過程質(zhì)量對(duì)水泥生產(chǎn)電耗的影響與控制

1、 過程質(zhì)量對(duì)水泥生產(chǎn)電耗的影響與控制 水泥行業(yè)節(jié)電工作專題會(huì)議演講材料 劉仁德一、正確評(píng)價(jià)和認(rèn)識(shí)過程質(zhì)量對(duì)電耗的影響：水泥工業(yè)是耗能大戶。近年來，隨著新型干法水泥生產(chǎn)的迅猛發(fā)展，回轉(zhuǎn)窯在熱利用水平上有了大幅度提高。有效熱利用率由過去的25-30%提高到了60%。但是，在電能的有效利用方面，我國大部分水泥企業(yè)，目前還沒有顯著的提高，水泥生產(chǎn)綜合電耗一般都在90kw.h/t左右。其中：生料粉磨電能消耗約：1823kw.h，水泥粉磨電能消耗約3035kw.h.。在水泥生產(chǎn)中，粉磨原燃材料和水泥所消耗的電能占了水泥生產(chǎn)總耗的6070%，但該部分電能的有效利用率仍處于較低水平。面對(duì)水泥市場(chǎng)的激烈競(jìng)爭(zhēng)，必

2、須采取有效措施降低生產(chǎn)成本，而降低生產(chǎn)綜合電耗的節(jié)約空間最大。因此，分析研究并梳理在水泥生產(chǎn)過程中，各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)的節(jié)電工作控制要點(diǎn)，降低水泥生產(chǎn)的過程分步電耗，是挖潛增效、降低生產(chǎn)成本的重要手段。水泥生產(chǎn)過程中，影響電能消耗的因素是多方面的，降低電能消耗，不能完全寄托于先進(jìn)的生產(chǎn)設(shè)備和優(yōu)化的生產(chǎn)工藝，應(yīng)該充分認(rèn)識(shí)：質(zhì)量參數(shù)對(duì)電能消耗同樣會(huì)產(chǎn)生巨大影響。掌控質(zhì)量參數(shù)對(duì)電耗的影響也是至關(guān)重要的。要提高質(zhì)量參數(shù)對(duì)電能消耗影響的認(rèn)識(shí)，就需要進(jìn)一步提高對(duì)產(chǎn)品品質(zhì)評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)的認(rèn)識(shí)。對(duì)產(chǎn)品是否優(yōu)質(zhì)的評(píng)價(jià)，不能僅評(píng)價(jià)產(chǎn)品品質(zhì)的優(yōu)劣，還要結(jié)合產(chǎn)品在生產(chǎn)過程中的能源消耗情況進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。過程質(zhì)量決定產(chǎn)品質(zhì)量，產(chǎn)品質(zhì)

3、量必須從源頭抓起。評(píng)價(jià)質(zhì)量參數(shù)對(duì)電能消的耗影響，也不能僅對(duì)單個(gè)工序進(jìn)行評(píng)價(jià)，而應(yīng)該對(duì)整個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)的能源消耗狀況進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。二、生料粉磨過程的質(zhì)量控制：2.1、將生料磨的更細(xì)一點(diǎn).將生料磨的更細(xì)一點(diǎn)：將節(jié)省熟料煅燒所用的燃料；將節(jié)約水泥粉磨所耗用的電能。生料的粉磨細(xì)度與其成分配比，原料的性質(zhì)、均勻性系數(shù)、物料的水分等關(guān)系密切。是優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)低能耗生產(chǎn)水泥熟料的前提條件。生料細(xì)度之所以重要，原因在于它將對(duì)物料的易燒性構(gòu)成影響。眾所周知，熟料煅燒的主要過程是原料之間固相反應(yīng)的過程?；剞D(zhuǎn)窯內(nèi)的物料煅燒，在C3S形成之前，首先進(jìn)行的是固相反應(yīng)。物料之間在溫度11001200的區(qū)間范圍內(nèi)，通過固相反應(yīng)產(chǎn)生大

4、量的C3A、C4AF。同時(shí)，C2S含量亦達(dá)到最大值。固相反應(yīng)是固體物質(zhì)通過表面接觸進(jìn)行的反應(yīng)。生料粉磨的越細(xì)，組分之間接觸面積就會(huì)越多，固相反應(yīng)速度就會(huì)隨細(xì)度的增加而加快。有利于熟料的煅燒和硅酸鹽礦物的形成。但是，過高的粉磨細(xì)度，又勢(shì)必導(dǎo)致磨機(jī)臺(tái)產(chǎn)的降低，粉磨電耗的增加。所以，要做到在降低粉磨電耗的同時(shí)，又能優(yōu)化回轉(zhuǎn)窯內(nèi)物料的固相反應(yīng)速度，就必須對(duì)粉磨物料的細(xì)度做出恰當(dāng)?shù)倪x擇。更細(xì)的生料細(xì)度，應(yīng)根據(jù)原料中各種物料的性質(zhì)具體確定，磨細(xì)的細(xì)度就是適宜的細(xì)度！武工大曾通過不同生產(chǎn)條件的試驗(yàn)和實(shí)踐，提出生料適宜細(xì)度為80µm篩余<12%；大于150µm的粗顆粒篩余<1.

5、5%。目前，得到生產(chǎn)企業(yè)較為普遍認(rèn)可的比較優(yōu)化的控制指標(biāo)是：80µm篩余:1215%。 磨細(xì)的細(xì)度適宜的細(xì)度=固相反應(yīng)速度的提高生料粉磨電耗的降低。22、最佳生料篩余量：由于窯內(nèi)物料的反應(yīng)速度與顆粒尺寸的平方成反比，因而在生料粉磨過程中，即使有少量的粗顆粒物料存在，也會(huì)導(dǎo)致延緩固相反應(yīng)過程的完成。通過粉磨作業(yè)可以證實(shí)，在生料中存在的粗顆粒物料，主要就是原料中帶入的粉磨難度大的成分，同時(shí)它還會(huì)加劇物料間固相反應(yīng)的困難。因此，在進(jìn)行粉磨作業(yè)，控制生料細(xì)度時(shí)，保證生料中細(xì)顆粒含量固然重要，但更要重視對(duì)大于200µm粗顆粒的控制，保證生料質(zhì)量的均勻性。生料質(zhì)量的均勻性包括化學(xué)成分的

6、均勻和細(xì)度的均勻，兩者相互干擾影響，并直接影響到熟料的易燒性。因此，同是粉磨作業(yè)，對(duì)生料粒徑分布范圍的要求與對(duì)水泥的要求卻迥然不同。在粉磨生料時(shí)，要重點(diǎn)控制顆粒粒徑的均勻性，生料的顆粒分布范圍越窄，均勻性越好，越有利于熟料煅燒。對(duì)過程質(zhì)量的控制，就是要采取措施盡力保證生料顆粒的均齊，使顆粒粒徑分布在較窄的范圍內(nèi)。國內(nèi)外很多企業(yè)的生產(chǎn)實(shí)踐證明，小于200µm的生料就能滿足于煅燒需要。為充分發(fā)揮粉磨系統(tǒng)綜合性能，合理控制生料顆粒粒徑，減輕熟料煅燒難度，就應(yīng)逐步調(diào)整質(zhì)量控制理念，把現(xiàn)在的細(xì)度控制指標(biāo)的以80µm篩余為主，調(diào)整為以控制200µm篩余為主。對(duì)生料細(xì)度控制，最

7、佳生料篩余量可控制為200µm <2%。實(shí)踐證明：這樣的設(shè)計(jì)可以實(shí)現(xiàn)良好的易燒性目標(biāo)。23、控制石灰石中游離硅： 減少生料的篩余，尤其是硅質(zhì)的篩余，會(huì)降低熟料煅燒溫度，降低研磨電耗。同時(shí)也會(huì)有利于熟料和水泥強(qiáng)度性能的發(fā)揮。隨著科技的進(jìn)步，目前水泥生產(chǎn)原料的利用已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了石灰質(zhì)原料低品位化，硅、鋁質(zhì)原料巖石化，鐵質(zhì)原料廢渣化。隨著低品位石灰石被廣泛采用，在原料中不可避免地會(huì)混入某種雜質(zhì)和有害成分。為保證生料的易燒性，就必須高度重視對(duì)有害成分的處理。當(dāng)石灰石中燧石（f-SiO2）或石英含量增大時(shí)，由于燧石結(jié)構(gòu)致密、質(zhì)地堅(jiān)硬、耐壓強(qiáng)度高，很難磨細(xì)。并且化學(xué)活性還很差，反應(yīng)能力較無定型

8、SiO2低的多，這種石灰石對(duì)粉磨及煅燒的負(fù)面影響都非常大。據(jù)實(shí)測(cè)，石灰石中燧石含量每增加3.5%，易磨性則要增大20%。生料的粗顆粒中主要就是含有這兩種組分。為減少有害成分對(duì)物料易燒性的影響，只能對(duì)生料的粉磨細(xì)度提出更高的要求，導(dǎo)致粉磨電耗增加。Heilmann對(duì)此進(jìn)行了專門研究，并導(dǎo)出石英、燧石的粉磨極限粒徑為44µm，方解石的極限粒徑為100150µm。國外也習(xí)慣用此控制生料的粉磨細(xì)度。如：美國控制方解石為150µm篩余<5%；石英75µm篩余<0.5%，前蘇聯(lián)控制方解石<100µm；石英<30µm。由此可

9、見，既要滿足生料篩余量，同時(shí)也要滿足篩余顆粒的允許粒徑，是生料粉磨的主要任務(wù)。為減輕有害成分對(duì)粉磨和煅燒的影響，在水泥生產(chǎn)的原料選取時(shí)，要盡量做到原料中不含或少含燧石結(jié)核?？刂剖沂杏坞x硅含量4%。當(dāng)f-SiO2含量高時(shí)，為了減少影響，還需要采取對(duì)應(yīng)措施降低游離硅的篩余量45µm (<2.5%)。24、優(yōu)化生料易磨性：用于生料配料的各種物料，由于各自的粉磨特性不同導(dǎo)致易磨性分布范圍很寬，對(duì)粉磨作業(yè)的影響也因?yàn)橐啄バ圆煌罹噍^大。對(duì)導(dǎo)致各種原料易磨性不同的影響因素，許多資料大致定性為，與物料的風(fēng)化程度、斷裂結(jié)構(gòu)、晶型變態(tài)程度、膠結(jié)性質(zhì)、顆粒尺寸和水分，以及f-SiO2的含量等

10、有關(guān)。以石灰石、粘土、鐵粉三組分配料的生料，易磨性主要取決于石灰石的易磨程度。雖然由于地質(zhì)成因的特征類型決定，不同地域的石灰石礦山，生成環(huán)境不同，石灰石的理化指標(biāo)不同。易磨性也不相同。但在石灰石原料選取時(shí)，都要把控制f-SiO2的含量作為的優(yōu)化生料易磨性的重點(diǎn)，為優(yōu)化生料易磨性，對(duì)硅質(zhì)原料的選取也非常重要。當(dāng)硅質(zhì)原料中含有較多的石英砂（結(jié)晶型SiO2）時(shí)，由于結(jié)晶型SiO2質(zhì)地堅(jiān)硬，易磨性差，對(duì)設(shè)備的磨損嚴(yán)重，很難磨細(xì)；而更重要的不良影響，是由于結(jié)晶型SiO2在加熱過程中只會(huì)發(fā)生晶型轉(zhuǎn)變，晶體并未受到破壞。而未被破壞的晶體很難參加固相反應(yīng)。在熟料煅燒過程中，固相反應(yīng)的速度就會(huì)明顯降低，特別是原

11、料中含有粗顆粒石英時(shí)，這種影響更大。生料中的硅質(zhì)原料，現(xiàn)已逐漸由粘土類向巖石類轉(zhuǎn)化。以采用頁巖、泥巖、粉砂巖等據(jù)多。因此，在選擇硅質(zhì)原料時(shí)一定注意，要求減少原料中的石英砂含量。選取硅質(zhì)原料，當(dāng)主導(dǎo)礦物是高嶺土?xí)r，由于其活性大，在加熱時(shí)就能將其晶體破壞，分解出游離態(tài)的SiO2和Al2O3，在800以下就能和石灰石中的CaO甚至直接和CaCO3進(jìn)行固相反應(yīng)?？梢源龠M(jìn)CaCO3的分解過程生成低鈣礦物，是首選原料。反之，如果原料中的主導(dǎo)礦物是蒙脫石或伊利石，由于其活性差，導(dǎo)致CaCO3的分解速度變慢，就應(yīng)該不選或少選。 25、配制易燒性好的生料：生料的易燒性是指生料在煅燒過程中形成熟料的難易程度。易燒

12、性指標(biāo)與生料率值特別是KH、SM有關(guān)，評(píng)價(jià)生料易燒性有很多經(jīng)驗(yàn)公式。利用生料的化學(xué)成分和率值可得到生料易燒性算式。配制易燒性好的生料，要注意控制以下幾點(diǎn)：（1）要高度重視生料細(xì)度對(duì)易燒性的重大影響。由于物料反應(yīng)速度與顆粒尺寸的平方成反比，要使煅燒過程的固液相反應(yīng)容易進(jìn)行，就必須增大物料之間接觸面，生料的粉磨過程，也就是保證細(xì)度能夠滿足易燒性要求所必要的生產(chǎn)過程。要通過生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)的積累，找出最適宜的細(xì)度和最佳生料篩余量。（2）為充分利用不可再生資源，各企業(yè)都擴(kuò)大了資源的利用范圍，這就可能會(huì)導(dǎo)致用于生料配料的物料中帶入的雜質(zhì)增加，某些組分會(huì)給熟料的礦物形成帶來困難。影響易燒性。如：石灰石中的燧石、石

13、英，硅質(zhì)原料中的石英砂（結(jié)晶型SiO2）等；為保證易燒性需要，就要求粉磨的細(xì)度更細(xì)；否則，為滿足配料和易燒性要求，就需要調(diào)整或進(jìn)行原料資源搭配，屆時(shí)采取何種措施，要慎重進(jìn)行系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)分析決定取舍。（3）充分認(rèn)識(shí)生料化學(xué)成分和細(xì)度均勻性的關(guān)系，調(diào)整生料細(xì)度控制方式和生產(chǎn)操作手段，把生料細(xì)度逐步轉(zhuǎn)移到以控制200µm篩余為重點(diǎn)；保證生料顆粒的均齊，使顆粒粒徑分布在較窄的范圍。為實(shí)現(xiàn)生料質(zhì)量的均勻性奠定基礎(chǔ)。（4）根據(jù)各地不同原燃材料的特性，制定、優(yōu)化生料配料方案，堅(jiān)決落實(shí)并嚴(yán)格考核。同時(shí)要密切關(guān)注生產(chǎn)過程中原燃材料品質(zhì)的變化，及時(shí)予以調(diào)整。以保證生料化學(xué)成分的均勻性。達(dá)到生料質(zhì)量均勻性的控

14、制目標(biāo)，提高生料易燒性。三、煅燒質(zhì)量對(duì)生產(chǎn)電耗的影響：3.1、煅燒過程中的熟料質(zhì)量控制指標(biāo)：根據(jù)質(zhì)量參數(shù)對(duì)電能消耗的要求，對(duì)優(yōu)質(zhì)熟料的判定標(biāo)準(zhǔn)，是在f-CaO含量和熟料立升重控制合理，熟料強(qiáng)度高的基礎(chǔ)上，達(dá)到實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步優(yōu)化的能源消耗目標(biāo)。熟料煅燒過程中的質(zhì)量控制指標(biāo)，是對(duì)入窯物料配比的合理性和回轉(zhuǎn)窯操作技能的綜合考核。f-CaO含量和熟料立升重是檢驗(yàn)熟料煅燒質(zhì)量必需的基本指標(biāo)。由于對(duì)熟料品質(zhì)的影響因素較多，配料率值、生料細(xì)度與均化效果、熟料煅燒、窯內(nèi)氣氛及操作人員的技術(shù)水平等，任何因素發(fā)生波動(dòng)，都會(huì)導(dǎo)致熟料品質(zhì)產(chǎn)生異常。熟料中的f-CaO含量高，影響水泥的安定性和強(qiáng)度。安定性不良的水泥，會(huì)導(dǎo)致

15、水泥制品的變形或開裂。對(duì)熟料立升重的檢測(cè)則反映了熟料結(jié)粒的致密程度。參考f-CaO含量、熟料的結(jié)粒情況，并結(jié)合對(duì)熟料的外觀檢測(cè)，可以對(duì)熟料強(qiáng)度和礦物組成進(jìn)行初步定性判斷。在生產(chǎn)過程中，依據(jù)對(duì)控制指標(biāo)的檢測(cè)結(jié)果，就可以及時(shí)地跟蹤分析造成異常的原因，判斷并糾正主要的影響因素，調(diào)整相關(guān)工藝參數(shù)，指導(dǎo)回轉(zhuǎn)窯操作，并且還可作為對(duì)配料適宜性調(diào)整的參考。這對(duì)于提高熟料質(zhì)量，降低生產(chǎn)能耗是非常必需和行之有效的。隨著用于配料資源利用范圍的不斷擴(kuò)大，各種工業(yè)廢渣也開始用于生料配料。這就需要重點(diǎn)關(guān)注物料中帶入的SO3= 、R2O、Cl等有害成分在煅燒過程中對(duì)熟料質(zhì)量的影響。在配料時(shí)，注意硫、堿含量的平衡和對(duì)配料的適

16、宜性。若熟料中的SO3增加，超過了堿對(duì)SO3飽和度的要求，則熟料的細(xì)度和電耗均會(huì)增加。生產(chǎn)過程中對(duì)硫酸鹽飽和度（SG）的控制計(jì)算可采用下式：SG=SO3÷（1.292 Na2O0.85 K2O） %一般要求：控制SG在40-70%之間。如果SG過低，就會(huì)提前出現(xiàn)高粘度的液相量，如果熟料中增加了過量的SO3，就會(huì)產(chǎn)生易磨性很差的飛砂料。如果： SO3 > Na2O . K2O。就需要更細(xì)的熟料；就要增加水泥磨研磨電耗。1%過量的SO35Kwh/t （350/kg時(shí)）。過量的SO3=SO3熟料1.292×（%總的Na2O當(dāng)量）。3.2、合理控制熟料中的f-CaO含量： 水

17、泥從業(yè)人員無不熟悉，f-CaO是熟料煅燒過程中質(zhì)量控制的重要指標(biāo)。它量化了在熟料煅燒過程中CaO與SiO2、Ai2O3、Fe2O3結(jié)合后的余量值。f-CaO的剩余程度會(huì)直接影響到熟料的安定性與強(qiáng)度。因此，各企業(yè)對(duì)f-CaO指標(biāo)都比較重視，把f-CaO1.5%的通用指標(biāo)作為控制熟料質(zhì)量和考核中控操作的重點(diǎn)控制項(xiàng)目。有些企業(yè)甚至片面地認(rèn)為f-CaO越低，熟料的煅燒質(zhì)量越好。并沒有認(rèn)真分析過低的f-CaO給生產(chǎn)管理帶來的負(fù)面影響。只強(qiáng)調(diào)了1.5%的f-CaO合格率。 雖然通常都會(huì)認(rèn)為，f-CaO的變化波動(dòng)主要是中控操作不當(dāng)造成的；把操作員當(dāng)作了主要考核對(duì)象。而實(shí)際上，導(dǎo)致f-CaO波動(dòng)變化的原因是多

18、方面的。固然，由于操作原因，窯內(nèi)熱工發(fā)生了較大變化，會(huì)造成f-CaO波動(dòng)；但是，當(dāng)物料配比、生料細(xì)度發(fā)生變化，操作跟進(jìn)尚未見到收效時(shí)，也會(huì)產(chǎn)生較高的f-CaO；不好一概而論。而且，當(dāng)生料成分中CaO過高或生料中存在粗顆粒晶體時(shí)，采取強(qiáng)制煅燒壓低f-CaO，煅燒的熟料往往會(huì)呈過燒甚至“死燒”狀態(tài)，強(qiáng)度不高且缺乏活性。不僅影響熟料質(zhì)量，還造成電耗和煤耗的升高。這種片面追求低f-CaO方式是很不可取的。 同時(shí)，還應(yīng)認(rèn)識(shí)到，f-CaO指標(biāo)不僅是一個(gè)過程質(zhì)量的控制指標(biāo)，更是一個(gè)與生產(chǎn)成本密切關(guān)聯(lián)的重要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)。據(jù)有關(guān)資料報(bào)導(dǎo)，在熟料煅燒過程中，f-CaO每降低0.1%，熟料煅燒熱耗就要增加58.5K

19、j/kg-cl，這種相關(guān)性，在f-CaO0.5%時(shí)更為密切。并且，用這種熟料磨制水泥時(shí)，水泥的系統(tǒng)電耗要增加0.5%。因此，應(yīng)避免為追求低f-CaO，進(jìn)行“過燒”操作。同時(shí)，還需要對(duì)f-CaO的控制指標(biāo)定一個(gè)合理的下限，以控制過燒，而不應(yīng)該只是籠統(tǒng)的將控制指標(biāo)訂在1.5%以下。為發(fā)揮控制指標(biāo)的經(jīng)濟(jì)實(shí)用性，綜合考慮f-CaO考核的質(zhì)量控制和經(jīng)濟(jì)技術(shù)雙重職能，有必要對(duì)熟料f-CaO的上下限都進(jìn)行考核，放寬上限指標(biāo)，增加下限指標(biāo)。在操作中熟料f-CaO控制在0.52.0%之間。下限指標(biāo)定在0.5%。將熟料f-CaO控制指標(biāo)調(diào)整為1-2%。是相對(duì)更為符合生產(chǎn)實(shí)際的。3.3、對(duì)燃料篩余量的控制：燃煤的燃

20、燒反應(yīng)能力與其揮發(fā)分含量成正比，碳粒的燃燒速度則與顆粒粒徑的平方成反比。煤質(zhì)不同，揮發(fā)分不同，煙煤與無煙煤之間的差距更大。由于燃料中粗顆粒燃燒需要更長的時(shí)間，為保證煤粉的燃燒充分，在煤粉燃燒時(shí)，對(duì)煤粉細(xì)度控制，還要對(duì)粗顆粒粒徑進(jìn)行控制。煤粉在燃燒時(shí)要達(dá)到足夠的反應(yīng)能力，煤質(zhì)和顆粒細(xì)度是兩個(gè)重要的必備條件。粉磨煤粉的目的，就是為保證煤粉的充分燃燒提供所要求實(shí)現(xiàn)的顆粒粒度。研究表明：在相同的停留時(shí)間下，煤的揮發(fā)分越高，煤粉粒度可以略粗；煤粉的細(xì)度相同，揮發(fā)分越高，燃燒速度越快。在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)，當(dāng)揮發(fā)分含量降低時(shí)，煤粉的燃燒速度也相應(yīng)降低，但窯產(chǎn)量及溫度的變化并不十分明顯?？墒钱?dāng)煤粉顆粒變粗時(shí)，熟料的熱

21、耗也隨之增大，兩者成正比發(fā)展。并且熟料中的f-CaO也有所增加。由此可得出結(jié)論：煤質(zhì)不同，煤粉細(xì)度不同，雖然對(duì)熟煅燒的影響程度不同，但都會(huì)對(duì)燃燒時(shí)間構(gòu)成影響；在生產(chǎn)中，當(dāng)煤質(zhì)發(fā)生變化時(shí)，應(yīng)根據(jù)煤粉中揮發(fā)分的含量來確定煤粉的細(xì)度。選擇合理的煤粉細(xì)度是節(jié)能降耗、優(yōu)化回轉(zhuǎn)窯熱工制度的基礎(chǔ)。煤的易磨性具有兩大特點(diǎn)：一是煤的產(chǎn)地不同，粉磨功指數(shù)的分布很寬，實(shí)際測(cè)量顯示值在16-30Kwh/t之間，最大差值可以成倍增長。二是難磨性突出，生料的粉磨功指數(shù)一般僅為912Kwh/t ，熟料的功指數(shù)普遍也僅在20Kwh/t左右。但即使功指數(shù)為16Kwh/t較易粉磨的煤，其難磨性也高于生料接近熟料?？梢?，對(duì)煤粉細(xì)度

22、選擇的合理，既能優(yōu)化煤粉燃燒條件，又能降低粉磨電耗，能夠取得一舉兩得的效益。根據(jù)揮發(fā)分含量來確定煤粉細(xì)度經(jīng)驗(yàn)式有很多，現(xiàn)例舉幾個(gè)生產(chǎn)簡易算式：90µm篩余量0.5×揮發(fā)分%。也有推薦：80µm篩余量0.4×揮發(fā)分%?；颍?5µm篩余量0.5×揮發(fā)分%；為優(yōu)化回轉(zhuǎn)窯煅燒，有的專家對(duì)細(xì)粉中的粗粒，根據(jù)煤的類型作出如下規(guī)定： 200µm篩余1.0%;也有建議采用：150µm篩余0.5%的，至于哪個(gè)算式的計(jì)算結(jié)果更符合生產(chǎn)實(shí)際，各企業(yè)需據(jù)情況確定。同時(shí)，對(duì)煤粉中水分的要求：控制范圍以1.5%為宜。3.4、熟料中的主要礦物與

23、電耗：在水泥熟料中，C3S是對(duì)性能起主導(dǎo)作用的最重要礦物。在所有礦物組成中占據(jù)比例最大，熟料中的C3S含量最高可達(dá)65%，在我國水泥企業(yè)中C3S含量現(xiàn)已逐步控制到55-60%左右。水泥的凝結(jié)和強(qiáng)度的發(fā)展，主要是依靠C3S逐步水化為各種組成的C-S-H膠凝體（雪硅鈣石）所起的作用。C3S從開始水化直到28天都在發(fā)揮作用。與C2S比較，C2S主要是對(duì)后期強(qiáng)度的影響，而在前六個(gè)月內(nèi)對(duì)熟料強(qiáng)度作出的貢獻(xiàn)主要是C3S。在強(qiáng)度的發(fā)揮上，主要取決于C3S和C2S的比值。比值越高，C3S發(fā)揮的作用越大。雖然C3S有著優(yōu)異的水化性能，并且礦物的易磨性也優(yōu)于C2S。但經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，C3S的結(jié)晶發(fā)育程度，對(duì)粉磨電耗有

24、很大影響。國外有專家通過試驗(yàn)室測(cè)試技術(shù)，歸納出一個(gè)易磨性系數(shù)經(jīng)驗(yàn)式（比表面積：350/kg）：K=33.4×0.32C3SN0.27C2S13.2TEA 式中: C3SN: 為平均阿利特尺寸。 µ C2S: 為貝利特占有百分比。 % TEA:磨內(nèi)助磨劑用量。 %由上式可以看出，當(dāng)水泥比表面積控制在350/kg時(shí)，熟料的易磨性系數(shù)與阿利特平均尺寸的約10倍成正比。即：阿利特結(jié)晶平均增大1µ，電耗就要增加9倍。而與C3SN比較，貝利特的影響就小很多。從C3S的巖相觀測(cè)知道，快速升溫時(shí)阿利特尺寸在1520µm，而慢速加熱生成的阿利特尺寸為4060µm

25、或更大。因此，C3S在熟料中占有比例的大小和結(jié)晶發(fā)育的好壞，不僅關(guān)系到熟料和水泥的強(qiáng)度指標(biāo)，而且還要影響到熟料易磨性的經(jīng)濟(jì)消耗指標(biāo)。 C2S在熟料中含量一般在20%左右。熟料中的C2S并不是以純的形式存在，而是溶進(jìn)了少量其它氧化物形成固溶體，稱為B礦，或稱貝利特。B礦凝結(jié)硬化慢，早期強(qiáng)度低，但在28天以后，強(qiáng)度仍能很快增長。約一年后能達(dá)到A礦的強(qiáng)度。正常熟料的C2S都以-C2S形式存在，當(dāng)回轉(zhuǎn)窯燒成帶溫度低、液相量不足，窯內(nèi)還原氣氛嚴(yán)重時(shí)，在熟料中生成的C2S含量升高；熟料冷卻速度慢，溫度在低于500時(shí)，C2S容易由-C2S型轉(zhuǎn)變?yōu)閹缀鯚o硬性的-C2S，體積要膨脹10%，并且要造成熟料粉化。

26、與C3S相比，C2S的易磨性很差。在相同的比表面積下，研磨電耗隨C2S含量的增加而增加，隨C3S的減少而減少。是難于研磨的C2S。10%C2S（或10%C3S）=5Kwh/t（3500cm2/g）。3.5、“快燒急冷”是優(yōu)化熟料活性的重要措施：良好的反應(yīng)活性和水化速度、相對(duì)較高的熟料強(qiáng)度和較低的粉磨電耗，是熟料品質(zhì)優(yōu)良的表現(xiàn)。要實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，除了熟料要具有有合理的化學(xué)成分和礦物組成外，還必須使原料得到充分合理的煅燒。化學(xué)成分和計(jì)算礦物組成相同的水泥，水化速度也可能會(huì)顯現(xiàn)出明顯的不同。熟料的生產(chǎn)方法和燒成過程，如：窯型、燒成溫度、燒成制度和冷卻速度等不同，都要會(huì)影響到熟料的物相組成和分布，影響到

27、所形成晶粒的大小，晶體的缺陷濃度。真實(shí)的晶體總不會(huì)完善，會(huì)存在缺陷，它們的固熔體更是這樣。正是晶體結(jié)構(gòu)的差異和位錯(cuò)密度影響著它們的水化速率?；剞D(zhuǎn)窯燃燒帶的熱力強(qiáng)度和煅燒氣氛、升溫速率、煅燒溫度和保溫時(shí)間，熟料的冷卻速度和效果，對(duì)熟料的晶相組成、結(jié)構(gòu)和形狀都有很大影響。試驗(yàn)結(jié)果表明：煅燒充分、溫度高，、升溫速率快和急冷的硅酸鹽水泥熟料28天的抗壓強(qiáng)度最高，熟料的易磨性最好。因此，“快燒急冷”是提高熟料品質(zhì)的重要措施。 所謂“快燒”：就是在有足夠高的燒成溫度，能夠保證熟料充分煅燒的前提下，使熟料快速燒成并通過高溫帶。這樣就可以得到晶體細(xì)小、發(fā)育不完全、晶體缺陷濃度大，且f-CaO含量不高的熟料。經(jīng)

28、過“快燒”的熟料反應(yīng)活性大、水化速度快，對(duì)水泥的各齡期強(qiáng)度尤其是3天強(qiáng)度發(fā)揮都很有利。“急冷”即：使出窯熟料在冷卻機(jī)內(nèi)得到迅速冷卻。熟料被迅速冷卻后，可使阿利特晶體停止發(fā)育，繼續(xù)保持晶體細(xì)小，晶格缺陷、位錯(cuò)密度大的特性。通過快速冷卻的熟料，A礦尺寸能夠達(dá)到30µm。同時(shí)，通過急冷可以有效抑制有水化活性的-C2S轉(zhuǎn)變成無水化活性的-C2S。熟料中的液相也會(huì)較多地凝固成玻璃相。高溫熟料在急冷過程中，形成的方鎂石晶體細(xì)小，甚至部分還是玻璃態(tài)。會(huì)加快MgO的水化速度，改善含鎂較高水泥的安定性。使熟料強(qiáng)度和水化速度進(jìn)一步提高。由于粗大的晶體在粉磨時(shí)要消耗更多的能量，采用“快燒”法燒成的熟料礦物

29、晶體細(xì)小，發(fā)育不良，有較好的易磨性，“急冷”使熟料中液相形成晶體的數(shù)量減少，玻璃相增加，更進(jìn)一步改善了易磨性。因此，在化學(xué)成分和礦物組成近似的情況下，快燒急冷的熟料具有更高的水化活性，熟料強(qiáng)度甚至可以提高一個(gè)標(biāo)號(hào)，易磨性也大為改善。3.6、燒成帶熱且短燒出易磨熟料：為了給回轉(zhuǎn)窯產(chǎn)質(zhì)量的提高提供可靠保障，企業(yè)首先就要做到，根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際盡最大能力保證原燃材料的“均質(zhì)”。而中控操作的控制目標(biāo)，就是在原燃材料“均質(zhì)”的基礎(chǔ)上，保證燒成系統(tǒng)熱工參數(shù)在生產(chǎn)運(yùn)行中控制的平衡穩(wěn)定：1、保證預(yù)分解系統(tǒng)的分解能力和回轉(zhuǎn)窯燒結(jié)能力的平衡穩(wěn)定。2、保證回轉(zhuǎn)窯的發(fā)熱能力和傳熱能力的平衡穩(wěn)定。 3、保證窯內(nèi)物料填充率和回

30、轉(zhuǎn)窯轉(zhuǎn)速的平衡穩(wěn)定。在上述的三個(gè)平衡穩(wěn)定中，回轉(zhuǎn)窯的燒結(jié)能力：是指窯內(nèi)物料固相反應(yīng)和熟料燒成的能力。根據(jù)熱化學(xué)反應(yīng)理論，在熟料燒成階段，主要是C2S與CaO起化學(xué)反應(yīng)生成C3S。C3S的形成是CaO溶解，并以Ca2+的形式在高溫液相中向C2S擴(kuò)散來實(shí)現(xiàn)的。溶解過程耗用的時(shí)間長，在液相中擴(kuò)散的速度快，C3S的形成主要被CaO溶解過程所控制。為提高燒成溫度，促進(jìn)C3S的快速生成。在中控操作中，就要時(shí)刻注意原、燃材料成分和細(xì)度均勻性的變化，保持風(fēng)、煤、料的適當(dāng)配合，保證煤粉的完全充分燃燒。在提高預(yù)分解系統(tǒng)分解能力的基礎(chǔ)上，保證回轉(zhuǎn)窯的發(fā)熱能力和傳熱能力的平衡穩(wěn)定，以快速提高窯內(nèi)的升溫速率和物料煅燒溫

31、度。這樣，不僅能夠提高CaO的溶解和擴(kuò)散速度，同時(shí)， C2S的溶解和擴(kuò)散速度也會(huì)提高，使化學(xué)反應(yīng)速度加快。據(jù)資料報(bào)道，煅燒溫度從1360提高到1420時(shí)，就會(huì)使燒成時(shí)間減少一半左右。溫度愈高，熟料形成速度愈快，燒成時(shí)間縮短。就可使回轉(zhuǎn)窯速得以提高。為提高熟料燒成溫度，中控操作中還要注意二次風(fēng)溫度的提高?；剞D(zhuǎn)窯內(nèi)火焰溫度是在入窯二次風(fēng)溫的基礎(chǔ)上提高的。二次風(fēng)溫度高，為滿足燒成帶對(duì)火焰溫度的要求奠定了基礎(chǔ)。火焰可能達(dá)到的溫度就越高。溫度較高的二次風(fēng)有利于窯內(nèi)火焰的傳播，會(huì)明顯地縮短并有利于保持一個(gè)穩(wěn)定火焰的黑火頭長度，為控制煤粉燃燒過程，提高燃燒速度，保持合理的火焰形狀創(chuàng)造了條件。同時(shí)，由于二次風(fēng)

32、溫的提高，縮短了回轉(zhuǎn)窯內(nèi)冷卻帶長度，出窯熟料溫度升高 使熟料易磨得到改善。但是在操作中，燒成溫度也不能過度提高，當(dāng)燒成溫度過高時(shí)，高溫熟料會(huì)被窯壁帶的很高，回轉(zhuǎn)窯的轉(zhuǎn)動(dòng)力矩增大。同時(shí)，燒成溫度控制過高，即使沒有造成生產(chǎn)事故或埋下隱患，也會(huì)因“過燒”影響熟料質(zhì)量，并導(dǎo)致窯電流升高，增加燒成電耗。因此，一般認(rèn)為，燒成帶的溫度以穩(wěn)定保持在1600-1800為宜。相對(duì)較短的燒成帶可提高熟料的易磨性并增加水泥的強(qiáng)度。窯電流在操作穩(wěn)定、熟料產(chǎn)質(zhì)量均好的情況下達(dá)到最小值，即是優(yōu)化操作。在這種煅燒狀態(tài)下燒出的熟料熟料的強(qiáng)度高、活性大，易磨性好。四、最大限度地節(jié)省水泥粉磨電耗:4.1、實(shí)現(xiàn)對(duì)水泥比表面積的最佳控

33、制: 在粉磨過程中對(duì)水泥粉體狀態(tài)進(jìn)行合理控制，主要就是控制水泥的磨細(xì)程度。即：水泥細(xì)度和比表面積，顆粒分布和顆粒形貌。、目前控制方法的缺陷：（1）對(duì)水泥細(xì)度的控制：水泥細(xì)度直接影響著水泥的凝結(jié)、水化、硬化和強(qiáng)度等一系列物理性能。在一定的粉磨工藝條件下，水泥強(qiáng)度與其細(xì)度有著一定關(guān)系。水泥的篩余量越小表示水泥越細(xì)，強(qiáng)度越高。但是，目前采用的0.08mm 方孔篩篩余控制細(xì)度的方法，暴露出較多問題：A、為充分發(fā)揮水泥的水化活性，現(xiàn)在水泥粉磨得都非常細(xì)，如仍沿用0.08mm 方孔篩作篩余，篩余量基本都在1%左右甚至更低，0.08mm的篩余已不具備對(duì)水泥粉體狀態(tài)的代表性，失去了控制意義。 B、細(xì)度值是指0

34、.08mm 篩的篩余量，即水泥中80m 顆粒含量（%）。眾所周知，64m 的水泥顆粒的水化活性已很低了，所以用80m 顆粒含量多少進(jìn)行水泥質(zhì)量控制不能全面反映水泥的真實(shí)活性。C、當(dāng)粉磨工藝發(fā)生變化時(shí)，細(xì)度值也隨之變化。如開流磨篩余值偏大，圈流磨篩余值偏小，有時(shí)很難根據(jù)細(xì)度來控制水泥強(qiáng)度。（2）水泥比表面積控制：國外水泥標(biāo)準(zhǔn)大多采用比表面積指標(biāo)控制。采用勃氏比表面積儀測(cè)定水泥比表面積，我國的硅酸鹽水泥和熟料的國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定也已經(jīng)與國外接軌。水泥比表面積與水泥性能存在著較好的關(guān)系。水泥越細(xì)，比表面積越大。但同樣，用比表面積控制水泥質(zhì)量時(shí)，也存在下述兩方面的不足： A、比表面積對(duì)水泥中細(xì)顆粒含量的多少

35、反映很敏感。有時(shí)比表面積并不很高，但由于水泥顆粒級(jí)配合理，水泥強(qiáng)度卻很高。B、摻有混合材料的水泥比表面積不能真實(shí)反映水泥的總外表面積，如:摻有火山灰質(zhì)混合材料，水泥比表面積往往會(huì)產(chǎn)生偏高現(xiàn)象。因此，如果達(dá)到比表面積控制的最佳效果,必須要兼顧水泥的顆粒級(jí)配。4.1.2、顆粒級(jí)配水泥性能的影響: 研究證明，水泥顆粒級(jí)配對(duì)水泥性能有很大影響。0-3m 顆粒對(duì)于早強(qiáng)是必不可少的，對(duì)后期強(qiáng)度則不起作用。3-32m 顆粒對(duì)強(qiáng)度的增長起主要作用，其粒度分布是連續(xù)的， 16-24m 的顆粒對(duì)水泥性能的發(fā)揮尤為重要，含量愈多愈好；而超過30m 的顆粒只是部分水化，對(duì)強(qiáng)度所起作用有限；大于64m 的顆粒對(duì)強(qiáng)度的發(fā)

36、展幾乎沒有影響。此外，水泥的粒度分布（顆粒級(jí)配）不當(dāng)，還會(huì)影響到水泥水化時(shí)的需水量（和易性），最終會(huì)降低硬化后的水泥或混凝土的強(qiáng)度。因此掌握水泥顆粒級(jí)配的指標(biāo)是非常重要的。4.1.3、比表面積與45m 篩余結(jié)合控制水泥質(zhì)量:水泥的合理顆粒組成，是指該組成能最大限度地發(fā)揮水泥熟料的膠凝性和具有最緊密的體積堆積密度。熟料膠凝性與熟料顆粒的水化速度和水化程度有關(guān)，而堆積密度則是由顆粒大小含量比例所決定。比表面積的數(shù)值主要是反映5m 以下的顆粒含量,它的變化也主要是與5m 以下的顆粒含量有關(guān)。因此，使用比表面積法可以及時(shí)掌握、調(diào)整與水泥需水性等密切相關(guān)的微細(xì)顆粒的含量。而采用45m 篩余法可以了解水泥

37、中有效顆粒的含量。用45m 篩余和比表面積共同控制細(xì)度，在固定的工藝條件下，水泥的45m 篩余量和比表面積控制在一個(gè)合理的水平上時(shí)，可以有效限制3m 以下和45m 以上的顆粒含量。用二者結(jié)合進(jìn)行粉磨工藝參數(shù)控制，能獲得良好的水泥性能和較低的生產(chǎn)電耗。同時(shí)，這種控制方法與其它方法相比，具有操作簡便、控制有效的優(yōu)點(diǎn)，并可以為優(yōu)化磨機(jī)操作提供依據(jù)。水泥粉磨是電耗和研磨體消耗最大、最有節(jié)電潛力的生產(chǎn)環(huán)節(jié)。水泥粉磨電耗約占水泥生產(chǎn)綜合電耗的30%左右。因此，優(yōu)化水泥質(zhì)量，對(duì)降低粉磨電耗就顯得十分重要。4.2、使用和優(yōu)化水泥助磨劑：助磨劑的應(yīng)用價(jià)值：助磨劑是水泥粉磨時(shí)加入的,為了改善水泥粉磨工藝，提高生產(chǎn)

38、效率而又不損害水泥性能的外加劑。是水泥生產(chǎn)的種有效、必要的輔助產(chǎn)品。水泥助磨劑所發(fā)揮的種種優(yōu)勢(shì)，已被越來越多的人所認(rèn)識(shí)，并被逐漸廣泛地應(yīng)用于水泥的生產(chǎn)。優(yōu)質(zhì)的水泥助磨劑所帶來的效益已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過它本身的價(jià)值：A、降低粉磨電耗：使用助磨劑，一方面可以在相同細(xì)度控制指標(biāo)下，提高磨機(jī)的研磨效率降低噸水泥電耗，另一方面，可以改善水泥質(zhì)量，從而可有效地降低水泥的控制細(xì)度或比表面積，達(dá)到進(jìn)一步增產(chǎn)降耗的目的。通常來說，使用助磨劑能降低電耗在530之間。B、增加磨機(jī)產(chǎn)量：增加磨機(jī)臺(tái)時(shí)產(chǎn)量，直接效益就是粉磨電耗的降低。另外，產(chǎn)量的增加，還可以帶來其他效益。如：增加銷售，增加年銷售額或利潤；有能力滿足市場(chǎng)的高峰需求

39、，這對(duì)于水泥銷售季節(jié)化的市場(chǎng)，可以產(chǎn)生更多的效益；達(dá)到降低成本的目的。C、減少運(yùn)行時(shí)間：對(duì)于年產(chǎn)量一定的水泥生產(chǎn)企業(yè)，成功地使用水泥助磨劑可以減少水泥磨的運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間，從而在生產(chǎn)上可以利用峰谷電差價(jià)。銷售不是很好時(shí)，可以考慮使用助磨劑來縮短生產(chǎn)時(shí)間，避開峰電生產(chǎn)，減少高價(jià)電的使用。減少對(duì)設(shè)備的維護(hù)、維修保養(yǎng)費(fèi)用。D、改善水泥的性能：成功地使用助磨劑可以調(diào)整水泥顆粒級(jí)配，改善水泥質(zhì)量，增加混合材摻加比例。對(duì)于有質(zhì)量改進(jìn)功能的助磨劑，不僅有助磨功能，還能夠在更大范圍內(nèi)調(diào)整水泥質(zhì)量?？梢愿鶕?jù)水泥企業(yè)和水泥類型的不同，相應(yīng)地調(diào)整水泥的需水量、凝結(jié)時(shí)間、以及強(qiáng)度的發(fā)展等，滿足不同的需求目的。E、改善水泥的操

40、作性能：使用水泥助磨劑，可以有效地改善水泥顆粒的分散性和流動(dòng)性，減少水泥結(jié)塊，加快散裝水泥的裝卸速度，增加空氣泵送能力，降低泵送成本。同時(shí)，還可以改善水泥庫的儲(chǔ)存能力，減少掛壁和庫底死角滯灰程度，提高表觀密度，增加庫容量。F、提高水泥的使用效益：水泥助磨劑的使用效益包括質(zhì)量效益、經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益等。就助磨劑對(duì)產(chǎn)質(zhì)量提高的作用而言，使用助磨劑的提產(chǎn)效果一般比較明顯。另因使用助磨劑而提高了強(qiáng)度。可增加混合材摻入量，降低生產(chǎn)成本。、助磨劑的選擇和優(yōu)化：要正確地的選擇使用助磨劑，首先就要明確使用助磨劑的目的。現(xiàn)代水泥企業(yè)使用助磨劑的主要目的是降低生產(chǎn)成本，提高水泥質(zhì)量。即使相似的助磨劑在相似的生產(chǎn)線

41、上應(yīng)用，其所起的作用也有很大的差別。所以理解水泥企業(yè)自己的實(shí)際情況并選擇合適的水泥助磨劑，才能獲得應(yīng)用的成功。要明確使用水泥助磨劑目的：首先，要對(duì)企業(yè)自己生產(chǎn)的水泥及其工藝狀況掌握了解。了解水泥的品種、質(zhì)量情況、混合材及其摻加量等。其次，充分了解水泥磨系統(tǒng)的生產(chǎn)工藝，磨機(jī)性能、產(chǎn)品等。此外，綜合水泥標(biāo)準(zhǔn)、市場(chǎng)需求等來明確自己的需求，并作可行性的分析，確定是否能通過應(yīng)用水泥助磨劑來滿足自己的需求。一般來說，水泥企業(yè)存在以下情況時(shí)，均可以考慮采用助磨劑來解決：彌補(bǔ)生產(chǎn)能力的不足，滿足銷售需求。提高磨機(jī)臺(tái)時(shí)產(chǎn)量。減少運(yùn)行時(shí)間，降低維修、維護(hù)成本。提高水泥質(zhì)量，滿足客戶需求，增加市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力；提高水泥流動(dòng)度，改善水泥可操作性。增加混合材的使用，降低成本。減少熟料用量，增加工業(yè)廢渣利用。生產(chǎn)高標(biāo)號(hào)、新品種的水泥，滿足新市場(chǎng)的需求。、水泥助磨劑的類型：助磨劑按使用狀態(tài)，可以分為：液體、固體和氣體。液體助磨劑以液體狀通過計(jì)量泵，穩(wěn)定、均勻地加在入磨皮帶的物料上，或