如何降低硅酸盐水泥熟料煅烧过程中煤能源的消耗

宋亮亮

（新疆和静天山水泥有限责任公司，新疆 和静 841300）

配制硅酸盐水泥熟料，使用的矿物质组成以及性能是决定熟料强度和质量重要的影响因素，对熟料煅烧过程中，涉及到的温度、时间、气氛以及冷却速度进行综合分析，有助于水泥企业在生产中可控制煤能源消耗，既保证熟料强度和质量的同时，还能节约成本，减少污染物质的排放。

一、高温和低温煅烧及其节能

在熟料煅烧中加入氟硫符合矿化剂，对采用的高温煅烧和低温煅烧方法进行分析。持低温煅烧方法的学者认为，低温煅烧可实现节能目标，在早期强度变化中熟料中的含有的主要物质C11A7·CaF2，会提升熟料的早期强度。持高温煅烧方法的学者认为，通过对熟料的高温煅烧，会提升熟料的8天和后期强度，同时可以掺入更多的混合材料，进而实现节能目标。通过高温煅烧方法，可保证熟料在正常的时间内完成凝结，若采用低温煅烧方法，会出现熟料凝结速度快的情况。

笔者在对掺有氟硫复合矿化剂采用的煅烧方法进行分析时发现，通过高温煅烧和低温煅烧方法都能实现节能目标。企业应根据自己的原材料和原料、生产设备以及生产工艺等确定采用哪种煅烧方法。

在对掺有复合矿化剂的硅酸盐水泥熟料，采用低温煅烧方法，熟料中A矿含量会多于B矿含量，同时含有C11A7·CaF2以及铁相固溶体。熟料的早期强度主要受到C11A7·CaF2物质的影响，导致A矿发育较差，晶体结构较小，导致熟料出现急凝的情况。在早期1天内凝结强度较高，但是后期的强度会逐渐降低，有些熟料的强度即使到28天也没有变化。若企业缺乏煤的主要来源以及煤质较差时，可采用低温煅烧方法，对较差煤质进行煅烧，通常情况下煅烧温度较低。通过低温煅烧方法，企业可生产出R型早强类水泥，在该类型水泥中存在较多的C11A7·CaF2物质，同时存在的A矿具有水化迅速，晶体较小等特征。对混合材料如磷渣进行煅烧时，采用低温煅烧可使水泥早期强度低于28天强度，在低温煅烧环境中熟料早期强度较低，但是混合材料强度性能后期高强度可弥补早期强度。采用低温煅烧时应注意，选取的配料和煤应采取相应的措施控制出现的急凝情况。

采用高温煅烧方法对掺有复合矿化剂的熟料进行煅烧时，会使熟料中A矿和铁相固溶体增加，减少B矿和铝酸盐相含量，生产的A矿具有发育良好晶体大等特征，同时在固溶体内含有的氟量较多。在早期水化过程中，在1天内速度很慢，水泥凝结速度缓慢，主要是由于CaF2掺入量多少而引起的。在1天后强度会降低，但是在3天后的强度会高于低温煅烧的强度，尤其是在28天的强度十分明显。采用高温煅烧方法，需要企业使用质量良好并且来源良好的煤质。采用高温煅烧方法需使用质量好的煤，通过高温煅烧生产出的熟料属于高标号。在高温煅烧中熟料处在高温环境下，长期停留在高温环境内，会快速完成煅烧，生成的熟料具有高质量特征。对矿渣等混合材料丰富的企业进行水泥制备时，采用高温煅烧方法可制成质量良好的水泥，同时提升混合材料的占比，实现降低能耗的目标。

在对掺入符合矿化剂熟料进行煅烧时，采用高温煅烧或者低温煅烧方法，都会考虑到诸多的因素。以温度为熟料煅烧时对矿物组成以及性能角度进行分析可知，各企业在生产时应根据本厂的设备、技术以及市场需求考虑，同时对原材料以及燃料质量和价格进行综合评定，以降低能源消耗和节能环保为前提，采用合适的煅烧方法。

二、优化熟料煅烧过程

提高熟料的产量和质量，应对熟料煅烧过程进行优化，可实现降低煤能源消耗目标。优化煅烧温度和时间，是减少煤能源消耗的主要途径。改变煅烧的温度和时间，对熟料中矿物质组成和性能影响程度相近。若提升煅烧温度和增加煅烧时间，熟料中A矿含量会提高，同时呈现粗大的晶体状态，此时B矿含量减少，增加铁相固溶体同时，会减少铝相含量。经研究发现，若将煅烧温度控制在1360-1420℃范围内，煅烧消耗时间要比之前减少一半，熟料质量与煅烧温度和时间呈函数关系，若提高煅烧温度，时间减少，若降低煅烧温度，时间延长。为保证熟料强度，各厂应根据实际情况选择煅烧方式，控制时间和温度，可有效减少煤能源的消耗。

三、降低煤能源消耗的重要意义

我国工业高速发展过程中，对煤能源消耗日益增加。煤能源是工业发展重要的能源，在水泥生产中降低煤能源的消耗，既能高效保护煤炭资源，还能为保护环境做出重要的贡献。水泥企业在日常生产中应坚持以节能减排为发展原则，在低硅酸盐水泥熟料煅烧中，企业应根据设备、生产工艺以及煤源质量等，科学合理的采用低温煅烧或者高温煅烧方法，在保证水泥质量和提高生产效率的同时，可以最大程度降低煤能源的消耗。

水泥企业各部门应重视降低煤能源消耗，建立管理责任体系加强日常的监督和管理，同时拓展新型能源的使用，力求通过新型能源的使用，可以替代煤炭能源的消耗。加快生产设备的更新和改进，减少煤炭资源在使用的消耗，以便为今后能源消耗积累经验。

企业各部门加强人员能源保护意识，加大设备以及生产工艺操作技能，使全体员工可以重视煤炭能源消耗引发的生态环境问题，通过科学严谨的管理措施，在短时间内提升节能减排意识，有助于企业快速实现降低煤能源消耗目标。

对煤能源消耗采取科学合理的方法，既要保证有效的降低煤能源消耗，还要保证企业生产出的水泥高质量高品质，并获得更多的经济效益。实现煤能源降低消耗的目标，不仅是企业以可持续发展为核心建立的发展目标，还是推动企业快速发展，扩大企业发展规模重要的途径。水泥企业应重视新进设备和生产工艺的使用，还应组织工人进行专业的培训和学习，学会正确操作设备和生产工艺，力求通过科学合理的生产操作方法使设备高效运转，最大程度节约煤炭资源的使用，有效的避免煤能源出现过渡消耗等问题。

结语：

综上所述，对硅酸盐水泥熟料煅烧过程中煤能源消耗进行分析可知，降低煤能源消耗，应以保证熟料强度为前提，各厂应分配好熟料的煅烧时间和温度。