0 引言

水泥是非常重要的建筑材料之一，其质量与建筑的质量安全息息相关。水泥作为一种人造水硬性胶凝材料，在与水发生物化反应后，可从塑性浆体逐渐转化为坚硬的石状体。整个过程既可以在空气中进行，也可以在水中进行。工业技术的发展为提高水泥生产质量奠定了基础，我国也颁布了《水泥胶砂强度检验方法》以及《水泥产品质量标准》等国家及行业标准，使我国水泥生产质量达到了国际标准。但在水泥生产行业快速发展的同时，也应看到在水泥生产过程中仍然存在一些问题，需采取技术改造等措施不断提高水泥生产质量。

文章结合某水泥厂技术改造工程，对其在提高水泥生产质量方面所采取的关键技术措施进行分析。

1 生产概况

某水泥厂的生产原料采用石灰石、页岩、硫酸渣三组分配料，经检测，石灰石中Al2O3含量较高；页岩中SiO2含量较低但碱量高。熟料的硅酸率较低、铝氧率高，碱含量较高；熟料的3 d 强度高、28 d 强度较低，并且在标准稠度下需水量大。

技术改造工程的主要内容包括：①调整原料配料方案； ②改善煅烧工艺及控制和改造粉磨系统等。

2 提高水泥生产质量的主要措施

2.1 调整原料配比

原料是生产高质量熟料的基础保证，对水泥产品质量具有重大的影响。评定原料质量不取决于某类化学成分量，而是取决于生料率值。我国大部分水泥厂都采用三率值分析生料的化学特性，即饱和比（KH）、铝率（IM）和硅率（SM）。保证这三个率值均匀、稳定，是确保熟料质量的基础[1]。石灰质原料可以为水泥提供钙基氧化物；页岩、黏土质原料可以为水泥提供氧化物，如Al2O3、SiO2、Fe2O3等；硫酸渣原料用以补充氧化铁质的不足。

该水泥厂生产原料的硅率低、碱量高，导致熟料中的硅酸盐矿物含量低，因而熟料的强度也不高。为了有效减少成本，充分利用当地资源，决定增加黏土硅质校正料。调整后的熟料率值为：KH=0.894，SM=2.58，IM=1.63。调整后的生料化学成分对比见表1。

表1 调整后生料化学成分对比L.O.I SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO K2O Na2O SO3 Cl-原方案 34.92 13.92 3.26 2.08 40.40 1.07 0.63 0.85 0.04 1.25调整后 34.32 14.09 3.33 2.12 42.77 1.05 0.37 0.40 0.03 0.53

2.2 改造煅烧工艺设备

水泥熟料是生料粉在回转窑系统中经高温煅烧，依次发生干燥、脱水、分解、固相反应、烧结等物理化学反应而形成的。熟料的主要组成矿物为C3S、C2S、C3A、C4AF。矿 物 的 构 成 受 生 料 中CaO、SiO2、Al2O3、Fe2O3四种氧化物的比例关系影响，同时煅烧环节的反应温度、反应速度等与其质量优劣也有着重大的关系，因此改进煅烧工艺设备是控制熟料质量的重要措施。

经检测，分解炉锥体的结皮情况非常严重，最厚的部位达到了1.5 m 左右；这就导致分解炉的缩口减小，进而频繁造成停窑故障。虽然后来对后煤喷嘴进行了改造，解决了分解炉锥体结皮的问题，但随之又出现了煤燃烧不充分的问题，导致入窑物料分解率降低，熟料烧失量接近0.7，烧成的熟料颜色灰暗、无色泽，磨粉后的熟料颜色发黑发黄。为解决此问题，决定对窑尾煤喷嘴进行改造，以解决锥体结皮以及燃烧不完全的问题。经改造后，熟料烧失量降低到0.35 以内，熟料的色泽明显变好、致密度也得到提高[5]。

具体的改造方案为：分解炉共有6 个喷嘴，对称设置在上、中、下三个部位，根据煤质和燃烧速率来调整喷嘴的生产参数。试生产期间用的是中等水平煤炭，使用中间位置的喷嘴。在第一次改造中，为了减少结皮现象，将喷煤管移动到上端位置，以提高煤粉与物料混合的均匀度；运行一段时间后，发现结皮位置向上移动，虽然结皮面积相对较小，但依然无法保证正常投入使用。随后又做了调整，维持喷嘴角度不变，将喷嘴上移200 mm，使两个后喷嘴旋流的平行距离缩短，这有助于减少炉壁温度；虽然锥体位置没有结皮现象，但煤燃烧不充分，分解率提升难度大，五级旋风筒存在燃烧情况，在分解率取样中发现了粉煤灰存积情况。第二次改造中，将后喷嘴旋流平行位置设置在中间位置，与顶部的距离为800 mm；运行一段时间后，发现虽然有少量结皮，但生产的连续性得到明显的改善。

2.3 熟料煅烧工艺改进

提高中尾温的控制指标，进一步强化回转窑煅烧性能；中温指标由600 ℃调整为700 ℃，尾温指标由160 ℃调整为170 ℃。同时提高升重，做好窑内通风工作；将之前的圆环挡料圈更换为月牙形挡料圈，以保证窑内的通风量。要做到熟料烧透、烧好，颗粒均匀、细小，早期强度满足强度标准；避免出现跑黄粉现象以及逼火“飞砂料”现象。

文章来源：《水泥》 网址: http://www.snbjb.cn/qikandaodu/2021/0613/694.html