生料細度對熟料煅燒的影響

張尚劍

摘要：水泥自始至終是支撐生產和加工的重要原材料，在整個工業建設中所發揮的作用都是無可替代的。對此，本人也將以新型干法廠的水泥加工為切入點，從生料細度的分析出發，探討生料細度給熟料煅燒產生的影響并介紹對生料細度進行控制的主要經驗，總結生料細度影響的基本原理，希望能夠給相關從業人員帶來一定的參考和啟示，僅作拋磚引玉之用。

關鍵詞：生料細度;熟料煅燒;主要影響

引言

在工業化和城市化不斷發展的大背景下，當下各類產業建設和生產生活對建筑加工的需求相較于以往而言，也有了更加明顯的調整和轉變，不再以簡單的量化生產為本位，而是更加強調質量的提升和進步，這種變化也給生產加工企業的創新提供了更加鮮明的思路。水泥生料作為支撐產業鏈供應的重要基礎，在這種情況下也應當受到更加高度的重視和關注，特別是熟料煅燒來講，要尤為強調生料細度的優化調控。

一、分析水泥生料煅燒的基本特征

從本質上來講，水泥熟料煅燒需要經歷一系列的反應過程，并且這些反應過程也并不十分均勻，具有高溫性和復雜性的基本特征。無論是原材料本身的物理特質，抑或是生料的細度和成分，地質和礦物，顆粒構成，均勻性和率值等等，都會給后期的煅燒帶來一定的干擾和影響。值得注意的是，生料在煅燒的過程中如果遇到高溫，就會發生一系列的活性反應，而活性反應的高低也取決于原料自身的特點，在這其中液相粘度和液相量的大小，直接決定著后續產出熟料礦物的速度。率值和原料特性的不同，也會導致水泥熟料的質量，產量和能耗出現較大的落差。并且，生料自身的細度也會直接影響聲道的一雙像，如果過粗就會降低一雙性能，最終限制水泥熟料的質量和水準，如果收到過于細小，那么就會降低生料磨機的產量，加大電能的損耗，造成過度的資源浪費，影響生產效率。

二、分析水泥生料細度對窯煅燒和熟料質量的影響

在客觀要素相同的情況下，生料細度控制和水泥的細度并不完全相同，水泥細度與水潤化速度之間存在密不可分的關系，所以水泥的煅燒也需要摻雜一些細小的顆粒，這些顆粒的直徑大多都在10-20um之間，也就是通常意義上所說的水化之花。但就生料來講，如果自身的顆粒更加均勻，那么制造出來的水泥質量也會更加突出，后續的煅燒也會更為容易被控制。然而不可否認的是，的確有部分生產商認為生料細度越細，熟料的質量就會越好，煅燒也會獲得更加有利的環境，生料細度如果過于粗大，那么熟料的結構也會必然遭到破壞。從諸多的實踐調查中可以看出，生料顆粒粒徑的大小的確影響著其自身的易燒性，特別是當其直徑大于200um的時候，就會直接影響生料的加工。如果生料細度過于粗大，就會造成巖相結構的差異，由此以來，尚未被吸收的游離氧化鈣就會被附著在加工料的表面，那些沒有進行化學作用的游離氧化鈣也會被礦包裹著，直接影響后續熟料加工的水準，而且也會給燒結帶來一定的阻礙，讓礦物反應形成的時間大大延后。在部分情況下，一些商家也需要通過提高煅燒的溫度才能夠保證熟料完整燒結，這種做法提高了熟料當中的游離氧化鈣，降低了窯煅燒的產量，浪費了更多的能源和資源，也提高了生產成本，最終限制了企業的利潤空間。以上這些都足以說明，生料細度過小帶來的影響并不是全然正面的，不僅會讓磨機設備的產量降低，同時也會限制企業自身的產能。因此，生產商也不能只是以粗細來評斷，生料自身的水準。

三、分析生料細度影響的基本原理

水泥熟料的煅燒過程在本質上就是非均相的固相反應，這一反應牽涉到顆粒的點和面，反應物能夠直接利用產物層進行移動和擴散。在這里，如果生料磨制的越細，那么原料的顆粒粒徑就會變得越小，表面積就會擴大，擴散界面和反應截面會大大增加，反應產物層厚度反而會有所下降，這就會讓顆粒的反應能力和擴散能力大大提升。如果固相反應速度真快，那么熟料礦物質的分布就會變得更加均勻。如果生料細度過于粗大，而粗顆粒含量占比又相對突出，那么固相反應的發生就不夠完整，最終導致熟料的微觀結構缺乏均勻性和平衡性，導致不規則礦物質大量堆積，即便是完成了加工，顆粒礦物質之間也會出現明顯的分界線。之所以會出現這一問題，主要原因在于生料當中的顆粒粒徑過大，使表面積縮小，組織成分之間的接觸面積下降，讓反應產物層的厚度大大增加，進而削弱了顆粒反應和擴散的能力，延緩了固相反應的速度，然后讓熟料礦物質的分布不均勻現象變得更加突出，最終影響企業的正常加工和生產[1]。

從上文的敘述中可以看出，生料細度的確是影響其一燒度的關鍵因素，生料細度越細，熟料中的游離氧化鈣成分就會更低，生料細度過于粗大，游離氧化鈣成分就會明顯升高。與此同時，在高硅酸率和高飽和比的結構之內，如果0.2mm篩余物低于0.5%，熟料的微觀結構是相對更加理想的，礦物分布情況也更加均衡，晶體的大小數中。如果篩余物大于0.5%，那么礦物質的分布就不會平均，容易出現失衡的問題。在過去，許多水泥廠都針對生料當中的粗晶石英含量進行了計算。具體來講，生產廠家先對生料進行篩余，然后對篩余物作出化學成分上的分析，計算出其中的二氧化硅含量，在經過一系列的探索之后，得出了如下結論。如果篩余物當中的二氧化硅含量降低，那么氧化鈣的含量就會有所增加，那么生料中的粗顆粒就是石灰石。值得注意的是，0.08mm篩余10%±2%的控制，已然成為諸多水泥生產廠家參考的指標，是控制生料細度的合理范圍，在這一范圍的限制下，生產廠商不僅可以保證所要的品質，同時也可以進一步穩定窯熱工制度，減少電能消耗。當下，大多數生產廠商的生料細度控制都是以粗晶石英含量控制為切入點的，所以在未來也應當對這一手段進行推廣和延伸，要將出水銀含量控制在合理的范圍之內，保證生產的正常運轉[2]。

結束語

綜上所述，持續性推動水泥生料細度的優化控制是合理且必要的舉動，這是提高水泥熟料加工質量的應有之策，也是維持生產量穩定循環的有效措施。本文重點分析了生料細度和生料易燒性之間的關系，并列舉出生料細度控制的合理范圍，具有理論上的合理性與實踐上的可行性，能夠作為生產廠商的參考依據。在未來，生產廠商也應當認真分析自身的加工水準，從設備的能耗情況出發，設計出更為精準的生料細度控制方案，盡可能降低能源的消耗，提高機器的產量。

參考文獻：

[1] 扈德鵬. 水泥生料易燒性與熟料煅燒效率[J]. 四川水泥， 2019， 000（011）：1.

[2] 袁明偉. 生料磨停磨期間生料回灰對熟料成分的影響及控制[J]. 水泥， 2019， No.504（04）：28-29.

金昌水泥集團有限責任公司新型干法水泥二廠 737100