生產(chǎn)低堿熟料遇到的問(wèn)題及解決措施
我公司Φ5.2m×61m預(yù)分解短窯，因產(chǎn)量高、質(zhì)量穩(wěn)定、能耗低獲得水泥界和客戶(hù)的好評(píng)。2005年之后，由于市場(chǎng)對(duì)低堿水泥的需求加大，我公司生產(chǎn)的普通硅酸鹽水泥難以滿(mǎn)足市場(chǎng)的需要。因此，開(kāi)始進(jìn)行低堿熟料的生產(chǎn)。
1 低堿熟料生產(chǎn)及遇到的問(wèn)題
2005年以前我們是以石灰石、黏土、泥巖和鐵粉配料，熟料中R2O含量0.87%。為了降低R2O含量，我們利用隔壁電廠的濕粉煤灰替代黏土原料，粉煤灰與黏土化學(xué)成分比較見(jiàn)表1。
表1濕粉煤灰與黏土化學(xué)成分對(duì)比（%）
|
名稱(chēng) |
SiO2 |
Al2O3 |
Fe2O3 |
CaO |
MgO |
SO3 |
K2O |
Na2O |
Loss |
∑ |
|
濕粉煤灰 |
53.67 |
26.06 |
6.07 |
3.52 |
1.26 |
0.17 |
1.31 |
0.45 |
5.77 |
98.28 |
|
黏土 |
68.56 |
13.86 |
6.07 |
1.74 |
1.36 |
0.12 |
2.23 |
1.20 |
4.77 |
99.91 |
從表1可知，濕粉煤灰堿含量遠(yuǎn)小于黏土，另外濕粉煤灰還可以補(bǔ)充黏土中鋁含量的不足，其SiO2含量稍低，完全可以用泥巖彌補(bǔ)。用濕粉煤灰代替黏土依然是四組分配料，熟料主要指標(biāo)見(jiàn)表2。
表2 熟料指標(biāo)
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率值 |
礦物組成和堿含量/% | ||||||||
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KST |
KH |
HM |
SM |
IM |
C3S |
C2S |
C3A |
C4AF |
R2O |
|
93.00 |
0.88 |
2.08 |
2.45 |
1.45 |
55.00 |
22.36 |
8.00 |
11.25 |
0.45 |
熟料堿含量完全滿(mǎn)足要求，熟料的產(chǎn)質(zhì)量和以前相差無(wú)幾，煤耗還有所下降，但是在生產(chǎn)過(guò)程中出現(xiàn)以下問(wèn)題：
1）生料磨在粉磨過(guò)程中料層不穩(wěn)，主要是由于磨內(nèi)濕粉煤灰風(fēng)化快、流動(dòng)性較好，造成磨內(nèi)研磨層顆粒結(jié)構(gòu)的變化；磨內(nèi)加大噴水量后有所好轉(zhuǎn)。
2）窯系統(tǒng)表現(xiàn)生料易燒性好，但窯頭飛砂特別嚴(yán)重，造成環(huán)境污染，窯頭沉降室積料嚴(yán)重，三次風(fēng)量過(guò)少，預(yù)熱器塌料及分解爐煤粉燃燒不完全，生料磨電除塵器CO頻繁報(bào)警，為此專(zhuān)門(mén)雇人每班清理，嚴(yán)重時(shí)把窯口護(hù)鐵燒壞，被迫停窯檢修。燒出來(lái)的熟料升重普遍偏低，表3為2005年2月和3月熟料分析。
表3 2005年2月和3月熟料分析平均值
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時(shí)間 |
KST |
KH |
SM |
IM |
MgO /% |
R2O /% |
fCaO /% |
升重 /（kg/L) |
|
2月 |
93.78 |
0.90 |
2.43 |
1.38 |
1.06 |
0.49 |
0.95 |
1.19 |
|
3月 |
92.94 |
0.89 |
2.45 |
1.42 |
1.04 |
0.46 |
0.70 |
1.19 |
由于熟料升重偏低，水泥立磨一開(kāi)即振動(dòng)跳停，只好外購(gòu)熟料與本廠的熟料搭配粉磨。這樣持續(xù)了幾個(gè)月，始終未有所好轉(zhuǎn)，給生產(chǎn)造成了很大的困擾。
2 原因分析
1）料層厚，窯速過(guò)慢，火焰短，熟料顆粒不規(guī)則，容易造成升重低。但是預(yù)分解窯喂料量470t/h，窯速3.45r/min，計(jì)算其填充率大概9%，合乎預(yù)分解窯8%～13%的填充率。
2)配料不恰當(dāng)，SM過(guò)高，液相量少，產(chǎn)生飛砂料也會(huì)導(dǎo)致熟料升重低。從表3可以算出燒成帶熟料1450℃時(shí)，液相量為26%左右，燒成指數(shù)BI為2.91，也合乎預(yù)分解窯的煅燒要求。
3）問(wèn)題出在濕粉煤灰身上。火電廠煤粉在沸騰爐燃燒的溫度在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)含有未燃盡煤粉的爐渣進(jìn)入到燒成帶，遇到1700℃的熾熱氣體時(shí)，內(nèi)部碳粒子燃燒變成CO2，液相難以滲透到內(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，這與敲碎熟料用肉眼觀察的結(jié)果基本吻合。由于熟料顆粒輕，很容易被二、三次風(fēng)帶起，導(dǎo)致窯頭飛砂特別嚴(yán)重，帶起的輕熟料顆粒冷卻效果差，溫度在1000℃左右，仍以液相存在黏附在窯頭沉降室內(nèi)，空氣炮難以打掉，越積越多，導(dǎo)致沉降室積料嚴(yán)重。
3 解決措施
考慮到由于黏土特有的塑性，熟料結(jié)粒效果好，這樣可以彌補(bǔ)粉煤灰方面的不足；但是又要考慮到堿含量主要是由黏土帶入的，用黏土與粉煤灰按一定的比例搭配，在配料站另建一小倉(cāng)裝黏土，五組分配料。其生料、熟料主要指標(biāo)見(jiàn)表4。
表4 調(diào)整配料后生料、熟料分析
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項(xiàng)目 |
率值 |
礦物組成和堿含量/% | ||||||||
|
KST |
KH |
HM |
SM |
IM |
C3S |
C2S |
C3A |
C4AF |
R2O | |
|
生料 |
97.45 |
0.94 |
2.19 |
2. 52 |
1.32 |
|
|
|
|
0.33 |
|
熟料 |
93.00 |
0.88 |
2.08 |
2.45 |
1.42 |
55.07 |
22.29 |
7.80 |
11.38 |
0.53 |
五組分配料以后，生料磨運(yùn)行平穩(wěn)，窯頭飛砂基本看不見(jiàn)，窯頭沉降室積料也消失了，熟料顆粒結(jié)構(gòu)較好，升重1.25kg/L左右、fCaO含量＜1.50%，均正常，水泥立磨運(yùn)行平穩(wěn)。
4 結(jié)束語(yǔ)
用濕粉煤灰按一定比例替代黏土進(jìn)行五組分配料，堿含量滿(mǎn)足要求，生料磨、窯、水泥立磨的產(chǎn)質(zhì)量均保持正常，提高了廢物的利用率，減輕了黏土資源的浪費(fèi)，熟料的綜合煤耗比以前下降了5%，同時(shí)由于低堿水泥的出口，給國(guó)家賺得了大量外匯；另一方面，由于濕粉煤灰的價(jià)格比黏土低，降低了生產(chǎn)成本。
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