氧化镁对水泥熟料煅烧和水泥水化的影响

董宇峰

天辰水泥有限责任公司

摘要：随着现代水泥行业的快速发展，对水泥生产各工序质量也提出更高的要求。水泥熟料煅烧和水泥水化受氧化镁的影响十分显著。为了能够让水泥熟料煅烧的效率得到相应的提升，需要对其整体的性质进行全面的分析。本文将对水泥水化、水泥熟料股烧中氧化镁的影响进行探析，并提出水泥熟料生产中的相关建议。

关键词：水泥水化；水泥；熟料股烧；氧化镁；影响

在进行水泥熟料的煅烧过程中，常会受到诸多因素的影响。为了能够让水泥水化受氧化镁的影响逐步降低，首先要对其各种影响因素进行整体性的分析，同时还要采用多种不同方式降低氧化镁的影响率，让水泥熟料煅烧的效率得到全面性的提升。

一、水泥熟料煅烧受氧化镁的影响分析

1、液相粘度与液相量受氧化镁的影响

在股烧水泥熟料中，由于氧化镁本身表现出较弱的碱性，其会使1A2O3出现离解现象，此时液相粘度便会呈现降低趋势，离子移动性能在该趋势下不断增强，促使C3S产生。而对于液相量，其一般会在氧化镁含量不同下发生一定变化。从实际股烧熟料过程看，由于C涯F与C3S晶格中有氧化镁融人，此时液相颜色将由橄榄绿色取代原有的棕黑色，假若氧化镁含量超出C涯F与C3S的固溶能力，此时便会以方镁石晶体形式呈现出来。假若氧化镁在熟料中的含量超过20%，其意味有较多eFZO3被加入熟料中，此时烧结范围将不断变窄，结大球、结圈等一系列问题都会在窑内出现，烧成系统将难以可靠运行。

2、氧化镁对烧成温度影响

在物料加热的过程中，我们需要考虑加热过程中组分所表现出来的液相温度。这个温度称之为最低共熔温度。当这个温度处于1250~1350℃之间时，氧化镁将产生比较多的过渡矿物。如果温度达到1400℃，镁化合物将会被分解。分解之后的液相里面将会出现MgO，并且液相的温度也会被降低以及总液相的含量也会增加。综上所述，在熟料煅烧的过程中，氧化镁的主要作用是辅助共熔，并且对熟料煅烧的温度进行控制。以此来保障熟料煅烧的质量。

3、氧化镁对熟料结粒影响

在液相作用下，会出现许多的熟料颗粒，并且在外围会形成液相毛细血管桥。这种毛细血管桥会对颗粒的扩散强度产生一定的影响作用。主要原因在于液相表面的张力以及颗粒的直径。因此，在对熟料结晶力获取的过程中，首先要保障液相量足够，并且颗粒的分布要均匀。这样才能保障液相粘度低且表面的张力效果明显。过去的研究表明，在煅烧温度下提升的熟料成分以及液相粘度都会有所下降。液相粘度减小，结晶也相对比较容易。因此，我们可以通过对氧化镁含量的控制来提高熟料的结晶效果。

4、熟料矿物形成受氧化镁

影响熟料矿物中，氧化镁分布情况集中表现在：在玻璃相中固溶、在C涯F中呈现出固溶体形态、在贝利特与阿利特中存在、方镁石晶体形式存在等。一般C3S形成过程中很容易受503等影响，此时可通过氧化镁的融人，使不利影响得以削减，并对生料易烧性进行改善。但如何对氧化镁固溶体量进行控制，又成为氧化镁应用的主要问题，所以可通过对熟料颜色情况进行判断，通常保持深灰色颜色情况下，说明固溶体量较为适中。若对氧化镁含量不断提升，很可能有方镁石晶体出现。因此，熟料矿物形成中，合理控制氧化镁用量，能够起到一定的改善效果。

二、水泥水化受氧化镁的影响分析

1、混凝土结构的影响

在水泥水化的过程中，氧化镁固溶体在熟料中的总量应保持在2%左右。过多则容易出现方镁石结晶，这种结晶在镁矿物分解温度较低的情况下，会产生较大的生长机遇。另一方面，熟料冷却的过程中，对晶体的大小也会造成一定程度的影响。我们对混凝土的结构进行分析不难发现，水泥水化会产生一个放热的过程，在这个过程中内部的问题也将被不断的提升，产生温度压力。温度压力的出现有可能会造成材料出现裂缝，甚至是坝体产生开裂现象。针对这种问题，我们主要采用对材料进行冷却，极易增加成本。如果我们针对这个问题使用氧化镁进行控制，在水泥硬化的过程中，混凝土会出现膨胀的现象，对水泥中的化学缩减可以起到一定程度的补偿作用。以减少目标的收缩裂缝。

2、水泥熟料温度的影响

当水泥熟料MgO的含量大于2%时，需要将MgO对煅烧的影响考虑在内。当MgO的含量不断升高时，水泥熟料烧成液相也会随之增加，在这种情况下，容易出现大圈、结大块、长厚窑皮的现象，适当地降低煅烧温度，能够有效的避免这些现象的发生。在生产过程中，降低铁铝的含量，能够有效的提高KH和SM值，降低MgO对液相量的影响。但是，当KH和SM值不断增加时，CaO、SiO2的含量也会相应的增加，可以有效的提升水泥熟料的强度。所以，在生产过程中，采用高MgO原料时，需要将配料中加入高硅低铁的设计方案，重新调整熟料的控制率值。根据上述配料特点，在操作水泥密的过程中，保证窑的高温薄料快烧状态，适当地加快窑速，最大限度地将密内填充率降低。

三、水泥熟料生产中氧化镁应用的建议

为使水泥熟料质量得以提高，主要考虑将氧化镁作为原料，但为保证其作用充分发挥出来，需采取一定的优化操作措施。具体包括：第一，对配料进行优化，防止有结长厚窑皮问题的产生。具体配料过程中常用的主要以两高一中方式为主，其涉及的相关值IM、SM与KH分别为150一170、250一280、a89一agl。需注意的是熟料烧成中液相会在氧化镁含量提升中不断增加，这样便会导致结圈、结大块问题出现。此时便可考虑对SM与KH值进行提升，将液相量受氧化镁的影响控制到最低。所以在实际生产过程中，可考虑以高硅低铁方式为主，此时的IM、SM、KH值分别为180一20、3刀O一330、a89一a91。这种配料方式应用下，对于窑速的提高以及填充率的控制都可起到明显作用，减小氧化镁含量带来的不利影响第二，实际生产过程中为满足人窑分解率降低要求，可通过对窑尾出口温度降低措施实现。通常分解炉出口温度在正常情况下以890℃为主，若需对氧化镁熟料进行股烧，应保证温度调低10℃一40℃。同样，对于窑尾出口温度，也可适当降低，这样能够防止液相过早出现问题。而在人窑分解率降低过程中，应避免IM与SM值提高情况下有飞砂情况出现，尽可能使熟料质量得到保障。此外，在氧化镁熟料生产中，也需从冷却机操作的优化、烧成带长度的控制等方面着手，如在冷却机操作优化方面，主要需保证其冷却速度适中，这样水化后氧化镁膨胀效率可得到保障。而对于烧成带长度的控制，主要需通过窑内通风的改善实现，如煤粉细度的控制等。

结语：综上所述，水泥水化与熟料股烧中氧化镁在带来较多积极作用的同时，也可能产生一定不利影响。水泥熟料煅烧和水泥水化经常会受到氧化镁的影响，为了能够降低其整体的影响，首先需要对其各种影响因素进行全面的分析，然后采用多种不同的方式对其冷却机制体系进行全方位的优化，使得其密尾的温度能够得到全面性的降低。与此同时，还能对其水泥熟料煅烧的方式进行整体的改变，从而有效地降低氧化镁对水泥熟料以及水泥水化的影响。

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