□□羅培生

劣質(zhì)煙煤及低品位石灰石在 2500t／d干法線上的生產(chǎn)實(shí)踐

Operation Practice of Using Low－grade Coal and Limestone in a 2500t／d Production Line

□□羅培生

1 前言

近年來(lái)，水泥市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈，高熱值煤以及優(yōu)質(zhì)石灰石等原材料日漸缺乏，致使其價(jià)格居高不下。如何充分利用當(dāng)?shù)刭Y源，降低生產(chǎn)成本是當(dāng)前許多水泥企業(yè)面臨的實(shí)際問(wèn)題。河南天廣水泥有限公司位于河南省平頂山市郟縣境內(nèi)，公司兩條2500t／d新型干法水泥生產(chǎn)線均由南京凱盛院負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)安裝，分別于2006年11月，2007年12月點(diǎn)火，其特點(diǎn)主要有：

（1）充分利用了當(dāng)?shù)刎S富的礦產(chǎn)資源：石灰石礦區(qū)位于郟縣西北，距廠區(qū)僅5km左右（據(jù)河南省地礦廳普查顯示，目前保有儲(chǔ)量18000萬(wàn)噸），粘土等原料均可就地取材。

（2）石灰質(zhì)原料品位較低，CaO含量平均46.5% 左右，Al2O3含量在2.3%～2.6%，原料中MgO、R2O等其他有害雜質(zhì)也較高（表1）。

（3）燃料采用當(dāng)?shù)鼗曳指叨鵁嶂档偷臒熋海ū?）。

2 生產(chǎn)情況

從一期點(diǎn)火試生產(chǎn)到2007年5月上旬，由于對(duì)原材料，尤其對(duì)低品位石灰石在配料上尚未適應(yīng)，對(duì)原燃材料成分波動(dòng)的調(diào)整缺乏經(jīng)驗(yàn)，1號(hào)窯一開(kāi)始都是根據(jù)設(shè)計(jì)院給出的配料方案 （即常規(guī)預(yù)分解窯的一般要求）來(lái)進(jìn)行配料（表3），加之操作員缺乏實(shí)踐操作經(jīng)驗(yàn)，使得生產(chǎn)一直處于不正常狀態(tài)：窯系統(tǒng)工藝紊亂，預(yù)熱器結(jié)皮嚴(yán)重，系統(tǒng)阻力大（C1負(fù)壓達(dá)到-7000Pa），窯產(chǎn)量無(wú)法提高；窯內(nèi)經(jīng)常結(jié)大塊，結(jié)圈；窯皮厚薄不一，常出現(xiàn)整體垮落現(xiàn)象；斜拉鏈機(jī)上?？梢?jiàn)大塊的欠燒和還原同時(shí)存在的熟料，其質(zhì)量差，波動(dòng)大（表4）。由于窯系統(tǒng)工況極不穩(wěn)定，耐火磚剝離嚴(yán)重，曾經(jīng)多次因掉磚而被迫停窯換磚（2007年5月上旬不到十天時(shí)間里就換了兩次磚，一次預(yù)熱器系統(tǒng)大范圍塌料），給公司造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失。

3 采取的措施

為徹底改變這一局面，5月中旬利用停窯換磚的機(jī)會(huì)對(duì)預(yù)熱器及窯系統(tǒng)進(jìn)行了一次徹底的檢查清理工作，并在點(diǎn)火前對(duì)配料、操作、工藝要求等方面做出調(diào)整。目前公司兩條生產(chǎn)線運(yùn)行穩(wěn)定，熟料產(chǎn)量超過(guò)設(shè)計(jì)產(chǎn)能，質(zhì)量較之前有了較大提高（表4）。

3.1 調(diào)整配料方案

配料上，由于石灰石中MgO、R2O含量較高，原先的配料方案已經(jīng)不能滿(mǎn)足正常生產(chǎn)和熟料質(zhì)量的要求，考慮到低品位石灰石具有易燒、易磨、共熔溫度低、碳酸鹽分解溫度低的特點(diǎn)，結(jié)合之前的生產(chǎn)情況，重新調(diào)整了配料方案，并根據(jù)實(shí)際操作體會(huì)，逐步對(duì)配料進(jìn)行了優(yōu)化調(diào)整，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的摸索，最終確定了適合本公司原燃材料的配比（表3）。

表1 原料化學(xué)成分，%

表2 煤粉工業(yè)分析及物理性能

表3 配料方案的調(diào)整

表4 調(diào)整前后的熟料化學(xué)成分、率值、礦物組成

表5 系統(tǒng)操作參數(shù)

3.2 工藝技改

（1）由于我廠原料堿含量比較高，容易引起系統(tǒng)結(jié)皮形成阻力，所以對(duì)C5級(jí)平段等容易結(jié)皮堆積物料的地方增設(shè)了空氣炮及捅料口。

（2）對(duì)下料翻板閥配重尤其對(duì)C4的配重重新調(diào)整，保證入爐物料的連續(xù)性。

（3）對(duì)燃燒器噴煤管重新進(jìn)行了定位，光點(diǎn)由原來(lái)的43m左右延長(zhǎng)到50m，以盡量分散煤粉（灰）的沉降。減少煤灰的聚集，形成窯圈，煤管截面位置定在-25，-45窯順時(shí)針轉(zhuǎn)向。

（4）由于三次風(fēng)閥已經(jīng)燒壞不能動(dòng)作，為改善窯內(nèi)通風(fēng)，在閥門(mén)下方堆積一定數(shù)量的耐火磚，控制閥門(mén)開(kāi)度略小于50%。

（5）燒成帶熱負(fù)荷高，溫差變化大，高溫堿性侵蝕嚴(yán)重，仍然采用直接結(jié)合鎂鉻磚；對(duì)工況條件最苛刻的過(guò)渡帶，改原來(lái)使用的尖晶石磚為硅莫耐磨磚，該磚是在高鋁磚基礎(chǔ)上摻入一定量的莫來(lái)石制成的，其高溫性能良好，蠕變率低，熱膨脹小，熱震穩(wěn)定性也極佳。實(shí)踐證明硅莫耐磨磚的換用使該帶的窯襯壽命延長(zhǎng)了一倍以上。

3.3 優(yōu)化操作

（1）將以前低風(fēng)量低投料量的保守操作改為大風(fēng)大料高窯速操作，操作中盡量保持較高的窯速，最好維持在4r／min不動(dòng)。窯速快，窯內(nèi)料層薄，熱交換好，物料受熱均勻，進(jìn)入燒成帶物料預(yù)燒好，這樣即使遇到垮圈、掉窯皮以及入窯生料輕微波動(dòng)或小股塌料、喂煤秤下煤不穩(wěn)等常見(jiàn)工藝問(wèn)題，也會(huì)因?yàn)楦G的投料量大，窯內(nèi)儲(chǔ)存能量大，只要稍作調(diào)整，系統(tǒng)很快就能恢復(fù)正常。

（2）另外原料中的有害成分、低品位石灰石的晶格缺陷都容易降低物料的共熔溫度，為了避免液相提前出現(xiàn)，產(chǎn)生窯后結(jié)圈，控制分解爐溫度在 860～880℃以下，不能超過(guò)900℃?？刂聘G尾煙室溫度在1100℃以下（以前經(jīng)常在1150℃）。

（3）由于所用燃煤的灰分較高，熱值低，使得煤粉從預(yù)熱到燃燒均較為困難，發(fā)熱遲緩容易誤導(dǎo)操作員加煤過(guò)量，從而造成窯內(nèi)出現(xiàn)還原氣氛，所以在燒成操作過(guò)程中要求操作員不定期檢查頭尾煤比例，勤下現(xiàn)場(chǎng)觀察出窯熟料的結(jié)粒情況，盡量保持頭煤用煤量的準(zhǔn)確性，以保證煤粉的完全燃燒，在燒成帶內(nèi)形成利于C3S生成的理想環(huán)境。

（4）控制篦冷機(jī)熱端料層厚度，篦下壓力維持在5.8kPa以上；盡量減少頭排廢氣量，保證二次風(fēng)溫的恒定。

4 效果

（1）經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的實(shí)踐，投料量在 195t／h的情況下，C1負(fù)壓阻力一直穩(wěn)定在5500±55Pa，窯尾負(fù)壓250±50Pa ， 三次風(fēng)負(fù)壓 850±30Pa，整個(gè)系統(tǒng)在良性狀態(tài)下運(yùn)行。其余操作參數(shù)見(jiàn)表5。該生產(chǎn)線自5月下旬重新點(diǎn)火以來(lái)， 整體面貌有了徹底的改觀，窯工況持續(xù)穩(wěn)定，產(chǎn)量穩(wěn)步提高，目前已達(dá) 2800t／d。

（2）一期生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)說(shuō)明煅燒低品位石灰石的干法窯同樣必須提高燒成溫度，而由于其礦物組成、晶格缺陷等因素的限制，若按常規(guī)配料，即使fCaO燒至很低甚至為零，燒成溫度也無(wú)法提高，從而對(duì)熟料煅燒和質(zhì)量都有影響，為此應(yīng)該提高熟料配料的三個(gè)率值，以提高燒成溫度，對(duì)于中控的工藝操作也要做相應(yīng)的調(diào)整。

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趙蓮