如何降低硅酸鹽水泥熟料煅燒過程中煤能源的消耗

宋亮亮

（新疆和靜天山水泥有限責(zé)任公司，新疆 和靜 841300）

配制硅酸鹽水泥熟料，使用的礦物質(zhì)組成以及性能是決定熟料強度和質(zhì)量重要的影響因素，對熟料煅燒過程中，涉及到的溫度、時間、氣氛以及冷卻速度進行綜合分析，有助于水泥企業(yè)在生產(chǎn)中可控制煤能源消耗，既保證熟料強度和質(zhì)量的同時，還能節(jié)約成本，減少污染物質(zhì)的排放。

一、高溫和低溫煅燒及其節(jié)能

在熟料煅燒中加入氟硫符合礦化劑，對采用的高溫煅燒和低溫煅燒方法進行分析。持低溫煅燒方法的學(xué)者認(rèn)為，低溫煅燒可實現(xiàn)節(jié)能目標(biāo)，在早期強度變化中熟料中的含有的主要物質(zhì)C11A7·CaF2，會提升熟料的早期強度。持高溫煅燒方法的學(xué)者認(rèn)為，通過對熟料的高溫煅燒，會提升熟料的8天和后期強度，同時可以摻入更多的混合材料，進而實現(xiàn)節(jié)能目標(biāo)。通過高溫煅燒方法，可保證熟料在正常的時間內(nèi)完成凝結(jié)，若采用低溫煅燒方法，會出現(xiàn)熟料凝結(jié)速度快的情況。

筆者在對摻有氟硫復(fù)合礦化劑采用的煅燒方法進行分析時發(fā)現(xiàn)，通過高溫煅燒和低溫煅燒方法都能實現(xiàn)節(jié)能目標(biāo)。企業(yè)應(yīng)根據(jù)自己的原材料和原料、生產(chǎn)設(shè)備以及生產(chǎn)工藝等確定采用哪種煅燒方法。

在對摻有復(fù)合礦化劑的硅酸鹽水泥熟料，采用低溫煅燒方法，熟料中A礦含量會多于B礦含量，同時含有C11A7·CaF2以及鐵相固溶體。熟料的早期強度主要受到C11A7·CaF2物質(zhì)的影響，導(dǎo)致A礦發(fā)育較差，晶體結(jié)構(gòu)較小，導(dǎo)致熟料出現(xiàn)急凝的情況。在早期1天內(nèi)凝結(jié)強度較高，但是后期的強度會逐漸降低，有些熟料的強度即使到28天也沒有變化。若企業(yè)缺乏煤的主要來源以及煤質(zhì)較差時，可采用低溫煅燒方法，對較差煤質(zhì)進行煅燒，通常情況下煅燒溫度較低。通過低溫煅燒方法，企業(yè)可生產(chǎn)出R型早強類水泥，在該類型水泥中存在較多的C11A7·CaF2物質(zhì)，同時存在的A礦具有水化迅速，晶體較小等特征。對混合材料如磷渣進行煅燒時，采用低溫煅燒可使水泥早期強度低于28天強度，在低溫煅燒環(huán)境中熟料早期強度較低，但是混合材料強度性能后期高強度可彌補早期強度。采用低溫煅燒時應(yīng)注意，選取的配料和煤應(yīng)采取相應(yīng)的措施控制出現(xiàn)的急凝情況。

采用高溫煅燒方法對摻有復(fù)合礦化劑的熟料進行煅燒時，會使熟料中A礦和鐵相固溶體增加，減少B礦和鋁酸鹽相含量，生產(chǎn)的A礦具有發(fā)育良好晶體大等特征，同時在固溶體內(nèi)含有的氟量較多。在早期水化過程中，在1天內(nèi)速度很慢，水泥凝結(jié)速度緩慢，主要是由于CaF2摻入量多少而引起的。在1天后強度會降低，但是在3天后的強度會高于低溫煅燒的強度，尤其是在28天的強度十分明顯。采用高溫煅燒方法，需要企業(yè)使用質(zhì)量良好并且來源良好的煤質(zhì)。采用高溫煅燒方法需使用質(zhì)量好的煤，通過高溫煅燒生產(chǎn)出的熟料屬于高標(biāo)號。在高溫煅燒中熟料處在高溫環(huán)境下，長期停留在高溫環(huán)境內(nèi)，會快速完成煅燒，生成的熟料具有高質(zhì)量特征。對礦渣等混合材料豐富的企業(yè)進行水泥制備時，采用高溫煅燒方法可制成質(zhì)量良好的水泥，同時提升混合材料的占比，實現(xiàn)降低能耗的目標(biāo)。

在對摻入符合礦化劑熟料進行煅燒時，采用高溫煅燒或者低溫煅燒方法，都會考慮到諸多的因素。以溫度為熟料煅燒時對礦物組成以及性能角度進行分析可知，各企業(yè)在生產(chǎn)時應(yīng)根據(jù)本廠的設(shè)備、技術(shù)以及市場需求考慮，同時對原材料以及燃料質(zhì)量和價格進行綜合評定，以降低能源消耗和節(jié)能環(huán)保為前提，采用合適的煅燒方法。

二、優(yōu)化熟料煅燒過程

提高熟料的產(chǎn)量和質(zhì)量，應(yīng)對熟料煅燒過程進行優(yōu)化，可實現(xiàn)降低煤能源消耗目標(biāo)。優(yōu)化煅燒溫度和時間，是減少煤能源消耗的主要途徑。改變煅燒的溫度和時間，對熟料中礦物質(zhì)組成和性能影響程度相近。若提升煅燒溫度和增加煅燒時間，熟料中A礦含量會提高，同時呈現(xiàn)粗大的晶體狀態(tài)，此時B礦含量減少，增加鐵相固溶體同時，會減少鋁相含量。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，若將煅燒溫度控制在1360-1420℃范圍內(nèi)，煅燒消耗時間要比之前減少一半，熟料質(zhì)量與煅燒溫度和時間呈函數(shù)關(guān)系，若提高煅燒溫度，時間減少，若降低煅燒溫度，時間延長。為保證熟料強度，各廠應(yīng)根據(jù)實際情況選擇煅燒方式，控制時間和溫度，可有效減少煤能源的消耗。

三、降低煤能源消耗的重要意義

我國工業(yè)高速發(fā)展過程中，對煤能源消耗日益增加。煤能源是工業(yè)發(fā)展重要的能源，在水泥生產(chǎn)中降低煤能源的消耗，既能高效保護煤炭資源，還能為保護環(huán)境做出重要的貢獻。水泥企業(yè)在日常生產(chǎn)中應(yīng)堅持以節(jié)能減排為發(fā)展原則，在低硅酸鹽水泥熟料煅燒中，企業(yè)應(yīng)根據(jù)設(shè)備、生產(chǎn)工藝以及煤源質(zhì)量等，科學(xué)合理的采用低溫煅燒或者高溫煅燒方法，在保證水泥質(zhì)量和提高生產(chǎn)效率的同時，可以最大程度降低煤能源的消耗。

水泥企業(yè)各部門應(yīng)重視降低煤能源消耗，建立管理責(zé)任體系加強日常的監(jiān)督和管理，同時拓展新型能源的使用，力求通過新型能源的使用，可以替代煤炭能源的消耗。加快生產(chǎn)設(shè)備的更新和改進，減少煤炭資源在使用的消耗，以便為今后能源消耗積累經(jīng)驗。

企業(yè)各部門加強人員能源保護意識，加大設(shè)備以及生產(chǎn)工藝操作技能，使全體員工可以重視煤炭能源消耗引發(fā)的生態(tài)環(huán)境問題，通過科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓芾泶胧?，在短時間內(nèi)提升節(jié)能減排意識，有助于企業(yè)快速實現(xiàn)降低煤能源消耗目標(biāo)。

對煤能源消耗采取科學(xué)合理的方法，既要保證有效的降低煤能源消耗，還要保證企業(yè)生產(chǎn)出的水泥高質(zhì)量高品質(zhì)，并獲得更多的經(jīng)濟效益。實現(xiàn)煤能源降低消耗的目標(biāo)，不僅是企業(yè)以可持續(xù)發(fā)展為核心建立的發(fā)展目標(biāo)，還是推動企業(yè)快速發(fā)展，擴大企業(yè)發(fā)展規(guī)模重要的途徑。水泥企業(yè)應(yīng)重視新進設(shè)備和生產(chǎn)工藝的使用，還應(yīng)組織工人進行專業(yè)的培訓(xùn)和學(xué)習(xí)，學(xué)會正確操作設(shè)備和生產(chǎn)工藝，力求通過科學(xué)合理的生產(chǎn)操作方法使設(shè)備高效運轉(zhuǎn)，最大程度節(jié)約煤炭資源的使用，有效的避免煤能源出現(xiàn)過渡消耗等問題。

結(jié)語：

綜上所述，對硅酸鹽水泥熟料煅燒過程中煤能源消耗進行分析可知，降低煤能源消耗，應(yīng)以保證熟料強度為前提，各廠應(yīng)分配好熟料的煅燒時間和溫度。