水泥熟料烧成过程质量控制常用到三个率值:硅率、铝率和饱和比,硅率又称硅酸率它表示熟料中Si02的百分含量与AIA和Fe20,百分含量之比,用SM;表示:SM=SiO2/(Al2O3+Fe2O3)
通常硅酸盐水泥的硅率在1.7-2.7之间。但白色硅酸盐水泥的硅率可达4.0甚至更高。硅率除了表示熟料的Si02与A1203和Fe2O3的质量百分比外,还表示了熟料中硅酸盐矿物与溶剂矿物的比例关系,相应地反映了熟料的质量和易烧性。当A120,/Fe2O3大于0.64时,硅率与矿物组成的关系为:SM=SiO2/(Al2O3+Fe2O3)(1-3-3)式中C3S,C2S,C3A,C,AF分别代表熟料中各矿物的质量百分数。从1-3-3式可见,硅率随硅酸盐矿物与熔剂矿物之比而增减。若熟料硅率过高,则由于高温液相量显著减少,熟料缎烧困难,硅酸三钙不易形成,如果氧化钙含量低,那么硅酸二钙含量过多而熟料易粉化。
硅率过低,则熟料因硅酸盐矿物少而强度低,且由于液相量过多,易出现结大块、结炉瘤、结圈等,影响窑的操作。铝率又称铁率以IM表示。其计算式为:IM=Al2O3/Fe2O3(1-3-4)铝率通常在0.9^-1.7之间。抗硫酸盐水泥或低热水泥的铝率可低至0.7。铝率表示熟料中氧化铝与氧化铁的质量百分比,也表示熟料中铝酸三钙与铁铝酸四钙的比例关系,因而也关系到熟料的凝结快慢。同时还关系到熟料液相粘度,从而影响熟料的锻烧的难易,熟料铝率与矿物组成的关系如下:IM=Al2O3/Fe2O3(1-3-5)从1-3-5式可见,铝率高,熟料中铝酸三钙多,液相粘度大,物料难烧,水泥凝结快。但铝率过低,虽然液相粘度小,液相中质点易扩散对硅酸三钙形成有利,但烧结范围窄,窑内易结大块,不利于窑的操作。
硅酸率又称硅酸系数(silica modulus,SM),简称硅率,是硅酸盐水泥生产的一项技术指标。是指硅酸盐水泥熟料中SiO含量与Al2O3加Fe2O3含量的比值[SiO2/(Al2O3+Fe2O3)]。它反映水泥熟料中硅酸盐矿物(3CaO·SiO2+2Ca0·SiO2)与熔剂矿物(3CaO·Al2O3+4CaO·Al2O3·Fe2O3)的相对含量,硅酸率过低,则熔剂矿物含量过多,煅烧时液相量较大,容易结圈和结大块,使烧成困难,影响水泥的产量和质量;硅酸率过高,则说明熔剂矿物含量较低,煅烧时液相量太小,同样使烧成困难。所以生产硅酸盐水泥时,硅酸率必须选择适当,才能保证正常生产。其数值范围一般为1.5~3.5之间,并以1.8~2.5比较适宜,有的认为1.9~2.5比较适宜,但中热水泥的率值可稍高。在水泥原料(石灰岩、粘土等)勘探阶段应根据有关化验结果进行配料试算。
硅酸率过高时,即熔剂矿物减少,烧成温度要提高,回转窑煅烧是不易挂皮;提高硅酸率,还会减慢水泥的凝结和硬化。硅酸率过低时,即熔剂矿物过高,硅酸矿物减少,会降低熟料强度;在煅烧时易结大块,硅酸盐水泥熟料的硅酸率波动在1.7到2.7铝酸率升高水泥趋于早凝早强。水泥中石膏掺入量增加,熟料煅烧时,液相粘度增加,不利于c2s进一步与cao化合c3s。反之,当铝酸率过低时,c3a降低,c4af提高,水泥趋于缓凝,早强低;熟料煅烧时,液相粘度小,有利于c3s的形成。






