孔德高，徐梅花

1 生料配料及原料存在的問(wèn)題

我公司生料長(zhǎng)期采用石灰石混合料、黑頁(yè)巖、硫酸渣三組分配料，2019 年公司常用的鋁質(zhì)校正材料黑頁(yè)巖資源枯竭，先后改用粘土、紅土等作為鋁質(zhì)校正材料。由于粘土、紅土Al2O3含量在12%～14%左右，用其作為鋁質(zhì)校正材料配料，生料易燒性差，硅酸率偏高，在窯內(nèi)燒結(jié)范圍窄；熟料在煅燒的過(guò)程中飛砂大，預(yù)熱器系統(tǒng)易塌料，熟料結(jié)粒差，質(zhì)量波動(dòng)大，產(chǎn)量低；熟料易磨性差，生產(chǎn)成本高。為解決生料配料的問(wèn)題，公司廣泛開(kāi)展調(diào)研，尋找更合適的替代校正料，采取新的配料方案，實(shí)施后效果顯著。

2 鋁質(zhì)校正材料的選擇

2019年4月，我公司積極尋找合適的鋁質(zhì)校正材料，在公司周邊調(diào)研的原燃料情況如表1所示。

通過(guò)對(duì)比發(fā)現(xiàn)，煤矸石的化學(xué)成分與黑頁(yè)巖相近，而且K2O、Na2O也較低，是一種理想的鋁質(zhì)校正材料，并非常有利于低堿水泥的生產(chǎn)，公司決定采用煤矸石作為鋁質(zhì)校正材料。

3 石灰石礦山的質(zhì)量

我公司石灰石礦不同礦點(diǎn)的質(zhì)量情況如下：

（1）1 號(hào)礦山石灰石易燒性最差，若使用量大，易造成熟料燒成質(zhì)量波動(dòng)。

（2）2號(hào)礦山石灰石總體質(zhì)量?jī)?yōu)良，CaO含量在48%～53%，MgO含量在0.8%左右，用其配制的生料易燒性好，產(chǎn)質(zhì)量易控制。

另外，在2 號(hào)石灰石礦山開(kāi)采剝離過(guò)程中，產(chǎn)生的粘土混合料是一種非常優(yōu)良的粘土原料的替代品，其Al2O3含量在14%左右，F(xiàn)e2O3含量在12%左右，堿含量在0.9%左右。充分利用礦山剝離的粘土混合料，有利于低堿水泥的生產(chǎn)，可減少煤矸石和鐵粉的配料量，降低生產(chǎn)成本，減少礦山開(kāi)采剝離量，改善生態(tài)環(huán)境。

（3）1 號(hào)礦和2 號(hào)礦石灰石以1:9 至2:8 比例搭配下山。

表1 幾種硅鋁質(zhì)校正材料的化學(xué)成分，%

表2 石灰石入庫(kù)指標(biāo)

4 新的配料方案

生產(chǎn)實(shí)踐顯示，公司2號(hào)礦點(diǎn)石灰石中的夾層土，是一種非常優(yōu)良的硅質(zhì)、鋁質(zhì)、鐵質(zhì)原料，煤矸石是一種生產(chǎn)低堿水泥的較為理想的鋁質(zhì)校正材料。因公司無(wú)預(yù)均化堆場(chǎng)，所以采取了如下措施進(jìn)行生料配料：

（1）將2號(hào)礦山石灰石開(kāi)采剝離過(guò)程中的粘土混合料，按要求搭配石灰石以混合料的形式破碎入庫(kù)，完全代替煤矸石用量，生料中煤矸石配比下降2%左右，鐵粉配比下降0.5%左右。

（2）為降低礦山粘土混合料搭配難度和利于燒成石灰石出庫(kù)搭配，2號(hào)配料庫(kù)石灰石CaO 含量控制在43%～46%，1號(hào)、3號(hào)配料庫(kù)石灰石CaO含量控制在46%～49%，4號(hào)配料庫(kù)石灰石CaO含量控制在49%以上；2 號(hào)采區(qū)西南角高鎂石與石灰石1:20 搭配下山，控制最終石灰石MgO＜1.5%。

（3）降低煤矸石粒度，控制進(jìn)廠煤矸石粒度≤50mm，根據(jù)熟料的化學(xué)成分及時(shí)調(diào)整煤矸石摻加比例，一般控制在4%～8%之間。窯中控室及時(shí)調(diào)整石灰石搭配出庫(kù)，保證配料的穩(wěn)定性。

（4）做好石灰石搭配入庫(kù)工作，具體入庫(kù)指標(biāo)見(jiàn)表2。

（5）控制熟料中Fe2O3+Al2O3的總量在8.8%左右，保持合適的液相量。熟料三率值設(shè)定為：KH=0.90±0.02，SM=2.5±0.1，AM=1.5±0.1，熟料Fe2O3控制在3.5%±0.2%。

（6）原煤要求：原煤熱值≥21 736kJ/kg，灰分≤23%，全硫St，d≤1.0%，揮發(fā)分Vad=25%～28%，焦渣特征：2～3。

5 新配料方案實(shí)施效果

5.1 原燃料的化學(xué)成分

我公司水泥生產(chǎn)各原燃料的化學(xué)成分如表3所示。

5.2 配料、半成品、成品情況

（1）通過(guò)配料計(jì)算，各物料配比為：石灰石89.5%，煤矸石8.0%，硫酸渣2.5%。

（2）P·O42.5 低堿水泥各物料配比為：熟料79.0%，粉煤灰16.0%，石膏5.0%。

（3）生產(chǎn)過(guò)程中各工序物料化學(xué)分析如表4所示。

（4）熟料強(qiáng)度：熟料3d 抗壓強(qiáng)度27MPa，熟料28d抗壓強(qiáng)度57MPa。

通過(guò)以上各工序技術(shù)指標(biāo)分析，半成品和成品各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)均符合各品種水泥生產(chǎn)要求，生產(chǎn)的熟料是生產(chǎn)低堿水泥的理想半成品。

表3 各原燃料化學(xué)成分，%

表4 各工序物料化學(xué)成分，%

5.3 取得的成效

（1）充分利用礦山剝離的夾層粘土，解決了礦山排土難的問(wèn)題，節(jié)約了石灰石和硫酸渣用量，大大降低了生產(chǎn)成本，提高了公司經(jīng)濟(jì)效益，每年可消化外排堆存煤矸石約8萬(wàn)余噸，為廢渣資源綜合利用做出了貢獻(xiàn)。

（2）由于煤矸石中的碳質(zhì)成分有助磨作用，原料磨機(jī)產(chǎn)量提升，與全部使用頁(yè)巖配料相比，電耗指標(biāo)得到改善，生料電耗為11kW·h/t。

（3）生產(chǎn)過(guò)程易控制，預(yù)熱器系統(tǒng)負(fù)壓穩(wěn)定，基本無(wú)塌料現(xiàn)象，熟料煅燒過(guò)程飛砂少，二次風(fēng)溫能穩(wěn)定在1 100℃左右。熟料結(jié)粒均齊，fCaO 合格率穩(wěn)中有升，產(chǎn)質(zhì)量均有所提高。

（4）生產(chǎn)過(guò)程中熟料堿含量穩(wěn)定在0.4%左右，生產(chǎn)的低堿水泥堿含量穩(wěn)定在0.5%左右。生產(chǎn)的低堿水泥滿足了甘肅、青海兩省鐵路、公路對(duì)低堿水泥的需求，得到了客戶好評(píng)。

（5）水泥混合材摻加量提高到16%左右，生產(chǎn)成本降低，充分發(fā)揮了熟料質(zhì)量效益。

6 存在的問(wèn)題及改進(jìn)建議

（1）石灰石無(wú)均化堆場(chǎng)，搭配難度大，沒(méi)有準(zhǔn)確計(jì)量石灰石中粘土的配入量，造成生熟料化學(xué)成分有一定波動(dòng)。為此，必須長(zhǎng)期嚴(yán)格控制石灰石出入庫(kù)的搭配管理，以降低生產(chǎn)過(guò)程產(chǎn)質(zhì)量波動(dòng)。

（2）窯產(chǎn)量基本保持不變。由于煤矸石有一定的熱值，在生料煅燒的過(guò)程中產(chǎn)生一定的熱量，C1預(yù)熱器出口溫度有不同程度的上升，在保證熟料Al2O3在5.0%左右的情況下，煤矸石用量宜為6%左右，粒度應(yīng)控制＜50mm，燒失量控制＜15%。