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        提高水泥熟料強度的主要措施

        2022-07-27 12:32:16黃強姜曉紅袁仕劉戰(zhàn)梅
        水泥技術 2022年4期
        關鍵詞:窯頭煤量生料

        黃強,姜曉紅,袁仕,劉戰(zhàn)梅

        近年來,我公司水泥熟料強度一直偏低,3d抗壓強度28.5MPa,28d抗壓強度52.0MPa。為提高熟料強度,我公司從原燃材料質量改進、熟料生產過程質量控制、配料方案及工藝操作調整等方面進行了優(yōu)化,取得了較好效果。

        1 改進原燃材料質量

        1.1 提高原煤質量

        (1)原煤現(xiàn)狀。我公司原煤為第三方供應,供應商為了降低原煤成本,同時又能滿足我公司原煤使用要求,將多個礦點的不同原煤(煙煤、無煙煤、煤泥等)選配在一起供貨,造成煤粉出現(xiàn)分級燃燒情況。分級燃燒,即不同煤種因燃燒速度、燃盡時間不同,不能同時燃盡,從而導致窯頭火焰比較分散,火焰長,火力不強,有時會造成后燃燒,窯頭煤、窯尾煤比例不易協(xié)調。水泥熟料松散不致密,頻繁出現(xiàn)黃芯料,燒失量和需水量偏高,強度偏低。

        (2)改進措施。為改變燃料品質,穩(wěn)定熟料煅燒,公司決定改進原煤的采購方式,由第三方供應變?yōu)樵V直供。經多次實地考察和取樣分析,最終確定了三個礦點作為公司的原煤供應點。公司將不同原煤單獨堆放,根據(jù)煤質情況單獨或搭配使用。采購方式調整前后,進廠原煤的工業(yè)分析對比見表1。由表1可見,調整采購方式后,原煤的揮發(fā)分和發(fā)熱量均大幅提高。

        表1 采購方式調整前后進廠原煤工業(yè)分析對比,%

        (3)改進效果。生產實際顯示,在煤粉細度保持不變的情況下,煤質提高后,煤粉燃燒速度變快,窯頭火焰更加明亮且火力集中,二、三次風溫明顯提高且穩(wěn)定,更利于熟料的煅燒。從熟料外觀看,杜絕了黃芯料的頻繁出現(xiàn),熟料致密且晶體均勻。

        1.2 提高石灰石質量

        我公司有兩座石灰石礦山,其中,A礦山石灰石品位較高,但其屬于凹陷開采,受開采面及天氣影響較大;B礦山石灰石品位較低且易磨性較差。A礦山石灰石含土量較大,易堵石灰石庫,石灰石質量波動較大,生料配料波動也較為明顯;B礦山石灰石品位雖低,但幾乎不含土,為穩(wěn)定生料質量和熟料煅燒創(chuàng)造了有利條件。因此,我公司決定對兩座礦山的石灰石進行搭配使用,確保石灰石滿足CaO≥48%、MgO<2.5%含量的配料要求。兩座礦山的石灰石搭配使用情況見表2。將兩座礦山的石灰石在入倉膠帶上混合后,入石灰石預均化場均化。通過合理搭配石灰石,出磨生料合格率大幅提高,石灰石配比調整前后對比見表3。

        表2 兩座石灰石礦山原料搭配使用情況,%

        表3 石灰石配比調整前后對比

        2 加強對熟料生產過程的質量控制

        2.1 提高煤粉、生料細度

        我公司煤粉細度篩余原控制在9.0%左右,為保證煤粉快速充分燃燒,提高熟料質量,將其調整為6.0%左右。調整后發(fā)現(xiàn),窯頭火焰短粗有力,比較集中,窯尾煙室溫度穩(wěn)定在1 050℃左右。

        我公司生料水篩細度篩余<15%,使用鋼廠轉爐廢渣。轉爐渣粒度、硬度較大,易磨性差,導致生料干篩細度篩余較粗(約3.0%)。為提高熟料易燒性,公司一方面搭配使用易磨性較好的有色金屬灰渣,另一方面對生料磨選粉機進行改造,最終使生料干篩細度篩余<2.0%,有效提高了生料易燒性。

        2.2 對石灰石取料機進行改造

        我公司石灰石含土量較高,石灰石取料機取料阻力較大,取料量無法滿足生料磨生產需求,致使鏟車從取料機應急口下料,石灰石堆場較難實現(xiàn)全自動化堆、取料,影響均化效果。因此,公司對兩臺φ90m圓型石灰石堆場取料機進行了改造,增加了取料機取料耙長度,增大了取料機斜度,同時改進了驅動電控系統(tǒng)。改造后,取料機取料量可滿足生料磨需要,石灰石堆場實現(xiàn)了全自動堆、取料。

        2.3 提高出磨生料三率值合格率和生料均勻性

        但我公司生料使用粘土配料,受陰雨天影響,粘土水分和粒度較大。為進一步提高生料質量,我公司在生料磨入磨膠帶輸送機上加裝了中子在線分析儀,每分鐘檢測一次原料中各組分的含量,方便操作員及時調整原料配比,出磨生料成分更加穩(wěn)定,三率值合格率大幅提高。使用在線分析儀前后生料情況對比見表4。

        表4 使用在線分析儀前后生料情況對比

        3 調整配料方案

        理論上,提高KH可增加C3S含量,提高熟料強度,但由于B礦區(qū)石灰石易磨性和易燒性較差,煅燒困難,實際生產過程中,提高KH并不能提高C3S含量,熟料質量并不理想。適當降低KH、SM后發(fā)現(xiàn),熟料易燒性變好,fCaO降低,熟料更致密,C3S、C4AF含量增加,熟料易磨性提高;同時,熟料的早期、后期強度得到提升,熟料產量未明顯下降。三率值調整前后對比見表5。

        表5 三率值調整前后對比

        4 調整工藝操作

        4.1 提高入窯生料成分穩(wěn)定性

        (1)在改善進廠石灰石質量的基礎上,穩(wěn)定其他校正原料;在進廠原材料成分標準偏差、粒度和水分符合控制要求的前提下,保證合理的原材料庫存量,設置最低庫存量;對進廠原材料采購部門和供應商進行考核;控制原材料合格率,保證原材料符合標準偏差,合理搭配使用標準偏差較大的物料。

        (2)按質量管理規(guī)程要求,定期對車間配料計量秤進行校驗,保證計量秤的準確性,以提高出磨生料合格率,穩(wěn)定入窯生料成分和喂料量,減少對熟料質量的影響。

        (3)生料庫始終保持>25m的高庫位,同時,對生料庫頂、庫底的斜槽,每天進行一次常規(guī)檢查,每周進行一次詳細檢查,加強維護,保證其暢通,從而保證生料均化庫的均化效果。

        (4)提高配料預見性,如原煤換堆時,煤質易發(fā)生變化,應及時取樣分析;提前調整出磨生料指標,減少熟料率值的波動。

        4.2 保證入窯喂料量的穩(wěn)定

        為保證生料喂料量的穩(wěn)定,公司將庫底磨損較嚴重的沖板流量計改為流量更加穩(wěn)定的生料轉子秤,并將庫底對區(qū)卸料改成六區(qū)同時下料,進一步穩(wěn)定了稱重倉的料位,提高了入窯生料的穩(wěn)定性。

        4.3 調整窯頭、窯尾的用煤量

        在確保入窯煤粉質量穩(wěn)定的基礎上,合理調整窯頭、窯尾用煤量。熟料致密度較差時,公司曾采取過增加窯頭喂煤量的措施,但效果不佳,導致窯尾無法加煤,窯頭、窯尾用煤比例失調。同時,窯頭用煤量大造成窯前溫度高,窯主電動機電流偏高,>1 100A(正常900~1 000A),限制了窯產量,熟料中也出現(xiàn)了大量的黃芯料。針對此問題,公司及時調整,在投料量及系統(tǒng)拉風不變的情況下,逐步減少窯頭煤用量,觀察窯尾煤的變化。運行實際顯示,將窯頭、窯尾煤比例穩(wěn)定在4∶6,可滿足工藝要求。窯頭、窯尾用煤調整前后對比見表6。

        表6 窯頭、窯尾用煤調整前后對比

        通過逐步減少窯頭用煤量,增加窯尾用煤量,窯尾煙室溫度基本穩(wěn)定在1 050℃,喂料量也增加了15t/h,煤耗降低了1.4kg/t,窯況比較穩(wěn)定。

        5 改造效果

        經優(yōu)化調整,我公司熟料3d抗壓強度穩(wěn)定在31.0MPa,28d抗壓強度達57.0MPa以上。水泥生產熟料配比由85%降低至81%,水泥單位產品碳排放量下降,取得了良好的經濟效益?!?/p>

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