水泥行業(yè)著名專家陳全德教授談水泥新標準與設備改造
陳全德教授指出,由于新標準實施后,我國水泥實物質量平均約降低一個標號。其中PI型水泥降低最少,PII型次之,PO及PS型降低較多。而在PO型水泥中,新型干法窯降低少,濕法窯次之,立窯降低的最多。因此,實施新標準后,我國水泥工業(yè),特別是中小型企業(yè)將面臨嚴峻挑戰(zhàn),迫切需要采取有效措施提高產品質量。否則,將面臨淘汰的危險。
水泥產品質量的高低,主要由熟料礦物組成、熟料煅燒和水泥粉磨等三大工藝來確定。為此,陳全德教授舉了一個最為通俗易懂的例子,來解釋這三大工藝的聯(lián)系。陳教授說,就像我們在家做菜,炒蝦仁一樣,炒之前要先配菜,蝦仁的大小、新鮮與否、放不放肉丁、黃瓜丁,都是決定這道菜是否好吃的關鍵。同樣道理,水泥強度等性能的好壞首先決定于熟料的礦物組成,因此,熟料礦物的優(yōu)化設計成為提高水泥強度的重要前提。發(fā)達國家硅酸鹽礦物含量約占硅酸鹽水泥熟料總礦物含量的 78%左右,硅酸三鈣含量占60%以上。而我國長期以來由于大多生產低標號水泥,硅酸三鈣和硅酸二鈣總量占72%左右,其中硅酸三鈣含量僅為50%左右。這是我國水泥熟料質量不高的重要原因之一。因此,為了提高熟料質量,適應與國際接軌的新標準,首先要在熟料礦物成分設計中放棄過去長期采用的低硅率、低鋁氧率、中飽和比的方案。新型干法企業(yè)硅酸三鈣和硅酸二鈣總量要提高到77%以上,其中硅酸三鈣含量提高到58%以上;中小型企業(yè)硅酸三鈣和硅酸二鈣總量要提高到75%以上,其中硅酸三鈣含量提高到56%以上。
熟料礦物成分的優(yōu)化設計只是提高熟料質量先決條件,能否使這些礦物成分按設計要求生成,關鍵又在于熟料煅燒。正像陳教授說的,菜已經(jīng)配好了,就該上火炒了。是大火爆炒,還是小火慢炒呢?陳教授告訴記者,水泥工業(yè)窯的作用就是為了給熟料礦物化合形成提供適應的熱力場和溫度場。預分解窯的優(yōu)點就在于生料能在預熱分解系統(tǒng)中預熱、分解,入窯后能在具有足夠溫度的高溫溫度場中,通過化學反應充分化合,形成設計中規(guī)定的熟料礦物。而中小型企業(yè)的其他窯型,特別是立窯,由于熟料是在煅燒、換熱、傳質條件都較差的熱場和溫度場中煅燒,窯內工況也不夠穩(wěn)定,致使熟料礦物成分難以充分化合,生成優(yōu)質熟料。因此中小型企業(yè)在熟料優(yōu)化設計的第一步工作完成后,必須不惜一切代價,重視和滿足熟料煅燒工藝要求,方可生產符合新標準的優(yōu)質熟料。
菜配好了,也炒好了,該我們吃了,那么我們是選擇細嚼慢咽呢,還是狼吞虎咽呢?細嚼慢咽雖然時間長,但有利于我們充分吸收營養(yǎng);而狼吞虎咽時間很短,但吃下后,不但胃里不舒服,還不利于營養(yǎng)的吸收。同樣道理,優(yōu)質熟料必須根據(jù)產品性能要求粉磨至一定細度,才能使熟料礦物遇水后迅速水化,發(fā)揮其應有的強度和性能。水泥磨得越細,水化愈快,同時水泥顆粒還要適應匹配才可發(fā)揮好的效果。因此,實行新標準后,為了提高水泥產品質量,還必須優(yōu)化水泥粉磨技術,提高水泥細度,增加水泥微粉量,同時要注重水泥顆粒級配及形貌。
最后,陳全德教授指出,由于我國中小型水泥企業(yè)工藝及裝備水平比較落后,提高水泥產品質量的根本途徑還在于擯棄現(xiàn)有的落后工藝、技術與裝備,采用具有當代先進技術水平的“新型干法、窯外分解”技術;同時,20世紀80年代前因陋就簡建設的新型干法生產線也必須根據(jù)實際情況,“填平補齊”實施優(yōu)化技術改進,不能認為有了“懸浮預熱”、 “窯外分解”工藝,窯尾加了“一把火”,就可以高枕無憂、正常生產了。
由于我國中小型企業(yè)眾多,尤其立窯企業(yè)多,如果立即改造成為新型干法生產線,在資金、技術、管理等許多方面都是一時難以做到的。因此,陳全德教授提醒廣大中小型企業(yè),必須按原國家建材局制訂的跨世紀發(fā)展戰(zhàn)略和“上大改小”和整頓落后、發(fā)展先進的方針政策,采用當代先進技術與先進適用技術,有計劃、有步驟的實施技術改造。并建議中小型企業(yè)在改造前除了要樹立“質量第一”的思想外,還要采取適當?shù)脑剂项A均化及生料均化措施,千方百計穩(wěn)定原燃料及生料成分,為熟料穩(wěn)定煅燒創(chuàng)造優(yōu)良條件?;蚩刹捎眯滦腿ǖ阑蛩耐ǖ绹娒鹤?,提高煅燒效率,保持窯內有足夠的高溫和合理分布熱工制度。同時要保持喂煤、喂料裝置工況穩(wěn)定,為煅燒高硅酸鹽礦物含量熟料創(chuàng)造條件。
陳全德教授還建議立窯企業(yè),在原推廣的立窯改造14項技術和新14 項技術中,可根據(jù)本企業(yè)實際情況優(yōu)選出適用技術,如預加水成球、窯體改造與保溫、預均化及均化、鋼球級配、磨機襯板改造等,實施技術改造,力求取得實效。
根據(jù)企業(yè)在實施新標準后水泥產品質量的情況,選用輥壓機預粉磨、圈流粉磨及高效選粉機工藝及裝備,在提高粉磨效率基礎上,力求提高水泥粉磨細度,優(yōu)化水泥顆粒級配及形貌,增加水泥微粉量,提高水泥早期強度及產品質量。
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