5000t-d生產(chǎn)線煅燒高鎂熟料的生產(chǎn)實(shí)踐

2008.No.8表3調(diào)整前熟料物理性能在實(shí)際生產(chǎn)過程中,隨著MgO含量的升高,出窯熟料結(jié)粒明顯增大,而且大小不均勻,飛砂嚴(yán)重,黃塊較多;大粒熟料外觀顏色發(fā)黑,但破碎后多數(shù)黃心,結(jié)構(gòu)疏松,fCaO嚴(yán)重偏高,升重值大幅度下降,熟料質(zhì)量明顯降低。同時(shí)工藝上表現(xiàn)為窯內(nèi)通風(fēng)不暢,因強(qiáng)加煤而造成還原氣氛明顯,長厚窯皮、結(jié)大球,窯況明顯惡化,窯內(nèi)熱工制度很不穩(wěn)定,多次出現(xiàn)因大料塊和結(jié)大蛋而停篦冷機(jī)處理。并出現(xiàn)預(yù)熱器堵塞等連鎖反應(yīng),給窯穩(wěn)定操作帶來了很大困難,熟料產(chǎn)量大幅度降低,熟料質(zhì)量受到嚴(yán)重影響,熟料MgO含量從3.2%提高到4.8%,3d抗壓強(qiáng)度下降了0.9MPa,28d抗壓強(qiáng)度下降了2.6MPa。2MgO對(duì)熟料燒成和質(zhì)量影響的原因分析在近幾年的生產(chǎn)實(shí)踐中,我們總結(jié)和驗(yàn)證了熟料MgO含量對(duì)熟料煅燒和質(zhì)量的影響。如果熟料MgO含量偏高(<3.2%,熟料煅燒時(shí),MgO有一部分與熟料礦物結(jié)合成固溶體并存在于中間相中,多余的MgO則如同提高了Fe2O3的含量,可降低液相出現(xiàn)的溫度并增加液相量,降低液相的表面張力,從而促進(jìn)C2S對(duì)CaO的吸收,有利于煅燒。如果熟料MgO含量較高(3.2%~4.2%,液相表面張力大幅度下降,含4%MgO時(shí)的表面張力為0.51N/m,迫使其煅燒溫度要比正常溫度低,煅燒范圍要比正常窄,不利于fCaO的吸收和晶體發(fā)育。表現(xiàn)在熟料外觀結(jié)粒細(xì)小,飛砂嚴(yán)重。同時(shí),在煅燒方面表現(xiàn)為易燒性好,但燒結(jié)范圍變窄,操作難度大。如果熟料MgO含量過高(>4.2%,熟料出現(xiàn)結(jié)球嚴(yán)重,窯電流平均達(dá)450A以上,頻繁出現(xiàn)結(jié)大球,冷卻破碎之后的熟料大多數(shù)為黃塊,窯頭飛砂嚴(yán)重。我方案80μm篩余/%比表面積/(m2/kg標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量/%SO3/%凝結(jié)時(shí)間/min抗折強(qiáng)度/MPa抗壓強(qiáng)度/MPa初凝終凝3d28d3d28d配方12.235323.62.3991406.29.130.960.3配方22.335023.62.21011406.18.830.658.9配方32.335223.62.31011456.28.630.057.7方案化學(xué)成分/%率值礦物組成/%LossSiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOfCaOKHnPC3SC2SC3AC4AF配方10.2021.544.983.5264.983.160.810.9142.531.4157.4218.457.2310.70配方20.2621.444.983.3664.863.701.260.9182.571.4856.3618.967.5010.21配方30.3121.324.963.4664.604.361.550.9202.531.4355.1919.517.2810.52我公司2×5000t/d生產(chǎn)線Ⅰ期于2004年底投產(chǎn),石灰石礦山其一屬奧陶紀(jì)馬家溝組地層(OM,北庵莊段中薄層灰?guī)r、云斑灰?guī)r中夾白云質(zhì)灰?guī)r,而且由于受較多斷層影響,接觸東黃山段白云巖較多,造成石灰?guī)r礦層結(jié)構(gòu)復(fù)雜。我公司自開始生產(chǎn)即搭配使用高鎂石灰石,在生產(chǎn)過程中,注意總結(jié)工藝操作、熟料質(zhì)量等方面的經(jīng)驗(yàn),并采取了積極有效的措施,取得了較好的效果。1高鎂石灰石的應(yīng)用情況原材料化學(xué)分析見表1,熟料質(zhì)量見表2和表3。表1原材料的化學(xué)成分分析%5000t/d生產(chǎn)線煅燒高鎂熟料的生產(chǎn)實(shí)踐張浩,高先仕,池金果(山水集團(tuán)安丘山水水泥有限公司,山東濰坊262126中圖分類號(hào):TQ172.622.26文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B文章編號(hào):1002-9877(200808-0015-03項(xiàng)目LossSiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOK2ONa2O低鎂石灰石42.083.310.880.7550.062.210.190.09高鎂石灰石41.963.460.860.6949.023.350.170.08砂巖3.7668.4313.294.641.891.351.570.53頁巖12.1350.8314.636.087.802.463.770.58鐵礦石1.3556.332.5330.552.103.450.310.24表2調(diào)整前熟料化學(xué)成分、率值及礦物組成15--2008.No.8表4調(diào)整后熟料化學(xué)分析方案化學(xué)成分/%率值礦物組成/%LossSiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOfCaOKHnPC3SC2SC3AC4AF配方20.2321.334.963.3964.723.820.810.9212.551.4658.2717.217.3910.31配方30.2621.224.983.5064.424.300.900.9212.501.4258.1317.007.2610.64們采取常規(guī)的降鐵措施,現(xiàn)象不但沒有扭轉(zhuǎn),反而更加惡劣,反常規(guī)調(diào)整,卻有效果。從資料[1]得知,MgO含量>4.2%時(shí),熟料液相黏度增加,使阿利特結(jié)晶困難,從而使結(jié)粒變大,窯內(nèi)極易結(jié)圈、結(jié)蛋。綜上分析,我公司熟料強(qiáng)度偏低的根本原因是出窯熟料MgO含量偏高,而配料方案和煅燒操作又沒有及時(shí)或有效地作出適應(yīng)性的調(diào)整,從而造成不正常窯況的出現(xiàn)和熟料強(qiáng)度的降低。3采取措施3.1控制石灰石中MgO含量為了使熟料中MgO含量達(dá)到公司內(nèi)控指標(biāo)4.0%±0.2%,必須控制石灰石中MgO含量2.8%±0.2%。從石灰石進(jìn)廠質(zhì)量把關(guān)開始嚴(yán)格控制,分礦點(diǎn)搭配到位。同時(shí)強(qiáng)化石灰石均化效果,嚴(yán)格控制石灰石堆棚布料層數(shù)在400層以上,以改善和穩(wěn)定生料質(zhì)量,為穩(wěn)定操作和熟料質(zhì)量創(chuàng)造條件。3.2調(diào)整配料方案原配料方案熟料三率值控制指標(biāo)為:KH=0.91±0.02,SM=2.5±0.1,IM=1.4±0.1。當(dāng)熟料MgO含量在3.2%~4.2%時(shí),選用三高配料方案,將熟料KH提高到0.92±0.02,SM提高到2.6±0.1,IM提高到1.5±0.1。在此種情況下,隨著MgO含量的提高,適當(dāng)降低生料Fe2O3指標(biāo),以增加液相黏度和燒結(jié)范圍,改善熟料質(zhì)量和操作的適應(yīng)性。熟料MgO含量>4.2%時(shí),熟料率值控制為KH=0.92±0.02,SM=2.6±0.1,IM=1.4±0.1,增加Fe2O3的含量,降低鋁率,以降低液相黏度,避免窯內(nèi)結(jié)圈、結(jié)蛋,控制飛砂料。3.3優(yōu)化操作參數(shù)3.3.1降低并穩(wěn)定分解爐出口、窯尾和C5溫度液相過早出現(xiàn),易形成黏性物料,在預(yù)熱器、窯尾煙道、C5及下料管道等處極易結(jié)皮引起堵塞,針對(duì)這些情況,應(yīng)該嚴(yán)格控制分解爐出口、窯尾和C5溫度。正常生產(chǎn)時(shí),分解爐出口溫度一般控制在880℃左右,而在煅燒高M(jìn)gO熟料時(shí),控制在850~880℃,將窯尾溫度由原來的1050~1100℃降低至1000~1050℃,避免液相過早出現(xiàn),減少結(jié)皮堵塞情況的發(fā)生,同時(shí)也減輕了窯內(nèi)結(jié)長厚窯皮、結(jié)圈[2]。我們?cè)贑5的下料管位置,設(shè)置了吹堵裝置,及時(shí)有效地處理了故障,提高了窯的運(yùn)轉(zhuǎn)率。3.3.2降低并穩(wěn)定入窯分解率控制入窯物料表觀分解率在90%左右,最高不超過94%。在生產(chǎn)實(shí)踐中,常出現(xiàn)因?yàn)槿敫G物料分解率過高達(dá)96%,熟料升重降低,質(zhì)量下降。分析認(rèn)為,由于分解率過高,也就是生料預(yù)燒較好,使液相提前出現(xiàn),窯內(nèi)碳酸鹽分解帶縮短,固相反應(yīng)帶相應(yīng)拉長,使化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)物活性降低,從而導(dǎo)致熟料升重降低,熟料實(shí)物質(zhì)量下降。3.3.3加強(qiáng)篦冷機(jī)操作熟料急冷,可使熟料中阿利特、貝利特尤其β型C2S晶形穩(wěn)定,并使液相來不及結(jié)晶而形成更多的玻璃體,避免L(液相+C3S→C3A+C2S的轉(zhuǎn)熔反應(yīng)[3];同時(shí)也可使方鎂石晶體尺寸減小,提高方鎂石水化產(chǎn)生應(yīng)力的分散度,減小因方鎂石對(duì)水泥安定性的影響。因此,在篦冷機(jī)操作過程中,應(yīng)保持好篦冷機(jī)各室合理的壓力,特別是一室的壓力,調(diào)節(jié)掌握好篦床速度,并保持一、二室風(fēng)機(jī)用全風(fēng),使通過高溫料層的風(fēng)量穩(wěn)定而充分,確保冷卻效果。3.3.4調(diào)節(jié)煤粉燃燒器內(nèi)外用風(fēng)控制燒成帶長度燒成帶長,物料在窯內(nèi)更易提前黏結(jié)成球,窯況不穩(wěn)定時(shí)甚至形成大球、大塊,熟料結(jié)粒不均,fCaO高,升重低。生產(chǎn)過程中,根據(jù)我公司實(shí)際情況控制好一次風(fēng)量,調(diào)節(jié)好煤粉燃燒器內(nèi)外用風(fēng)比例(不同的燃燒器、煤質(zhì)和熱工制度是不同的,從而確保煤粉快速燃燒,使火焰縮短,控制燒成帶長度。4效果1隨著上述針對(duì)性措施的調(diào)整到位,出窯熟料外觀質(zhì)量明顯改善,熟料結(jié)粒細(xì)小均齊,粉粒少,黃塊極少,升重提高近70g/L,質(zhì)地堅(jiān)硬,可以判斷熟料實(shí)物質(zhì)量明顯提高。熟料3d、28d抗壓強(qiáng)度有大幅度的提高,3d抗壓強(qiáng)度平均達(dá)32.3MPa,較調(diào)整前提高了2.0MPa;28d抗壓強(qiáng)度平均達(dá)62.2MPa,較調(diào)整前提高了3.9MPa。調(diào)整后的熟料化學(xué)分析及物理性能見表4及表5。16--2008.No.8表5調(diào)整后熟料物理性能2出窯熟料巖相結(jié)構(gòu)明顯改觀。從顯微照片可以看出,形成了較多的帶狀阿利特晶體,長寬比較大,達(dá)2.0以上,晶體尺寸10~50μm,并有少量異常大晶體。B礦數(shù)量較少,難見礦巢結(jié)構(gòu),常見尺寸10~25μm,圓形,大多有雙晶紋。3通過采取上述配料方案和工藝操作措施,實(shí)現(xiàn)了回轉(zhuǎn)窯穩(wěn)定操作,解決了窯內(nèi)結(jié)大球,結(jié)圈現(xiàn)象,提高了窯的運(yùn)轉(zhuǎn)率,不僅綜合利用了我公司自備礦山大量的高氧化鎂石灰石礦產(chǎn)資源,而且使熟料質(zhì)量穩(wěn)定提高,取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。5應(yīng)用體會(huì)1MgO過高對(duì)熟料產(chǎn)質(zhì)量的影響巨大,每上升1%的MgO,熟料28d抗壓強(qiáng)度降低約1.5MPa。但只要對(duì)配料方案和工藝操作及時(shí)作出適應(yīng)性的調(diào)整,是完全可以扭轉(zhuǎn)的。2不能在MgO升高過程中一味地降低Fe2O3。3在使用高鎂原料時(shí),必須采用高品質(zhì)煙煤,否則將更加惡化窯情。4在回轉(zhuǎn)窯操作中,應(yīng)控制燒成帶長度,適當(dāng)降低窯尾、分解爐出口溫度等工藝參數(shù),控制熟料結(jié)粒,實(shí)現(xiàn)急冷煅燒。參考文獻(xiàn):[1]MMoranville-Regourd,AIBoikova.熟料的化學(xué)、結(jié)構(gòu)、性能和質(zhì)量[A].第九屆國際水泥化學(xué)會(huì)議(印度新德里綜合報(bào)告譯文集[C].南京:南京化工學(xué)院,1993,12-17.[2]池金果,高先仕,徐洪云.石灰石礦山泥質(zhì)灰?guī)r夾層的有效利用[J].水泥,2007,(11:15-16.[3]王剛.高氧化鎂石灰石配料方案的優(yōu)化和生產(chǎn)體會(huì)[J].水泥工程,2007,(6:21-22.(編輯王新頻方案80μm篩余/%比表面積/(m2/kg標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量/%SO3/%凝結(jié)時(shí)間/min抗折強(qiáng)度/MPa抗壓強(qiáng)度/MPa初凝終凝3d28d3d28d配方22.335323.62.31051506.29.032.562.6配方32.335023.62.21001456.08.932.161.9廣州市花都區(qū)獅嶺鎮(zhèn)是全國有名的皮革加工集散地,生產(chǎn)皮革制品時(shí)產(chǎn)生了大量的邊角料、碎屑。我廠利用原有的窯系統(tǒng)生產(chǎn)設(shè)備,進(jìn)行廢皮革作為替代燃料的試燒試驗(yàn),取得了較好的效果。1廢皮革預(yù)處理及試燒喂入方式委托金羊服務(wù)公司對(duì)廢皮革進(jìn)行收集、預(yù)處理和運(yùn)輸。為使廢料試用工作順利進(jìn)行,該公司在距我廠約3km的馬溪工業(yè)區(qū)設(shè)立了廢料處理站,通過一系列工序包括對(duì)廢皮革進(jìn)行篩選、烘干、破碎、搭配和包裝等預(yù)處理,使廢皮革水分小于10.0%,尺寸小于