高硅砂巖配料生產(chǎn)高抗硫酸鹽水泥熟料的實踐

埃及B.S項目6×6?000t/d是由成都建筑材料工業(yè)設(shè)計研究院設(shè)計承包，由武安新峰水泥有限責(zé)任公司負責(zé)調(diào)試及運營生產(chǎn)。自2018年調(diào)試完成運行至今，設(shè)備運行良好，工藝狀況穩(wěn)定，贏得業(yè)主高度贊賞。本文主要介紹其中4#窯為滿足業(yè)主市場要求，利用高硅砂巖生產(chǎn)高抗硫酸水泥熟料過程中的原材料預(yù)配、生料粉磨及熟料煅燒過程中控制生產(chǎn)要點與問題總結(jié)。

1、高抗硫酸鹽水泥熟料簡介及性能指標要求抗硫酸鹽硅酸鹽水泥按其抗硫酸鹽侵蝕程度分為中抗硫酸鹽硅酸鹽水泥和高抗硫酸鹽硅酸鹽水泥兩類。以適當(dāng)成分的硅酸鹽水泥熟料，加入適量石膏，磨細制成的具有抵抗較高濃度硫酸根離子侵蝕的水硬性膠凝材料，稱為高抗硫酸鹽硅酸鹽水泥?？沽蛩猁}硅酸鹽水泥適用于受硫酸鹽侵蝕的海港、水利、地下、隧涵、引水、道路和橋梁基礎(chǔ)等工程。埃及業(yè)主對高抗硫酸鹽水泥熟料主要指標要求如表1。表1高抗硫酸鹽水泥熟料指標要求%

2、高抗硫酸鹽水泥熟料生產(chǎn)2.1原材料預(yù)配料工藝布置由于該生產(chǎn)線設(shè)計石灰石和黏土為預(yù)配料系統(tǒng)，主要控制方式由礦山破碎操作員根據(jù)在線分析儀控制石灰石破碎板喂機和黏土破碎板喂機速度來實現(xiàn)預(yù)配料，根據(jù)計算配比，石灰石和黏土按82%∶18%的比例形成混合料進入預(yù)均化堆場，再由耙式取料機經(jīng)過皮帶運送至生料配料站。生料配料站設(shè)有混合料倉、石灰石倉、高硅砂巖倉和鐵粉倉，通過倉下皮帶秤按一定比例輸送至生料粉磨系統(tǒng)。2.2原燃材料的組成該生產(chǎn)線主要原材料為石灰石、黏土、高硅砂巖、鐵粉，按一定比例進入生料磨粉磨成生料。石灰石取自業(yè)主附近礦山，相對成分比較穩(wěn)定；黏土則來自外部礦點，按大跺存儲，將不同種類黏土質(zhì)原材料分層儲存，儲量達到30d以上后，再進行使用，保證質(zhì)量相對穩(wěn)定；高硅砂巖開采自沙漠地帶，硅含量較高，由于結(jié)構(gòu)比較致密，顆粒較粗，對生料粉磨和熟料煅燒帶來很大影響；鐵質(zhì)原料主要采用進口鐵礦石，鐵含量較高，質(zhì)量比較穩(wěn)定；燃料則采用煙煤，通過煤堆場起跺堆放、原煤預(yù)均化堆棚均化進入煤粉制備系統(tǒng)制成煤粉，通過菲斯特轉(zhuǎn)子秤計量送入窯頭和窯尾燃燒器。具體原材料成分分析見表2，煤工業(yè)分析見表3。表2原燃材料成分分析%表3煤工業(yè)分析2.3生料配比及率值控制根據(jù)對抗硫酸鹽水泥熟料礦物成分的指標要求，我們制定熟料三率值分別為：LSF=91±2，SM=2.10±0.05，IM=0.8±0.05。通過配料計算，生料三率值控制指標及配比見表4，生料化學(xué)成分及率值見表5。表4生料率值及配比表5生料化學(xué)成分2.4熟料煅燒抗硫酸鹽水泥熟料煅燒工藝方式與普通硅酸鹽水泥熟料生產(chǎn)基本相似，主要不同點在于鐵含量較高，熟料礦物含量不同，高硅砂巖在生料配比中含量較高，易燒性差，IM較低，液相黏度較小，燒結(jié)范圍比較窄，主要通過穩(wěn)定控制生料的LSF，來保證窯工況穩(wěn)定。2.4.1熟料煅燒工藝該生產(chǎn)線設(shè)計產(chǎn)能為6?000t/d，預(yù)熱器采用5級懸浮預(yù)熱器加CDC分解爐，回轉(zhuǎn)窯為Φ5m×74m，設(shè)計窯速4.2r/min，篦冷機為IKN（設(shè)計產(chǎn)能6?500t/d）。生料由入窯提升機喂入預(yù)熱器，燒成熟料通過篦冷機冷卻進入熟料大庫，生產(chǎn)方式與普通硅酸鹽水泥熟料基本一致。2.4.2熟料煅燒過程控制抗硫酸鹽水泥熟料與普通硅酸鹽水泥熟料由于率值控制不同，液相量、液相黏度和表面張力都不一樣，所以在關(guān)鍵控制點也略有不同。再加上燒結(jié)范圍也較窄，為了保證有良好的窯工況，控制生料的波動也非常重要。為了更好地保證窯穩(wěn)定運行，煅燒出優(yōu)質(zhì)的熟料，且必須滿足業(yè)主對C3A的要求，控制好以下幾點非常重要。1）火焰及窯皮分布為了保證回轉(zhuǎn)窯有良好的熱工況，控制好火焰是必要條件。由于采用的燃燒器為皮拉德四風(fēng)道燃燒器，煤的揮發(fā)分也較高，控制火焰的原則就是保證火焰平順，避免使用較大火焰。頭煤的用量基本穩(wěn)定在11.5t/h。由于熟料鐵含量較高，液相黏度較低，窯皮的分布較為均勻且偏薄，日常的窯速基本控制在3.9~4.1r/min。2）物料易燒性由于原材料采用高硅砂巖配料，物料的易燒性十分重要。為了保證熟料產(chǎn)量和質(zhì)量，需要控制好生料的細度。我們將生料80μm篩篩余控制＜12%，0.2mm篩篩余控制在＜1.5%。生料的穩(wěn)定也對熟料煅燒影響很大，尤其是在生料磨停磨階段。當(dāng)熟料LSF超過93時，窯的飛砂就會很大，二次風(fēng)溫度偏低，窯工況較弱；當(dāng)熟料LSF低于90時，窯工況較強，二次風(fēng)溫度偏高，且火焰明亮，因此提高出磨生料質(zhì)量和控制停磨時間十分重要。3）窯內(nèi)通風(fēng)生產(chǎn)抗硫酸鹽水泥熟料過程中，由于熟料鐵含量比較高，為防止出現(xiàn)還原料，避免出現(xiàn)還原氣氛，合理的風(fēng)、煤、料、窯速匹配十分關(guān)鍵。而為了保證窯內(nèi)有良好的通風(fēng)，煙室縮口的結(jié)皮清理也很重要。中控值班長要求現(xiàn)場班長和預(yù)熱器崗位每班檢查2次縮口結(jié)皮情況，一旦發(fā)現(xiàn)煙室氧含量氣體分析儀低于3.5%，必須進行徹底清理結(jié)皮。4）分解爐溫度控制分解爐溫度穩(wěn)定性對預(yù)熱器C5筒結(jié)皮穩(wěn)定性影響很大，尤其是在普通硅酸鹽水泥熟料轉(zhuǎn)換高抗硫酸鹽水泥熟料的過程中。之前生產(chǎn)普通硅酸鹽水泥熟料控制分解爐溫度在900℃左右時，轉(zhuǎn)換到抗硫酸鹽水泥熟料時，分解爐溫度會控制在870~880℃左右，由于溫度差，造成預(yù)熱器C5出現(xiàn)結(jié)皮脫落堵塞情況。后逐步緩慢降低對分解爐出口溫度控制，保證窯工況穩(wěn)定煅燒一月后，逐步穩(wěn)定分解爐溫度在870~880℃，減少突然改變的溫度差，預(yù)熱器堵塞情況得到改善。2.5出窯熟料質(zhì)量通過對生料質(zhì)量穩(wěn)定性把控，熟料煅燒過程中細節(jié)控制，熟料各項指標控制較好，C3A≤2.8%，游離氧化鈣≤1.5%，升重1?250±50g/L，Cl-≤0.05%，熟料的28d抗壓強度大于54MPa。完全符合業(yè)主的生產(chǎn)要求。熟料化學(xué)成分、率值及礦物組成見表6，熟料強度見表7。表6熟料化學(xué)成分、率值及礦物組成表7熟料強度MPa

3、生產(chǎn)問題總結(jié)使用高硅砂巖作為硅質(zhì)原料配料時，由于高硅砂巖易磨性及易燒性差的特點，給生料磨系統(tǒng)和窯煅燒系統(tǒng)運行帶來一些問題，主要表現(xiàn)生料粉磨系統(tǒng)的設(shè)備磨損較快，使用周期縮短；窯系統(tǒng)則表現(xiàn)為C1筒耐材磨損和窯內(nèi)耐火磚磨損。3.1生料磨系統(tǒng)的影響生料粉磨系統(tǒng)使用立式磨機，由于高硅砂巖易磨性差的特性，在實際生產(chǎn)操作過程中，會導(dǎo)致生料磨臺時產(chǎn)量偏低，設(shè)備磨損較快，壽命減短。生料磨操作上主要增加立磨的研磨壓力，磨輥工作壓力由原來6.5MPa提高到7.5MPa，來增加成品量。設(shè)備的磨損則主要表現(xiàn)在磨機磨輥、磨盤、選粉機葉片等部位。尤其當(dāng)選粉機風(fēng)葉和選粉機密封等部位出現(xiàn)磨損后，直接導(dǎo)致生料細度跑粗，0.2mm篩篩余偏高，直接影響回轉(zhuǎn)窯熟料煅燒，因此控制出磨生料細度十分重要。磨機研磨不同生料時重點參數(shù)和使用壽命對比見表8。表8磨機重點參數(shù)對比3.2窯系統(tǒng)耐火材料的影響煅燒高抗硫酸鹽水泥熟料時，窯系統(tǒng)耐火材料使用周期也有所減少。根據(jù)該項目4#窯連續(xù)一年生產(chǎn)高抗硫酸鹽水泥熟料經(jīng)驗，窯內(nèi)耐火磚、窯口澆注料和預(yù)熱器C1筒部位明顯磨損較為嚴重。因此，對生產(chǎn)高抗硫酸鹽水泥熟料的生產(chǎn)線檢修周期做出調(diào)整，保證生產(chǎn)線穩(wěn)定連續(xù)運行。在耐火材料選用上，對窯口澆注料、冷卻帶、過渡帶等易磨損部位耐火材料更換為更加耐磨的耐火材料，增加窯的運行周期。4、結(jié)束語在利用高硅砂巖生產(chǎn)高抗硫酸鹽水泥熟料過程中，對整個系