淺談立窖水泥生產適應ISO國際標準的技術措施

王轉英   陜西省建筑科學研究院

閆長根   商洛地區建設工程質量監督中心站

    為了適應我國經濟發展的需要和提高我國水泥產品的質量，國家最新發布了與IS0接軌的水泥強度標準，這一舉措將對國內水泥生產企業產生很大的影響，因為與國外水泥相比，我國大多數水泥在性能上的差距主要表現為凝結時間偏長、早期強度偏低、顆粒較粗等不足。總體而言，IS0標準實施后我國現行水泥強度要普遍下降約一個強度等級，具體到某一企業，影響則不盡相同，如生產占我國水泥產量30％的GB325水泥廠，由于工藝水平低，無能力生產IS0325水泥而面臨倒閉或轉產，當然少數技術先進的廠家可望保持原有標號或相差不大，到底 IS0強度與GB強度相差多少呢?這既與品種有關，也與不同的窯型等有關，就窯型而言，按新型干法窯、濕法窯、立窯依次降低，(摘自ISO水泥膠砂強度檢驗方法宣貫技術資料匯編)，也就是說立窯廠將面臨著相對較多的工藝技術改進和裝備革新，本文就此淺談一下如何適應IS0標準的問題。

    1.加強原燃料管理，強化原燃料預均化

    穩定生料質量是水泥質量控制的基礎，而大多數立窯水泥廠原材料成分波動大，均勻性差是造成生料質量不穩定的主要原因。所以，立窯廠要提高水泥質量，應從加強原燃料管理，強化原燃料預均化，改善生料易燒性的方面著手。這里著重談以下幾點：

    1.1石灰石

    石灰石占生料的70％以上，它的品質對生料的易燒性影響很大。首先在化學成分方面必須滿足配料要求，應選CaC0，結晶程序低、熱穩定性差的石灰石；另外就是石灰石中的Si0：易為粘土質的形式存在。因此，有條件的廠家每年應對選用的礦點進行定期考察，選用優質礦。

    1.2粘土

    粘土約占生料的10％，首先Si0：和Al20。含量必須滿足配料成分的要求；其次，含砂量最好低于10％，其含堿量也是越低越好。

    1.3燃煤

    在燃料方面，因煤灰能引起硅酸鹽相的改變，且由于熔融的煤灰能迅速地從熟料礦物的外表面滲透入到它的裂縫和孔隙之內，并且煤灰在小孔中發生反應因而形成空的C2s區，還有煤灰同熟料的反應造成微觀的不均勻性影響熟料強度，所以應避免燃料的成分波動過大，注意創造均化條件。

    在具備了優質的原燃料后，應加強原料的均化和磨細，改善生料的易燒性和確保熟料質量。因 Si02對KH和SM影響作用大，所以，各廠應盡量保證硅質原料成分穩定，固定硅質原料配比，根據CaO和Fe2O。的控制檢驗值簡單有效地調節配比。下面著重談一下均化問題。

    現在大部分立窯廠沒有原燃料預均化和生料均化設施，采用的普通圓庫實質上只是一個大漏斗，出料時由于漏斗流過程比較緩和，所以均化效果較差，對此可做如下改進：一是可以采用圓庫改造成均化庫，它實際上是在普通圓庫上采用漏斗流式均化裝置，使庫內物料自上而下，進行全斷面立體式的取料均化作業，其特點是投資少、易改造、均化效果顯著；二是采用氣流均化庫，也就是全面更新均化設備采用氣流均化技術，雖然它投資大、改造復雜，但均化效果更顯著。

    2.采用合理的配料方案，改善生料易燒性

    大家都知道，在影響水泥強度的諸因素中，硅酸鹽礦物的含量是主要因素。C2S和C3S強度高，水化物穩定，結構致密，耐腐蝕，其中C3S早期強度最大，對R2。貢獻最大，而C2S則是后期強度明顯。 C3A早期水化快，放熱高，對C3S的水化有促進作用，但由于快速硬化能產生致密的水泥凝膠，它將阻礙進一步水化，從而導致水泥最終強度的降低，另外因水化時大量放熱，所以必須嚴格控制其含量。 CdAF跟C3A一樣，在鍛燒時形成液相，也是形成 Gs的必要條件，其水化速度和強度都次于C3A。綜上所述，(C3S+C2S)總含量應盡量提高，適當降低(C3A+c4AF)的總量，其中應提高C3A但需限量。從率值的角度講即提高KH和sM(n)，特別是 SM，這對提高水泥強度是最有效的，另外可適當提高IM(p)，也有利于早期強度的發揮。這里還要特別提醒的是，在選擇三個率值時應互相兼顧，因為 KH過高，不但難煅燒，要求適當提高燒成溫度外， C3S含量升高而C2S量相對減少，若Ca0吸收不完全時，出現游離狀態則影響熟料質量；這里如果適當提高n值，則(C3s+C2S)總量增加，且當P值適宜時液相粘度適宜，有利fCa0的完全吸收，C3S量不一定降低很多，甚至不降低，而C2s量明顯增多，這樣既改善了生料的易燒性，也保證了熟料的強度。一句話，適當降低KH提高硅酸率SM。特別是目前立窯廠普遍采用“一高兩低”(高KH低n低P)的配料方案，造成了熟料fCa0高，安定性不良，熟料熱耗高，后期強度增長慢，煅燒難操作等缺點，對它們而言，更應向提高硅酸率的方向努力。

    3.強化熟料的煅燒，提高機立窯的燒成率

熟料的煅燒過程直接決定水泥的質量，也是一個很重要的環節。這里可以采用以下幾種措施：

    3.1采用預加水成球技術，并采用小料球煅燒工藝。料球粒徑控制在6～10ram，水份10％～12％，以使料球透氣和抗爆性能良好，提高窯內的通風能力，加速料球燃燒反應，改善立窯煅燒狀況。有數據顯示：小料球技術的采用使熟料產量提高約15～20％，28d抗壓強度提高5～10MPa，fCa0為2％左右。

    3.2采用等溫燒成，避免或減少窯內的斷面溫差，提高窯的燒成率，改善煅燒狀況。因為立窯廠大多數在煅燒方面存在著嚴重不足，如因熟料的熱工制度穩定性差、斷面溫差大，造成熟料質量不穩定。如圖l。

（本文來源：陜西省土木建筑學會  文徑網絡：尚雯瀟 尹維維 編輯  文徑 審核)