根据石灰石断面判断氧化镁含量高低.docx

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根据石灰石断面判断氧化镁含量高低

根据石灰石断面判断氧化镁含量高低

   水泥中氧化镁含量过高会危害水泥的安定性。

为此，国家有关标准规定熟料中氧化镁含量一般不得超过5.0％。

熟料中氧化镁主要来自石灰石，所以必须严格控制好石灰石中的氧化镁含量在3.0％以下。

我厂的石灰石矿山远不够用，需大量外购，矿点较多，而且很杂，质量管理较困难。

为了解决这一问题，我们根据本地区石灰石中的二氧化硅、碱等其它杂质含量相对比较稳定，氧化镁波动大的实际情况，结合石灰石质量管理经验，总结出一条判断石灰石中氧化镁含量的简单方法。

   我厂石灰石是一种具有微晶或潜晶结构的致密岩石，主要矿物是方解石，并含有少量白云石、硅铁矿物和粘土杂质。

从其结构上说，我们也可以把石灰石看成是方解石（CaCO3）基质晶体晶格内分布一些镁、钠、铁等杂质的固溶体，在高温外部挤压的作用下形成的。

因此石灰石断裂面是一个不光滑的表面，氧化镁含量越高，其断裂面就会越粗糙。

我们通过对本地区断面光滑程度不同的石灰石进行分析检测。

   结果也证实了这一点，如表1。

表1　石灰石断面情况与化学成分的关系　　　　　％

石灰石断面情况

Loss

SiO2

Al2O3

Fe2O3

CaO

MgO

断面光滑程度好

42.39

2.97

0.16

0.13

53.15

1.31

断面远看光滑，近

看有粉料状突起

42.51

2.88

0.16

0.13

50.40

3.73

断面比较粗糙

42.41

2.67

0.16

0.13

46.64

7.84

断面极粗糙（似多次敲击断面使之粗糙起毛）

43.02

2.93

0.16

0.13

36.88

16.71

由表1可以大致看出石灰石质量情况，为生产中选矿、购矿带来方便。

但绝不能仅依此而确定石灰石的质量优劣，其最终还是靠化学分析。

Φ2.2m×6.5m生料磨机的提速尝试

　1　引言

   我厂先后采取降低入磨物料粒度、降低烘干水分、提高磨内通风等措施，磨机的台时产量都有不同程度的提高。

为了进一步提高磨机台时产量，1999年2月6日，又对Φ2.2m×6.5m生料磨进行提速尝试，经过调整，台时产量比原来提高1.5～2t／h。

2　磨机的提速

   生料磨技术参数见表1。

表1　Φ2.2m×6.5m生料磨主要技术参数

磨机规格/m

Φ2.2×6.5

转速（r/min）

21.4

研磨体装载量/t

33.5

减速机型号

ZD70-9-I   i=5

电动机型号

JRQ-158-8 380kW 735r/min

一仓有效长度/mm

2750

二仓有效长度/mm

3400

一仓衬板型式

沟槽衬板

二仓衬板型式

环沟－双曲面衬板

隔仓板型式

单隔仓板

传动方式

边缘

配用选粉机

Φ4m离心式

   磨机原转速是21.4r／min，现拟提高2r／min。

具实施是将配用的减速机速比由5降到4.583，提速从厂家定做了大小齿轮，机壳仍用原来的。

改变前的齿轮参数如表2所示。

   提速后的实际转速：

　　　　　　　　　　　　Z1　　Z3

　　　　　　　　n＝n电×──×──=23.34

　　　　　　　　　　　　Z2　　Z4

式中：

n电———JRQ－158－8电动机的转速，r／min；

   　Z1———提速后的高速齿轮齿数；

　　　Z２———提速后的低速齿轮齿数；

　　　Z３———磨机小齿轮齿数；

　　　Z４———磨机大齿圈齿数。

   提速后实际转速比原来提高1.94r／min，占磨机临界转速的80％。

表2　ZD70－9－I减速机提速前后齿轮参数表

名称

代号

提速前

提速后

速比

i

5

4¡£583

高速齿轮齿数

Z1

23

24

低速齿轮齿数

Z2

115

110

低速齿轮旋向

右旋

右旋

法向压力角

αn

20°

20°

法向模数

mn

10

10

螺旋角

β

9°41′45″

16°50′6″

　3　提速后的调整

   磨机提速运行后，首先反映的是电机电流比原来高出1.5A，这是正常的。

3h后，开始出现空仓，此时增加喂料量，台时产量由原来的24.8t／h上升到26t／h。

仅30min后，产品细度变粗，选粉机循环负荷增大，出磨物料筛余值（0.08mm筛筛余）高达63％，显然磨内物料流速过快。

次日，停机对磨机研磨体进行级配调整（见表3所示），将一仓、二仓的平均球径分别下调2.15％、3.25％。

同时又调整了选粉机的大小风叶，保留大风叶6片（原设计18片），小风叶14片（原设计16片），效果较好。

调整前后的对比如表4所示。

表3 研磨体级配的调整

项目

一仓研磨体装载量/t

二仓研磨体装载量/t

Φ90mm

Φ80mm

Φ70mm

Φ60mm

装载量/t

平均球径/mm

Φ50mm

Φ40mm

Φ30mm

Φ20mm

装载量/t

平球球径/mm

提速前

3

4.5

3.5

4

15

74.3

2

6

7.5

3.0

18.5

33.8

提速后

2

4

5.5

3.5

15

72.7

1.5

5.5

8

3.5

18.5

32.7

表4 调整前后的参数对比

项目

调整前

调整后

台时产量/（t/h）

26

26.8

出磨物料筛余（0.08mm筛筛余，％）

63

52

成品细度（0.08mm筛筛余，％）

12

8

循环负荷率/％

463.63

314.29

选粉效率/％

42.19

46.29

　4　提速后的效果

4.1　生产情况

   我厂有2台Φ2.2m×6.5m生料磨，生产工艺一样，入磨物料技术条件如表5所示。

经过4个月的运行，2号磨机台时产量有明显的提高。

经对比（见表6所示），提速后台时产量提高6.8％，电耗（单粉磨系统）下降2.9％。

表5　入磨物料生产技术条件

入磨粒度

/mm

入磨物料水分/％

粘土

煤

铁粉

石灰石

＜20

≤3.5

≤4

≤3.5

＜1

　表6　两台磨生产情况对比

时间

提速的2号磨机

1号磨机

细度/%

台时产量/（t/h）

电耗（单）/（kWh/t）

细度/%

台时产量/（t/h）

电耗（单）/（kWh/t）

1999.3

8±1

26.8

15.60

8±1

24.9

16.38

1999.4

8±1

27.2

15.10

8±1

25.8

15.30

1999.5

8±1

26.1

16.22

8±1

24.6

16.58

1999.6

8±1

26.5

16.08

8±1

24.5

16.64

　4.2　产品质量对比情况磨机提速后，磨内物料流速加快，通过降低球径及调整选粉机，使产品细度合格率保持在原有的水平。

根据两台磨的产品质量对比（见表7所示），提速的2号磨机产品质量略高于1号磨产品质量。

表7　两台磨机的产品质量对比　　　　　　　　　％

时间

提速的2号磨机产品质量合格率

1号磨机产品质量合格率

CaO

Fe2O3

产品细度

CaO

Fe2O3

产品细度

1999.3

89.45

94.06

91.29

85.75

83.47

92.13

1999.4

85.29

93.26

76.37

84.52

87.86

70.89

1999.5

87.91

98.43

86.42

91.07

92.81

83.69

1999.6

88.26

94.93

85.83

88.11

91.33

86.97

4.3　球耗情况

   我厂磨机使用的是高铬球。

2号磨机经提速及级配调整后，已正常运行4个月，这期间没有添加钢球。

从目前的生产来看，两台磨机球耗基本差不多（虽然2号磨提速后台时产量高，但1号磨清仓级配比2号磨多33d，累计产量比2号磨多），具体数据还要看今后的生产情况及下一次清仓增补量来分析计算。

5　应注意的问题

   Φ2.2m×6.5m生料磨提速后收到一定效果，但由于电机电流增加，使电机温度升高，应特别加强对高压电机的检测和保养。

我厂380kW电机曾在提速后第5天，出现转子绕组封点开焊现象，由于发现及时，没有造成事故。

   磨机提速后，对传动部件磨损较大，应注意润滑保养。

ZD70减速机更换齿轮降低速比后，工作温度比原来高出11℃，建议在更换齿轮时，最好把冷却器也更换新的（旧冷却器内壁水锈厚，影响冷却效果），以保证减速机的降温。

提速后的综合效果还需时间考验。

石膏掺量及粉磨细度对水泥强度的影响

　　在水泥配比当中，采用混合材优化组合的方法，可以使水泥的早期强度和后期强度得到均衡有效的提高。

与此同时，石膏的掺量对水泥各龄期强度的影响，同样具有不可忽视的作用。

只有配合适当的石膏掺量，才能使混合材的优化组合发挥最佳的作用。

为此，试验了在多种混合材复掺的水泥中石膏掺量及粉磨细度对水泥强度的影响。

1　试验原料的化学成分

　　试验所用各种混合材及熟料、石膏的化学成分列于表1。

             表1　原料的化学成分                          %

名称

Loss

SiO2

Al2O3

Fe2O3

CaO

MgO

SO3

结晶水

矿渣

0.71

39.30

11.15

1.64

40.08

6.83

-

沸石

5.74

66.64

10.75

0.64

2.47

0.11

-

石灰石

42.09

6.00

1.01

0.15

50.96

1.75

-

熟料

0.55

22.34

3.79

5.38

62.65

2.34

-

二水石膏

-

3.13

1.03

0.22

30.62

4.76

33.68

15.08

硬石膏

-

-

-

-

-

-

49.55

　　　　注：

熟料矿物组成中C3A含量计算为1%。

2　石膏掺量对水泥强度的影响

　　在固定混合材种类和掺量的情况下，分别掺入4.5%、6.0%和7.5%的石膏。

所得试验结果见表2。

表2　石膏掺量对水泥强度的影响

组别

水泥配比/%

0.08mm方孔筛筛余/%

SO3

/%

水灰比

抗折强度/MPa

抗压强度/MPa

熟料

石膏

矿渣

沸石

石灰石

3d

7d

28d

3d

7d

28d

1

58.5

4.5

25

7

5

2.3

1.5

0.44

4.4

6.3

8.0

23.4

39.6

59.0

2

57.0

6.0

25

7

5

2.1

2.0

0.44

4.8

6.4

8.1

25.7

36.5

52.4

3

55.5

7.5

25

7

5

2.0

3.2

0.44

5.6

7.1

8.8

30.1

41.4

55.7

注：

表中每一组别数据各为六组试验的平均值。

其中第三组别中石膏掺量为3.5%的二水石膏和4%的细磨硬石膏，第一、二组别均为二水石膏。

　　从表2中可以看出，在混合材种类和掺量相同的条件下，随石膏掺量的增多，水泥各龄期的抗折强度均有提高，但抗压强度却有不同表现。

其中，当石膏掺量从4.5%增加至6%时，水泥3d抗压强度提高了9.8%；7d和28d抗压强度则分别降低了7.8%和11.2%。

当石膏掺量增加至7.5%且其中含有4%细磨硬石膏的情况下，3d抗压强度相对前两种石膏掺量分别提高了28.6%和17.1%；7d抗压强度也相应提高了4.5%和13.4%；28d抗压强度相对石膏掺量为4.5%的水泥降低了5.6%，而相对石膏掺量6%的水泥仍提高了6.3%。

石膏掺量对水泥抗压强度的影响见图1。

图1　石膏掺量对水泥抗压强度的影响

　　在上述试验条件下可以看出这样的规律，即随着二水石膏掺量的增加，可提高水泥3d的抗压强度，而7d和28d抗压强度却有下降的趋势。

在掺有部分细磨硬石膏的情况下，3d和7d抗压强度均有所提高，而28d抗压强度下降幅度相对较小或有提高。

3　石膏粉磨细度对水泥强度的影响

　　为避免二水石膏在粉磨过程中因时间过长而脱水，导致水泥出现假凝现象或使水泥受潮结块，试验中采用了部分（4%）硬石膏进行细粉磨的方法，来探索石膏细度对水泥强度的影响。

如图2所示，在水泥配比和各原料（石膏除外）粉磨细度控制基本相同的情况下，曲线I为硬石膏与混合材一起粉磨至比表面积为900m2/kg左右时的水泥强度，曲线Ⅱ为硬石膏与熟料一起粉磨至450m2/kg左右时的水泥强度。

由此可知：

石膏粉磨细度的增加，可使水泥1d、3d、7d和28d龄期的抗压强度均有显著提高（见表3）。

图2　石膏粉磨细度对水泥强度的影响

表3　石膏粉磨细度对水泥强度的影响

组别

水泥配比

综合细度

水

灰

比

强度/MPa

熟料、二水石膏

硬石膏

混合材

0.08mm方孔筛筛/％

比表面积

/（m2/kg）

抗折

抗压

掺量

/%

比表面积

/（m2/kg）

掺量

/%

比表面积

/（m2/kg）

掺量

/%

比表面积

/（m2/kg）

1d

3d

7d

28d

1d

3d

7d

28d

Ⅰ

62.5

459

4

940

33.5

940

3.2

599

0.44

4.6

7.4

9.0

11.1

20.8

44.4

61.9

82.3

Ⅱ

62.5

450

4

450

33.5

920

2.8

567

0.44

4.0

6.6

8.8

10.6

18.1

42.0

57.9

74.9

　4　理论探讨

　　笔者认为，石膏的掺量和粉磨细度对水泥强度的影响，主要取决于石膏与水泥熟料水化后形成的产物——钙矾石，其数量的多少和形成速度的快慢影响了水泥各龄期强度的高低。

而形成钙矾石的数量和速度，与石膏的掺量、SO3含量、溶解速度〔1〕以及熟料的矿物组成均有关系。

　　由于二水石膏的溶解速度高于硬石膏的溶解速度，所以在水泥水化初期与C3A反应形成的钙矾石数量以及水泥的早期强度必然高于硬石膏。

但由于硬石膏的SO3含量明显高于二水石膏，尽管其溶解速度较慢，在初期的水化反应中起的作用较小，却可以在后期的反应中提供足够的硫酸盐〔1〕，所以可在水化后期继续与CAH反应形成较多的钙矾石，使水泥的28d强度反而高于掺二水石膏的水泥。

　　由于石膏的细度直接影响其溶解速度，细度越细，其溶解速度越快，相同龄期内形成钙矾石的数量也越多。

因此必然使水泥各龄期强度得到相应的提高。

此外，剩余的细磨石膏还能起微集料的作用，填充水泥石中的孔隙，也可使水泥强度有所提高。