黃三軍

黃石成美建材有限公司3200t/d熟料生產線于2009年11月10日點火，11月16日投料生產。2010年3月6～8日實現72h達標達產（2010年1～2月因總降故障停產45d）。經過近一年的探索改進，實現了4000t/d的優(yōu)異成績。

1 生產線窯系統(tǒng)設備（表1）

2 原材料選用和配料程序的優(yōu)化

2.1 原材料質量的優(yōu)化

該生產線礦山為新建礦山，石灰石品位較高，但含有1～5m分布不均的表皮土，少量高鎂石和頁巖夾層，地質條件復雜。根據現代礦山開采理念，結合現代水泥工業(yè)的均化設施功效和質量控制手段，這些表皮土和少量幾條高鎂石和頁巖夾層按一定比例與優(yōu)質石灰石搭配開采、運輸和均化使用，可降低開采成本，保證礦山開采廢料的零外排。

根據各物料質量數據及各物料開采儲存量比例，確定均化堆場石灰石CaO的控制值為48.50%±0.50%，石灰石堆放在36m×270m、儲量5萬噸的矩形預均化堆場，分AB兩區(qū)。為落實石灰石搭配開采計劃，派駐兩名專職石灰石礦山質量管理員從事現場管理工作，負責取樣送檢，下達物料配比通知單，并督促檢查各物料挖機裝車比例、堆料機的規(guī)范操作以及石灰石均化堆場綜合樣的取樣送檢工作，以確保石灰石質量在正?？刂品秶詢龋ㄒ姳?）。

砂巖前期按其他廠家的做法，用30km外的黃石產硬塊狀砂巖,其SiO2達89.96%，石英結晶程度高、難磨難燒，窯上常產生較重飛砂，煅燒困難，升重常偏輕，雖然熟料強度較高，但熱耗高。根據相關資料介紹[1],需要選擇性能優(yōu)良的砂巖原料。通過對附近礦區(qū)采點檢驗，在20km的金山店鎮(zhèn)找到SiO2含量在75.26%左右的粉質砂巖，易于開采、易磨易燒，生料易燒性得到改善，總體運行成本降低。頁巖選用本廠礦山礦區(qū)，易于開采、成分合適。

鐵質原料選用當地鋼廠尾渣加工磁選后的副產品鋼渣，其粒度在5mm以下，水分10%左右，適當存放瀝出水分，品位按Fe2O3在30%以上，因其含有部分硅酸鹽礦物和部分FeO，在熟料煅燒過程中起到晶種和礦化劑作用，能改善生料易燒性，節(jié)約能耗和提高熟料質量[2]。

表1 主機配置

表2 石灰石礦山各物料成分和搭配比例范圍,%

表3 生料、熟料化學成分（%）及率值

表4 2010年從達標生產到優(yōu)質高產的情況

燃煤選用煙煤，入窯煤粉揮發(fā)分控制在22%～26%,發(fā)熱量Qnet，ad為23000～23800kJ/kg，質量穩(wěn)定。進廠煤、砂巖、頁巖、鋼渣分別進入預均化堆場供配料使用。

2.2 配料實施程序優(yōu)化

生料配料采用四組分率值控制法，采用ARL、ADVANT’X+熒光分析儀和生料率值控制系統(tǒng)，與生料配料微機聯網，輸入原料化學成分、煤的工業(yè)分析和煤灰化學分析、出磨生料三率值、熟料熱耗等指標，并配備ZL4/y型螺旋式智能粉體取樣器，整點取樣粉末法制樣，待熒光分析后，在線自動調整配比?？紤]到配比調整后，輥磨依靠風力帶料，出磨物料在分級、配比調整20min左右后才能取到有代表性的出磨生料，加上檢驗時間，所以調整取樣器的每整點內的后30min作為質量控制取樣時間段，保證了出磨生料取樣檢驗與配比調整相對應，保證配料調整的有效性。

2.3 工序過程優(yōu)化

初期調試生產期間，因石灰石取料機取料量明顯大于輥磨消耗量，石灰石庫位不斷下降，造成庫內石灰石與粘土、頁巖等物料分級逐漸明顯，CaO含量波動較大。因配料調整周期為1h，致使生料三率值波動。后經研究決定，降低取樣機取料速度，與磨機消耗量基本保持平衡，并控制配料站石灰石庫80%左右的儲料量，問題得到解決。通過以上綜合措施，出磨生料KH合格率達到75%以上，入窯生料達到85%以上，SM和AM合格率出磨和入窯達到80%和90%以上，為窯的優(yōu)質高產創(chuàng)造了良好條件。

3 配料工藝、窯工藝和水泥質量的優(yōu)化

考慮到本企業(yè)原燃材料質量較優(yōu)，水泥配料以礦渣、石灰石、粉煤灰、煤渣為主的混合材，為確保熟料優(yōu)質、高產、低耗并與混合材料良好匹配，選定一高一中一低的配料方案，即 KH=0.93±0.015、SM=2.45±0.05，AM=1.50±0.05。2010年 11月份出磨生料、入窯生料和熟料化學成分及率值見表3。此配料方案有如下優(yōu)點：

3.1 窯系統(tǒng)產量高、消耗低、熟料質量比較理想

（1）窯預熱系統(tǒng)設計采用大蝸殼，合適的內筒插入深度，控制適當的進出口風速，以達到高效低壓損目的。在投料量270t/h窯產量4000t/d時，C1溫度325℃、負壓5223Pa。分解爐采用分料技術和撒料盒的優(yōu)化設計，保證爐內溫度場均勻，入窯生料分解率控制達到95%左右，為窯系統(tǒng)高產創(chuàng)造良好條件，也降低了預熱系統(tǒng)的運行消耗。

（2）消除飛砂料。生產前期，使用高石英質砂巖，沿用高硅酸率配料，產生較嚴重飛砂料現象，甚至發(fā)生飛砂料沉積在三風閘處降低三次風量、生料預分解不好、熟料質量嚴重下降的工藝故障。后改用粉砂巖配料，飛砂料有所減少，并進一步降低熟料硅酸率，從2.55降至2.45，保持燒成液相量在26%左右，飛砂料得到了有效的控制，并能適應高飽和比熟料的煅燒，對C3S形成有利，熟料產質量得到了進一步提高。

（3）中等鋁氧率，促進熟料結粒和強化煅燒。

投產初期，鋁率偏低，加上硅酸率低，熟料結粒不規(guī)則，塊料過多，內部燒不透；如操作不當，甚至同時出現粉料，不利熟料煅燒和冷卻，強度降低。后采用中等鋁氧率方案，熟料色澤灰黑、光滑、結粒細小，升重1200～1300g。游離鈣＜1.0%。2010年11月份，熟料3d抗壓強度31.1MPa，28d抗壓強度59.6MPa。

3.2 水泥質量的優(yōu)化

此熟料選用礦渣、石灰石、粉煤灰作混合材，用帶輥壓機的?3.8m×13m開路磨機生產P.O42.5水泥，熟料配比75%～76%，水泥比表面積控制在350±10m2/kg，也兼顧水泥磨產量，水泥質量達到優(yōu)等品，出廠水泥3d、28d強度分別控制在26±1MPa和51±1.5MPa范圍內，水泥的各項性能優(yōu)良，與混凝土外加劑的相容性很好，實現了熟料與混合材的性能的良好匹配。

至2010年11～12月，入窯生料投料量最高達到275t/h，穩(wěn)產在4000t/d，設備管理也得到了加強，避免了工藝故障。窯運轉率達到了98.8%，同時標準煤耗得到了進一步的降低，整個系統(tǒng)運行達到了理想狀態(tài)（表4）。

[1]沈威.水泥工藝學[M].武漢：武漢理工大學出版社,2008(6):37-38.

[2]鄒偉斌、張頌蛟.利用鋼渣、還原渣配料煅燒高強水泥熟料[J].山西建材,2000(3):22-25.■