水泥生料易燒性與熟料煅燒效率研究

褚國濤

摘 ? ?要：水泥是當前建筑工程施工以及工業(yè)生產(chǎn)中使用較多的一種材料，因此，當前工程建設(shè)對水泥的需求量不斷提升。在水泥的生產(chǎn)過程中，生料的易燒性以及熟料的煅燒效率對于水泥生產(chǎn)效率有著極大的影響，應當受到重視。本文結(jié)合實驗數(shù)據(jù)，對于水泥生產(chǎn)中生料的易燒性和熟料的煅燒效率進行了分析。

關(guān)鍵詞：水泥生產(chǎn);生料易燒性;熟料煅燒效率

1 ?引言

在水泥的加工過程中，生產(chǎn)人員需要對生料進行加工，并采用煅燒對物料進行處理。在生產(chǎn)中，衡量生料易燒性的主要依據(jù)是生產(chǎn)中最終產(chǎn)品的轉(zhuǎn)化效率。熟料的成分較為復雜，在熟料的煅燒中，生產(chǎn)人員要完成對生料的預熱、生料的煅燒以及熟料的冷卻輸送，煅燒效率會受到生產(chǎn)系統(tǒng)熱效率的影響。分析生料的易燒性和熟料的煅燒效率有助于生產(chǎn)人員發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)工序中存在的不足，可以有效的優(yōu)化生產(chǎn)流程，提升水泥的生產(chǎn)量，滿足當前工程建設(shè)需求。

2 ?主要原料

在水泥的生產(chǎn)中，生料的原材料會影響熟料的煅燒效率以及生產(chǎn)能耗。在生料的短少過程中，其反應過程以及生產(chǎn)效率會受到多種因素的影響，影響最大的因素就是原料的物理特性，其直接影響生料在高溫之下的反應活性，進而影響水泥生產(chǎn)速率。在當前的水泥生產(chǎn)中，主要的材料包括石灰質(zhì)原料、粘土質(zhì)原料以及相應的一些校正原料。

石灰質(zhì)原料中一般包含白云石、粘土以及燧石等雜質(zhì)，燧石在生產(chǎn)過程中不易發(fā)生化學反應，對于生產(chǎn)過程中生料的化學反應活躍度有著較大的影響。燧石的純度會直接影響短少效果，純度越低，煅燒效率也越低。除此之外，石灰石中的方解石的結(jié)構(gòu)、形態(tài)以及晶體完整度等也會影響熟料的煅燒效率，因此，在實際生產(chǎn)中，工作人員需要對原料的配比以及性質(zhì)進行管理，提升熟料生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量。

粘土質(zhì)原料也是當前水泥生產(chǎn)中的重要原料，其主要成分包括風化分解之后的花崗巖以及玄武巖。在實際生產(chǎn)中，技術(shù)人員可以借助對粘土質(zhì)原料的化學成分、含砂量以及黏土本身的可塑性等性質(zhì)進行分析，以此來提升煅燒效率。石英砂也是當前水泥生產(chǎn)中常見的一種生料組成成分，其主要的作用是硅質(zhì)校正原料，可以提升水泥的生產(chǎn)質(zhì)量。

在生產(chǎn)中，常見的校正原料包括鐵礦石、鋁土礦以及高嶺土。鐵礦石一般會在原料中鐵含量不足時進行使用，一般會使用鋼鐵行業(yè)在生產(chǎn)中的貧礦原料作為校正材料，含鐵量一般低于50%。

3 ?實驗和比較

3.1 ?實驗方案的設(shè)計

為了對水泥生產(chǎn)過程中生料的易燒性以及熟料煅燒效率之間的關(guān)系進行研究，實驗人員可以分別設(shè)計兩組成分不同的實驗組進行對比，以此來了解兩者之間的關(guān)系。在成分的選擇上，實驗組可以在基本成分一致的前提之下，對鋁質(zhì)校正原料以及高嶺土成分進行變動，借助生產(chǎn)結(jié)果和數(shù)據(jù)來了解原料差異對生產(chǎn)效率的影響。為了避免回轉(zhuǎn)窯熱效率影響實驗結(jié)果，在實驗中，技術(shù)人員可以使用天然氣來進行原材料的煅燒，同時，熟料成分會影響易燒性，因此，在實驗中，技術(shù)人員應當對不同方案的率值進行控制，保證不同組率值接近，避免熟料成分對易燒性產(chǎn)生不良影響。

3.2 ?易燒性比較

實驗數(shù)據(jù)顯示，高嶺土配置的生料在易燒性上由于鋁土礦配置生料，在原料的煅燒加工過程中，實驗材料中的游離氧化鈣含量不斷下降，實驗人員對這一成分歲溫度變化的趨勢的進行了分析，可以發(fā)現(xiàn)，鋁土礦生料在1280℃之下的游離氧化鈣含量較少，高零度生料在1450℃之下的游離氧化鈣含量最低，這說明了高嶺土生料在煅燒中形成阿利特的反應廣泛發(fā)生，大量的游離氧化鈣在煅燒過程中被消耗，提升了煅燒效率，這說明含有高嶺土校正原料的生料更加易于煅燒，煅燒效率更高。下圖為鋁土礦和高嶺土在生料制備中易燒性的變化趨勢。

圖1 ?鋁土礦和高嶺土在生料制備中易燒性的變化趨勢

除了校正材料之外，在生產(chǎn)過程中石英砂的含量也會影響生料的易燒性，在實驗中，高嶺土制備的生料相比于鋁土礦生料，使用的石英砂數(shù)量更少，石英砂之中的硅的主要形式是石英，高嶺土中的硅和其他化合物進行結(jié)合，有效的降低了硅的分解溫度，使得生料中的石英砂可以在較低溫度之下分解，有助于提升生料的易燒性。

3.3 ?煅燒效率對比

在煅燒效率的對比上，實驗人員針對水泥生產(chǎn)過程進行了分析，在一年中，廠家可以安裝兩種配料方案來進行水泥的生產(chǎn)，一組使用鋁土礦材料，另一組則使用高嶺土材料，對生產(chǎn)效率以及消耗進行對比，以此來明確生料易燒性和熟料煅燒效率之間的關(guān)系。實驗結(jié)果顯示，水泥的生產(chǎn)質(zhì)量滿足國家和生產(chǎn)建設(shè)的需求。使用高嶺土的生料在生產(chǎn)中效率更高，回轉(zhuǎn)窯的生產(chǎn)能力得到了提升。高嶺土原料中石英砂的數(shù)量較少，結(jié)合實驗數(shù)據(jù)，高嶺土生料中石英砂用量相比于鋁土礦生料減少了2.37%，易燒性得到了較大的提升。使用高嶺土替代鋁土礦可以有效的提升生料的易燒性以及熟料的煅燒效率，且生產(chǎn)的水泥質(zhì)量滿足建設(shè)工程的需求，也降低了煅燒過程中的能源消耗，滿足當前國家發(fā)展和工程建設(shè)的需求。使用高嶺土生料的回轉(zhuǎn)窯在生產(chǎn)中的平均消耗為每噸熟料26.9kwh，相比于鋁土礦生料降低了3.3kwh，有效的降低了天然氣的使用量，有助于這一行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

在未來的發(fā)展中，水泥生產(chǎn)中天然氣和能源的能耗將不斷降低，同時石英砂的使用數(shù)量也會逐漸減少。減少生產(chǎn)中石英砂可以改進煅燒過程，提升煅燒的效率，提升生料的易燒性和煅燒效率，有效的降低了水泥生產(chǎn)過程中的能源消耗。同時，石英砂數(shù)量的減少也降低了反應溫度，延長了回轉(zhuǎn)窯中的耐火材料使用壽命，避免了內(nèi)部設(shè)備的嚴重磨損，提升了操作穩(wěn)定性。

4 ?結(jié)束語

在水泥的生產(chǎn)中，生料的易燒性以及熟料的煅燒效率直接影響水泥的生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量。通過實驗可以看出，在生產(chǎn)中生料的校正原料種類會影響生料的易燒性以及熟料的煅燒效率，高嶺土為主要校正原料可以有效的提升生產(chǎn)加工效率，降低生產(chǎn)中的能源消耗。

參考文獻：

[1] 肖承漢.論影響水泥生料易燒性的因素[J].能源與環(huán)境，2004（1）：52～53.

[2] 肖承漢.論影響水泥生料易燒性的因素[J].新世紀水泥導報，2003（5）：42～43.

[3] 王雅琴，周勇敏，周松林.影響水泥生料易燒性能幾個因素的初步研究[J].水泥工程，2002（6）：21～23.

[4] 趙介山.水泥生料易燒性實驗研究與評價[J].廣東建材，2002（3）：23～27.