李开强
廉江市丰诚水泥有限公司
摘要：新型干法水泥生产过程中，一般都搭配先进技术进行使用，能够降低生产中需要的熟料的消耗数量，最终提高水泥的生产效率，提高水泥的生产质量，同时，在生产中需要控制熟料的质量。本文主要研究以下两点内容：第一，熟料组成选择以及化合物成分含量质量分析；第二，熟料均化以及煅烧操作注意事项。希望论文的研究对水泥生产企业分析熟料的质量以及控制熟料的质量起到一定的借鉴作用。
关键词：新型干法水泥；熟料；生料
在水泥的整个生产过程中，涉及的环节比较多，主要包括生料制备、预热分解、熟料烧成和水泥粉磨包装四个环节。只有在以上的所有环节中做好生产控制工作，才能保证水泥的生产质量。水泥成品质量的好坏主要取决于熟料的质量，而熟料的基础原材料是生料，生料的配对比例直接决定了熟料的质量。因此，在生料配料中需要注意以下三个问题：（1）精确计算配料比例；（2）原材料种类选择；（3）熟料矿物组成设计。
1 熟料组成选择以及化合物成分含量质量分析
水泥成品由多种矿物质组成，在生产过程中，所选取的矿物不同，所制成的水泥功效也不同。因此，选取何种矿料来生产水泥，需要根据所需水泥的实际需要进行选择。如果某个工程施工中工程部对水泥有强度和抗硫酸盐侵蚀度的要求，那么在水泥生产需要选择特殊的矿物进行生产，生产硅酸盐水泥和地热水泥。硅酸盐水泥能够满足施工中对于硬度的要求，熟料组成中 C3S 和 C2S 的含量较高，使水泥成品具有较高的强度；地热水泥中含有C2S 和 C4AF，使水泥成品具有较高的抗硫酸盐侵蚀度。在水泥生产中需要引起注意的是，对熟料的控制主要体现在控制游离氧化钙、氧化镁和率值三个方面。
1.1 率值控制
水泥生产中常见的率值有SM、KM和IM 三种，在控制KH 率值时，应该对生产环节的操作水平进行合理控制，对生料的均化性进行控制，确保矿化剂在正确条件下进行使用，只有这样，才能最终实现提高 KH 率值的目标。需要引起注意的是，KH值与C3S值之前存在着依存关系，即KH高，C3S 值也高，这两个值关系着熟料强度的提升程度。在使用率值SM和率值IM时，需要KH率值，使三者保持适当的比例，只有这样才能使制取的熟料符合要求。在配制SM 与 KH 的比例时，SM的比例过高可能会造成熟料粉化，KH 的比例过低可能会造成熟料的强度不够高，SM 和 KH的比例都过高会导致熟料被烧成结，那么使用该熟料所生产出来的水泥其氧化钙的含量会超标；SM 和 KH的比例都过低会导致熟料不易被烧结，影响水泥成品的质量。同样，KH 与 IM 配置比例的变化，也会影响水泥的产出质量，当 KH 量增高，C3S 则随之降低。因此，在水泥生产过程中，应该严格控制率值的比例[1]。
1.2 减少熟料煅烧中游离氧化钙含量
通过观察游离氧化钙在熟料中的含量，能够检验熟料的质量，同时，通过游离氧化钙确认生料煅烧氧化钙以及其他氧化物的结合剩余程度。通过分析熟料中的游离氧化钙的含量，能够判断熟料的煅烧程度，以及生料配料的合理性，从而来确定所使用熟料的安全性与质量。因此，在对熟料进行煅烧过程中，要采取有效方法来降低游离氧化钙的含量，从而提高熟料的质量。
水泥生产中所使用的熟料，如果游离氧化钙的含量过高，会影响水泥的稳定性和安全性。此外，混凝土外加剂的相容性，也与游离氧化钙存在着负相关的关系，熟料制取过程中对于游离氧化钙有明确要求，质量合格的要求是游离氧化钙小于1%。因此，在水泥生产中需要严格控制熟料中游离氧化钙的含量，比例严格控制在1%以下，采取各种措施来控制游离氧化钙的含量，最终降低对熟料质量的影响[2]。
1.3 减少熟料煅烧中氧化镁含量
水泥成分含量中第二高的是氧化镁，对锻造熟料起着非常重要的作用，氧化镁被认为是影响水泥稳定性和安全性的主要成分，因此，在水泥生产中对氧化镁有含量的规定，最高不能超过 5%。
如果在熟料煅烧的过程中，出现氧化镁含量过高，后者有一部分会与熟料矿物结合形成新的物质—固溶体。大量的研究结果显示，过高的氧化镁会直接降低液相表面张力、液相温度和增高液相相量。氧化镁含量的高低直接影响熟料的煅烧，氧化镁含量过高，煅烧的温度会被降低，不利于氧化钙的吸收，也不利于晶体发育，大大缩小了熟料的煅烧范围，产出的熟料结粒细小；氧化镁的含量继续提高，会导致水泥土质量不合格。因此，在水泥生产中应该保持适中的氧化镁含量，只有这样，熟料中的 C2S 才能有效吸收氧化钙，在保证水泥生产质量的基础上，实现理想的煅烧速度。
2 熟料均化以及煅烧操作注意事项
2.1 熟料均化
在水泥生产过程中对水泥进行均化处理，是为了保证入窑的生料质量均匀，有效控制矿物和其他化学物质，为水泥的生产提供更加准确的配料。因此，在磨生料时，先在生料库内完成调配和搅拌均化。在使用新型干法技术进行水泥生产时，需要在预均化堆场内预先均化生料。
实施均化操作时，先用多库进行熟料的储存，再用圆库进行熟料储存，然后运行各库型熟料进行科学、合理配料，确保其质量均匀，在此基础上再采用分层堆放法。需要我们引起注意的是，所有的操作过程都是要达到熟料质量均匀的状态[3]。
生料中含有石灰、石矿成分，并且这两种成分的波动比较大，需要设置预均化堆场；而黏土质和铁质这两种原料，由于其成分质量波动非常小，一般不需要进行均化处理。所以，生料成分的均匀程度直接决定着熟料的质量，对窑产量、热耗和运转率等消耗都会产生间接的影响。
2.2 熟料煅烧操作注意事项
在熟料煅烧中应用碱性氧化物，是为了降低液相粘度以及液相温度，对熟料的产出质量产生间接影响。碱性氧化物成分不宜过高，过高会影响熟料的煅烧质量。因此，要采取各种措施来降低熟料煅烧过程中的碱性氧化物的成分，促进 C2S 吸收 CaO 并生成 C3S，通过这样的过程有效减少F-Cao。
我们以硅酸盐水泥的煅烧为例，来介绍生料的加热过程，须经过干燥→黏土矿物脱水→碳酸盐分解→固相反应→熟料烧结、冷却五个环节。
首先是干燥环节，这一环节的生料仍然含有含水量，可以采用先进的工艺来排除生料中的含水量，将温度提至100~150℃。其次是脱水环节，采用某种技术将生料中的化合水分解出去，层间水和配位水的分解温度需分别达到 100℃、400~600℃。第三，碳酸盐分解环节，分解温度为600℃，分解速度慢；分解温度为890℃，分解速度加快；分解温度为1100~1200℃，分解速度迅速。同时，在分解过程中，需要保持通风。在碳酸钙的分解过程中，包含两个传热过程，一个化学反应过程，两个传质过程。第四，固相反应环节，对熟料中的碳酸钙进行分解，将分解中出现的游离氧化钙与生料中含有的 SiO2、AI2O3和Fe2O3 进行固相反应，最终得到水泥生产所需要的熟料矿物。最后，是熟料烧结与冷却环节，在烧结温度为1250~1280℃时，出现氧化铝、氧化铁的液相，伴随着温度的升高形成发育良好的阿利特晶体，物料也从疏松状态转向致密熟料。在整个冷却环节，为便于熟料运输、贮存，需要对其进行冷却处理，采用平衡冷却的法使固液相反应充分进行。
3 结论
综上所述，新型干法水泥生产过程中，要严格控制熟料的质量，并分析熟料的质量，熟料直接决定水泥成品的质量好坏。在用生料煅烧成熟料的过程中，要尽最大努力减少游离氧化钙、氧化镁、碱性氧化物的成分，同时，还需要对熟料做均化处理，从而不断提高水泥生产企业的水泥生产效率，提高水泥的生产质量，满足市场对水泥的需求。
参考文献：
[1]马文华,莫伟健,朱树海.新型干法水泥熟料生产环节节能减排技术研究[J].河南科技,2018(21):114-115.
[2]汪泳.新型干法电石渣生产水泥熟料工艺的浅析[J].四川水泥,2020(05):1.
[3]柴友海,王永梅,王广乐,等.新型干法水泥熟料生产过程节能减排技术应用[J].水泥工程,2019(06):19-21+27.