f-CaO對熟料安定性影響的“臨界區(qū)域”
1 “臨界區(qū)域”的界線確定
1.1 建立熟料安定性與fCaO對應表
筆者以本廠1998年3、4月兩臺立窯的熟料化學分析和物理檢驗原始記錄為依據(jù),將相關的數(shù)據(jù)匯總整理成熟料安定性與fCaO對應表,見表1。
注:1.“√”表示安定性合格;“×”表示安定性不合格。2.“A”為1號窯;“2A”為2號窯,兩窯配料及煅燒方法相同。
1.2 繪制熟料安定性與fCaO對應圖
以橫軸表示fCaO,以縱軸表示安定性是否合格,以每一編號的熟料fCaO為橫坐標,如果其安定性合格則對應點標繪在Ⅰ區(qū)(縱坐標)內,用符號“°”表示;如果其安定性不合格則對應點標繪在Ⅱ區(qū)(縱坐標)內,用符號“·”表示。將對應表中每一編號熟料的各自對應點標繪在圖中(注意:同一fCaO含量(橫坐標)的安定性對應點在標繪時不能重合),見圖1。
1.3 根據(jù)對應圖確定“臨界區(qū)域”
從圖1可以看出:
1)當fCaO<2.20%時,熟料的安定性絕大多數(shù)是合格的。按圖中該區(qū)域的點數(shù)計算,合格數(shù)占總數(shù)的百分比為49/52×100%=94.2%。
2)當fCaO>2.60%時,熟料安定性絕大多數(shù)是不合格的。按圖中該區(qū)域的點數(shù)計算,不合格數(shù)占總數(shù)的百分比為42/46×100%=91.3%。
3)當2.20%≤fCaO≤2.60%時(即圖中陰影部分),圖中該區(qū)域合格數(shù)與不合格數(shù)之比為12/12,各占50%。當熟料fCaO處于該區(qū)域中時,熟料的安定性可能合格,也可能不合格。很顯然,按上圖結果其“臨界區(qū)域”即為2.20%~2.60%。
4)從全圖來看,熟料fCaO從較低逐步升高到2.40%附近時,熟料安定性由合格轉為可能合格、可能不合格的“臨界狀態(tài)”,繼續(xù)升高則轉為不合格。
1.4 “臨界區(qū)域”的基本特性
通過以上的分析,我們可以得知“臨界區(qū)域”應具有這樣的基本特性:即fCaO含量在“臨界區(qū)域”內時熟料安定性合格(或不合格)的概率各占50%左右。fCaO含量在“臨界區(qū)域”的左(右)邊時,熟料安定性合格(不合格)的概率相對較大,并且離“臨界區(qū)域”越遠,則熟料安定性合格(不合格)的概率越大。
2 “臨界區(qū)域”的成因解釋
在進行安定性試驗的試餅體內,隨著水化作用的進行以及在試餅沸煮過程中產(chǎn)生兩種相反作用的力。一種是由fCaO、MgO等物質與水反應產(chǎn)生的體積膨脹力,它對試餅起破壞作用。這種力在MgO等其它因素保持穩(wěn)定時,隨著fCaO的增高而增大。另一種起相反作用的力則是試餅體內熟料礦物水化并凝結硬化而產(chǎn)生的維持試餅完整的粘結力。這種力在熟料礦物組成及其它條件(如煅燒等)保持穩(wěn)定時是基本不變的。當試餅體內的膨脹力小于粘結力時,沸煮后試餅是完好的;反之,沸煮后試餅則會被破壞。而當這兩種對試餅起相反作用的力彼此相當時,試餅即處于可能是完好,也可能是被破壞的“臨界狀態(tài)”。換句話說,也就是熟料安定性處于可能合格也可能不合格的“臨界狀態(tài)”。對應于這種“臨界狀態(tài)”就產(chǎn)生了fCaO對熟料安定性影響的“臨界區(qū)域”。
3 確定“臨界區(qū)域”應注意的問題
需要特別說明的是,“臨界區(qū)域”是相對的,有條件的,而不是絕對的。在用前面所述方法來確定“臨界區(qū)域”時應當注意以下幾點。
1)對熟料安定性具有一定影響的其它因素,如熟料中的MgO、SO3等必須保持穩(wěn)定。
2)“臨界區(qū)域”的寬度原則上要求盡可能的小。但有的時候區(qū)域的界線并不十分明顯,這就需要更多的“點”來進一步確定。而當fCaO較低(高)、安定性合格率較高(低)時,大部分的“點”會比較集中地落在待確定的“臨界區(qū)域”的左(右)側,Ⅰ(Ⅱ)區(qū)內,這時“臨界區(qū)域”的界線就比較難以確定了。但這并不能說明“臨界區(qū)域”不存在。
3)由于其它某個不確定因素的特別影響,不排除在“臨界區(qū)域”的左(右)邊出現(xiàn)極少數(shù)不合格(合格)的“點”的可能性(見對應圖)。但這極少數(shù)例外的“點”不應成為確定“臨界區(qū)域”的影響因素。
4)對于不同的生產(chǎn)廠,由于熟料安定性影響因素存在一定的差異,因而其“臨界區(qū)域”也會有所差異。另外對于同一生產(chǎn)廠在不同時期、不同生產(chǎn)條件下的“臨界區(qū)域”也不盡相同。fCaO和安定性的檢測結果比較連續(xù)地,并且逐步增多地出現(xiàn)與已確定的“臨界區(qū)域”不符合(即已確定的“臨界區(qū)域”的左(右)邊比較連續(xù)地,并且逐步增多地出現(xiàn)不合格(合格)的“點”)的情況時,則說明由于某些影響因素的變化導致“臨界區(qū)域”的界線產(chǎn)生了變化。這時應該剔除離現(xiàn)在時間較遠的部分“點”,再加上近期的數(shù)據(jù)和結果(包括與前期已確定的“臨界區(qū)域”不符合的“點”)來重新確定“臨界區(qū)域”的界線。
4 “臨界區(qū)域”的應用意義
熟料安定性合格率是衡量熟料質量的一個重要指標。相對于回轉窯而言,由于立窯煅燒方法的缺陷以及其它工藝條件的影響,立窯熟料的安定性合格率普遍較低。因此立窯的熟料生產(chǎn)與質量控制難度更大。因此運用“臨界區(qū)域”的基本原理對于立窯熟料安定性的控制具有一定的指導作用。
1)與生產(chǎn)過程同步繪制熟料安定性與fCaO的對應圖,確定其“臨界區(qū)域”(并及時掌握其變化)基本的原則和思路是:盡量控制fCaO不超出“臨界區(qū)域”(最好不超過其下限)。這樣可獲得較高的熟料安定性合格率。而fCaO也不致過于偏高,將兩者控制得恰到好處。只要安定性合格率能夠達到較高水平,fCaO能高則高,沒有必要過分追求低fCaO以獲得安定性的高合格率(因為要求fCaO越低,其生產(chǎn)控制的難度越大)。
2)在“臨界區(qū)域”產(chǎn)生一定的變化時,就要對熟料fCaO的控制目標進行必要的調整。如果區(qū)域界線向左移動,則說明當前的fCaO水平下熟料安定性合格率較低,應從嚴控制fCaO;如果區(qū)域界線向右移動,則說明當前的fCaO水平下安定性合格率很高,可適當放寬fCaO的控制。同時根據(jù)區(qū)域界線的變化(位移)量亦可得到fCaO控制目標的參考調整量。
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