实施ISO强度检验方法对窑用耐火材料的影响

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1、实施ISO强度检验方法对窑用耐火材料的影响ISO标准实施后，为防止水泥标号下降，一些文章提出在现有的水泥生产基础上，加强配料，提高C3S的含量，增加水泥细度等技术措施。本文拟对ISO强度检验方法实施后，对窑用耐火材料的影响作一分析判断，供耐火材料制造厂家和水泥厂参考。1　水泥生产可能出现的变化1.1　生料质量　　衡量生料质量的标准是生料成分的均匀性、合适的细度和水分等，采用新标准后，将会重视生料的质量，生料质量的提高是通过生料均化链来控制CaO标准偏差，增加生料细度，降低生料中不易粉磨且不易煅烧的成分如S

2、iO2的细度等。1.2　熟料煅烧　　熟料质量除了与生料质量有关外，还与熟料率值、矿物组成以及煅烧状况等有着直接的关系。　　国内有关部门曾将国内正在生产的预分解窑生产的熟料率值进行新旧方法的对比，得出的结论是:适当提高熟料的KH、n和P，将有助于提高熟料的早期和后期的强度，建议预分解窑熟料率值为KH=0.90，n=2.7，P=1.7。　　熟料中的硅酸盐矿物C3S的含量是影响水泥强度的主要因素，熔剂矿物C3A是水化最快的矿物，有利于提高水泥的早期强度，表1为资料所示的国内外预分解窑熟料的率值和矿物组成。表1国

3、内外水泥熟料率值及矿物组成样品熟料率值熟料矿物组成/%计算值KHnPC3SC2SC3AC4AFfCaO烧成温度/℃液相量**/%窑皮指数**国外平均值0.8952.731.6157.020.08.010.00.92140022.7630.05德国(1995年57个工厂)平均值97.10*2.502.3064.912.511.08.41.15144523.9929.26中国(10台2000t/d)平均值0.8772.531.5449.4126.358.0910.81.01135623.9532.77注:*K

4、St值；**MgO、R2O未计算在内。　　表1显示我国水泥熟料率值偏低，熟料矿物组成中C3S较国外水泥熟料平均值低7.59%，较德国平均值低15.49%，而C3A较德国低2.91%，C4AF高2.4%。按熟料煅烧温度公式T=1300+4.51C3S-3.74C3A-12.64C4AF计算，我国预分解窑熟料的率值欲提至国外平均值，烧成温度将提高44℃，若提高至德国目前控制的率值，温度将提高约89℃，同样，液相量和窑皮指数均有变化，上述变化对窑内耐火材料是有一定的影响。  3　对窑用耐火材料的影响　　3.1　

5、生料质量的影响　　生料质量的提高，有利于熟料煅烧及烧成热工制度的稳定，减轻了热应力对耐火砖的作用，有利于延长耐火砖使用周期。3.2　熟料率值的影响3.2.1　饱和系数KH值　　KH值增加，熟料中C3S含量增加，C2S含量降低。易烧性指数增加，物料不易煅烧，易生成fCaO，因此需要较高的烧成温度来改善此情况。而对耐火砖，由于温度增高，及高温火焰和气流的作用，易遭受熔融凹槽侵蚀损坏。　　KH值降低，熟料中C2S含量增加，熟料煅烧温度降低，液相量增多，耐火砖易出现液相渗透损坏。　　目前国内生产的10台2000t

6、/d窑熟料的KH平均值和有关单位建议的实施ISO法后的KH值相比差0.023。值得注意的是德国现行熟料KSt平均值为97.1，资料显示，当KSt值超过99时，生料难烧，若提至德国现行KSt值，势必增加耐火砖遭受熔融凹槽侵蚀的程度。3.2.2　硅酸率n值　　n高，烧成温度高，液相量少，窑皮指数低，耐火砖不易挂窑皮，易生成粉砂状熟料，当硅质原料为不活泼的石英砂时，此现象尤为明显，资料显示，当n超过2.6时，耐火砖易遭受熔融凹槽侵蚀损坏。　　按照n的计算公式，降低n值时，可以减少SiO2的含量或增加Al2O3和

7、Fe2O3的含量。若出现同时减少SiO2含量和增加Fe2O3含量，此时液相对烧成带耐火砖的损坏尤为严重。国内熟料的n值偏低，SiO2含量低且Fe2O3含量高(较德国平均值高0.78%)，液相对耐火砖损坏的现象是存在的。3.2.3　铝氧率P值　　烧成温度随P的增加而增高。P值愈高，熟料的液相粘度愈高，不易成球，也不易挂窑皮，耐火砖易出现熔融凹槽侵蚀，而P过低(如生产低C3A水泥)尤其是火焰温度不稳定时，易出现熔融熟料渗透耐火砖的侵蚀。　　10台2000t/d窑熟料P平均值为1.54，较国外的平均值1.61稍

8、有降低，其反应在液相出现时，液相量少些，熟料结粒差些，但德国P平均值为2.3，只有在较高的温度下才能出现较多的液相，见图8，也就是耐火砖必须承受较高温度的熔融熟料渗透，在此温度前，则易出现熔融凹槽侵蚀。3.3　液相　　熔剂矿物在熟料煅烧过程中生成液相，影响液相性质的有液相量、液相共熔温度、液相表面张力及液相粘度等。上述性能对熟料性能和耐火砖使用周期均有影响。3.3.1　液相量　　液相量计算公式为:　　LP(1450℃)=3Al