水泥生料易烧性与熟料煅烧效率的相关性研究

黄庆锋

（华润水泥（封开）有限公司，广东 肇庆 526500）

熟料煅烧是水泥生产过程中最为重要的换机额，同时也是保障水泥质量以及生产产量的重要途径，这样的方式能够降低生产水泥时所消耗的资源，有效提升水泥企业的经济效益。而若想达到上述目的，不仅要积极引入先进的水泥生产技术，还要对水泥生产原料的质量进行有效的管理与控制。水泥生产质量主要涉及以下几方面内容，一是生料的易烧性；二是生料的均匀性；三是生料的细度，上述几方面中水泥的易烧性会在很大程度上影响水泥熟料的煅烧效果，进而影响水泥的生产数量。

1 生料的易烧性基本概念

在生产水泥的过程中，原材料自身的性质以及物质构成等因素会在一定程度上影响原材料的燃烧效率以及燃烧速度，例如物质颗粒以及化学成分等等，同时原材料的燃烧质量也会对水泥生产数量以及熟料质量等造成较大的影响。通常情况下水泥生料的的易烧性若是较好，在生产的过程中所需温度较低，反之则需要较高的煅烧温度。水泥生料易烧性的检测方法通常可以借助灼烧的方式进行，分析材料中氧化钙的含量以此对水泥生料易烧性进行有效的判定[1]。若水泥原材料中氧化钙的含量较高，表明水泥生料的易烧性较低，反之则表明水泥生料的易烧性较高。

2 影响生料易烧性的因素分析

从水泥原材料的灼烧角度分析，水泥生料的易烧性常常会受到多种因素的影响和限制，其中对水泥生料易烧性影响最为直接的便是矿物组成，化学组成和颗粒组成三方面因素，而煅烧温度以及原材料数量等因素对水泥原材料的影响是在生产的过程中受外在因素影响而产生的。

在原来的分析中相关研究人员仅仅发现了原材料的化学组成和熟料的相液组成两方面因素，却在一定程度上忽视了水泥生料的矿物质组成和颗粒组成因素。在不断的试验和分析中相关研究人员逐渐发现，材料的矿物质组成和颗粒组成两方面因素也会对水泥原材料的材料的易烧性造成较大程度的影响和限制。从反应动力学角度分析，在水泥材料的众多影响因素中原材料的矿物质组成与其他影响因素相比较，其对水泥生料的易烧性影响最为严重，究其根本原因在于水泥生料中含有的碳酸盐类型以及晶体质量等内在因素影响和制约的。水泥生料在煅烧的过程中，原材料内部含有的碳酸钙会在温度的影响下逐渐分解，而分解的速度以及效率等则是取决于材料内部此种物质的密度以及规则程度。若是规则程度相对较小，分解出的物质密度便会相对较小，氧化反应也会越发强烈，水泥熟料的易烧性也会有所增强[2]。

水泥原材料在恒定温度下不同物质的碳酸盐分解效率也存在较大的差异性，按照分解效率由高到低进行排列，分别是方解石、白云石以及铁白云石。而不同性质的黏土矿物质和碳酸钙的反应能力也天差地别，按照反应能力由高到低的顺序排列分别是高龄石、伊利石以及白云母。一般情况下大部分土质原材料中均含有较多的二氧化硅物质，在煅烧的过程中能够与氧化钙物质发生化学反应，而不同性质矿石中由于二氧化硅含量有所不同，因此与氧化钙产生的化学反应也存在较大的差别，按照二氧化硅的反应能力由高到低进行排列，分别是玻璃矿渣、黏土矿物质以及云母[3]。

3 主要原料

水泥在生产的过程中，其煅烧效果以及生产中能源的消耗情况会受到原材料的影响和制约，并且在水泥生料煅烧的过程中，各种外在因素和内在因素也会对反应变化以及煅烧效果等产生较大的影响，其中影响最大的便是水泥原材料的物理性质，会影响煅烧过程中原材料的反应变化，进而影响水泥的生产质量。现阶段，用于水泥生产过程中的原材料分为以下几种。

一是石灰质原料，此种原料中包含了一定数量的白云石、粘土以及燧石等杂质，并对水泥生产造成一定的影响，妨碍原料的化学反应以及水泥的煅烧效果。另外石灰石中含有的方解石，此类物质的形态以及结构等也会对水泥熟料的煅烧效果等产生一定的影响。基于此，相关工作人员应当对水泥材料的性质以及结构等因素进行严格的检验和控制，最大限度地提升熟料的生产质量。

二是粘土质原料[4]。这部分材料是水泥生产过程中最为主要的原材料之一，其主要构成成分包括风化分解之后的花岗岩以及玄武岩。在水泥实际生产过程中，相关工作人员应当对粘土质原材料的含砂量以及性质特点等因素进行分析，保障煅烧的质量和效果。

三是相关的校正原料等。在水泥生产过程中主要应用的石英砂材料最为校正材料，以此有效提升水泥生产的质量以及效果。通常情况下用于校正作用的原料分为以下几种，分别是铁矿石、铝土矿以及高岭土，其中铁矿石主要适用于水泥原料铁物质含量相对较少时比较适用[5]。

4 实验和比较

4.1 实验方案的设计

为了加强和明确水泥生料的易烧性以及熟料煅烧效率之间的相关性，相关工作人员可以设计两组实验，通过对比不同成分的实验结果，来了解两者之间存在什么样的相关性联系。在确定成分比例方面，可以将煅烧原料成分保持一致性，但是可以将铝质校正原料以及高岭土的比例稍加进行变动，通过水泥生产数量以及相关数据信息来确定其对最终生产结果的影响。与此同时，为了防止回转窑热效率对两组实验结果精确性的影响，在实验的过程中，相关研究人员可以采用天然气作为媒介对水泥原材料进行煅烧。在此过程中，水泥熟料的成分也会对水泥易烧性造成较大的影响，基于此，相关研究人员应当对不同的实验率值等因素进行合理的把控，保障不同实验的率值基本相等，最大限度地防止水泥熟料成分对其易烧性造成较大的制约[6]。

4.2 易烧性比较

通过实验数据信息比较可以得知，铝土矿生料在实际煅烧的过程中，其所含有的游离氧化钙含量处于不断减少的状态，通过研究人员对实验中对这一成分在不同温度下的变化趋势进行分析和研究可以得知，铝土矿生料在1200℃左右温度下其含有的游离氧化钙物质含量相对较少，而另外一个实验中的高岭土生料在1400℃左右的温度下其含有的游离氧化钙物质含量相对较少。上述两组实验数据信息的对比可以发现，高岭土生料在实际煅烧的过程中发生了化学反应，在煅烧过程中比铝土矿生料消耗了更多的游离氧化钙物质，有效提升了水泥生料的煅烧效果，从上述实验中可以得知，含有高岭土校正原料的生料更适用与水泥材料的煅烧生产，能够有效提升煅烧效果，保障水泥产品的质量和产量[7]。

与此同时，除了校正材料之外，在水泥实际生产过程中其易烧性也会被石英砂物质的含量所影响，因此，在开展实验操作的过程中，高岭土生料中所含有的石英砂物质与铝土矿生料相比较，数量更少。而石英砂物质中硅的主要表现形式便是石英，在煅烧过程中会与高岭土中的其他性质材料发生化学反应，在一定程度上影响了硅的分解温度，导致石英砂物质在较低的温度下便开始出现分解反应，极大地增强了水泥生料的易烧性[8]。

4.3 煅烧效率对比

在对比来两组实验的煅烧效率时，研究人员应对水泥的实际生产过程进行细致的探究，在同一时间段内，水泥生产厂家可以设计两套生产方案进行生产操作，其中一组使用铝土矿作为生产材料，另外一组使用高岭土作为主要生产材料，并对生产效率以及能源消耗等情况进行细致的分析与对比，以此判断生料易烧性和熟料煅烧效率之间的相关性。经过实验数据信息对比可以发现，两组设计方案所生产的水泥生产的质量均符合国家相关标准要求，并且使用高岭土作为生产材料的一组中，生产效率以及回转窑的生产能力均得到了不同程度的增强。而高岭土材料中石英砂物质的含量与另外一组相比较相对较少，其含量减少了约2.4%，有效提升了生料的易烧性。因此，综合实验数据结果分析可以得知，将高岭土作为主要材料进行煅烧不仅能够有效提升生料的易烧性以及熟料的煅烧效率，海恩能够大幅度提升水泥产品的生产数量，满足经济市场中对水泥产品的用量需求，能够大幅度降低生产过程中各种能源的损耗情况。在本组实验中，高岭土作为主要生产材料的一组中回转炉熟料消耗情况约为每吨熟料27kwh，而铝土矿生料消耗数量则为30kwh，因此，有效大幅度降低了对天然气能源的消耗数量，有利于保护生态环境，促进水泥产业的有序发展。基于此，在日后的水泥生产过程中，天然气以他能源以及石英砂的消耗数量将会有所减少，而石英砂数量的大幅度降低能够有效提升煅烧效率，将生产中的能源消耗控制在合理的范围之内，坚持走绿色、环保的发展之路。与此同时，石英砂物质数量的降低还能大幅度降低物质分解的反应温度，增加回转窑中的耐火材料的燃烧时间，提升了回转炉的耐磨损程度，有效提升了生产的稳定性与安全性[9]。

5 在水泥生产过程当中改善水泥生料易烧性的具体方法

利用矿化剂改善生料的易烧性。

在以往的水泥生产过程中，水泥生料的易烧性的衡量标准实际上是就是原料中的硫化碳和石灰饱和度的液相量的对比值，两者之间的比值越小，水泥生料便具有较强的易烧性，反之，比值越大，水泥生料的易烧性越差。并且通过对我国各地区水泥生产厂家进行深入地调查和研究可以发现，各个水泥生产厂家所使用的生产原料以及生产技术均存在较大的差异性，但是将生产原料与矿化剂进行有效融合，均能够提升水泥生料的易烧性。除此之外，煅烧过后的水泥原料中的氧化钙物质含量与之前相比也大大降低。这种化学药剂的使用对于水泥生产厂家来说，不仅能够大幅度降低生产投入成本，还能有效提升水泥生产质量，提升水泥生产厂家在社会中的形象，并获得较大的经济效益和社会效益。另外，将矿化剂投入到水泥生产过程中，还能大幅度提升煅烧的反速率，缩短水泥生料的反应时间，极大地提升了回转窑的生产效率，这对于水泥生产厂家来说是极为有利的。

6 结语

综上所述，在对水泥生料易烧性与熟料煅烧效率的相关性研究中不难发现，上述两种因素都会对水泥产品的质量以及产量等造成不同程度的影响，因此设计两种生产方案，选择两种不同类型的生料作为水泥生产的主要材料，经过对比实验数据信息可以发现，在生产中生料的校正原料种类会对生料的易烧性以及熟料的煅烧效率造成较大的影响，而将高岭土作为主要的校正材料不仅能够有效降低能源的消耗，提升煅烧效率，还能保障水泥产品的质量。同时，为了提升水泥生料的易烧性，还可以借助矿化剂，将其应用于实际生产中，能够提升水泥生料的易烧性，降低原料中氧化钙物质含量，大幅度水泥生产厂家的生产投入成本，有效提升水泥生产质量，促进水泥生产厂家有序发展。