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        改善水泥凈漿流動度的措施

        2022-07-27 12:32:16譚建春張林蘆國峰
        水泥技術(shù) 2022年4期
        關(guān)鍵詞:選粉凈漿生料

        譚建春,張林,蘆國峰

        1 概述

        我公司有兩條5 000t/d水泥熟料生產(chǎn)線,配套4臺HRM3400生料輥磨,2臺φ4.8m×72m預(yù)分解窯,帶TDF分解爐及TC-12108第三代篦冷機,配套25MW純低溫余熱發(fā)電機組,配備5套“輥壓機(1 600mm×1 400mm)+V型選粉機(JVX2500)+球磨機(φ4.2m×13m)”水泥開路粉磨系統(tǒng),當比表面積為(365±15)m2/kg時,P·O42.5水泥產(chǎn)量為190t/h。

        夏季高溫時,P·O42.5水泥凈漿流動度低且波動較大,對出廠水泥質(zhì)量造成不良影響。影響P·O42.5水泥凈漿流動度的主要原因包括:出窯熟料急冷效果差、水泥配料方案調(diào)整不及時、生產(chǎn)工藝系統(tǒng)調(diào)整不當、水泥顆粒級配不合理、水泥出庫日常管理存在不足等。為有效改善水泥凈漿流動度,我公司采取了以下措施,并取得了預(yù)期效果。

        2 改進措施

        2.1 分析熟料巖相,調(diào)整生料配料方案

        2.1.1 熟料巖相實驗及分析

        (1)取熟料瞬時樣,樣品重量6.0kg左右(以足夠做小磨試驗為準)。保存取樣前、取樣時、取樣后的中央控制室操作畫面。若11:00取樣,則分別保存9:00、10:00、11:00、12:00、13:00時,窯頭、窯尾、廢氣處理的操作畫面。

        (2)留存做巖相分析的熟料樣。從樣品中選取3個大熟料顆粒,不用破碎;另取熟料樣進行破碎,篩分出4~7mm的熟料顆粒,稱重200~300g作為巖相分析的樣品備用,記錄取樣日期、時間、取樣人等;對熟料樣進行化學(xué)分析、小磨試驗、物理分析,包括3d、28d強度分析等;提供入窯生料粉及入窯煤粉的細度、水分、化學(xué)分析。

        (3)進行熟料巖相分析。熟料巖相照片見圖1,由圖1可以看出,A礦有明顯裂紋,邊棱不光潔,已有部分分解和熔蝕現(xiàn)象,并有B礦和fCaO的包裹體,說明熟料急冷效果差,影響熟料凈漿流動度。

        2.1.2 添加3%煤矸石用于生料配料

        由多次試驗可知,在生料配料時,用硫含量3%的煤矸石(SO3在0.5%~1.0%)替代粘土(無硫、R2O高),在不影響硫排放的情況下(≤50mg/m3),提高熟料硫堿比,可有效改善熟料凈漿流動度。

        添加不同比例煤矸石的熟料凈漿流動度比較見表1。由表1可知,添加1%煤矸石時,熟料凈漿流動度變化不大;添加3%煤矸石時,熟料凈漿流動度有所改善,窯尾煙氣SO2含量在可控范圍內(nèi);添加5%煤矸石時,熟料凈漿流動度改善明顯,但窯尾煙氣SO2含量較高且波動較大。另檢測添加3%煤矸石后的熟料性能可知,熟料需水量、凝結(jié)時間及28d抗壓強度變化不大,3d抗壓強度提高1MPa。

        表1 添加不同比例煤矸石的熟料凈漿流動度比較

        2.2 針對高溫天氣,調(diào)整P·O42.5水泥配料方案

        2.2.1 調(diào)整石灰石及粉煤灰等混合材摻加量

        在P·O42.5水泥燒失量(≤5.0%)合格的前提下,盡可能地提高非活性混合材石灰石的摻加量(國標要求≤8.0%),減少需水量較大的粉煤灰的摻加量。調(diào)整后水泥凈漿流動度明顯改善,不同燒失量時水泥凈漿流動度的變化見表2。

        由表2可以看出,生產(chǎn)P·O42.5水泥時,在熟料添加比例相同的前提下,根據(jù)不同混合材的性能,通過調(diào)整混合材摻加量,可改善水泥凈漿流動度。

        表2 不同燒失量時水泥凈漿流動度的變化

        2.2.2 搭配使用改性磷酸石膏與脫硫石膏

        不同工業(yè)副產(chǎn)石膏對水泥流動度的影響見表3。由表3可知,生產(chǎn)P·O42.5水泥時,在熟料添加比例相同的前提下?lián)郊邮啵?00%使用脫硫石膏時,水泥凝結(jié)時間偏短,凈漿流動度差;100%使用改性磷石膏時,水泥凈漿流動度改善明顯,但凝結(jié)時間過長,影響商品混凝土正常施工;脫硫石膏與改性磷石膏按照1:1比例搭配使用時,水泥凈漿流動度與凝結(jié)時間均在正常范圍內(nèi),可滿足客戶使用需求。檢測調(diào)整后的水泥強度,3d抗壓強度變化不大,28d抗壓強度略有提高。

        表3 不同工業(yè)副產(chǎn)石膏對水泥凈漿流動度的影響

        2.2.3 降低出磨水泥比表面積

        不同細度對水泥流動度的影響見表4。由表4可以看出,在熟料配比相同的前提下,P·O42.5出磨水泥比表面積由(365±15)m2/kg降至(355±15)m2/kg,水泥45μm篩篩余由9%提高至11%,80μm篩篩余由1.0%提高至1.5%,水泥初始凈漿流動度由183mm提高至196mm,經(jīng)時凈漿流動度由206mm提高至218mm。檢測調(diào)整后的水泥強度,3d和28d抗壓強度變化不大。適當降低P·O42.5水泥比表面積,提高出磨水泥細度,可改善水泥凈漿流動度。使用早強型助磨劑,可彌補因細度變粗后,水泥的早期強度損失。

        表4 不同細度對水泥凈漿流動度的影響

        2.3 優(yōu)化調(diào)整磨機工藝

        2.3.1 調(diào)整入輥壓機物料綜合水分

        將干粉煤灰改為添加4%的濕粉煤灰(水分約10%),使入輥壓機物料綜合水分達到0.6%~0.8%,提高輥壓機做功效率。

        2.3.2 調(diào)整輥壓機喂料裝置,確?!斑^飽和”喂料

        將輥壓機喂料裝置通過口增至1 500mm×330mm,恢復(fù)兩側(cè)饋入板,斜插板改成開度可調(diào)電動推桿,減小初始帶料瞬間對電機和減速機的沖擊。根據(jù)輥壓機運行情況,隨時調(diào)整斜插板開度,保證“過飽和”喂料。改造后,出輥壓機物料<2mm成品顆粒約占72%,其粒度分布見表5。

        2.3.3 在線堆焊修復(fù)磨輥,調(diào)整氮氣囊壓力

        輥壓機輥子離線修復(fù)時間長、效率低,采取在線堆焊修復(fù)輥面,可保證物料擠壓效果。將氮氣囊壓力調(diào)整為實際運行壓力的60%,定期檢查、清洗加壓閥、卸壓閥,可維護現(xiàn)場環(huán)境,減少揚塵等對液壓系統(tǒng)的影響。

        2.3.4 調(diào)整緩沖倉分料裝置,實現(xiàn)中心位置入料

        將緩沖倉內(nèi)分料裝置由“圓錐形”改為“平面圓盤形”,入緩沖倉下料溜子加長1m。加長后,下料溜子到分料盤的距離縮短為0.5m,可實現(xiàn)中心位置入料,使配料站新料與V型選粉機回料充分混合,最大程度緩解倉內(nèi)物料離析。

        2.3.5 改進選粉機下料方式,提高選粉效果

        將V型選粉機下料溜子改為四通道下料方式,保證物料在V型選粉機內(nèi)部形成均勻料幕,提高選粉效果,預(yù)粉磨系統(tǒng)成品物料比表面積可提高至190m2/kg以上。

        2.3.6 袋除塵器收塵灰直接入磨

        輥壓機系統(tǒng)袋除塵器收塵灰比表面積>300m2/kg,具備直接入磨條件,因此,選擇將收塵灰不經(jīng)選粉機而直接進入磨頭,既保證了選粉機兩側(cè)喂料均勻,減小了電流波動,又提高了入庫水泥質(zhì)量的穩(wěn)定性。

        2.3.7 定期清灰,加強密封

        定期清理旋風(fēng)筒進風(fēng)口積灰,確保下料口翻板閥密封完好,避免竄風(fēng)和“二次揚塵”,影響氣固分離效果。

        2.3.8 調(diào)整磨機工藝,更換防堵隔倉板和出磨篦板

        采用振動篩嚴格篩檢磨內(nèi)研磨體,淘汰不合格研磨體;更換防堵塞隔倉板和出磨篦板,保證磨內(nèi)篦縫暢通,達到“料走篦縫,風(fēng)走通風(fēng)口”。檢修后,磨內(nèi)風(fēng)速提高,出磨水泥溫度降低,磨內(nèi)工藝調(diào)整前后對比見表6。

        表6 磨內(nèi)工藝調(diào)整前后對比

        由表6可以看出,磨機工藝系統(tǒng)調(diào)整后,磨內(nèi)風(fēng)速提高0.23m/s,出磨水泥溫度降低6℃,出磨水泥≤3μm顆粒占比降低3.1%,調(diào)整效果顯著。

        2.4 完善水泥出入庫日常管理

        (1)對兩條生產(chǎn)線熟料庫庫底所有下料點執(zhí)行器進行檢修,確保各下料點能夠由中控室控制,自動放料,庫底熟料可以實現(xiàn)多點搭配放料。

        (2)入水泥磨熟料溫度>120℃時,需搭配備用熟料庫陳料使用,以降低入磨熟料溫度。

        (3)優(yōu)化中控室操作,減少止料次數(shù),故障搖磨>10min作停機處理,提高比表面積合格率。

        (4)恢復(fù)V型選粉機冷風(fēng)口及磨頭選粉機三次風(fēng)口執(zhí)行器,補充冷風(fēng),降低預(yù)粉磨系統(tǒng)溫度。

        (5)水泥庫安裝機械倒庫設(shè)施,對出庫水泥進行二次均化的同時,有效降低出廠水泥溫度。

        (6)水泥庫內(nèi)溫度高,遇夏季陰雨天時,庫內(nèi)易出現(xiàn)“結(jié)露”現(xiàn)象,需定期開啟庫頂收塵風(fēng)機除濕。

        (7)適當延長水泥周轉(zhuǎn)時間,降低出廠溫度。

        3 結(jié)語

        (1)通過調(diào)整生料配料方案,添加3%煤矸石用于生料配料,不僅可以改善熟料凈漿流動度,且窯尾SO2含量也在可控范圍內(nèi),生料配料方案調(diào)整后,熟料性能保持穩(wěn)定。

        (2)對P·O42.5水泥配料用原料及控制指標進行調(diào)整,包括調(diào)整混合材摻加量、細度、緩凝材料的使用量等,在不影響出磨水泥各項性能的基礎(chǔ)上,可有效改善水泥凈漿流動度。

        (3)根據(jù)帶輥壓機預(yù)粉磨系統(tǒng)開路磨出磨水泥溫度高的特點,對磨機工藝系統(tǒng)進行調(diào)整,優(yōu)化工藝運行狀態(tài),降低出磨水泥溫度,改善水泥凈漿流動度。

        (4)通過采取降低入磨熟料溫度、優(yōu)化中控操作、增加機械倒庫設(shè)施降溫均化、開啟庫頂收塵風(fēng)機除濕等措施,完善水泥出入庫管理,可保證出廠水泥凈漿流動度符合混凝土的施工要求。■

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