硅酸率

硅酸系数

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。

简介

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。

硅酸率与水泥ISO强度的关系

自2001年4月1日，我国开始实施水泥新标准以来，水泥企业面临着严峻的考验。为适应ISO水泥新标准，各立窑厂采取了各种各样的办法来提高水泥强度，最根本的方法是优化配料方案，改善水泥颗粒级配。通过合理控制硅酸率硅酸率的大小来提高ISO强度。

硅酸率提高，ISO强度也相应提高。ISO强度比GB强度大约低一个等级，原因在于老配方的硅酸率偏低。要提高水泥的ISO强度，首先就要提高熟料强度，则必须提高熟料中硅酸盐矿物比例，即提高硅酸率。

高硅酸率生料烧结性差

硅酸率表示熟料中氧化硅含量与氧化铝、氧化铁含量之和的质量比，也表示了熟料中硅酸盐矿物与熔剂矿物的比例。硅酸率高，熔剂性矿物少，熟料表现为烧结差。另外高硅酸率物料由于烧结差而发散，物料之间空隙小，局部通风阻力大，通风不良，易形成偏火、呲火等。如果硅酸率过高，则由于生料易烧性差，物料难以烧结，不能形成好的完整的底火层而出现垮边或塌窑事故。

高硅酸率配方熟料烧结液相量低

在生料配料中，采用高硅酸率，即增加SiO2的含量，则应相应降低铝或铁的量，或同时降低铝、铁含量。而Al2O3 和Fe2O3总量的大小直接关系着烧结液相量的多少。当Al203+Fe2O3降低时，液相量就减少，液相粘度增大，对硅酸三钙(C，S)的形成不利。同时矿物晶体发育不好，烧结反应不完全，即被称为难烧料。

为适应高硅酸率煅烧采取的措施

采用高硅酸率方案后，熟料烧结液相量相对较低，生料易烧性变差，这是为了提高熟料ISO强度的必然结果。虽是如此，但只要采取相应的技术措施，要烧出高强熟料仍是可能的。

提高煅烧中的实际液相量

按熟料化学成份计算出来的液相量暂且叫作“成份液相量”，采用高硅酸率配方后，“成份液相量”虽然较低，甚至低于23% 。我们可以通过提高实际液相量来促进煅烧。提高实际液相量的途径有如下几个方面。

1.在生料配方中适当增加矿化剂掺量。矿化剂可降低液相出现的温度，增加液相量，改善液相性质，从而加速C，S的形成。

2.加高炉矿渣、钢渣或铅锌尾矿等作助熔剂，以降低物料共熔温度，从而提高液相量，降低液相粘度。

3.提高组成液相量的组份的含量。如多掺入含钙量高的煤矸石代替部分粘土，以改善生料易烧性。用煤矸石代替了50% 的粘土质原料。采用高硅酸率后，尽管成份液相量降低了，但窑的操作仍很稳定，矿物发育良好，熟料强度反而得到很大提高。

4.提高煅烧温度

液相量随温度的增高而增加。所以，提高煅烧温度是增加实际液相量的途径之一。提高窑温的关键是要用大风操作和促进窑内通风的其它措施。

改善生料易烧性

1.降低生料细度。生料细度与易烧性有较好的相关性，即生料细度越小，易烧性愈好。所以，在烧高硅酸率的生料时，宜将生料细度控制在小于8% （0.08mm方孔筛筛余），0.2mm方孔筛筛余小于0.5% 。

2.加强生料的均化。生料入窑前可采用多库搭配、机械倒库、空气搅拌等方式进行均化处理，从而改善生料的易烧性。

合理操作

对高硅酸率生料应采用暗火煅烧，并且大风大料。看火工应根据窑内的变化情况灵活操作。

小料球煅烧

小料球指的是常规料球∅10mm的一半左右。煅烧小料球的好处在于因料球直径小，由表及里的烧成路径减小了。而且料球的比表面积增大，接触传热面积增大，缩短了烧透的时间。对于大料球，烧成不均匀，有的物料表面已出现液相，而料球内部仍在进行碳酸盐分解。因此使用小料球煅烧可大大提高物料传热速度，有利于高硅酸率物料的烧结，从而提高熟料质量。

总结

为适应新标准的要求，我们必须尽力提高ISO强度。在优化配料方案时，我们应合理控制硅酸率值，尽量采用高硅酸率方案。高硅酸率配方才能真正提高ISO强度。对高硅酸率配方的生料，成份液相量较低，煅烧较为困难，但只要我们采取了合理的技术措施，高硅酸率生料也同样可以达到好烧快烧的目的。

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