO增加。
    对已生产出来的含f-CaO较多导致安定性不良的熟料，可用下列方法处理以减轻它对水泥质量的危害。
（1） 加入适量的混合材共同磨制水泥。
（2）陈化。即将熟料存放一段时间，或往熟料上喷洒适量的水或掺入适当的湿混合材，使熟料中的f-CaO得以部分消解后，再磨制水泥。
（3）把f-CaO较少的好熟料和含f-CaO较多的较差熟料分堆存放，搭配入磨，即进行所谓的熟料搭配均化。
（4）水泥磨得更细些，因为细小的f-CaO晶体水化速度更快，从而减少它对已硬化的水泥石的破坏作用。

煤的细度对燃烧的影响及控制范围
    煤粉细度粗燃烧速度慢，容易出现机械不完全燃烧；但煤粉磨得太细时，粉磨能耗增高，燃烧时易发生化学不完全燃烧，粉磨和贮存过程中易发生自燃和爆炸。合适的煤粉细度，在旋窑中，可提高火焰温度，并保持一定的火焰长度，有利于熟料的煅烧；在立窑中，可保持合理的燃烧速度，使高温带有适当的高温和长度（指在配煤量合适的条件下），对底火层的稳定有重要作用。
我国旋窑水泥厂的煤粉细度多控制在0.080mm方孔筛筛余8％～16％。挥发份高或灰分低的煤磨得粗些；反之，则磨得细些。对立窑厂而言，采用全黑生料法生产时，为防止煤粉过细时的不完全燃烧热损失，可采用煤、料分别粉磨法，把煤粉适当磨粗些（可取

磨内喷水的做法和效果
磨内喷水是用空气压缩机以147.1～196.1KPa（1.5～2.0kg／cm2）的空气压力将水以雾状形式喷至磨内温度较高的区域，使雾状水在高温下迅速吸热蒸发，从而降低磨内温度，减轻细粉在静电效应下的成团聚集及在研磨体和衬板表面的吸附，还可利用水分的蒸发，使已形成的凝聚体支解，从而提高粉磨效率。
磨内喷水有磨尾喷水、磨头喷水和磨尾与磨头同时喷水三种形式。
粉磨纯熟料水泥时，若入磨物料温度超过20℃，向磨内喷入产品量1.0％～1.5％的水，可降低出磨物料温度15～20℃，提高磨机产量8％以上，降低单位电耗7％以上。详见表2-27。
向磨内喷水应注意：
（1）喷入的水须彻底雾化，并喷至高温区域。喷入二仓的效果比喷入一仓的明显，但入磨熟料温度高于85℃时，一仓喷水的效果很好；

表2-27 磨内喷水的使用效果
磨机规格 喷水量（水泥产量%） 产量提高（%）电耗下降（%）出磨水泥温度下降（℃） 喷水位置
Ф2.2×14 1.0～1.5 18.53 15.82 13～20 磨头
Ф2.7×4 1.0～1.3 8 7.4 15～20 磨头
Ф2.2×12 1.0～1.5 20 18.2 30～60 磨尾
Ф2.2×11 0.9～1.2 8～10 7.3 16～21 磨尾

（2）喷水量不宜过多。以控制在产品量的1.0～1.5％，且出磨水泥水分含量≤0.5％为宜；夏季，入磨熟料温度高时，喷水量可达1.8％；入磨熟料温度低、一仓温度低于100℃时，一仓不宜喷水；喷水量最好以出磨物料温度测量装置和微机控制，避免喷水过多而致粉磨作业恶化；火山灰有助磨作用，粉磨火山灰水泥时，不宜常喷水；
（3）保持磨内通风良好，并加强通风管道和除尘设备的保温，防止其中的水汽冷凝；
（4）喷水用的空气压缩机应为单独系统，以有利于稳定喷水压力；
（5）喷水应在下述条件下进行：磨机正在运转；喷水区域的温度高于设定的最低值；压缩空气已投入系统工作；
（6）在冬季，喷水系统的水泵和管路需注意防冻；
（7）测温装置应经常处于正常状态。
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为何要控制出磨生料细度，控制多少合适
    细度细的生料，物料颗粒小，成分较均匀，煅烧反应快且较完全，有利于熟料产、质量的提高。但若磨得太细，磨机的产量显著下降，粉磨电耗大幅度上升，且烧成过程中产生的飞灰量增多。而过细生料对烧成速度和质量的改善幅度却有限。因此，从综合效果上看，生料不必磨得太细，只要能较好地满足烧成的要求即可。
生料的细度主要取决于原料的易烧性、工艺流程、窑型、烧成温度及水泥品种等。若原料中结晶石英、燧石与结晶方解石的比率较多，磨细一些；若用白垩、泥灰岩配料，可磨粗些；烧成温度高可磨粗些；旋窑煅烧可磨粗些；立窑由于温度不均匀，应磨细些；生产快硬、高强水泥应磨细些；闭路粉磨可比开路粉磨磨粗些。
湿法窑湿法棒球磨生料的0.080mm筛余细度多控制在13％～15％，0.20mm筛筛余多控制在2％～4％；新型干法窑生料的0.080mm筛筛余一般控制在12％～14％，0.20mm筛筛余控制在小于1.0％；某些矿渣配料新型干法窑生料的0.080mm筛余细度甚至可放宽为20％～25％。普通干法旋窑生料的0.080mm筛筛余一般控制在12％以下，0.2mm筛筛余控制在1.0％以下；立窑生料的0.080mm筛筛余一般控制在小于10％，0.2mm筛筛余不多于1.0％，最好少于0.5％。用闭路方式粉磨的生料，因为粗颗粒较少，0.080mm筛筛余宜为上述范围的上限或稍粗。原料中含结晶石英时，生料细度应细些，0.2mm筛余须严格控制，不应大于0.5％，最好为不大于0.3%。
    生料颗粒分布愈窄（即粒度愈均齐）愈好。粒度分布太宽时，粗的与细的都多。这时，粗颗粒聚集，致成分不均；细颗粒却易被气流带走而造成损失。因此，生料采用闭路粉磨比采用开路粉磨优越。生料的均匀性（即生料粒度的均齐性）n用下式计算(公式因格式问题不能显示,请注意)：

式中：R1、R2——粒径为X1、X2（μm）的累计筛余，%；
      X1、X2——粒径（μm）
在一定细度下，细度愈均匀，即n值愈大，生料愈好烧。在生产中，n值控制在0.6～1.0。如果生料的0.080mm筛余值较小，n值可小些；反之，n值应大些。为使颗粒均匀，尽量采用闭路粉磨。

二氧化锰对水泥熟料性能有何影响
一些地方粘土中的含锰量较高，使用这种粘土生产硅酸盐水泥，必须考虑到锰对熟料的煅烧及性能的影响，生料中锰的适宜含量是多少及应该采取什么样的工艺措施等问题都是生产出优质熟料所必须解决的问题。
利用工业原料进行配料，生料的KH=0.95、SM=2.0、IM=1.26，在生料中外掺不同量的MnO2（化学试剂）及CaF2（化学试剂），将配好的生料置于瓷罐中混合6h，然后压制成Φ35mm×5mm的试饼，置于电炉中，温度分别为1320℃、1350℃、1380℃、1400℃及1430℃,保温时间为40min，熟料出炉后在空气中急冷。将熟料试样外掺7.0%的二水石膏（二水石膏中SO3含量为36.0%）置于振动磨内粉磨至比表面积320±5m2/kg，用20mm×20mm×20mm小试模作净浆强度试验。
可见，掺MnO2熟料的抗压强度均比不掺MnO2的试样低，MnO2掺量越大，强度下降越多，煅烧温度越低，影响越明显，此结果与f-CaO测定结果相符，主要是C3S不易形成，f-CaO的含量多之故。当煅烧温度高于1380℃时，其强度下降得较少，28d强度则更为接近。掺量只有0.5%的试样，当煅烧温度高于1380℃时，其强度基本上不下降，甚至比不掺的试样略高。既掺MnO2又掺CaF2的试样，在低于1380℃的煅烧温度下，其早期及后期强度较低，当温度高于1380℃时，其强度则较接近于只掺CaF2的试样。这个结果与f-CaO测定结果也是相吻合的。可见在MnO2存在的情况下，当煅烧温度较低时，CaF2的助熔及矿化作用不明显。
由强度测定结果还可知道，当煅烧温度高于1380℃时，尽管掺MnO2熟料的强度一般都低于不掺MnO2熟料，但当MnO2＜2.0%时，其强度下降并不明显，一般都小于10%，特别是28d强度，都在5.0%以内，因此，只要控制MnO2＜2.0%并保证有足够的煅烧温度（大于1400℃），仍然可以生产出优质水泥。
由XRD分析可知，外掺MnO2会导致熟料矿物的组成发生变化，随着MnO2外掺量的增加，铁相明显增多，C3A含量减少，C3S的含量也略有减少。MnO2外掺量增多，煅烧温度也要相应提高，否则会导致β－C2S转化为γ－C2S，使熟料粉化，强度下降。
导致含锰熟料强度下降的原因有几方面：
（1）外掺MnO2使熟料的矿物组成发生变化。按理论计算，外掺MnO2（Mn2O3主要取代Fe2O3生成C4AM）使熟料率值发生了变化，KH、P、n值均有所减小，C3S和C3A的含量相对减少，铁相（C4AF及C4AM）的含量相对增多。从XRD分析也得到同样的结论。C3S和C3A的减少使熟料的强度下降，特别是早期强度。
（2）过多的MnO2对C3S晶体发育不利，D"Knofel等的研究结果也表明，随着MnO2的增多，C3S由三斜晶系的T型向单斜晶系的M型转变，C3S的强度随MnO2的掺入而下降。
（3）外掺MnO2使得液相大量出现的温度升高，在同样的煅烧温度下，含锰熟料的f-CaO含量增多，导致C3S减少，熟料的强度下降。
外掺MnO2使铁相含量增多，但铁相的强度随MnO2的增多而降低，从而导致熟料强度下降。

如何才能启用新开辟的混合材料
    新开辟的混合材料根据其活性大小可以分为活性和非活性两种。水泥胶砂28天抗压强度比大于和等于75%的为活性混合材料；小于75%的为非活性混合材料。

新开辟的混合材料活性评定方法按GB／T12957进行。
启用新开辟的混合材料生产复合水泥时，必须经过国家级水泥质量监督检验机构充分试验和鉴定，证明它对人体无害，其中放射性物质须符合GB 6763的规定，还要证明它对水泥性能无害，并制定其相应的技术标准，经省、市、自治区以上建材主管部门批准。投产后定期进行质量检验。
审批新开辟的混合材料需提供的资料：

（1）新开辟的混合材料作水泥混合材料的可行性研究报告，其内容应包括混合材料的化学成分、矿物组成、活性状态、对人体的有害成分含量，用该混合材料制备的复合水泥短期和长期的物理力学性能、特殊性能及混凝土性能等试验研究。
（2）水泥试产、试用总结报告。
（3）新开辟的混合材料技术标准及编制说明。

配料设计的目的和基本原则是什么
在设计水泥厂中，配料设计和计算的目的在于：

（1）根据原料资源情况，确定矿山的可用程度，并尽可能地充分利用矿山资源。
（2）根据原料、燃料特性和水泥品种等要求，决定原、燃材料种类、配比和选择合适的生产方法。
（3）计算全厂物料平衡，作为全厂工艺设计及主机选型的依据。

在已生产的工厂中，原料资源和工艺、设备条件已确定，通过配料计算，可经济合理地使用矿山资源，计算物料消耗定额，确定各种原料与燃料的正确配比，指导日常生产控制，以得到成分合乎要求的水泥熟料具有良好的性能，并为窑、磨创造良好的操作条件，保证工厂有较好的经济效果。

综上所述，配料的基本原则可归纳为：烧出的熟料具有较高的强度和良好的物理化学性能；配制的生料易于粉磨和烧成；生产过程易于控制、管理，便于生产操作以及结合工厂生产条件，经济、合理地利用矿山资源。

怎样确定水泥中混合材最佳掺量
    水泥中掺入混合材不仅起着调节水泥品种和标号，降低成本的作用，而且可以改善水泥性能如强度、安定性、颜色等。水泥中掺入混合材时应考虑以下因素：
（1）水泥的品种。国家标准对不同品种水泥的混合材的种类和掺量作了严格规定，掺加混合材时不能违反国家标准要求。值得注意的是对掺量的要求不仅规定了上限，而且规定了下限。
（2）混合材的种类和质量。活性混合材比非活性混合材掺量大，质量系数高的比低的可多掺。新开辟混合材必须符合有关规定要求。
（3）熟料质量。熟料强度高、f-CaO含量大、烧成率高时，可加大混合材掺量；强度低、烧成率低的熟料磨制水泥时应减少混合材掺量。
（4）水泥性能。凝结时间较长的水泥要求混合材掺量低，改善水泥颜色时可增加粉煤灰的掺量。
（5）水泥烧失量。水泥的烧失量主要由熟料、石膏、混合材三者共同决定。产品标准对于烧失量有要求的水泥，一般应根据熟料、石膏、混合材三者烧失量及熟料与石膏的配比、水泥烧失量来估算混合材掺量。公式计算如下：
 
    式中：X0、X1、X2分别为混合材、熟料、石膏的掺量，L 0、L1、L2：、L3分别为混合材、熟料、石膏、水泥的烧失量。
（6）生产中易于控制。企业应对熟料和混合材按不同质量、不同配比加入最佳石膏掺入量制成水泥作强度和其他性能指标试验，选择强度最高、凝结时间正常、水泥烧失量及其他指标合格，生产易于控制的混合材掺量作为最佳掺入量。
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水泥起霜的原因和预防措施
    水泥常常出现起霜现象。即这种水泥凝结时间正常，主要力学性能符合国家标准，但使用它制成的混凝土表面、抹平的地面或墙壁，常常出现—层白色物质(白霜)。除去这层白霜后，出现许多针尖大小的微孔,表面不光滑，影响建筑物的美观，降低混凝土的抗蚀性和使用寿命。经对水泥净浆试饼表面上的白霜进行物性试验、化学成分分析和X射线衍射分析后证实：水泥的起霜原因主要是水化产物Ca(OH)2与大气中C02反应，生成CaC03沉积在混凝土制品表面上；或者是水化产物Ca(OH)2溶解在水中，当水蒸发后，Ca(OH)2在混凝土缝隙中析晶并聚集在它的表面上。

另外，水泥中或混凝土的集料中，含有一定量的可溶性碱，由它们形成的氢氧化物、碳酸盐或其它碱盐溶液比较容易地、迅速地在混凝土表面渗出“霜盐”而结霜。

预防起霜的措施：
1）凡是能够降低水化产物Ca(OH)2浓度的物质，就应该可以降低起霜的程度。
2）尽可能减少水泥中的含碱量，不用含碱量高的混合材或外加剂。
3）掺入高活性混合材，如矿渣微粉等，以大量吸收Ca(OH)2和碱。
4）提高水泥的粉磨细度，以减少水泥的泌水。
5）施工时，采用减水剂减少用水量，以减轻混凝土表面的泌水。
6）外掺一定防霜剂。

提高混凝土耐久性的措施
    目前，提高混凝土的耐久性主要是采取降低水灰比、掺加硅粉等超细粉料和使用性能及数量合适的水泥，选用适当的集料和减水剂，这些措施都是从根本上降低孔隙率提高密实度，从而提高混凝土的耐久性。施工后，应根据工程的具体条件、针对特定的环境因素，提出预防和改正措施。下面介绍几种常用的方法：
1)化学方法作表面处理或涂复：如在使用前在空气中碳化一段时间，使氢氧化钙生成碳酸钙，形成保护性外壳。
    2)在混凝土表面用硅酸钠或氟硅酸钠盐的水溶液处理，使其在表面孔隙中生成氟化钙或硅酸凝胶。
    3)用桐油或亚麻油涂在表面，可防酸的侵蚀。
    4)可用防渗涂层：沥青、环氧树脂、聚胺脂或有机硅、沥青毡、沥青砂浆、沥青混凝土等。

为什么要淘汰水泥生料钙铁控制方法
水泥生料配料控制是水泥生产中最重要的环节之一。生料质量好坏直接影响熟料的产量和质量、以及燃料的消耗量。目前，我国绝大多数水泥厂都是采用钙铁控制方法，由于钙铁控制方法存在许多难以克服的缺陷，因此，尽早淘汰这种落后的生料控制方法，采用直接控制出磨生料率值的生料率值控制方法。

所谓钙铁控制，是通过测定出磨生料中的CaO（或T-CaCO3）、Fe2O3以及烧失量（或生料热）数据，然后根据喂料工的经验判断出新的石灰石、粘土、铁粉、煤、萤石、石膏等的喂料比例，再将此比例输入到配料微机中，实现生料配比的控制。由于该方法只关心CaO和Fe2O3的含量，而不考虑SiO2和Al2O3含量的变化，因此，无法保证出磨生料率值的稳定。下面举例说明目前普遍采用的生料钙铁控制方法无法稳定生料率值的原因。

某厂生料配比采用钙铁控制，所用原材料的化学成分见表1和表2所示，某日上午8:00的生料配比见表3所示，生料化学成分（略）。

某日上午10：00，石灰石成分出现了变化，其化学成分如表5所示。由于石灰石成分发生了变化，造成出磨生料成分产生变化，石灰石成分变化前后的生料化学成分（略）. 可见，石灰石成分变化后，生料中CaO降低了0.40%；Fe2O3降低了0.15%；烧失量降低了0.29%，如果从钙铁控制方法看，三个指标变化都不大。但是，生料率值却变化极大，KH从0.97降到了0.822；SM从1.85增加到了2.269。采用钙铁控制方法进行调整，调整前后的生料配比（略）. ，调整前后的生料成分（略）. 。

可见，从钙铁控制方法看，调整后CaO、Fe2O3、烧失量都达到了理想的程度。但是，生料的率值与希望值还相差很大。为了使生料率值达到希望的值，此时，只有改变生料钙铁的控制指标，才能使生料率值达到要求。但在实际生产中，由于采用钙铁控制方法时不分析SiO2和Al2O3含量，因此根本不知道生料率值产生了变化，只有等到每天的生料全分析数据出来后，才可能发现生料率值不合格，进行生料钙铁指标调整，此时，往往已经生产了许多不合格的生料。因此，在实际生产中，往往会发现，生料钙铁指标合格率很高，但生料率值却不合格，就是这个原因所至。

由此可见，采用生料钙铁控制，只有在原料成分非常稳定的条件下，才能保证出磨生料率值的稳定，否则，出磨生料率值就会产生很大的波动。要保证出磨生料率值的稳定，必须直接控制出磨生料的率值，采用生料率值控制。
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炼边、结圈、结大块、炼窑的产生原因，如何处理
    形成炼边、结圈、结大块、炼窑的主要原因有：
    1．生料化学成分不合适，KH和SM值低，熔剂矿物过多，使物料液相量增大，产生粘结；使用矿化剂时用量过多，熔剂矿物过多，大量生成低温熔融矿物使液相量增多，而易结大块或粘边。正常情况下，生料中氧化铝含量高的粘结料发硬，白而亮，氧化铁含量高的粘结料软而脆，呈暗红。
    2．配煤量过多，且煤粒粗，煤料混合不匀，差热煅烧时边料煤多或使用外加煤时集中撒到窑边等。
    3．煤量未减，小风处理，底火拉得太深，湿料层过厚，通风差处CO增加，在还原气氛下低温熔融物过多易使物料粘性增大，形成致密性大块。
    4．卸料速度过慢，与加料和上火速度不适，或停卸时间过长，高温物料与窑壁耐火砖接触时间过长而粘结在一起。
    5. 窑扩大口耐火砖磨损严重，凹凸不平，物料下移不畅，高温物料容易粘结。
    6．矿化剂混合不均匀，局部含量过多，易结大块。
    7. 窑口扩大不合适，扩大口角度太大，或扩大口高度过高，一旦底火控制过浅，易被窑口架住，形成炼边、结圈。
    炼过、结圈、结大块和炼窑的预防及处理。
    1．对炼边的处理。当炼边较浅时，可以适当减少加料量或停加料，加快卸料速度，将炼边料全部卸下裸露后，用钢钎撬松打碎，然后扒平重新加料，当粘结边较深时，可采取停止加料，一边落窑一边提火，使窑壁粘结物料全部露出后，停止卸料，减风后用钢钎打掉粘结料块，并移至窑中心后进行煅烧。至底火2/3移至喇叭口部位时，开卸料篦子卸料。然后适当加料用小风调整底火。
    2．发现结圈时：①若结圈深度（从窑口计算）不超过喇叭口高的1/2时，可短时加快卸料速度，使结圈露出后，分三处以上用钢钎打断结圈，然后调整卸料速度，使底火2/3回到喇叭口部位，逐步恢复三平衡操作。②若结圈深度（从窑口计算）超过喇叭口高的2/3时，需停止加料和卸料提火，使底火位置上移，在不大幅度减风的情况下落窑，待结圈全部露出后，打碎结圈并移至窑中心后加料煅烧。
    3．一旦发现炼窑，即停加料，加大鼓风量，吹冷粘结料，然后沿窑壁插钎寻找薄弱部位，继而用钢钎打开一缺口，并逐渐扩大，将粘结料全部打下。处理时要注意随时关闭窑门（除撬料的窑门外），以免大块料突然下垮，冲出热气流灼伤。处理完毕，同上法调窑操作，直至底火形成。

水泥颜色越黑质量越好吗

   许多水泥用户缺乏专业知识，或者缺乏水泥质量检测手段，便简单地以水泥颜色来判断水泥的质量好坏，以为水泥颜色越黑，水泥质量就越好。这是一个十分错误的观念。由于这种错误观念在许多水泥用户中根深蒂固，直接影响到水泥的销售，因此，水泥厂家对水泥的颜色都极为关注，甚至不惜损害水泥性能而在水泥中添加煤矸石等含碳着色剂，给水泥质量带来不必要的危害。

   水泥的颜色取决于熟料的化学成分和矿物组成、熟料的煅烧制度、混合材的品种和掺量。熟料的颜色主要受氧化铁、氧化镁、氧化铬等氧化物及煅烧气氛的影响。在氧化镁含量正常的情况下，根据还原气氛的强弱所表现出来的颜色有所不同。比如，黄色、绿色。如果还原气氛很强，甚至可以把三价铁还原成金属铁，此时表现为白色。因此，氧化铁在不同程度的还原下，可以表现出黄色、绿色或白色等不同的颜色。

   不同的生产厂家、不同的煅烧设备（回转窑、立窑）、不同的水泥品种颜色不尽相同。水泥的理想颜色应是灰黑色或灰黑色略带绿色或白色等不同的颜色。一般说来，不掺混合材的硅酸盐水泥如果呈黄色、褐色、棕色、白色（白色硅酸盐水泥除外）、灰白色时，均属不正常现象。但普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、复合硅酸盐水泥等，由于均掺有不同种类和含量的混合材，水泥颜色发生了很大的变化，其颜色在很大程度上取决于混合材的种类和掺量。
   采用煤渣、粉煤灰、煤矸石等含有煤炭的混合材，将使水泥成为黑色，虽然从颜色上会受到用户的欢迎，但水泥中混入太多的煤炭对水泥性能会带来不好的影响。煤炭的密度较小、比较轻，水泥中混有较多的煤炭，在水泥加水搅拌时，煤炭很容易漂浮在水泥混凝土的表面，漂浮在石子和钢筋的底下。在水泥混凝土表面形成一层煤炭层，降低水泥混凝土表面的强度，在分层浇灌的大体积混凝土中，降低交接面的粘结强度，影响混凝土的整体质量。由于煤炭富集在石子和钢筋的下面，降低了石子和水泥浆体的粘结力，也降低了钢筋和水泥浆体之间的握裹力，使得钢筋混凝土性能下降。混凝土或水泥沙浆表面含有煤炭层，将降低其表面的粘结性能，使其表面不太容易粘贴瓷砖和涂料，影响瓷砖、涂料等的粘结强度，使瓷砖、涂料容易脱落，造成工程质量事故。

    矿渣是一种非常好的混合材，水泥中使用矿渣做混合材，可提高水泥的抗硫酸盐侵蚀的能力，提高水泥抗水性、耐热性、降低水泥的水化热、提高水泥的中后期强度。就其性能而言，通常都强于粉煤灰、煤矸石等混合材，但掺有矿渣的水泥颜色却呈灰白色，所以，绝对不能简单地以水泥的颜色来判断水泥的性能，更不能说水泥越黑质量越好。

开路管磨机产量低且细度细的原因及处理
        可能系下述的一种或几种原因所致：
（1）喂料量过少。在这种情况下，磨音过响，磨温、出磨物料和废气温度均偏高。应增大喂料量。
（2）磨内风速太低，物料的缓冲作用严重。应适当增大磨内风速。
（3）隔仓板过料面积不足，也可能是隔仓板篦缝被铁屑或杂物堵塞。这时，出磨物料和气体的温度均偏高。应增大隔仓板的过料面积。
（4）一仓研磨体填充率太低，平均球径太小，同时尾仓的填充率太高，球径太小。在这种情况下，一仓磨音偏低；增大喂料量，可能出现“饱磨”。在磨机电流许可时，宜给一仓补充适量大球，同时尾仓适量减少研磨体，或取出少量过小的研磨体，换成大些的研磨体。
（5）一仓研磨体的填充率太低，平均球径太小。在这种情况下，一仓磨音低；一旦增大喂料量，产品的细度便增粗，应往一仓中补充适量大球。

影响煤灰分测定结果的因素有哪些

（1）造成煤灰分测定误差的主要因素：
①黄铁矿的氧化程度；
②碳酸盐的分解程度；
③灰分中固定的硫多少。
（2）如何准确测定煤的灰分含量：
为了得到可靠的煤灰分测定结果，就必须使黄铁矿氧化完全，碳酸盐分解完全，以及三氧化硫和氧化钙之间化合反应降低至最低程度。因此，测定煤的灰分时应注意如下几点：
① 采用慢速灰化法，使煤中的硫化物硫在碳酸盐分解前就氧化完全排除，避免硫酸钙的生成；
② 灰化过程中要保持良好的通风状态，使二氧化硫一经生成就及时排除。因此，最好使用装有烟囱的马弗炉，且炉门应有通风眼，或将马弗炉开启一小缝隙，使炉内空气自然流通；
③ 要使用专用灰皿，灰皿内的煤样要铺平，勿使局部过厚，一方面避免燃烧不完全，另一方面可防止底部煤样中硫化物生成的二氧化硫被上部碳酸盐分解生成的氧化钙固定；
④ 在规定的温度(815±10℃)下，按规定时间进行灼烧，以保证碳酸盐完全分解及二氧化碳完全躯除；
⑤ 升温速度应按标准规定进行，不能升温太快，否则煤中碳可能有部分因焦化而难以燃烧完全，致使测定结果偏高。