生產(chǎn)低堿熟料遇到的問題及解決措施
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(xué)成分比較見表1。
表1濕粉煤灰與黏土化學(xué)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(fēng)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(fēng)量過少,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(yù)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(yù)分解窯8%~13%的填充率。
2)配料不恰當(dāng),SM過高,液相量少,產(chǎn)生飛砂料也會導(dǎo)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(yù)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(dāng)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(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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