生產(chǎn)低堿熟料遇到的問題及解決措施

  我公司Φ5.2m×61m預分解短窯,因產(chǎn)量高、質(zhì)量穩(wěn)定、能耗低獲得水泥界和客戶的好評。2005年之后,由于市場對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足市場的需要。因此,開始進行低堿熟料的生產(chǎn)。

  1 低堿熟料生產(chǎn)及遇到的問題
  
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,粉煤灰與黏土化學成分比較見表1。

表1濕粉煤灰與黏土化學成分對比(%)

名稱

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,濕粉煤灰堿含量遠小于黏土,另外濕粉煤灰還可以補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。用濕粉煤灰代替黏土依然是四組分配料,熟料主要指標見表2。

表2 熟料指標

率值

礦物組成和堿含量/%

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

  熟料堿含量完全滿足要求,熟料的產(chǎn)質(zhì)量和以前相差無幾,煤耗還有所下降,但是在生產(chǎn)過程中出現(xiàn)以下問題:

  1)生料磨在粉磨過程中料層不穩(wěn),主要是由于磨內(nèi)濕粉煤灰風化快、流動性較好,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,但窯頭飛砂特別嚴重,造成環(huán)境污染,窯頭沉降室積料嚴重,三次風量過少,預熱器塌料及分解爐煤粉燃燒不完全,生料磨電除塵器CO頻繁報警,為此專門雇人每班清理,嚴重時把窯口護鐵燒壞,被迫停窯檢修。燒出來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

時間

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,水泥立磨一開即振動跳停,只好外購熟料與本廠的熟料搭配粉磨。這樣持續(xù)了幾個月,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,窯速過慢,火焰短,熟料顆粒不規(guī)則,容易造成升重低。但是預分解窯喂料量470t/h,窯速3.45r/min,計算其填充率大概9%,合乎預分解窯8%~13%的填充率。

  2)配料不恰當,SM過高,液相量少,產(chǎn)生飛砂料也會導致熟料升重低。從表3可以算出燒成帶熟料1450℃時,液相量為26%左右,燒成指數(shù)BI為2.91,也合乎預分解窯的煅燒要求。

  3)問題出在濕粉煤灰身上?;痣姀S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,電廠濕法儲存是把粉煤灰與爐渣混合儲存。當含有未燃盡煤粉的爐渣進入到燒成帶,遇到1700℃的熾熱氣體時,內(nèi)部碳粒子燃燒變成CO2,液相難以滲透到內(nèi)部,導致內(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、三次風帶起,導致窯頭飛砂特別嚴重,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,導致沉降室積料嚴重。

  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裝黏土,五組分配料。其生料、熟料主要指標見表4。

表4 調(diào)整配料后生料、熟料分析

項目

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,生料磨運行平穩(wěn),窯頭飛砂基本看不見,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,水泥立磨運行平穩(wěn)。

  4 結(jié)束語
  
用濕粉煤灰按一定比例替代黏土進行五組分配料,堿含量滿足要求,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,熟料的綜合煤耗比以前下降了5%,同時由于低堿水泥的出口,給國家賺得了大量外匯;另一方面,由于濕粉煤灰的價格比黏土低,降低了生產(chǎn)成本。

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