黃慶鋒

（華潤(rùn)水泥（封開）有限公司，廣東 肇慶 526500）

熟料煅燒是水泥生產(chǎn)過程中最為重要的換機(jī)額，同時(shí)也是保障水泥質(zhì)量以及生產(chǎn)產(chǎn)量的重要途徑，這樣的方式能夠降低生產(chǎn)水泥時(shí)所消耗的資源，有效提升水泥企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。而若想達(dá)到上述目的，不僅要積極引入先進(jìn)的水泥生產(chǎn)技術(shù)，還要對(duì)水泥生產(chǎn)原料的質(zhì)量進(jìn)行有效的管理與控制。水泥生產(chǎn)質(zhì)量主要涉及以下幾方面內(nèi)容，一是生料的易燒性；二是生料的均勻性；三是生料的細(xì)度，上述幾方面中水泥的易燒性會(huì)在很大程度上影響水泥熟料的煅燒效果，進(jìn)而影響水泥的生產(chǎn)數(shù)量。

1 生料的易燒性基本概念

在生產(chǎn)水泥的過程中，原材料自身的性質(zhì)以及物質(zhì)構(gòu)成等因素會(huì)在一定程度上影響原材料的燃燒效率以及燃燒速度，例如物質(zhì)顆粒以及化學(xué)成分等等，同時(shí)原材料的燃燒質(zhì)量也會(huì)對(duì)水泥生產(chǎn)數(shù)量以及熟料質(zhì)量等造成較大的影響。通常情況下水泥生料的的易燒性若是較好，在生產(chǎn)的過程中所需溫度較低，反之則需要較高的煅燒溫度。水泥生料易燒性的檢測(cè)方法通常可以借助灼燒的方式進(jìn)行，分析材料中氧化鈣的含量以此對(duì)水泥生料易燒性進(jìn)行有效的判定[1]。若水泥原材料中氧化鈣的含量較高，表明水泥生料的易燒性較低，反之則表明水泥生料的易燒性較高。

2 影響生料易燒性的因素分析

從水泥原材料的灼燒角度分析，水泥生料的易燒性常常會(huì)受到多種因素的影響和限制，其中對(duì)水泥生料易燒性影響最為直接的便是礦物組成，化學(xué)組成和顆粒組成三方面因素，而煅燒溫度以及原材料數(shù)量等因素對(duì)水泥原材料的影響是在生產(chǎn)的過程中受外在因素影響而產(chǎn)生的。

在原來的分析中相關(guān)研究人員僅僅發(fā)現(xiàn)了原材料的化學(xué)組成和熟料的相液組成兩方面因素，卻在一定程度上忽視了水泥生料的礦物質(zhì)組成和顆粒組成因素。在不斷的試驗(yàn)和分析中相關(guān)研究人員逐漸發(fā)現(xiàn)，材料的礦物質(zhì)組成和顆粒組成兩方面因素也會(huì)對(duì)水泥原材料的材料的易燒性造成較大程度的影響和限制。從反應(yīng)動(dòng)力學(xué)角度分析，在水泥材料的眾多影響因素中原材料的礦物質(zhì)組成與其他影響因素相比較，其對(duì)水泥生料的易燒性影響最為嚴(yán)重，究其根本原因在于水泥生料中含有的碳酸鹽類型以及晶體質(zhì)量等內(nèi)在因素影響和制約的。水泥生料在煅燒的過程中，原材料內(nèi)部含有的碳酸鈣會(huì)在溫度的影響下逐漸分解，而分解的速度以及效率等則是取決于材料內(nèi)部此種物質(zhì)的密度以及規(guī)則程度。若是規(guī)則程度相對(duì)較小，分解出的物質(zhì)密度便會(huì)相對(duì)較小，氧化反應(yīng)也會(huì)越發(fā)強(qiáng)烈，水泥熟料的易燒性也會(huì)有所增強(qiáng)[2]。

水泥原材料在恒定溫度下不同物質(zhì)的碳酸鹽分解效率也存在較大的差異性，按照分解效率由高到低進(jìn)行排列，分別是方解石、白云石以及鐵白云石。而不同性質(zhì)的黏土礦物質(zhì)和碳酸鈣的反應(yīng)能力也天差地別，按照反應(yīng)能力由高到低的順序排列分別是高齡石、伊利石以及白云母。一般情況下大部分土質(zhì)原材料中均含有較多的二氧化硅物質(zhì)，在煅燒的過程中能夠與氧化鈣物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，而不同性質(zhì)礦石中由于二氧化硅含量有所不同，因此與氧化鈣產(chǎn)生的化學(xué)反應(yīng)也存在較大的差別，按照二氧化硅的反應(yīng)能力由高到低進(jìn)行排列，分別是玻璃礦渣、黏土礦物質(zhì)以及云母[3]。

3 主要原料

水泥在生產(chǎn)的過程中，其煅燒效果以及生產(chǎn)中能源的消耗情況會(huì)受到原材料的影響和制約，并且在水泥生料煅燒的過程中，各種外在因素和內(nèi)在因素也會(huì)對(duì)反應(yīng)變化以及煅燒效果等產(chǎn)生較大的影響，其中影響最大的便是水泥原材料的物理性質(zhì)，會(huì)影響煅燒過程中原材料的反應(yīng)變化，進(jìn)而影響水泥的生產(chǎn)質(zhì)量?，F(xiàn)階段，用于水泥生產(chǎn)過程中的原材料分為以下幾種。

一是石灰質(zhì)原料，此種原料中包含了一定數(shù)量的白云石、粘土以及燧石等雜質(zhì)，并對(duì)水泥生產(chǎn)造成一定的影響，妨礙原料的化學(xué)反應(yīng)以及水泥的煅燒效果。另外石灰石中含有的方解石，此類物質(zhì)的形態(tài)以及結(jié)構(gòu)等也會(huì)對(duì)水泥熟料的煅燒效果等產(chǎn)生一定的影響?；诖?，相關(guān)工作人員應(yīng)當(dāng)對(duì)水泥材料的性質(zhì)以及結(jié)構(gòu)等因素進(jìn)行嚴(yán)格的檢驗(yàn)和控制，最大限度地提升熟料的生產(chǎn)質(zhì)量。

二是粘土質(zhì)原料[4]。這部分材料是水泥生產(chǎn)過程中最為主要的原材料之一，其主要構(gòu)成成分包括風(fēng)化分解之后的花崗巖以及玄武巖。在水泥實(shí)際生產(chǎn)過程中，相關(guān)工作人員應(yīng)當(dāng)對(duì)粘土質(zhì)原材料的含砂量以及性質(zhì)特點(diǎn)等因素進(jìn)行分析，保障煅燒的質(zhì)量和效果。

三是相關(guān)的校正原料等。在水泥生產(chǎn)過程中主要應(yīng)用的石英砂材料最為校正材料，以此有效提升水泥生產(chǎn)的質(zhì)量以及效果。通常情況下用于校正作用的原料分為以下幾種，分別是鐵礦石、鋁土礦以及高嶺土，其中鐵礦石主要適用于水泥原料鐵物質(zhì)含量相對(duì)較少時(shí)比較適用[5]。

4 實(shí)驗(yàn)和比較

4.1 實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)

為了加強(qiáng)和明確水泥生料的易燒性以及熟料煅燒效率之間的相關(guān)性，相關(guān)工作人員可以設(shè)計(jì)兩組實(shí)驗(yàn)，通過對(duì)比不同成分的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，來了解兩者之間存在什么樣的相關(guān)性聯(lián)系。在確定成分比例方面，可以將煅燒原料成分保持一致性，但是可以將鋁質(zhì)校正原料以及高嶺土的比例稍加進(jìn)行變動(dòng)，通過水泥生產(chǎn)數(shù)量以及相關(guān)數(shù)據(jù)信息來確定其對(duì)最終生產(chǎn)結(jié)果的影響。與此同時(shí)，為了防止回轉(zhuǎn)窯熱效率對(duì)兩組實(shí)驗(yàn)結(jié)果精確性的影響，在實(shí)驗(yàn)的過程中，相關(guān)研究人員可以采用天然氣作為媒介對(duì)水泥原材料進(jìn)行煅燒。在此過程中，水泥熟料的成分也會(huì)對(duì)水泥易燒性造成較大的影響，基于此，相關(guān)研究人員應(yīng)當(dāng)對(duì)不同的實(shí)驗(yàn)率值等因素進(jìn)行合理的把控，保障不同實(shí)驗(yàn)的率值基本相等，最大限度地防止水泥熟料成分對(duì)其易燒性造成較大的制約[6]。

4.2 易燒性比較

通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)信息比較可以得知，鋁土礦生料在實(shí)際煅燒的過程中，其所含有的游離氧化鈣含量處于不斷減少的狀態(tài)，通過研究人員對(duì)實(shí)驗(yàn)中對(duì)這一成分在不同溫度下的變化趨勢(shì)進(jìn)行分析和研究可以得知，鋁土礦生料在1200℃左右溫度下其含有的游離氧化鈣物質(zhì)含量相對(duì)較少，而另外一個(gè)實(shí)驗(yàn)中的高嶺土生料在1400℃左右的溫度下其含有的游離氧化鈣物質(zhì)含量相對(duì)較少。上述兩組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)信息的對(duì)比可以發(fā)現(xiàn)，高嶺土生料在實(shí)際煅燒的過程中發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)，在煅燒過程中比鋁土礦生料消耗了更多的游離氧化鈣物質(zhì)，有效提升了水泥生料的煅燒效果，從上述實(shí)驗(yàn)中可以得知，含有高嶺土校正原料的生料更適用與水泥材料的煅燒生產(chǎn)，能夠有效提升煅燒效果，保障水泥產(chǎn)品的質(zhì)量和產(chǎn)量[7]。

與此同時(shí)，除了校正材料之外，在水泥實(shí)際生產(chǎn)過程中其易燒性也會(huì)被石英砂物質(zhì)的含量所影響，因此，在開展實(shí)驗(yàn)操作的過程中，高嶺土生料中所含有的石英砂物質(zhì)與鋁土礦生料相比較，數(shù)量更少。而石英砂物質(zhì)中硅的主要表現(xiàn)形式便是石英，在煅燒過程中會(huì)與高嶺土中的其他性質(zhì)材料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，在一定程度上影響了硅的分解溫度，導(dǎo)致石英砂物質(zhì)在較低的溫度下便開始出現(xiàn)分解反應(yīng)，極大地增強(qiáng)了水泥生料的易燒性[8]。

4.3 煅燒效率對(duì)比

在對(duì)比來兩組實(shí)驗(yàn)的煅燒效率時(shí)，研究人員應(yīng)對(duì)水泥的實(shí)際生產(chǎn)過程進(jìn)行細(xì)致的探究，在同一時(shí)間段內(nèi)，水泥生產(chǎn)廠家可以設(shè)計(jì)兩套生產(chǎn)方案進(jìn)行生產(chǎn)操作，其中一組使用鋁土礦作為生產(chǎn)材料，另外一組使用高嶺土作為主要生產(chǎn)材料，并對(duì)生產(chǎn)效率以及能源消耗等情況進(jìn)行細(xì)致的分析與對(duì)比，以此判斷生料易燒性和熟料煅燒效率之間的相關(guān)性。經(jīng)過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)信息對(duì)比可以發(fā)現(xiàn)，兩組設(shè)計(jì)方案所生產(chǎn)的水泥生產(chǎn)的質(zhì)量均符合國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，并且使用高嶺土作為生產(chǎn)材料的一組中，生產(chǎn)效率以及回轉(zhuǎn)窯的生產(chǎn)能力均得到了不同程度的增強(qiáng)。而高嶺土材料中石英砂物質(zhì)的含量與另外一組相比較相對(duì)較少，其含量減少了約2.4%，有效提升了生料的易燒性。因此，綜合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)結(jié)果分析可以得知，將高嶺土作為主要材料進(jìn)行煅燒不僅能夠有效提升生料的易燒性以及熟料的煅燒效率，海恩能夠大幅度提升水泥產(chǎn)品的生產(chǎn)數(shù)量，滿足經(jīng)濟(jì)市場(chǎng)中對(duì)水泥產(chǎn)品的用量需求，能夠大幅度降低生產(chǎn)過程中各種能源的損耗情況。在本組實(shí)驗(yàn)中，高嶺土作為主要生產(chǎn)材料的一組中回轉(zhuǎn)爐熟料消耗情況約為每噸熟料27kwh，而鋁土礦生料消耗數(shù)量則為30kwh，因此，有效大幅度降低了對(duì)天然氣能源的消耗數(shù)量，有利于保護(hù)生態(tài)環(huán)境，促進(jìn)水泥產(chǎn)業(yè)的有序發(fā)展。基于此，在日后的水泥生產(chǎn)過程中，天然氣以他能源以及石英砂的消耗數(shù)量將會(huì)有所減少，而石英砂數(shù)量的大幅度降低能夠有效提升煅燒效率，將生產(chǎn)中的能源消耗控制在合理的范圍之內(nèi)，堅(jiān)持走綠色、環(huán)保的發(fā)展之路。與此同時(shí)，石英砂物質(zhì)數(shù)量的降低還能大幅度降低物質(zhì)分解的反應(yīng)溫度，增加回轉(zhuǎn)窯中的耐火材料的燃燒時(shí)間，提升了回轉(zhuǎn)爐的耐磨損程度，有效提升了生產(chǎn)的穩(wěn)定性與安全性[9]。

5 在水泥生產(chǎn)過程當(dāng)中改善水泥生料易燒性的具體方法

利用礦化劑改善生料的易燒性。

在以往的水泥生產(chǎn)過程中，水泥生料的易燒性的衡量標(biāo)準(zhǔn)實(shí)際上是就是原料中的硫化碳和石灰飽和度的液相量的對(duì)比值，兩者之間的比值越小，水泥生料便具有較強(qiáng)的易燒性，反之，比值越大，水泥生料的易燒性越差。并且通過對(duì)我國(guó)各地區(qū)水泥生產(chǎn)廠家進(jìn)行深入地調(diào)查和研究可以發(fā)現(xiàn)，各個(gè)水泥生產(chǎn)廠家所使用的生產(chǎn)原料以及生產(chǎn)技術(shù)均存在較大的差異性，但是將生產(chǎn)原料與礦化劑進(jìn)行有效融合，均能夠提升水泥生料的易燒性。除此之外，煅燒過后的水泥原料中的氧化鈣物質(zhì)含量與之前相比也大大降低。這種化學(xué)藥劑的使用對(duì)于水泥生產(chǎn)廠家來說，不僅能夠大幅度降低生產(chǎn)投入成本，還能有效提升水泥生產(chǎn)質(zhì)量，提升水泥生產(chǎn)廠家在社會(huì)中的形象，并獲得較大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。另外，將礦化劑投入到水泥生產(chǎn)過程中，還能大幅度提升煅燒的反速率，縮短水泥生料的反應(yīng)時(shí)間，極大地提升了回轉(zhuǎn)窯的生產(chǎn)效率，這對(duì)于水泥生產(chǎn)廠家來說是極為有利的。

6 結(jié)語

綜上所述，在對(duì)水泥生料易燒性與熟料煅燒效率的相關(guān)性研究中不難發(fā)現(xiàn)，上述兩種因素都會(huì)對(duì)水泥產(chǎn)品的質(zhì)量以及產(chǎn)量等造成不同程度的影響，因此設(shè)計(jì)兩種生產(chǎn)方案，選擇兩種不同類型的生料作為水泥生產(chǎn)的主要材料，經(jīng)過對(duì)比實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)信息可以發(fā)現(xiàn)，在生產(chǎn)中生料的校正原料種類會(huì)對(duì)生料的易燒性以及熟料的煅燒效率造成較大的影響，而將高嶺土作為主要的校正材料不僅能夠有效降低能源的消耗，提升煅燒效率，還能保障水泥產(chǎn)品的質(zhì)量。同時(shí)，為了提升水泥生料的易燒性，還可以借助礦化劑，將其應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)中，能夠提升水泥生料的易燒性，降低原料中氧化鈣物質(zhì)含量，大幅度水泥生產(chǎn)廠家的生產(chǎn)投入成本，有效提升水泥生產(chǎn)質(zhì)量，促進(jìn)水泥生產(chǎn)廠家有序發(fā)展。