機立窯水泥發展對策論文

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關鍵字:機立窯

摘要:1．機立窯水泥存在和的依據2．機立窯水泥發展的目標3．機立窯水泥的發展對策

1．機立窯水泥存在和發展的依據

1．1機立窯水泥在我國水泥發展中的重要地位

機立窯水泥在我國水泥工業發展史上做出了重要貢獻。它有力地支撐了我國國民的持續高速發展，緩解了長期以來水泥短缺狀態。自1985年機立窯水泥躍居全國水泥總量的80％以來，一直居高不下，占據我國水泥數量的主體地位。“八五”以來，水泥工業加大了結構調整的力度。新型干法生產工藝得到了快速發展，全國已形成了7000萬噸的生產能力。但與此同時，機立窯水泥仍保持了較高的增長速度，2001年全國6億噸水泥中有4.5億噸是立窯水泥，仍占水泥總量的75％以上。可以預見在今后相當長的時期，機立窯將與新型干法窯有一個共存時期。在經濟活動中仍將發揮重要作用，在不便，市場容量不大的地區，立窯水泥仍將有很大的存在空間，特別是西部大開發，機立窯水泥仍將以其獨特的優勢發揮著積極的作用。

1.2機立窯水泥存在和發展的必然性

1.2.1機立窯實質能生產出高標號的水泥

自80年代以來，由于立窯水泥新技術(如原燃材料預均化技術、預加水成球技術、預粉磨技術、窯體綜合改造技術、小料球煅燒技術、生料速燒技術、水泥添加劑技術等)的和的管理，在全國涌現出一大批優秀的化立窯企業。它們的產品質量和各項技術經濟指標完全可以和代表國內水泥發展水平的新型干法回轉窯相媲美。如山東沂州水泥集團、山東慶云山水泥廠、山東齊銀水泥有限公司、山東叢林集團水泥廠、廣東梅塔水泥公司等廠，它們的熟料強度均大于52MPa，能穩定生產32.5、42.5級的水泥，其中山東慶云山水泥廠可生產52.5級普硅水泥，山東齊銀水泥有限公司能生產油井水泥。長期以來，以窯型來判定水泥質量優劣的標準對我國水泥的發展是一種誤導，了我國水泥結構的調整，既不科學，也不符合我國水泥工業的實際情況。有些地方出臺了立窯水泥一律不能用于重要建設工程的規定，是不切合實際的。為此，原國家建材局于1996年向建材院下達了“立窯與旋窯熟料、水泥、砼性能特點及機理的研究”任務，再次以大量的試驗數據證明了好的立窯水泥和好的回轉窯水泥其質量基本相同。研究報告提供的大量科學數據和論據，為正確評價和使用立窯水泥提供了科學的依據，為正確認識和處理立窯和回轉窯的發展產生了積極的影響。由于立窯水泥的發展基礎差，發展不平衡，眾多的立窯水泥企業發展參差不齊，確實存在著有些企業水泥質量差、不均勻、形象不好的現實。但是占立窯水泥總量20％的現代化優秀立窯企業的事實證明，立窯水泥存在著水泥質量差的原因不是窯型決定的，而是其他工藝條件決定的，通過加強技術進步和科學的企業管理，完全可以達到優秀的現代化立窯企業的水平。就是回轉窯水泥中也不是全好。除新型干法回轉窯外，小型中空回轉窯、濕法回轉窯、立波爾窯、亦存在提高和淘汰的。

1.2.2機立窯水泥適合國情

改革開放以來，國民經濟的持續高速發展，拉動了對水泥總量的需求，這為投資省、建設周期短、可以滾動發展的立窯水泥提供了發展的機遇。

立窯水泥大量新技術的應用，奠定了立窯水泥發展的基礎，尤其是“八五”期間推廣的14項新技術，使立窯水泥的生產技術水平遠遠超過國外立窯技術的頂峰時期水平，出現了一大批不僅在產品質量上可以穩定生產32.5、42.5級水泥，而且綜合能耗優于日產1000噸水泥的新型干法窯，在我國水泥工業中具有較強競爭力的現代化立窯企業。如表1所示。

日產1000噸新型干法與化立窯技術指標對比（見下表）。

窯型熟料28天ISO強度熟料熱耗綜合電耗全員勞動生產率

新型干法55-60(MPa)≤850(千卡/千克)110(度/噸水泥)≥1000噸/人.年

現代立窯55-60(MPa)≤850(千卡/千克)70(度/噸水泥)≥1000噸/人.年

由上表可可以看出，現代化立窯熟料質量、熱耗和勞動生產率都與日產1000噸新型干法窯相當，但綜合能耗明顯優于新型干法窯。由此可見，現代立窯不應視為淘汰對象，現階段也很難被淘汰。但我國立窯水泥起點低、很不平衡，先進的和落后的差距很大，工藝不完善，管理混亂，粉塵污染嚴重，產品質量不穩定的立窯數量還很多，不僅明令淘汰的4226家屬此類，而未列入淘汰之列的也有相當數量落后企業。因此對我國的立窯水泥企業既要承認“立窯技術進步”的現實，又要承認“落后立窯”的存在，對先進的和比較先進的機立窯企業要充分肯定他們的進步，支持他們進一步發展提高。對于經過認證，產品質量完全達到國家標準的立窯水泥企業要取消其使用限制的有關規定。對有條件的要加速升級改造，使其達到現代化立窯水平，沒有條件的要通過“行政”干予和市場競爭加速淘汰。行政干予主要是加大質量法和環保法的執行力度，凡是質量不穩定的劣質產品不能讓其進入市場，凡是環保不達標的不允許生產，市場競爭要靠具有有序競爭，使優勢的大型回轉窯企業和現代化立窯企業擴大市場占有量，使落后企業失去市場而淘汰出局。凡處在優勢明顯的大型回轉窯和具備經濟規模的現代化立窯企業周圍的落后企業，無論立窯和回轉窯都沒有生存空間。但目前具有明顯競爭優勢的大型回轉窯企業數量不多，市場占有量和覆蓋面還不夠大，其全國性的淘汰力度還有限。因此現階段淘汰落后，還要充分發揮現代化立窯的作用，要鼓勵現代化立窯通過技術改造和資產重組發展經濟規模，形成地域性優勢企業，以加大對落后企業的淘汰力度。由此可見，現代立窯的使命還沒完成。它在今后相當長的歷史時期，還是我國水泥的重要組成和依靠力量，與大型干法企業一起肩負著優化我國水泥工業結構的作用，在淘汰落后的過程中，不斷壯大和完成資金積累的現代化立窯企業將向更高層次的大型化和現代化發展。

1.2.3從我國水泥的消費結構看：基建、生產和農用比例約為25:30:45左右，中低檔水泥占大多數，現代立窯水泥完全能滿足要求。從我國水泥發展不平衡看，現代立窯在西部大開發和偏遠地區仍有其存在和發展的基礎，有人算過用旋窯代替立窯，目前4億多噸的裝備能力，至少需4000億的投資、有條件的立窯完全可以改造成現代化立窯，滿足生產建設的需要。國家沒有必要投巨資在水泥方面。另外立窯水泥對原料適應性強，適于利廢、對實施水泥可持續發展戰略具有重要意義。

2．機立窯水泥發展的目標

新型干法回轉窯水泥是我國水泥工業技術進步的方向，現代化立窯是我國水泥工業的重要組成部分，大型新型干法水泥集團的崛起和現代化立窯企業經濟規模化、是水泥工業發展的方向，它對調整我國水泥結構，淘汰落后具有重要意義，可以予見，先進的機立窯向現代化立窯發展，落后的機立窯加快淘汰步伐是必然趨勢。

現代化立窯的基本特征：(1)生產規模：達到年產能力三十萬噸，西部地區二十萬噸；(2)產品質量：能穩定生產32.5、42.5等級的水泥，富裕標號達到5MPa以上，并通過產品質量認證，熟料28天抗壓強度達到52MPa以上；(3)環境保護：粉塵排放濃度達到國家標準；(4)其他技術經濟指標：①熟料強度3天抗壓≥30MPa；28天抗壓≥52MPa②機立窯熟料單位截面積產量≥1800kg/m2.h；③熟料中F-CaO≤2.5％；④出磨水泥安定性合格率≥90％；⑤機立窯系統和磨機的有效運轉率≥95％；⑥全員勞動生產率≥800噸/人•年。

3．機立窯水泥的對策

機立窯水泥的發展不是量的擴張，主要是質的提高，走內涵擴大再生產的路子，通過技術改造、新技術和的管理，使有條件的立窯逐步邁向化立窯，乃至更高的現代化集團。

3.1機立窯水泥發展的技術對策

3.1.1原燃材料預均化技術：原燃材料的均質穩定，并有足夠的干燥物料儲量，是保證生料質量的前提，生料質量直接立窯的產、質量，水泥均化決定出廠水泥的均勻性。與回轉窯比較立窯水泥工藝缺乏的就是原燃材料預均化設施，這也是立窯水泥質量均勻性差的重要原因，因為的計量配料，僅僅是稱稱的重量，量量的體積而言，還達不到成份配料，既使達到成份配料，沒有的原料波動，亦難以調整達到配料方案要求，目前采用的均化技術有：

(1)原燃材料均化技術：A、按質量要求，原燃材料定點采購，分堆存放，搭配使用。B.原燃材料預均化堆場，C.原燃材料預均化庫。

(2)半成品、成品、預均化技術

A.多庫搭配，機械倒庫，氣力均化等；

B.園庫改造：在園庫中設無動力均化裝置，投資僅3萬元左右，提高均化效果2.5倍以上。

原燃材料半成品、成品、預均化技術，可以參照回轉窯使用情況比較選用，目的是投資少，效果好，達到均化之目的。

3.1.2采用磨前預破碎技術

在水泥生產中,粉磨電耗占水泥生產電耗的60-70％。磨機電耗有效利用率僅為5-7％,而破碎機的有效利用率可達30-70％；可見多破少磨是一項提高磨機產量，節約電耗的重要措施。

(1)生料系統預破碎技術

常規的工藝設計，生料破碎系統大多為二級或三級破碎，工藝復雜，設備多，電耗高，山東臨沂金湖水泥廠生產的超細破碎機僅用一級破碎即可解決二級、三級的破碎任務，該破碎機入料度不大于500mm，出料粒度50-60％為面狀，最大粒度≤8mm，與10萬噸/年生產線配套破碎機電機僅75KW，臺時產量50-70噸/時，僅用一班生產即可滿足生產要求。生料系統Φ2.2×7m閉路磨機產量全年平均30噸/小時以上。

(2)水泥系統預粉碎技術

水泥系統預粉碎目前多采用在磨頭加一細破碎機方案，但大多數因錘頭、襯板材質而受影響。由破碎粉磨專家楊連國高級工程師發明的三合一高效沖擊(磨)細碎機，解決了錘頭壽命短，出料粒度不均勻、粒度不穩定，電耗高的缺點。一臺破碎機有兩個傳動系統，外傳動系統帶動篩板對物料起篩分、反擊和提升作用；內傳動系統帶動錘頭實現對物料的高效沖擊粉碎，內外回轉體組合共同起破碎作用，底部排料，連續作業。該機與立破相比，裝機容量低60％以上(同樣50T/H產量，立破裝機容量90KW，而本機僅為37.5KW，實際消耗僅15-17KW)，壽命長，無強制銑削和磨擦粉碎，材料消耗小，錘頭無須頻繁調整。(一般破3--5萬噸水泥熟料調整一次)一付錘頭可破碎水泥熟料5-10萬噸以上)。入料粒度≤150mm，出料粒度≤3-5mm，該機運轉性能好，對縮小入磨物料粒度是一項重要措施。

3.1.3優化粉磨系統技術

(1)縮小入磨物料粒度≤10mm。

(2)縮小入磨物料水份，(入磨物料綜合水份≤1.5％)

(3)調整磨機配球方案，縮小平均球徑，提高磨機填充率

(4)加強磨機通風。

(5)對選粉機進行改造。

(5)調整磨機和選粉機處于最佳匹配狀態。

3.1.4優化機立窯系統技術

①對窯體本身進行綜合技術改造，使窯體本身參數如：喇叭口角度、深度、倒喇叭口等處于最佳狀態，煙囪、風機等要與之配套。

②加強立窯的保溫。

③采用節能塔式篦子。

④對預加水成球系統進行改造，實施小料球煅燒技術。

⑤加強立窯燒成*作，確保立窯均勻、穩定地加料、卸料。做到大風大料，速燒快冷。

⑥提高立窯有效運轉率。

3.1.5水泥工藝外加劑技術

3.1.5.1高效復合生料催化劑技術，提高水泥熟料強度，提高熟料產量，降低燒成煤耗。高效復合生料催化劑，是根據化學反應的催化動力學原理和結晶化學原理研制的一種大幅度提高水泥熟料產量、質量、降低燒成能耗的優于復合礦化劑技術和晶種煅燒技術的高新技術產品，該技術在不改變生產工藝、不增加設備投資的情況下，即可實現提高產、質量、降低成本、增加效益的目的。

(1)作用原理

高效復合生料催化劑中含有的高效礦化物質和多種微量元素(高效硅酸鹽催化元素)，在生料中可大大地提高生料的易燒性。

①降低反應物質點間鍵能，提高化學反應活性，強化SiO2與CaO的反應能力。

②促使液相提前出現，增加液相量，降低液相粘度，降低燒成溫度，加速硅酸鹽礦物的形成。

③促使早強礦物及C3S微晶的形成，從而加速了硅酸鹽礦物的形成過程。

④對C3S、C2S起穩定和促進形成的作用。

⑤造成硅酸鹽礦物晶體缺陷，晶體發育不完全，從而起到活化作用。

⑥加入催化劑后，由于熟料在較低溫度下(1200-1300度)快速燒成，因而窯內上火速度明顯加快，底火上移而變薄，底火變淺，窯內通風阻力減少，有利于窯內通風均勻和熟料冷卻，使整個熟料煅燒時間縮短，特別是減少了窯內還原氣氛，使水泥熟料在煅燒時形成良性循環，故能提高熟料產量、質量，降低燒成熱耗。

(2)摻加方式及摻量

本產品為粒狀(或粉狀)物料，在生料粉磨時均勻摻入；摻加量0.5-0.8％；使用高效復合生料催化劑后不再使用礦化劑和晶種。

(3)使用效果

①熟料臺時產量提高15％以上。

②標準煤耗降低15％以上。

③熟料質量：三天抗壓強度大于28MPa，28天抗壓強度大于50MPa，f-CaO≤3.0％。

④噸熟料成本降低10元/T以上。

3.1.5.2應用高效復合水泥添加劑技術，提高水泥強度，降低水泥生產成本

該項技術是部、財政部創新基金支持的唯一的一項高新技術產品。水泥協會重點推薦產品，國家權威檢測達標產品，國家發明專利。該技術對提升我國水泥技術水平，促進水泥工業綠化進程，改進水泥生產模式，具有重大意義。

在混凝土中我國水泥約有20-40％沒有發揮水化作用。水泥的活性與水泥熟料的礦物組成，礦相結構有關，與水泥磨細程度、顆粒級配、顆粒形貌有關。如何使水泥(含混合材)更好地發揮活性。一是物理激發----高細粉磨；二是化學激發----采用對混凝土無害的化學物質激發水泥的活性。

(1)、作用機理：高效復合水泥添加劑通過助磨功能提高磨機產量，提高比表面積，從而提高水泥強度。其增強功能主要是添加劑中的化學物質與水泥中的硅、鋁等進行化學反應形成有助水泥增強的中間物質，同時造成水泥氧化物的晶格缺陷，提高其反應活性。

(2)、使用效果

①提高水泥強度，改善水泥性能。

大量生產實踐證實，利用該產品，可大幅度提高水泥強度，三天、七天強度(ISO)可提高20％以上，二十八天強度(ISO)可提高10％以上，凝結時間可縮短1-2小時，有效消除熟料中的游離氧化鈣。使水泥的干縮性、抗凍融性、耐磨性、抗滲性、抗碳化能力、抗侵蝕能力、水泥顏色等得到有效改善。

②可大幅度增加混合材摻加量，提高水泥產量，降低水泥生產成本。

在熟料強度達50MPa(ISO)的情況下，礦渣摻加量可達50-70％，爐渣、煤矸石、粉煤灰、火成巖單獨摻加時摻加量可達25-40％，混摻時可達30-50％，穩定生產32.5R級水泥，可提高水泥產量20％以上，消化掉本添加劑帶入的成本后，可降低水泥生產成本10元/T以上。

③加快庫位周轉，保證水泥安定性出磨合格

④加速使生產線超過設計規模。若投資原生產線投資的八分之一，即可使水泥產量提高一倍。

⑤在同等情況下，可提高一個標號生產水泥，是生產高標號水泥的捷徑，為實施ISO標準奠定了基礎。

⑥各項技術指標保證符合國標要求，可獲得凝結快、早強高、顏色好等水泥用戶所需要的理想結果。

⑦大量使用廢渣(30％以上)，可獲得減免產品增值稅和所得稅的優惠政策。

(3)、產品使用。

在水泥粉磨前，由計量設施按0.6-0.8％的比例在磨頭或選粉機回粉螺旋均勻加入，具體*作由技術人員現場指導。

(4)、注意事項

①混合材盡量干燥，入磨物料綜合水分≤1.5％；

②粉磨細度≤4％，比表面積≥320m2/kg；

③盡量提高水泥中的Al2O3含量；

④找出石膏最佳摻入量；

⑤混合材混摻時，礦渣摻入量占50％以上。

(5)、經濟效益

使用該技術，年產10萬噸水泥廠，每年可凈增利潤百萬元以上，若能爭取免稅優惠政策，效益更加可觀。

3.1.5.3高效復合水泥助磨增強劑技術提高磨機產、質量

(1)高效復合水泥助磨增強劑的物質組成及性能。

高效復合水泥助磨增強劑是由石油精煉所得的磺化芳烴的醇胺鹽、植物油和對水泥礦物具有獨特化學激發功能的幾十種原材料經特殊工藝加工而成，是一種新型的液體界面活化劑和激發劑。為有機物和無機物的復合產品，呈棕色，阻燃防腐，對人體、設備無害，物體穩定，不變質，可長久使用和保存。

(2)高效復合水泥助磨增強劑的作用機理

在水泥粉磨中，入磨物料與研磨體，襯板發生碰撞粉碎，使礦物的內部化學鍵斷裂，形成帶電荷的結構單元，吸附在研磨體和襯板表面，產生包球糊磨現象，水泥流動性降低，制約了粉磨效率。強力牌高效復合水泥助磨增強劑具有表面活性，它能平衡顆粒表面靜電，降低物料表面張力和表面能，顆粒間的靜電凝聚力得到屏蔽，清除了包球糊磨現象，使水泥粉體流動性提高，避免水泥細顆粒的過粉磨。提高水泥的比表面積，使水泥顆粒級配更趨合理，大幅度提高磨機臺時產量，高效復合水泥助磨增強劑中的化學物質與水泥中的鋁、硅等發生化學反應產生具有增強功能的中間物質，同時造成水泥中氧化物的晶體缺陷，從而提高水泥的化學反應活性，使水泥的強度大大提高。

(3)使用效果

在水泥粉磨中，根據水泥的配料組成及產品品種不同，噸水泥均勻加入200-400g水泥助磨增強劑，可取得以下效果

①可提高磨機臺時產量20-40％。

②提高水泥的比表面積(30-50m2/kg)，同時增加水泥的流動性，防止過粉磨現象，使水泥顆粒級配更趨合理，有利于水泥強度的發揮，有利于選粉效率的提高。

③可大幅度提高水泥強度。三天、七天抗壓強度提高10-20％；二十八天抗壓強度提高10-15％。④節約能源，噸水泥可降低電耗8-12kwh。

⑤經濟效益顯著。由于磨機產量的提高和強度的大幅度提高，降低了電耗，可大大地提高混合材的摻入量，從而使生產成本大幅度地下降，噸水泥可降低生產成本5-12元，經濟效益顯著。由于混合材的大量摻入，可降低固體廢棄物對環境的污染，效益顯著。

⑥水泥安定性得到有效改善。

3.1.6環境保護技術

環境保護和可持續戰略對機立窯水泥的防塵治理提出了更高的要求，立窯廠粉塵大、環保差、污染重，其根源不是立窯本身，而是對環保不重視。全國花園式廠很多，如北京平谷水泥二廠，山東博山水泥廠，都是的榜樣。目前防塵設備技術比較過關，關鍵是使用。環保不達標，企業再好也將被淘汰，所以加強環境保護勢在必行。

3.2機立窯水泥發展的管理對策

俗話講“三分技術、七分管理”，在機立窯向化立窯邁進的過程中，管理顯的尤為重要。

(1)要建立一套適合本企業發展需要，切實可行，便于量化考核的管理制度。其中包括：定額管理、成本目標控制、勞動管理、資金管理、激勵機制等在內的管理制度。

(2)要加大執行制度的力度，在執行中不斷提高和完善制度。

(3)對比先進的化立窯，做好技術，找出本企業與先進的現代化立窯企業的差距。制訂措施，努力達到先進目標。

(4)企業要注重技術進步和管理創新，要使企業立于不敗之地，企業必須時時創新。

(5)要形成一套適應市場經濟的管理機制。

(6)要培養一批優秀的專家隊伍。

總之，通過技術進步和管理，一大批機立窯水泥企業將會進入現代化立窯企業的行列，成為我國水泥的重要組成部分，為我國持續高速發展的經濟建設繼續發揮重要作用