引言

對(duì)于水泥生料煅燒是一個(gè)高溫復(fù)雜的不均勻產(chǎn)生反應(yīng)的過程，原料的物理特點(diǎn)，地質(zhì)和礦物，生料的細(xì)度與成分，顆粒構(gòu)成，均勻性和率值對(duì)于生料煅燒的過程都有一定的影響。生料在煅燒過程當(dāng)中遇到高溫之后發(fā)生活性反應(yīng)的高低關(guān)鍵取決于原料自身的特性，液相粘度與液相量的大小對(duì)最后產(chǎn)出的熟料礦物形成速度起著決定性的作用。率值與原料特性的不同，導(dǎo)致了生料易燒性的差異和不同，進(jìn)而導(dǎo)致了水泥熟料的質(zhì)量，產(chǎn)量和能耗出現(xiàn)較大的差異。生料的細(xì)度對(duì)生料的易燒性有著非常大的影響，生料過粗會(huì)造成生料易燒性能的降低，進(jìn)而對(duì)水泥熟料質(zhì)量產(chǎn)生影響；生料過于細(xì)小的話就會(huì)大大的減少生料磨機(jī)的產(chǎn)量，加大電能的損耗。

在通常狀況下，生料細(xì)度控制和水泥的細(xì)度是不相同的，因?yàn)樗嗉?xì)度和水化熱的速度有著緊密的關(guān)系，所以水泥當(dāng)中需要一些細(xì)小的直徑為10到20um的顆粒，這些顆粒狀的物質(zhì)被人們叫做‘水化之花’。但是對(duì)于生料來說，在制造水泥的生料當(dāng)中更希望各種顆粒都是均勻的大小，這樣更有利于對(duì)煅燒反應(yīng)的控制。但是有一些人認(rèn)為生料細(xì)度越細(xì)對(duì)熟料質(zhì)量就越好，對(duì)煅燒是進(jìn)行的固相反應(yīng)更加的有利。生料細(xì)度如果過于粗大，就會(huì)對(duì)熟料的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響。

相關(guān)資料證明：生料當(dāng)中顆粒的粒徑大小對(duì)生料的易燒性有著一定的影響，尤其當(dāng)顆粒直徑大于200um的時(shí)候，就會(huì)對(duì)生料的易燒性能產(chǎn)生很大的影響作用。生料細(xì)度過于粗大就會(huì)產(chǎn)生巖相結(jié)構(gòu)的差異，此時(shí)就能夠在表面觀察到在A況周邊還沒被吸收的游離氧化鈣，還有一部分的沒有進(jìn)行化學(xué)作用的游離氧化鈣被A礦包裹著，進(jìn)而對(duì)熟料的質(zhì)量產(chǎn)生直接的影響，另外，會(huì)對(duì)熟料燒結(jié)帶來一定的困難，拖后礦物反應(yīng)形成的時(shí)間，有時(shí)還必須要通過提高煅燒的溫度才能夠完成熟料的燒結(jié)過程，導(dǎo)致熟料當(dāng)中的游離氧化鈣增高，降低了窯的產(chǎn)量，導(dǎo)致了能耗的增加，進(jìn)而增加了生產(chǎn)成本，降低了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

如果生料過于細(xì)小的話，其實(shí)也并不都是好事，會(huì)使磨機(jī)設(shè)備的產(chǎn)量降低，提高了磨制生料粉時(shí)的電能損耗。所以說生料的過細(xì)和過粗對(duì)水泥生產(chǎn)企業(yè)來說都是不夠科學(xué)的。

下面就通過列舉一個(gè)實(shí)際的事件作為例子對(duì)生料細(xì)度控制的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行了說明和介紹，通過對(duì)某地區(qū)的A水泥廠和B水泥廠在對(duì)生料細(xì)度進(jìn)行控制的參數(shù)確定方面，做出了比較詳細(xì)的計(jì)算與分析，以下是詳細(xì)過程：

1.原料的組成成分、配合比例和生料當(dāng)中所含有的石英量。

對(duì)石英含有量的計(jì)算式為：二氧化硅-1.17AL₂O₃=石英結(jié)晶對(duì)黏土中的結(jié)晶石英進(jìn)行計(jì)算，因?yàn)樵搹S沒有測定黏土當(dāng)中鉀和鈉的含量，所以在計(jì)算時(shí)還是采用上面的式子進(jìn)行計(jì)算（這當(dāng)中所存在的誤差大約為10%）：石英結(jié)晶=二氧化硅-1.17AL₂O₃±，在磷渣當(dāng)中的二氧化硅已經(jīng)全都形成了硅酸鹽礦物，沒有石英結(jié)晶，所以就沒有計(jì)算。

2.篩余物化學(xué)構(gòu)成和粗晶石的含量。

為了方便對(duì)生料當(dāng)中的粗晶石英的含有量進(jìn)行計(jì)算，于是就對(duì)生料0.2MM的篩余物與0.08MM的篩余物進(jìn)行了化學(xué)成分的分析。結(jié)果表示，A水泥生產(chǎn)廠家當(dāng)0.08MM篩余到達(dá)10.9%的時(shí)候，篩余物質(zhì)的化學(xué)成分和原生料的化學(xué)成分大致相同，但是在B水泥生產(chǎn)廠家的0.08MM篩余達(dá)5.9%的時(shí)候，篩余物質(zhì)當(dāng)中的二氧化硅含量降低，氧化鈣含量開始增加，這就表示了這些粗顆粒主要為石灰石；0.2MM篩余物粗顆粒的主要成分也同樣是石灰石，所以就可以對(duì)A廠家的粗晶石英的含量進(jìn)行計(jì)算的結(jié)果為0.99%，如果扣除掉磷渣當(dāng)中的二氧化硅之后就為0.5%,對(duì)處在B水泥生產(chǎn)廠家5.9%細(xì)度生料當(dāng)中大于0.08MM的粗晶石英含量進(jìn)行計(jì)算的結(jié)果為0.26%，對(duì)大于0.2MM篩余的粗晶石英含量計(jì)算結(jié)果為0.02%。

所以，在最后確定這兩個(gè)水泥生產(chǎn)廠家的生料細(xì)度參數(shù)指標(biāo)為：0.08MM篩余10%±2%控制，通過實(shí)際證明了這個(gè)指標(biāo)參數(shù)是科學(xué)經(jīng)濟(jì)合理的，這樣既保證了熟料的品質(zhì)，對(duì)窯熱工制度進(jìn)一步的穩(wěn)定，增加了窯的產(chǎn)量，減少熟料煅燒的能耗，又提高了磨料機(jī)械的工作效率，減少了磨制生料粉的電能消耗。

水泥熟料的煅燒過程就是非均相的固相反應(yīng)，這種反應(yīng)利用顆粒之間的面和點(diǎn)來進(jìn)行的，然后反應(yīng)物利用產(chǎn)物層來進(jìn)行移動(dòng)和擴(kuò)散。如果生料磨制的越細(xì)，原料的顆粒粒徑就越小，表面的面積就越大，擴(kuò)散界面和反應(yīng)截面增加，反應(yīng)的產(chǎn)物層厚度反而減小，使反應(yīng)與擴(kuò)散的能力提升，如果固相反應(yīng)速度越快，熟料礦物質(zhì)的分布就會(huì)越均勻。

如果生料的細(xì)度過于粗大，而且粗顆粒含量還比較多的情況，固相反應(yīng)發(fā)生的不夠完全，就會(huì)導(dǎo)致熟料的微觀結(jié)構(gòu)不夠均勻，就會(huì)出現(xiàn)不規(guī)則礦物質(zhì)聚集的現(xiàn)象，并且顆粒礦物質(zhì)之間會(huì)出現(xiàn)明顯的分界線。這種現(xiàn)象出現(xiàn)的原因就是，因?yàn)樯袭?dāng)中的顆粒粒徑過大，使表面積縮小，組織成分之間接觸面積較低，增加了反應(yīng)產(chǎn)物層的厚度，降低了反應(yīng)和擴(kuò)散的能力，延緩了固相反應(yīng)的速度，最終導(dǎo)致了各熟料礦物質(zhì)的分布不均勻現(xiàn)象的出現(xiàn)。

（1）生料的細(xì)度是影響生料易燒性的關(guān)鍵因素。生料細(xì)度如果越細(xì)，熟料當(dāng)中的游離氧化鈣成份就越低；如果生料的細(xì)度過于粗大，熟料當(dāng)中的游離氧化鈣成份就會(huì)越高；

（2）在高硅酸率和高飽和比的結(jié)構(gòu)之內(nèi)，0.2MM篩余物低于0.5%的時(shí)候，熟料的微觀結(jié)構(gòu)是比較理想的，礦物分布情況均勻，晶體的大小也比較合適；0.2MM篩余大于0.5%的時(shí)候，A礦和B礦都出現(xiàn)了礦物分布情況不均勻的現(xiàn)象。

（3）對(duì)生料細(xì)度進(jìn)行控制主要是對(duì)生料中粗晶石英的含量進(jìn)行控制，應(yīng)把其控制在適應(yīng)的范圍之內(nèi)。

作者：朱凝楠

來源：《建德南方水泥有限公司》

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