硅酸鹽水泥工藝流程探究

韓 芳 代長福 付瓊卿

（1.中材建設(shè)有限公司北京分公司， 北京 大興 100176；2.臨澧冀東水泥有限公司， 湖南 常德 415216）

隨著現(xiàn)代工程建設(shè)投資不斷增加，相應(yīng)增加了水泥需求度，硅酸鹽水泥成為常用工程材料。由于硅酸鹽水泥生產(chǎn)設(shè)施與技術(shù)持續(xù)提升，水泥建設(shè)投資減少，相應(yīng)降低生產(chǎn)成本，從而促使水泥生產(chǎn)的前進發(fā)展。水泥生產(chǎn)流程具備技術(shù)先進性與綠色節(jié)能特點，并且開始朝著自動化控制與調(diào)節(jié)方向發(fā)展，可以實現(xiàn)水泥工藝流程的現(xiàn)代化發(fā)展。

1 硅酸鹽水泥的特點

硅酸鹽水泥具備多種應(yīng)用特點，首先，高強度特點。由于水泥遇水會出現(xiàn)水化反應(yīng)，從而加大水泥強度。在制作混凝土框架梁和樓板時，必須應(yīng)用水泥與砂礫結(jié)合方式；其次，水化熱與抗凍性能。硅酸鹽水泥和水會發(fā)生明顯反應(yīng)，反應(yīng)速度比較快。水泥中包含硅酸二鈣、氯酸三鈣和硅酸三鈣，水化熱反應(yīng)明顯，可以在冬季寒冷天氣下施工。在大體積混凝土工程施工建設(shè)中，必須關(guān)注混凝土構(gòu)件聚集所產(chǎn)生的熱量，防止內(nèi)部與外部溫度差過大，對混凝土結(jié)構(gòu)及使用功能造成影響。在開展大體積混凝土施工時，不能應(yīng)用硅酸鹽水泥。由于硅酸鹽水泥制混凝土的緊密性強，且強度與抗凍新料號，所以可以應(yīng)用到寒冷地區(qū)施工中。硅酸鹽水泥干縮性與耐磨性良好，水泥硬化之后的干縮性小，不會引發(fā)裂縫和干縮問題。因此在干燥環(huán)境下，硅酸鹽水泥的適用性強，不會出現(xiàn)起粉現(xiàn)象，因此耐磨性能顯著，可以應(yīng)用到道路工程建設(shè)中。此外，硅酸鹽水泥的抗碳化性能佳，水泥和水產(chǎn)生反應(yīng)后，水泥石會產(chǎn)生大量氫氧化鈣。碳化處理過程中，會降低硅酸鹽水泥的堿度，從而保護鋼筋和混凝土。

盡管硅酸鹽水泥具備多種應(yīng)用優(yōu)勢，但是在使用期間也存在缺陷與不足。第一，耐腐蝕性差。由于硅酸鹽水泥會產(chǎn)生水化反應(yīng)，從而生成大量的水化鋁酸鈣和氫氧化鈣。硅酸鹽水泥的抗腐蝕性與耐水性比較差。所以在開展海港工程建設(shè)時，不能應(yīng)用硅酸鹽水泥作為原材料，也不能將該類水泥應(yīng)用到抗硫酸鹽工程建設(shè)中。第二，耐高溫性能差。如果溫度高達250℃-300℃時，硅酸鹽水泥內(nèi)的水化硅酸鈣會出現(xiàn)脫水現(xiàn)象。如果溫度超過600℃，碳酸鈣會分解為氧化鈣和二氧化碳。當(dāng)溫度持續(xù)升高時，水泥石會受潮，從而導(dǎo)致氧化鈣和水發(fā)生反應(yīng)，不斷增加水泥體積，從而導(dǎo)致整體崩塌。如果施工溫度大于250℃時，則不能應(yīng)用硅酸鹽水泥。

2 硅酸鹽水泥的生產(chǎn)工藝流程

2.1 破碎與預(yù)均化

第一，破碎處理。在生產(chǎn)硅酸鹽水泥時，首先要破碎原材料。石灰石屬于水泥的主要原材料，在開采初期具備粒度大、硬度高等特點，因此在硅酸鹽水泥破碎處理中，必須注重石灰石破碎處理。

第二，原料預(yù)均化。此種處理方式可以提升原料堆場利用率，進一步實現(xiàn)存儲與均化功能。預(yù)均化技術(shù)需要借助堆取料技術(shù)，簡化原材料的存儲步驟和堆取步驟，實現(xiàn)原料均化。

2.2 制備生料

在生產(chǎn)硅酸鹽水泥時，產(chǎn)量和原料的比例為1:3，原料包括混合料粉末、石膏粉末和燃料粉末。按照相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，在開展干法水泥生產(chǎn)線粉磨處理時，會消耗60%動力，其中水泥生料粉磨占比30%，煤磨占比3%，水泥粉磨占比40%。所以必須科學(xué)選擇粉磨設(shè)備與技術(shù)工藝。同時，注重優(yōu)化工藝參數(shù)，規(guī)范操作步驟，制定科學(xué)的作業(yè)制度，以此維護產(chǎn)品生產(chǎn)效率與質(zhì)量。

2.3 生料均化

在應(yīng)用新型干法水泥生產(chǎn)方式時，必須確保入窯姐生料成分的穩(wěn)定性，避免對熟料生成造成影響。生料均化系統(tǒng)可以確保入窯生料成分的穩(wěn)定性。

2.4 預(yù)熱分解

應(yīng)用預(yù)熱器可以代替轉(zhuǎn)窯功能，預(yù)熱和分解生料，縮短回轉(zhuǎn)窯長度。其次，物料在預(yù)熱器內(nèi)呈懸浮狀態(tài)，通過氣料熱交換可以提升熱效率，減少能源消耗。

物料分散步驟如下：生料換熱期間，多數(shù)生料是利用入口管道進入，在進入預(yù)熱器管道后，生料可以和氣流實現(xiàn)沖擊碰撞，隨著氣流的上升愚弄，物料也會分散開。

氣固分離步驟如下：隨著氣流的運動，粉料可以進入到旋風(fēng)筒內(nèi)部，停留在排氣管和旋風(fēng)筒之間的空間內(nèi)，從而開展旋轉(zhuǎn)向下運動。從旋風(fēng)筒筒體開始運動，之后達到錐體部分，最后達到椎體端部。通過旋轉(zhuǎn)上升方式，由排氣管排出。

預(yù)分解步驟如下：將分解爐和煙道放置在預(yù)熱器和回轉(zhuǎn)窯之間，設(shè)置燃料噴入裝置，確保燃料燃燒過程、生料吸熱分解過程均處于懸浮態(tài)，可以快速實現(xiàn)分解。將原先在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)的碳酸鹽分解任務(wù)，轉(zhuǎn)移到分解爐內(nèi)分解。通過分解爐加入燃料，以此緩窯內(nèi)煅燒的熱負荷，延長材料使用壽命。均勻混合生料與燃料，將燃料燃燒熱及時傳遞到物料內(nèi)，以此優(yōu)化燃燒、換熱與碳酸鹽分解過程。

2.5 水泥熟料燒成

在旋風(fēng)預(yù)熱器內(nèi)，生料完成預(yù)分解和預(yù)熱處理后，需要在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)燒成熟料。在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)實行碳酸鹽分解反應(yīng)，有效分解熟料內(nèi)的礦物質(zhì)成分。在物料溫度升高時，熟料內(nèi)礦物質(zhì)將會轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)，碳酸鹽和規(guī)律鐵酸鹽反應(yīng)，此時就會產(chǎn)生大量新礦物。在熟料燒成之后，物料溫度會持續(xù)下降。應(yīng)用水泥熟料冷卻機設(shè)備，可以確保熟料溫度降低到合理范圍內(nèi)，之后進行粉碎處理后存儲。

2.6 水泥粉磨

在水泥生產(chǎn)工藝過程中，粉磨屬于最后工序。相對于其他環(huán)節(jié)來說，粉磨工藝的耗電量非常大。粉磨損工序是充分粉磨水泥熟料，確保其達到標準細度，以此增加水化面積，滿足水泥漿體的凝結(jié)與硬化要求。

2.7 水泥包裝

在包裝水泥時，必須遵循國家標準規(guī)范。將包裝作為水泥的保護層，防止外部因素影響水泥使用功能。當(dāng)前，在包裝水泥產(chǎn)品時，需要應(yīng)用散裝或者袋裝方式，按照實際需求選擇不同的包裝方式。水泥包裝袋上應(yīng)當(dāng)清晰標注執(zhí)行標準、強度等級、代號和許可證。包裝袋兩側(cè)應(yīng)當(dāng)按照水泥品種，選擇不同顏色標注水泥名稱與強度等級。硅酸鹽水泥與普通硅酸鹽水泥采用紅色標注；礦渣硅酸鹽水泥采用綠色標注；復(fù)合硅硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥、火山灰硅酸鹽水泥則采用藍色或者黑色標注。

3 結(jié)束語

綜上所述，由于工程建設(shè)對于水泥的需求度不斷加大，相應(yīng)擴大水泥生產(chǎn)規(guī)模，所以必須優(yōu)化水泥生產(chǎn)流程。硅酸鹽水泥的早期強度顯著優(yōu)于普通水泥，且性能與質(zhì)量優(yōu)勢佳，為了全面發(fā)揮出硅酸鹽水泥的優(yōu)勢要點，必須確保硅酸鹽水泥生產(chǎn)流程的標準化，可以明顯提升水泥質(zhì)量與性能，以此加強水泥生產(chǎn)企業(yè)的市場競爭力。此外，提升水泥性能與質(zhì)量，有助于加強工程建設(shè)質(zhì)量，進一步提升工程建設(shè)行業(yè)的發(fā)展效益。所以相關(guān)人員必須注重研究和分析硅酸鹽水泥的生產(chǎn)工藝，優(yōu)化和改進工藝流程。