配料中硫、碱成分对煅烧的影响及控制

1、配料中硫、碱成分对煅烧有什么不利的影响？

①影响煅烧过程的正常运行。

碱与硫的单独影响是，当熟料中碱的总量或SO3超过熟料重量的1%时，过量的碱（K、Na）会影响窑后烟室的结皮；过量的硫会引起窑内结圈。当熟料中SO3含量在1%左右时，会有利于改善生料易烧性，并提高熟料强度，但要以硫的含量增加不降低饱和比为前提。

考虑硫碱比对生产的影响就更复杂。在预分解窑中，保持硫碱比值的恒定是动态的。由于物料在窑内停留时间特别短，热负荷又小，碱（K、Na）很容易随熟料带走，而硫化物仍在窑内挥发循环，此时由于碱的缺乏，在窑的后部会形成结皮的恶性循环。如果窑的煅烧温度高，或火焰直扫到物料上，这种循环更会加剧，直到结皮或预热器堵塞发生。而一旦在窑的低温区域，这些硫化物还要释放出来，使生成的熟料中SO3变高。

硫在窑内的循环与富集机理是：窑内的硫化物主要形式是SO2，它在窑内的来源是燃料中硫的氧化及硫酸盐的分解，理论上SO2低温下可氧化成SO3，但实际上99%的气态硫化物将是SO2，这样形成的SO2几乎都被旋风预热器中的K2O、Na2O和CaO所结合，当大量CaSO4在烧成区域再度挥发，并在窑尾和四、五级预热器形成硫循环结皮时，碱性硫酸盐的低挥发性将使它们存在于熟料中，这种循环严重时将引发预热器结瘤和堵塞出现。

②不合理的硫碱比值会影响熟料质量及易烧性。

熟料中因SO3过量会阻止C3S的形成。成为形成黄心料的另一种原因。熟料的褐色核心一般都认为是窑内的还原气氛所致，但是由于形成高贝利特和硫酸盐浓缩减少了熟料的渗透性，阻止了冷却期间亚铁（Fe²⁺）氧化成三价铁（Fe³⁺），这就成为黄心料出现的另一条途径，这本身又是由窑喂料的化学成分变化和硫化物在窑内的低挥发性所造成的。褐色熟料的不良结果就是热耗增加、降低易磨性、损失水泥强度和造成水泥快凝。

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2、生料配料中的硫碱含量应控制在什么范围？

生料配料中的硫碱控制范围建议如下。

①热生料中SO3应小于3%，SO3和Cl^-的总和应小于4%，其中Cl^-含量对硫碱的比值影响很大，因为碱先是与氯化合为氯化碱，剩余的碱与硫结合成为硫碱化物。正常硫碱含量比值应当保持在0.8~1.2。

②在熟料中正常SO3的水平是0.6%。由于生料中的硫碱含量直接在配料中，它不仅影响熟料的煅烧过程，而且也影响着熟料的质量，乃至水泥与混凝土质量，这种影响正负在都会有，因此必须重视它的含量及比例，并关注硫碱比，尽量避免过硬的配料。生产低碱熟料时更要注意。

水泥中SO3含量则直接影响水泥的凝结时间，应根据对水泥凝结时间的要求及熟料含硫的状态及量而定，一般为2.5%±0.3%，均在定期进行石膏曲线试验的基础上确定。还有专家给出SO3与Al2O3之间关系供参考：对于正常粒径分布的波特兰水泥，SO3:Al2O3最佳比值为0.6；而对较窄粒径分布的水泥，约为0.8。

各厂可以根据原燃料成分特点、生产工艺及产品要求，对上述推荐数值予以合理的制定和修正。

——摘选自《新型干法水泥生产问答千例-操作篇》，作者谢克平。

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