技术 | 硅酸盐水泥工艺流程探究

前言

随着现代工程建设投资不断增加，相应增加了水泥需求度，硅酸盐水泥成为常用工程材料。由于硅酸盐水泥生产设施与技术持续提升，水泥建设投资减少，相应降低生产成本，从而促使水泥生产的前进发展。水泥生产流程具备技术先进性与绿色节能特点，并且开始朝着自动化控制与调节方向发展，可以实现水泥工艺流程的现代化发展。

硅酸盐水泥具备多种应用特点，首先，高强度特点。由于水泥遇水会出现水化反应，从而加大水泥强度。在制作混凝土框架梁和楼板时，必须应用水泥与砂砾结合方式；其次，水化热与抗冻性能。硅酸盐水泥和水会发生明显反应，反应速度比较快。水泥中包含硅酸二钙、氯酸三钙和硅酸三钙，水化热反应明显，可以在冬季寒冷天气下施工。在大体积混凝土工程施工建设中，必须关注混凝土构件聚集所产生的热量，防止内部与外部温度差过大，对混凝土结构及使用功能造成影响。在开展大体积混凝土施工时，不能应用硅酸盐水泥。由于硅酸盐水泥制混凝土的紧密性强，且强度强于抗冻新料，所以可以应用到寒冷地区施工中。硅酸盐水泥干缩性与耐磨性良好，水泥硬化之后的干缩性小，不会引发裂缝和干缩问题。因此在干燥环境下，硅酸盐水泥的适用性强，不会出现起粉现象，因此耐磨性能显著，可以应用到道路工程建设中。此外，硅酸盐水泥的抗碳化性能佳，水泥和水产生反应后，水泥石会产生大量氢氧化钙。碳化处理过程中，会降低硅酸盐水泥的碱度，从而保护钢筋和混凝土。

尽管硅酸盐水泥具备多种应用优势，但是在使用期间也存在缺陷与不足。第一，耐腐蚀性差。由于硅酸盐水泥会产生水化反应，从而生成大量的水化铝酸钙和氢氧化钙。硅酸盐水泥的抗腐蚀性与耐水性比较差。所以在开展海港工程建设时，不能应用硅酸盐水泥作为原材料，也不能将该类水泥应用到抗硫酸盐工程建设中。第二，耐高温性能差。如果温度高达250℃-300℃时，硅酸盐水泥内的水化硅酸钙会出现脱水现象。如果温度超过600℃，碳酸钙会分解为氧化钙和二氧化碳。当温度持续升高时，水泥石会受潮，从而导致氧化钙和水发生反应，不断增加水泥体积，从而导致整体崩塌。如果施工温度大于250℃时，则不能应用硅酸盐水泥。

2.1 破碎与预均化

第一，破碎处理。在生产硅酸盐水泥时，首先要破碎原材料。石灰石属于水泥的主要原材料，在开采初期具备粒度大、硬度高等特点，因此在硅酸盐水泥破碎处理中，必须注重石灰石破碎处理。

第二，原料预均化。此种处理方式可以提升原料堆场利用率，进一步实现存储与均化功能。预均化技术需要借助堆取料技术，简化原材料的存储步骤和堆取步骤，实现原料均化。

2.2 制备生料

在生产硅酸盐水泥时，产量和原料的比例为1:3，原料包括混合料粉末、石膏粉末和燃料粉末。按照相关数据显示，在开展干法水泥生产线粉磨处理时，会消耗60%动力，其中水泥生料粉磨占比30%，煤磨占比3%，水泥粉磨占比40%。所以必须科学选择粉磨设备与技术工艺。同时，注重优化工艺参数，规范操作步骤，制定科学的作业制度，以此维护产品生产效率与质量。

2.3 生料均化

在应用新型干法水泥生产方式时，必须确保入窑生料成分的稳定性，避免对熟料生成造成影响。生料均化系统可以确保入窑生料成分的稳定性。

2.4 预热分解

应用预热器可以代替转窑功能，预热和分解生料，缩短回转窑长度。其次，物料在预热器内呈悬浮状态，通过气料热交换可以提升热效率，减少能源消耗。

物料分散步骤如下：生料换热期间，多数生料是利用入口管道进入，在进入预热器管道后，生料可以和气流实现冲击碰撞，随着气流的上升，物料也会分散开。

气固分离步骤如下：随着气流的运动，粉料可以进入到旋风筒内部，停留在排气管和旋风筒之间的空间内，从而开展旋转向下运动。从旋风筒筒体开始运动，之后达到锥体部分，最后达到椎体端部。通过旋转上升方式，由排气管排出。

预分解步骤如下：将分解炉和烟道放置在预热器和回转窑之间，设置燃料喷入装置，确保燃料燃烧过程、生料吸热分解过程均处于悬浮态，可以快速实现分解。将原先在回转窑内的碳酸盐分解任务，转移到分解炉内分解。通过分解炉加入燃料，以缓窑内煅烧的热负荷，延长材料使用寿命。均匀混合生料与燃料，将燃料燃烧热及时传递到物料内，以此优化燃烧、换热与碳酸盐分解过程。

2.5 水泥熟料烧成

在旋风预热器内，生料完成预分解和预热处理后，需要在回转窑内烧成熟料。在回转窑内实行碳酸盐分解反应，有效分解熟料内的矿物质成分。在物料温度升高时，熟料内矿物质将会转变为液态，碳酸盐和规律铁酸盐反应，此时就会产生大量新矿物。在熟料烧成之后，物料温度会持续下降。应用水泥熟料冷却机设备，可以确保熟料温度降低到合理范围内，之后进行粉碎处理后存储。

2.6 水泥粉磨

在水泥生产工艺过程中，粉磨属于最后工序。相对于其他环节来说，粉磨工艺的耗电量非常大。粉磨损工序是充分粉磨水泥熟料，确保其达到标准细度，以此增加水化面积，满足水泥浆体的凝结与硬化要求。

2.7 水泥包装

在包装水泥时，必须遵循国家标准规范。将包装作为水泥的保护层，防止外部因素影响水泥使用功能。当前，在包装水泥产品时，需要应用散装或者袋装方式，按照实际需求选择不同的包装方式。水泥包装袋上应当清晰标注执行标准、强度等级、代号和许可证。包装袋两侧应当按照水泥品种，选择不同颜色标注水泥名称与强度等级。硅酸盐水泥与普通硅酸盐水泥采用红色标注；矿渣硅酸盐水泥采用绿色标注；复合硅硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、火山灰硅酸盐水泥则采用蓝色或者黑色标注。

综上所述，由于工程建设对于水泥的需求度不断加大，相应扩大水泥生产规模，所以必须优化水泥生产流程。硅酸盐水泥的早期强度显著优于普通水泥，且性能与质量优势佳，为了全面发挥出硅酸盐水泥的优势要点，必须确保硅酸盐水泥生产流程的标准化，可以明显提升水泥质量与性能，以此加强水泥生产企业的市场竞争力。此外，提升水泥性能与质量，有助于加强工程建设质量，进一步提升工程建设行业的发展效益。所以相关人员必须注重研究和分析硅酸盐水泥的生产工艺，优化和改进工艺流程。

作者：韩芳1，代长福2，付琼卿2

来源：《1.中材建设有限公司北京分公司

；2.临澧冀东水泥有限公司》

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