彭中貴
熟料升重偏低的原因及處理方法
Reason and Processing Method for the Low Clinker Liter Weight
彭中貴
我公司是臺(tái)灣信大集團(tuán)的5000t/d新型干法水泥生產(chǎn)線,自2011年8月投產(chǎn)以來(lái),產(chǎn)、質(zhì)量一直正常,市場(chǎng)環(huán)境較好。但最近熟料升重一直偏低,僅有1.15~1.20kg/L,而熟料的游離氧化鈣一直在控制范圍內(nèi)。熟料升重偏低,一方面,窯頭飛砂較大,對(duì)環(huán)境造成很大污染;另一方面,對(duì)輥壓機(jī)加管磨的聯(lián)合水泥閉路粉磨系統(tǒng)產(chǎn)質(zhì)量的影響也較大。
針對(duì)這一現(xiàn)象,我公司從原材料、配料及燒成工藝上查找原因,使問(wèn)題逐漸得以解決?,F(xiàn)就生產(chǎn)中遇到的問(wèn)題及解決途徑作一介紹。表1為熟料全分析表及水泥磨操作參數(shù)。
從表2、表3、表4可以看出,熟料的升重對(duì)水泥的產(chǎn)量、質(zhì)量影響較大,若入料粒度過(guò)小,物料會(huì)直接從輥縫通過(guò),容易沖料,達(dá)不到擠壓效果,嚴(yán)重時(shí)還會(huì)造成設(shè)備劇烈振動(dòng),必須減產(chǎn)運(yùn)行才能生產(chǎn)出合格的水泥;同時(shí),由于飛砂料的磨損,導(dǎo)致回轉(zhuǎn)窯內(nèi)主窯皮由原來(lái)的24m縮短至20m,給窯襯帶來(lái)了很大的損害。
影響熟料升重的原因主要有以下幾種:
(1)熟料的液相量太少。1450℃時(shí)熟料液相量W=3Al2O3+2.25Fe2O3+ MgO,經(jīng)計(jì)算,熟料升重正常時(shí)與升重偏低時(shí)液相量均為25%左右,滿足燒成液相量在24%~26%的要求。
(2)熟料的鋁率偏低造成液相表面張力太小。從表1和表3可以看出,C3A和AM基本都在7.9%和1.46左右,所以排除。
表1 升重偏低及游離氧化鈣正常時(shí)的熟料化學(xué)成分(%)及率值
表2 水泥磨系統(tǒng)在熟料升重正常時(shí)的運(yùn)行參數(shù)(P·O42.5)
(3)硫酸鹽飽和度過(guò)高,降低了液相粘度和表面張力,導(dǎo)致飛砂料多,升重偏低。硫堿克分子比:S/R= SO3/80/K2O/94+Na2O/62。經(jīng)計(jì)算,熟料升重正常時(shí),硫堿比在1.4,升重偏低時(shí),硫堿比為1.3,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)要求的0.8~1.2。硫堿比過(guò)高,會(huì)造成過(guò)剩硫在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)循環(huán),引起窯尾結(jié)皮,但是從現(xiàn)場(chǎng)檢查來(lái)看,沒(méi)有出現(xiàn)結(jié)皮現(xiàn)象。如果刻意追求硫堿比,就要提高堿的含量,反而造成窯尾結(jié)皮嚴(yán)重。
(4)過(guò)渡帶過(guò)長(zhǎng),造成生料粉到達(dá)燒成帶時(shí)間過(guò)長(zhǎng)。物料在950~1250℃溫度區(qū)間停留時(shí)間過(guò)長(zhǎng),擴(kuò)散速度過(guò)快,不能形成阿利特,勢(shì)必造成貝利特和游離氧化鈣再結(jié)晶,降低了晶格活性,再結(jié)晶的貝利特和游離氧化鈣過(guò)多,導(dǎo)致液相量偏少,難以形成大顆粒,導(dǎo)致熟料升重偏低。過(guò)渡帶過(guò)長(zhǎng)主要是由于生料分解率過(guò)高,而我公司入窯生料的表觀分解率全部在95%左右,所以不存在過(guò)渡帶過(guò)長(zhǎng)的問(wèn)題。
(5)冷卻帶過(guò)長(zhǎng),造成熟料冷卻慢,導(dǎo)致晶形轉(zhuǎn)化。因?yàn)镃3S是不一致熔化合物,在1250℃時(shí)會(huì)分解為C2S和fCaO,導(dǎo)致飛砂料多,升重偏低。我公司煤管一直在窯內(nèi)熱態(tài)200mm的位置,所以不存在冷卻帶過(guò)長(zhǎng)的問(wèn)題。
(6)煅燒狀況不好,導(dǎo)致飛砂重,升重低。但升重低是建立在游離鈣偏高的基礎(chǔ)上的,而我公司的游離鈣全部是合格的。
(7)用濕粉煤灰代替粘土配料也會(huì)導(dǎo)致熟料升重偏低。主要是火電廠煤粉在沸騰爐燃燒的溫度為1000~1200℃,煤粉燃燒后的殘留物大部分為粉煤灰,還有少量粗顆粒的爐渣,電廠濕法儲(chǔ)存是把粉煤灰與爐渣混合儲(chǔ)存。當(dāng)含有這部分未燃盡爐渣的生料粉進(jìn)入到燒成帶,遇到1700℃的熾熱氣體時(shí),這部分未燃盡爐渣活性被激發(fā),內(nèi)部碳粒子燃燒變成CO2,液相量難以滲透到內(nèi)部,導(dǎo)致內(nèi)部空隙率變大,熟料結(jié)構(gòu)不致密,升重低,而我公司是通過(guò)粉煤灰加粘土的搭配來(lái)提高鋁含量的,所以不存在這種現(xiàn)象。
(8)我公司升重偏低的原因就在于石灰石品質(zhì)過(guò)高,生料磨正常時(shí)的配料(濕基)石灰石:粘土:鐵粉:泥巖:粉煤灰=80:6:2.2:5.3:6.5左右,石灰石氧化鈣的含量在48%~50%之間,這時(shí)回轉(zhuǎn)窯煅燒情況較好,熟料升重和游離氧化鈣均正常,熱耗在3135kJ/kg左右。而最近游離氧化鈣合格、升重偏低的熟料,生料配料(濕基)石灰石:粘土:鐵粉:泥巖:粉煤灰=75.2:8:2.6:6.4:7.8左右,當(dāng)時(shí)懷疑石灰石秤跑偏,校正后,石灰石配比還在75%左右,回轉(zhuǎn)窯煅燒困難,回轉(zhuǎn)窯喂料只能到350t/h左右,熱耗偏高,達(dá)3344kJ/kg熟料;同時(shí)生料輥磨喂料量?jī)H為380t/h,磨機(jī)電流210A,同時(shí)磨機(jī)振動(dòng)偏大;而正常喂料量為410t/h,磨機(jī)電流在196A左右。
升重偏低時(shí),生料配料石灰石中氧化鈣的含量在51%~52%左右,石灰石品質(zhì)越好,就越純,石灰石中含有的方解晶體就越完整且有規(guī)則,煅燒更加困難,所需熱耗更高,同時(shí)產(chǎn)生大量飛砂。而當(dāng)石灰石中含有一定的泥質(zhì)成分,純度低晶體發(fā)育不良時(shí),往往結(jié)粒較好。該生產(chǎn)線礦山呈雞窩狀分布,礦體同一層面不同部位礦石品質(zhì)相差較大,在開(kāi)采時(shí)要根據(jù)實(shí)際層面品質(zhì)狀況,制定合理的開(kāi)采區(qū)域,盡可能利用可搭配使用的礦石。而當(dāng)時(shí)礦山開(kāi)采同一層面時(shí),這一層面全部是品位好的石灰石且量大,礦區(qū)又沒(méi)有低品位的石灰石搭配,再加上生產(chǎn)任務(wù)緊張,只能送入生產(chǎn)廠區(qū);再者,石灰石堆料機(jī)出現(xiàn)故障,只能定點(diǎn)堆料,導(dǎo)致最近入磨石灰石品位過(guò)高,熟料升重偏低。
表3 升重偏低及游離氧化鈣正常時(shí)的熟料化學(xué)成分(%)及率值*
表4 水泥磨系統(tǒng)在熟料升重偏低的運(yùn)行參數(shù)(P·O42.5)
一方面要求礦山按要求搭配石灰石,另一方面及時(shí)修復(fù)堆料機(jī),均勻堆料。一個(gè)星期后升重和水泥磨產(chǎn)量恢復(fù)了正常?!?/p>
TQ172.18
B
1001-6171(2014)02-0089-02
江蘇信寧新型建材有限公司,江蘇南京210000;
2013-07-26;編輯:孫娟