飛砂料的機(jī)理

1、0.也談飛砂產(chǎn)生機(jī)理及預(yù)防也談飛砂產(chǎn)生機(jī)理及預(yù)防摘要摘要:從硅酸鹽物理化學(xué)角度討論飛砂的成因。飛砂產(chǎn)生與否主要取決于熟料液相量和液相性質(zhì)(主要是表面張力)。飛砂有兩類:一類是熟料液相量太少而產(chǎn)生；另一類是粘散料，由于液相表面張力太小所致。堿、硫和MgO等微組分含量高能使液相表面張力降低，特別是堿的硫酸鹽含量高將使液相表面張力降低更明顯。提出了減少和避免飛砂的措施。0引言所謂飛砂是回轉(zhuǎn)窯燒成帶產(chǎn)生大量細(xì)粒并飛揚(yáng)的熟料。這種飛砂料的大小一般

2、在1mm以下，在窯內(nèi)到處飛揚(yáng)[1]。飛砂料的出現(xiàn)，既影響熟料質(zhì)量，又影響窯的操作。據(jù)報(bào)導(dǎo)[2]，大同水泥廠曾因飛砂料的出現(xiàn)被迫降低煅燒溫度，從而使熟料強(qiáng)度下降5MPa。關(guān)于飛砂的成因，文獻(xiàn)[1]認(rèn)為，主要是SiO2含量太高、Al2O3和Fe2O3含量太低，因而液相出現(xiàn)太慢、液相量太少，熟料難以結(jié)粒，導(dǎo)致飛砂；另一原因是火焰太長，煅燒溫度不夠高，在料層中還存在大量不飛揚(yáng)的料粒，未能結(jié)粒，待物料進(jìn)入冷卻帶，細(xì)料粒才到處飛揚(yáng)。文獻(xiàn)[1]還提出

3、，克服飛砂的方法，若是由于SiO2太高引起則應(yīng)適當(dāng)降低硅酸率；若是由于煅燒操作中火焰太長而引起，則應(yīng)適當(dāng)縮短火焰或縮短高溫帶。筆者認(rèn)為，還有一種飛砂是由于粘散料引起，而粘散料的產(chǎn)生則是由于高溫液相的表面張力太小所致。喬齡山[3]在分析飛砂形成機(jī)理時(shí)認(rèn)為，“國內(nèi)水泥生產(chǎn)者忽視了液相是固相與固相之間的燒結(jié)；另一種是有液相或汽相情況下的燒結(jié)。我們首先討論有液相而不存在化學(xué)反應(yīng)情況下的燒結(jié)。文獻(xiàn)[4]認(rèn)為，使粒子拉緊的毛細(xì)管力主要有2部分:一是

4、沿液相彎曲表面的2個(gè)方向上的壓力差引起的力ΔP=σ(1ρ21ρ1)，式中σ和ρ2、ρ1分別為液相彎曲面上的表面張力和半徑，見圖1。液相內(nèi)部的壓力比外部的小，顆粒在力的作用下受到壓緊作用，其作用力F1=ΔP?S，式中S為液相與固體界面壓力的垂直方向的投影面積，即粒子之間的凹橋強(qiáng)度與液相表面張力及粒子的直徑成正比；另一作用力是沿液相與固體接觸的周長，由液相表面張力引起的力F2。F2=Cσsin(ψθ)，C表示濕潤周長；ψ表示取決于液相量的角

5、；θ表示濕潤邊界角。拉緊顆粒的總力為F=F1F2。從上面的公式可看出，這2種拉緊顆粒的力都與表面張力成正比。另外，存在著將2個(gè)顆粒分開的外力，此力與顆粒的質(zhì)量P即與顆粒直徑的三次方成正比，因此由表面張力粘結(jié)而成的顆粒強(qiáng)度與液相表面張力成正比，而與粒徑成反比。即最終團(tuán)粒的大小取決于表面張力和粒徑大小。當(dāng)顆粒尺寸因粘結(jié)而增大到一定程度時(shí)，顆粒不再增大。在水泥熟料煅燒過程中，若液相包圍的是化學(xué)成分相同的2個(gè)粒子，則這2個(gè)粒子只能靠冷卻時(shí)液相的