摘 要：在日常水泥质量控制中，除了要控制国家标准中规定的指标外，也要加强对水泥净浆流动度的检验控制。影响水泥净浆流动度的因素有很多，根据我公司生产实践，熟料中碱含量是影响水泥适应性的重要因素。通过调整配料方案和调整操作参数，提高了熟料质量，改善了水泥适应性。

关键词：净浆流动度；碱含量；水泥适应性；熟料质量

0 引言

徐州中联水泥有限公司拥有两条日产万吨水泥熟料生产线，日均熟料产量达到21 500t，日均消耗石灰石资源3万余吨，石灰石资源日渐紧张。为了延长矿山使用年限，近年来加大了对低品位石灰石的搭配使用。低品位石灰石MgO和RxO含量较高，且波动较大。2020年下半年在治理鹰屋山（公司另一矿山）时产生了一些边坡料，在使用过程中造成熟料碱含量偏高，熟料流动性下降，由之前的 230mm～280mm下降至110mm～160mm，导致水泥净浆流动度下降，市场反应强烈。通过加强对低品位石灰石资源的合理搭配，调整操作参数，稳定了熟料质量，同时也合理使用了低品位石灰石。

01 水泥状况

进入2020年11月份，水泥净浆流动度也由前期的240mm～280mm降至130mm～180mm，市场不断反映我公司水泥适应性变差。流动度对比见表１。

表1 出磨水泥流动度对比

从表1可以看出，进入11月份后，水泥物理性能较10月份有较大幅度下降。生产中熟料比例上升，磨机台时下降。

02 原因分析

针对水泥出现的物理性能下降的问题，从助磨剂、混合材和熟料等方面进行原因分析。

2.1 助磨剂

我公司在粉磨过程中掺入0.03%的助磨剂。因为当前助磨剂在改善物料易磨性的同时，皆有提高水泥早期强度的作用，机理即是提高水泥的水化速度，从而达到提高水泥早期强度的目的。所以在发现水泥流动度有下降趋势后，即降低了助磨剂的比例，1号磨直接停用助磨剂。采取降低甚至停用助磨剂的措施后，水泥流动性有所改善，但是效果不明显，距离目标值仍有较大差距。

2.2 混合材

我公司生产水泥所用混合材有石灰石、粉煤灰和炉渣，其中石灰石来自自有大蒋门矿山，石灰石品位较高，杂质含量较少。炉渣和脱硫石膏由电厂直购，来源单一， 品位波动较小。粉煤灰来源较多，质量参差不齐。因此，首先从粉煤灰上找原因。

我公司粉煤灰共有４家供应商，分析结果见表2。

影响水泥流动度，分别对各家供应商粉煤灰进行取样，用同样的熟料、助磨剂、混合材及脱硫石膏分按大磨生产比例进行小磨试验，结果见表3。

表2 粉煤灰分析结果

表3 粉煤灰小磨试验对比

通过试验对比可以发现使用不同的粉煤灰进行小磨试验，水泥净浆流动度差异不大，基本可以排除粉煤灰的影响。

2.3 熟料

我公司水泥生产用的熟料来自是二号生产线，通过对比熟料检验数据发现，10月下旬以来，熟料碱含量较前期有所提高，标准稠度也从24.0%增加到25.2%，检验熟料净浆流动度仅有130mm～150mm，个别熟料流动度仅有 80mm左右。熟料检验数据见表4。

表4 熟料荧光分析数据对比

通过表4可以看出熟料碱含量在逐渐增加，同时C3A 含量也有提高。熟料中碱含量过高时，在水化过程中生成的可溶性硫酸盐会抑制石膏的缓凝作用，造成熟料中的矿物早期水化较快，同时多余的碱在煅烧过程中同熟 料矿物发生反应，生成复合矿物，影响熟料矿物的组成，进而影响熟料后期强度。C3A含量提高后，熟料水化速度快，水化热高，也在一定程度上降低了熟料流动度。

通过表5可以看出进入11月以后，熟料早期强度高，后期强度增进率降低。为了明确是否是熟料原因导致水泥流动度下降，分别用前期正常熟料样品与当前入磨熟料进行小磨试验，试验结果见表6。

表5 熟料物理检验结果对比

表6 熟料小磨试验结果对比

由表6可以看出使用碱含量偏高的熟料制成的水泥流 动性差，标准稠度需水量高。

03 采取措施

3.1 碱含量高原因分析

3.1.1 原燃材料分析

我公司生料配料采用４组份配料，分别为石灰石、砂岩、铝土和铁尾渣，对上述原料分别取样进行荧光分析，并与正常样品对比。

（1）石灰石。我公司有两座矿山，一线单用大蒋门矿山石灰石，二线由大蒋门矿和鹰屋山矿石灰石搭配使用，搭配比例约为6∶4。大蒋门矿石灰石颜色发白，杂质较少，鹰屋山刚进行开采，表层杂质较多，品位波动大，石灰石颜色发黑，呈片状，硬度低。为了解两种石灰石区别，对两种石灰石分别做了X射线荧光分析，荧光分析结果见表7。表７数据显示，鹰屋山片状石灰石碱含量达到 0.475%，与大蒋门矿搭配后为0.356%，较一线正常使用的蒋门矿石灰石高出0.134%。

表7 石灰石荧光分析结果

（2）硅质原料。我公司生料配料所用石灰石品位低，配比较高，达到90%以上，铁质和铝质原料使用较少，主要针对硅质原料进行分析，分析结果见表8，硅质原料成分稳定，与10月上旬熟料碱含量正常时相差无几，对熟料中碱含量贡献不大。

表8 砂岩荧光分析结果

（3）原煤。煤中的碱主要是通过煤灰的沉降带入熟料中，通过对煤灰成分进行分析，结果见表9，原煤工业分析结果对比见表10。

表9 煤灰中碱含量

表10 对应煤的工业分析

通过与一线正常使用煤对比可知，两条线原煤质量相差不大，煤灰分较低，带入熟料中的碱含量不是造成熟料碱含量高的主要原因。

3.1.2 配料调整

通过对原燃材料分析发现，导致熟料碱含量高的原因是鹰屋山表层石灰石碱含量高。为验证石灰石中碱对熟料流动度的影响，于11月中旬在鹰屋山新增一个矿点，同时将大蒋门矿的搭配比例提高到80%，所生产熟料检验结果见表11。

表11 11月下旬熟料检验数据

在调整石灰石搭配的同时，将铝氧率控制指标由 1.55调整到1.45，将熟料中C₃A含量控制在8%以下，经过上述调整熟料碱含量降至正常水平，流动性得到明显提高。

图1 熟料岩相分析

A矿大部分为六角板状，发育良好。视野内可见柱状或长柱状A矿，说明窑内煅烧温度高、液相量高或KH高，Ａ矿Ｂ矿边界清晰，交叉分布。

由于铝氧率下降，料子不耐火，烧结范围变窄，为防止熟料结大块，采取了以下措施：

（1）适当降低二次风温控制值，同时提高窑速，提高物料翻滚速度。

（2）加大窑内通风，调整窑头燃烧器旋流器角度，适当拉长火焰。

（3）适当降低窑头煤比例。

04 结束语

通过查找水泥净浆流动度降低的原因，在试验过程中我们发现：

（1）降低早强型助磨剂的比例，适当提高水泥中三氧化硫含量可以改善水泥净浆流动度。

（2）熟料中碱含量过高而硫碱比过低时，多余的碱和生成的可溶性硫酸盐会参与到熟料的水化过程中，加速熟料的水化，提高早期强度，但是后期强度增进率低，同时降低熟料的流动性。

后期我们加强了对鹰屋山石灰石炮孔样和炮堆样的检测频次，针对不同品位的出矿点制定了详细的搭配方案。自2020年11中旬以来，熟料碱含量始终控制在0.85%以下，C3A含量在8%以下，熟料流动性始终保持在240mm以上，水泥流动性也得到保证，同时充分利用了鹰屋山表层低品位石灰石，使石灰石资源得到最大化利用。

有关本文：

作者：王广东，聂宝建，王爱丽，徐志超，刘　铁

单位：徐州中联水泥有限公司