生料細(xì)度對(duì)熟料煅燒的影響

張尚劍

摘要：水泥自始至終是支撐生產(chǎn)和加工的重要原材料，在整個(gè)工業(yè)建設(shè)中所發(fā)揮的作用都是無可替代的。對(duì)此，本人也將以新型干法廠的水泥加工為切入點(diǎn)，從生料細(xì)度的分析出發(fā)，探討生料細(xì)度給熟料煅燒產(chǎn)生的影響并介紹對(duì)生料細(xì)度進(jìn)行控制的主要經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)生料細(xì)度影響的基本原理，希望能夠給相關(guān)從業(yè)人員帶來一定的參考和啟示，僅作拋磚引玉之用。

關(guān)鍵詞：生料細(xì)度;熟料煅燒;主要影響

引言

在工業(yè)化和城市化不斷發(fā)展的大背景下，當(dāng)下各類產(chǎn)業(yè)建設(shè)和生產(chǎn)生活對(duì)建筑加工的需求相較于以往而言，也有了更加明顯的調(diào)整和轉(zhuǎn)變，不再以簡單的量化生產(chǎn)為本位，而是更加強(qiáng)調(diào)質(zhì)量的提升和進(jìn)步，這種變化也給生產(chǎn)加工企業(yè)的創(chuàng)新提供了更加鮮明的思路。水泥生料作為支撐產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)的重要基礎(chǔ)，在這種情況下也應(yīng)當(dāng)受到更加高度的重視和關(guān)注，特別是熟料煅燒來講，要尤為強(qiáng)調(diào)生料細(xì)度的優(yōu)化調(diào)控。

一、分析水泥生料煅燒的基本特征

從本質(zhì)上來講，水泥熟料煅燒需要經(jīng)歷一系列的反應(yīng)過程，并且這些反應(yīng)過程也并不十分均勻，具有高溫性和復(fù)雜性的基本特征。無論是原材料本身的物理特質(zhì)，抑或是生料的細(xì)度和成分，地質(zhì)和礦物，顆粒構(gòu)成，均勻性和率值等等，都會(huì)給后期的煅燒帶來一定的干擾和影響。值得注意的是，生料在煅燒的過程中如果遇到高溫，就會(huì)發(fā)生一系列的活性反應(yīng)，而活性反應(yīng)的高低也取決于原料自身的特點(diǎn)，在這其中液相粘度和液相量的大小，直接決定著后續(xù)產(chǎn)出熟料礦物的速度。率值和原料特性的不同，也會(huì)導(dǎo)致水泥熟料的質(zhì)量，產(chǎn)量和能耗出現(xiàn)較大的落差。并且，生料自身的細(xì)度也會(huì)直接影響聲道的一雙像，如果過粗就會(huì)降低一雙性能，最終限制水泥熟料的質(zhì)量和水準(zhǔn)，如果收到過于細(xì)小，那么就會(huì)降低生料磨機(jī)的產(chǎn)量，加大電能的損耗，造成過度的資源浪費(fèi)，影響生產(chǎn)效率。

二、分析水泥生料細(xì)度對(duì)窯煅燒和熟料質(zhì)量的影響

在客觀要素相同的情況下，生料細(xì)度控制和水泥的細(xì)度并不完全相同，水泥細(xì)度與水潤化速度之間存在密不可分的關(guān)系，所以水泥的煅燒也需要摻雜一些細(xì)小的顆粒，這些顆粒的直徑大多都在10-20um之間，也就是通常意義上所說的水化之花。但就生料來講，如果自身的顆粒更加均勻，那么制造出來的水泥質(zhì)量也會(huì)更加突出，后續(xù)的煅燒也會(huì)更為容易被控制。然而不可否認(rèn)的是，的確有部分生產(chǎn)商認(rèn)為生料細(xì)度越細(xì)，熟料的質(zhì)量就會(huì)越好，煅燒也會(huì)獲得更加有利的環(huán)境，生料細(xì)度如果過于粗大，那么熟料的結(jié)構(gòu)也會(huì)必然遭到破壞。從諸多的實(shí)踐調(diào)查中可以看出，生料顆粒粒徑的大小的確影響著其自身的易燒性，特別是當(dāng)其直徑大于200um的時(shí)候，就會(huì)直接影響生料的加工。如果生料細(xì)度過于粗大，就會(huì)造成巖相結(jié)構(gòu)的差異，由此以來，尚未被吸收的游離氧化鈣就會(huì)被附著在加工料的表面，那些沒有進(jìn)行化學(xué)作用的游離氧化鈣也會(huì)被礦包裹著，直接影響后續(xù)熟料加工的水準(zhǔn)，而且也會(huì)給燒結(jié)帶來一定的阻礙，讓礦物反應(yīng)形成的時(shí)間大大延后。在部分情況下，一些商家也需要通過提高煅燒的溫度才能夠保證熟料完整燒結(jié)，這種做法提高了熟料當(dāng)中的游離氧化鈣，降低了窯煅燒的產(chǎn)量，浪費(fèi)了更多的能源和資源，也提高了生產(chǎn)成本，最終限制了企業(yè)的利潤空間。以上這些都足以說明，生料細(xì)度過小帶來的影響并不是全然正面的，不僅會(huì)讓磨機(jī)設(shè)備的產(chǎn)量降低，同時(shí)也會(huì)限制企業(yè)自身的產(chǎn)能。因此，生產(chǎn)商也不能只是以粗細(xì)來評(píng)斷，生料自身的水準(zhǔn)。

三、分析生料細(xì)度影響的基本原理

水泥熟料的煅燒過程在本質(zhì)上就是非均相的固相反應(yīng)，這一反應(yīng)牽涉到顆粒的點(diǎn)和面，反應(yīng)物能夠直接利用產(chǎn)物層進(jìn)行移動(dòng)和擴(kuò)散。在這里，如果生料磨制的越細(xì)，那么原料的顆粒粒徑就會(huì)變得越小，表面積就會(huì)擴(kuò)大，擴(kuò)散界面和反應(yīng)截面會(huì)大大增加，反應(yīng)產(chǎn)物層厚度反而會(huì)有所下降，這就會(huì)讓顆粒的反應(yīng)能力和擴(kuò)散能力大大提升。如果固相反應(yīng)速度真快，那么熟料礦物質(zhì)的分布就會(huì)變得更加均勻。如果生料細(xì)度過于粗大，而粗顆粒含量占比又相對(duì)突出，那么固相反應(yīng)的發(fā)生就不夠完整，最終導(dǎo)致熟料的微觀結(jié)構(gòu)缺乏均勻性和平衡性，導(dǎo)致不規(guī)則礦物質(zhì)大量堆積，即便是完成了加工，顆粒礦物質(zhì)之間也會(huì)出現(xiàn)明顯的分界線。之所以會(huì)出現(xiàn)這一問題，主要原因在于生料當(dāng)中的顆粒粒徑過大，使表面積縮小，組織成分之間的接觸面積下降，讓反應(yīng)產(chǎn)物層的厚度大大增加，進(jìn)而削弱了顆粒反應(yīng)和擴(kuò)散的能力，延緩了固相反應(yīng)的速度，然后讓熟料礦物質(zhì)的分布不均勻現(xiàn)象變得更加突出，最終影響企業(yè)的正常加工和生產(chǎn)[1]。

從上文的敘述中可以看出，生料細(xì)度的確是影響其一燒度的關(guān)鍵因素，生料細(xì)度越細(xì)，熟料中的游離氧化鈣成分就會(huì)更低，生料細(xì)度過于粗大，游離氧化鈣成分就會(huì)明顯升高。與此同時(shí)，在高硅酸率和高飽和比的結(jié)構(gòu)之內(nèi)，如果0.2mm篩余物低于0.5%，熟料的微觀結(jié)構(gòu)是相對(duì)更加理想的，礦物分布情況也更加均衡，晶體的大小數(shù)中。如果篩余物大于0.5%，那么礦物質(zhì)的分布就不會(huì)平均，容易出現(xiàn)失衡的問題。在過去，許多水泥廠都針對(duì)生料當(dāng)中的粗晶石英含量進(jìn)行了計(jì)算。具體來講，生產(chǎn)廠家先對(duì)生料進(jìn)行篩余，然后對(duì)篩余物作出化學(xué)成分上的分析，計(jì)算出其中的二氧化硅含量，在經(jīng)過一系列的探索之后，得出了如下結(jié)論。如果篩余物當(dāng)中的二氧化硅含量降低，那么氧化鈣的含量就會(huì)有所增加，那么生料中的粗顆粒就是石灰石。值得注意的是，0.08mm篩余10%±2%的控制，已然成為諸多水泥生產(chǎn)廠家參考的指標(biāo)，是控制生料細(xì)度的合理范圍，在這一范圍的限制下，生產(chǎn)廠商不僅可以保證所要的品質(zhì)，同時(shí)也可以進(jìn)一步穩(wěn)定窯熱工制度，減少電能消耗。當(dāng)下，大多數(shù)生產(chǎn)廠商的生料細(xì)度控制都是以粗晶石英含量控制為切入點(diǎn)的，所以在未來也應(yīng)當(dāng)對(duì)這一手段進(jìn)行推廣和延伸，要將出水銀含量控制在合理的范圍之內(nèi)，保證生產(chǎn)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)[2]。

結(jié)束語

綜上所述，持續(xù)性推動(dòng)水泥生料細(xì)度的優(yōu)化控制是合理且必要的舉動(dòng)，這是提高水泥熟料加工質(zhì)量的應(yīng)有之策，也是維持生產(chǎn)量穩(wěn)定循環(huán)的有效措施。本文重點(diǎn)分析了生料細(xì)度和生料易燒性之間的關(guān)系，并列舉出生料細(xì)度控制的合理范圍，具有理論上的合理性與實(shí)踐上的可行性，能夠作為生產(chǎn)廠商的參考依據(jù)。在未來，生產(chǎn)廠商也應(yīng)當(dāng)認(rèn)真分析自身的加工水準(zhǔn)，從設(shè)備的能耗情況出發(fā)，設(shè)計(jì)出更為精準(zhǔn)的生料細(xì)度控制方案，盡可能降低能源的消耗，提高機(jī)器的產(chǎn)量。

參考文獻(xiàn)：

[1] 扈德鵬. 水泥生料易燒性與熟料煅燒效率[J]. 四川水泥， 2019， 000（011）：1.

[2] 袁明偉. 生料磨停磨期間生料回灰對(duì)熟料成分的影響及控制[J]. 水泥， 2019， No.504（04）：28-29.

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