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任公司，新疆 和靜 841300）

配制硅酸鹽水泥熟料，使用的礦物質組成以及性能是決定熟料強度和質量重要的影響因素，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，有助于水泥企業在生產中可控制煤能源消耗，既保證熟料強度和質量的同時，還能節約成本，減少污染物質的排放。

一、高溫和低溫煅燒及其節能

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者認為，低溫煅燒可實現節能目標，在早期強度變化中熟料中的含有的主要物質C11A7·CaF2，會提升熟料的早期強度。持高溫煅燒方法的學者認為，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，進而實現節能目標。通過高溫煅燒方法，可保證熟料在正常的時間內完成凝結，若采用低溫煅燒方法，會出現熟料凝結速度快的情況。

筆者在對摻有氟硫復合礦化劑采用的煅燒方法進行分析時發現，通過高溫煅燒和低溫煅燒方法都能實現節能目標。企業應根據自己的原材料和原料、生產設備以及生產工藝等確定采用哪種煅燒方法。

在對摻有復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物質的影響，導致A礦發育較差，晶體結構較小，導致熟料出現急凝的情況。在早期1天內凝結強度較高，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。若企業缺乏煤的主要來源以及煤質較差時，可采用低溫煅燒方法，對較差煤質進行煅燒，通常情況下煅燒溫度較低。通過低溫煅燒方法，企業可生產出R型早強類水泥，在該類型水泥中存在較多的C11A7·CaF2物質，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。采用低溫煅燒時應注意，選取的配料和煤應采取相應的措施控制出現的急凝情況。

采用高溫煅燒方法對摻有復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，生產的A礦具有發育良好晶體大等特征，同時在固溶體內含有的氟量較多。在早期水化過程中，在1天內速度很慢，水泥凝結速度緩慢，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，需要企業使用質量良好并且來源良好的煤質。采用高溫煅燒方法需使用質量好的煤，通過高溫煅燒生產出的熟料屬于高標號。在高溫煅燒中熟料處在高溫環境下，長期停留在高溫環境內，會快速完成煅燒，生成的熟料具有高質量特征。對礦渣等混合材料豐富的企業進行水泥制備時，采用高溫煅燒方法可制成質量良好的水泥，同時提升混合材料的占比，實現降低能耗的目標。

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，各企業在生產時應根據本廠的設備、技術以及市場需求考慮，同時對原材料以及燃料質量和價格進行綜合評定，以降低能源消耗和節能環保為前提，采用合適的煅燒方法。

二、優化熟料煅燒過程

提高熟料的產量和質量，應對熟料煅燒過程進行優化，可實現降低煤能源消耗目標。優化煅燒溫度和時間，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，同時呈現粗大的晶體狀態，此時B礦含量減少，增加鐵相固溶體同時，會減少鋁相含量。經研究發現，若將煅燒溫度控制在1360-1420℃范圍內，煅燒消耗時間要比之前減少一半，熟料質量與煅燒溫度和時間呈函數關系，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，各廠應根據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

我國工業高速發展過程中，對煤能源消耗日益增加。煤能源是工業發展重要的能源，在水泥生產中降低煤能源的消耗，既能高效保護煤炭資源，還能為保護環境做出重要的貢獻。水泥企業在日常生產中應堅持以節能減排為發展原則，在低硅酸鹽水泥熟料煅燒中，企業應根據設備、生產工藝以及煤源質量等，科學合理的采用低溫煅燒或者高溫煅燒方法，在保證水泥質量和提高生產效率的同時，可以最大程度降低煤能源的消耗。

水泥企業各部門應重視降低煤能源消耗，建立管理責任體系加強日常的監督和管理，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。加快生產設備的更新和改進，減少煤炭資源在使用的消耗，以便為今后能源消耗積累經驗。

企業各部門加強人員能源保護意識，加大設備以及生產工藝操作技能，使全體員工可以重視煤炭能源消耗引發的生態環境問題，通過科學嚴謹的管理措施，在短時間內提升節能減排意識，有助于企業快速實現降低煤能源消耗目標。

對煤能源消耗采取科學合理的方法，既要保證有效的降低煤能源消耗，還要保證企業生產出的水泥高質量高品質，并獲得更多的經濟效益。實現煤能源降低消耗的目標，不僅是企業以可持續發展為核心建立的發展目標，還是推動企業快速發展，擴大企業發展規模重要的途徑。水泥企業應重視新進設備和生產工藝的使用，還應組織工人進行專業的培訓和學習，學會正確操作設備和生產工藝，力求通過科學合理的生產操作方法使設備高效運轉，最大程度節約煤炭資源的使用，有效的避免煤能源出現過渡消耗等問題。

結語：

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，應以保證熟料強度為前提，各廠應分配好熟料的煅燒時間和溫度。