在水泥生產中，MgO能夠降低熟料煅燒溫度，但過多的MgO，在熟料形成過程中生成方鎂石晶體，會引起水泥的安定性不良。它對水泥性能和對煅燒操作的影響，已受到人們的普遍關注。因此，許多國家的水泥標準中規定了硅酸鹽水泥或熟料中MgO的含量(見表1)。對我國大多數水泥廠所用石灰石原料來說，MgO含量都比較低。而我廠由于礦山結構的變化，從1994年8月開始在1000t/d熟料預分解窯生產線使用含鎂量較高的石灰石。高MgO的原料，對預分解窯的操作和熟料質量的影響，引起了我們的高度重視。為此，生產中在技術和管理上，采取了積極措施，并取得了良好的效果。  

表1  不同國家水泥標準中對MgO的要求  

　　1、生料中MgO的來源 

　　我廠原料的化學組成見表2。由表可看出，生料中MgO的來源，主要是含MgO較高的石灰石。我國現行的《水泥原料礦床地質勘探規范》中規定：石灰石中MgO≤3.0%。我廠部分石灰石中的MgO含量已超出此標準，并且MgO波動大，熟料中MgO含量波動在2.6%～4.9%之間，從而給生產帶來了一定困難。 

表2  石灰質、粘土和鐵粉的化學組成  

　　我廠MgO在石灰石中主要以白云石形式存在。 

　　2、煅燒操作中出現的問題 

　　許多預分解窯廠家的經驗證明，熟料率值的選擇，對熟料強度有重要的影響。我們結合本廠的原料，曾采用了熟料KH=0.88、n=2.5、P=1.5的配料方案，這種方案適應微量元素較小的原料。在沒有使用高MgO石灰石之前，這一方案在生產中比較適應，熟料組成見表3。當使用高MgO石灰石后，熟料組成發生了變化，見表4。

　　熟料液相量增大，液相粘度降低。操作中窯皮明顯增長，由正常煅燒時15～16m左右，增長到22m多，有時甚至長達30多米。浮窯皮厚度增加，最厚時達到600mm，嚴重影響了窯內通風。熟料結粒明顯增大，粗細不均，窯內常出現大料塊和結大蛋現象。致使窯內情況惡化，熟料的質量降低，常因大蛋和后圈而停窯，給窯的連續運轉和穩定操作帶來了很大困難。 

表3  使用低MgO石灰石時熟料組成

  
表4  使用高MgO石灰石時熟料組成  

　　3、生產中采取的措施 

　　我廠預分解窯煅燒系統，采用了Φ3.2m×46m回轉窯(斜度4.0%，轉速0.6～3.01r/min)，低壓損五級旋風預熱器、TC—DD型分解爐、三風道煤粉燃燒器、富勒式篦冷機等主要設備。

　　在正常生產的狀態下，入窯物料的分解率波動在82%～89%，偏下限較多?；剞D窯的轉速控制2.5～2.8r/min，預分解窯具有窯頭溫度高、燒成帶長、轉速高、熟料結粒均細等特點，根據這些特點，針對MgO高的生料，我們采取了以下措施。

　　(1)嚴格控制生料，穩定MgO含量

　　為了使熟料中MgO含量達到廠內控指標(MgO＜4.6），必須控制生料中Mg≤2.6%。從原料石灰廠進廠嚴把質量關，分采點按鎂高低分類儲存。在廠灰廠破碎階段，合理搭，配并按比例摻入10％左右的白堊土（因白堊土礦已枯，量不足）。另一方面因地制宜，把原儲存庫改造為布料小車預均化庫，使配料用石灰石Mg的含量波動低，變化小。

　?。?）調整配料方案 

　　許多預分解窯企業，普遍采用“高硅酸率、高鋁氧率、中飽和比”的配料方案。率值的控制一般為KH=0.87～0.88，SM=2.5±0.1，IM=1.6±0.1，這一方案，多數能保證熟料中硅酸鹽礦物的總量，并有較大的燒結范圍。但由于MgO含量的增加，熟料在高溫帶的液相量相應增加，液相粘度降低，反而燒結范圍變窄，易結大塊。其作用可看作與Fe2O3相似。針對這種現象，適當調整了配料方案。即降低熟料中Fe2O3含量，同時適當降低Al2O3含量，提高SM和IM值。石灰飽和系數值也由過去的0.88提高到0.90～0.92，調整后熟料組成見表5。 

表5  調整配比后熟料組成  

　　(3)穩定入窯物料分解率

　　我廠使用煙煤，屬褐煤類。煤粉水分波動在3.5%～6.0%左右，加上喂煤系統設備計量不準，分解爐喂煤不夠穩定，入窯物料分解率波動大。為解決這一難題，首先將原喂煤單管螺旋機由Φ180mm改為Φ250mm，由高轉速變為低轉速。同時改進了煤粉倉底部吹風管位置，使煤粉能穩定連續供應。我廠分解爐為DD爐，三次風為切向進入。為了提高煤粉燃燒速度，在三次風管上距入爐口1.8m處，增加了一個噴煤管，即噴煤管由原來兩個改為三個。使新增噴煤管喂煤量占爐用煤量的30%。此管煤粉在三次風的預熱下，燃燒快，起到了煤粉的預燃作用，穩定了爐溫，有效地控制了入窯物料分解率，并穩定在84%～87%。減少了因MgO高而造成的結皮堵塞現象，同時避免了因入窯物料分解率過低引起的“慢窯”和“跑生”，抑制了厚窯皮的生長。

　　(4)加強操作，嚴格檢查

　　使用高鎂原料，C5及下料管常發生堵塞。我們在C5的下料管上，增加了吹堵裝置，完善了測壓三級報警系統，有效防范了故障，提高了大窯的運轉率。

　　(5)控制燒成帶長度

　　預分解窯的燒成帶長度，通常為窯長的40%左右。它的長短反映了物料在高溫帶停留時間。由于高MgO的摻入，使物料從窯尾到燒成帶的液相量相應增加，并降低了燒成帶液相的粘度。燒成帶增長，浮窯皮長度增加，且物料在窯內容易提前粘結成球，在燒成帶形成大塊，這種大塊經過燒成帶后，只是表面燒結，內部反應不完全，熟料結粒粗細不均，性脆、欠燒，fCaO高。在這種條件下煅燒，能促進MgO形成方鎂石晶體，影響熟料質量。同時在冷卻機中熟料冷卻不夠，二、三次風溫低，冷卻帶相應延長，使窯系統操作困難。

　　因此，在操作中盡量加速窯頭煤的燃燒，提高篦冷機物料厚度，提高二次風溫，縮短燒成帶和冷卻帶，使窯尾溫度控制在1000～1050℃，具體方法如下：

　　(1)調節煤粉燃燒器內外用風

　　我廠回轉窯使用三風道燃燒器。為了提高窯頭溫度，控制內風閥門開度100%，外風開度0～30%，加大一次風量。調節內風出口的間隙，使出口風速加大，增強煤粉與高溫二次風的混合，從而確保煤粉快速燃燒，使火焰縮短，控制燒成帶長度。

　　(2)調節煤粉燃燒器的合理位置

　　我廠回轉窯用煤，揮發分較高，見表6。 

表6  煤粉的工業分析(%)  

　　原煤綜合水分高達10%～13%，而且煤粉水分含量高。這種煤容易在窯內形成低溫長帶煅燒。為此將噴煤管拉出來，調至-100～-300mm處，使煤粉噴出后，快速受到窯內高溫輻射和二次風的對流傳熱，加速了煤粉燃燒，提高了火焰溫度，進而使冷卻帶縮短。對于熟料急冷，提高二、三次風溫都是有利的。為了防止窯皮增厚和拉長，在不損傷窯皮的前提下，適當抬高噴煤管，遠離物料。

　　(3)加速熟料的冷卻

　　熟料的急冷，可使熟料中C3S、β-C2S晶形穩定，產生更多的玻璃體，避免L(液相)+C3S→C3A+C2S的轉熔反應，提高C3S含量。同時也可使方鎂石晶體尺寸減小，提高MgO在液相中的溶解度，減小因方鎂石對水泥安定性的影響。因此，在篦冷機操作時，應保持好篦冷機各室的壓力，特別是一室的壓力。根據一室篦下壓力調節篦床速度，并保持一、二室風機用全風，使通過高溫料層的風量穩定而充分。熟料得到急冷，壓蒸安定性也有改善，見表7。

　　4、效果 

　　通過上述措施的實施，實現了回轉窯穩定操作，解決了窯內結球，結圈現象，提高了窯的運轉率。不僅充分利用了我廠高鎂原料資源，而且使熟料質量有一定提高(見表8)，為我廠創造了近百萬元的經濟效益。 

表7  措施調整前后熟料壓蒸安定性對照表  

注：表中fCaO、MgO數據為本廠檢驗結果;壓蒸試驗委托國家水泥質量中心檢驗。 

表8  采取措施前后熟料質量對照表  

　　5、體會 

　　通過使用高鎂原料，我們認為：
　　(1)MgO對預分解窯的操作和對熟料質量的影響，是不能低估的;但生產中做好控制，使用高鎂原料是可行的。
　　(2)MgO的作用可看作與Fe2O3相似，在配料中應降低Fe2O3含量，使SM、IM值提高。
　　(3)在回轉窯操作中，應控制燒成帶長度，適當降低窯尾溫度，控制熟料結粒。
　　(4)加強熟料冷卻，減少方鎂石對水泥安定性的影響。
　　(5)在應用高鎂原料時，采用高品質的煙煤是很必要的。

　　參考文獻
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　　2、郭俊才.水泥及混凝土技術進展.北京：中國建材工業出版社，1993，6
　　3、王善拔，陳袁魁.預分解窯的配料方案及微組分對熟料質量的影響.水泥，1995，(7)