立窯水泥生產(chǎn)配煤中應(yīng)注意的三個(gè)問(wèn)題

  眾所周知,立窯水泥生產(chǎn)過(guò)程中,配煤既是配熱過(guò)程,也是配料過(guò)程。配煤量不僅影響熟料燒成溫度的高低,同時(shí)還對(duì)熟料三個(gè)率值和礦物組成有影響。
  通常,配煤時(shí)主要考慮原材料易燒性、工藝條件、立窯操作習(xí)慣以及窯型等因素,無(wú)疑這是正確的,但筆者在實(shí)踐中發(fā)現(xiàn),以下有關(guān)配煤的三個(gè)問(wèn)題常被忽視,現(xiàn)作一論述,供參考。
1 窯內(nèi)通風(fēng)
  一般認(rèn)為:采用高飽和比、高配煤的配料方案,機(jī)立窯即可生產(chǎn)高標(biāo)號(hào)熟料。但筆者在某廠機(jī)立窯上采用高飽和比、高配煤配料方案,生產(chǎn)的熟料(化學(xué)成分及礦物組成見(jiàn)表1),經(jīng)物理檢驗(yàn)其強(qiáng)度竟然極低(見(jiàn)表2),安定性用沸煮法檢驗(yàn)為潰的現(xiàn)象。
 表1 熟料化學(xué)成分及礦物組成
燒失量  SiO2  Al2O3  Fe2O3  CaO  MgO  ΣfCaO%
 0.60  21.26  4.84  4.39  66.01 1.88  98.98 
C3S  C2S   C3A  C4AF   KH KH- SM  IM    % 
2.41  0.96  0.92  2.30  1.10  1.40 14.63 5.38 13.35

表2 熟料物理檢驗(yàn)結(jié)果
細(xì)度/ 初 凝 終 凝 抗折強(qiáng)度/Mpa 抗壓強(qiáng)度/MPa安定性 %
      h min  h min  1d  3d  28d  1d  3d  28d 
6.2  1:56   3:04   1.9 3.5 5.8  9.2 18.6 38.8
  從外觀看,該熟料致密塊狀多、深灰色,似乎質(zhì)量很好,但擊碎塊狀,里面顏色顯淺棕色,且質(zhì)脆。經(jīng)分析是配煤量過(guò)多,加之窯內(nèi)通風(fēng)不良,造成還原氣氛嚴(yán)重,處于“死燒”狀態(tài)所致。同時(shí)出現(xiàn)C3SC2S+CaO反應(yīng),產(chǎn)生二次fCaO。因通常采用甘油、苯甲酸的方法,無(wú)法測(cè)出二次fCaO,故表1中fCaO含量較低,C3S含量高是一種假象。了進(jìn)一步確認(rèn)分析結(jié)果,用該熟料制作光片,在反光顯微鏡下觀察熟料礦物晶體的形狀,對(duì)照表明,屬于A礦的假象。
  查明原因后,配料方案除配煤量減少1%外,其它均保持不變,操作時(shí)盡量采用淺暗火全風(fēng)操作,所生產(chǎn)的熟料標(biāo)號(hào)高達(dá)#580以上,燒失量<2.0%,fCaO <4.0%,安定性檢驗(yàn)結(jié)果為合格或彎曲。
此外,為了避免還原氣氛現(xiàn)象發(fā)生,除在配煤配料時(shí)注意外,還可通過(guò)觀察煙氣顏色來(lái)判斷,一般還原氣氛嚴(yán)重時(shí),煙氣顏色略帶棕黃色,這時(shí)對(duì)配煤應(yīng)作相應(yīng)的調(diào)整。
2 燃煤品種
   立窯高溫帶厚度取決于煤的燃燒速度,而煤的燃燒速度與煤的揮發(fā)分高低、煤灰熔點(diǎn)及熟料高溫熔體粘度高低等性能有關(guān)。不同煤種揮發(fā)分、固定碳含量及發(fā)熱量有很大差別,其燃燒速度相差亦很大。
   山西陽(yáng)泉煤,其揮發(fā)分一般在9%~13%,固定碳60%~65%,發(fā)熱量25 080 kJ/kg以上。但由于該煤燃燒速度過(guò)快,用其燒制水泥時(shí)往往造成立窯底火薄,生產(chǎn)不穩(wěn)定,產(chǎn)量較低,質(zhì)量不穩(wěn)定。機(jī)立窯使用這類煤生產(chǎn),除配料上適當(dāng)降低飽和系數(shù)、增加熔劑物以提高熟料高溫熔體粘度、使底火層變厚外,還應(yīng)考慮到這類煤揮發(fā)分較高,熱損失較大,故熟料燒成熱耗應(yīng)取高些。
   福建漳平的含石墨性質(zhì)煤,其揮發(fā)分一般在5%以下,固定碳65%~75%,發(fā)熱量28500 kJ/kg。由于該煤燃點(diǎn)高,燃燒速度極慢,用它燒制水泥往往造成上火速度慢,底火拉深,有時(shí)甚至出現(xiàn)卸紅料現(xiàn)象,產(chǎn)量不高且熟料質(zhì)量不理想。對(duì)福建漳平地區(qū)而言,當(dāng)?shù)孛狠^山西陽(yáng)泉煤具有煤運(yùn)距短,各項(xiàng)費(fèi)用較低的優(yōu)勢(shì)。為降低生產(chǎn)成本,筆者在機(jī)立窯上使用這類煤進(jìn)行一段探索后,認(rèn)為常規(guī)的配煤量,除采用高飽和比高鐵的配料方案,以提高料球的上火速度外,還必須盡可能采用淺暗火全風(fēng)操作,減少化學(xué)不完全燃燒的熱損失,避免通風(fēng)不良產(chǎn)生還原氣氛。
   福建龍巖的煤,一般揮發(fā)分在4%~8%,固定碳63%~68%,發(fā)熱量約在21000 kJ/kg~24000
kJ/kg,用其燒制水泥熟料,在配料配煤上要求不高,適應(yīng)范圍廣,常規(guī)的配料配煤、操作習(xí)慣能滿足工藝要求,用它所生產(chǎn)的料球上火速度適中,底火層約70 cm~100 cm,且非常穩(wěn)定,在輸送條件允許下,一般可全風(fēng)操作,所以立窯產(chǎn)量高,熟料質(zhì)量好。
另外,由于煤種類不同,煤灰熔點(diǎn)也不同,它對(duì)立窯煅燒關(guān)系亦十分密切,煤灰中Fe2O3、MgO、 CaO含量越高,煤灰熔點(diǎn)越低,生料出現(xiàn)液相溫度越低,熟料燒結(jié)溫度越寬。經(jīng)實(shí)踐總結(jié),比較理想的立窯用煤應(yīng)為:揮發(fā)分為5%~10%;發(fā)熱量20000 kJ/kg~25000 kJ/kg;具有低的煤灰熔點(diǎn)和粘度,且煤灰Fe2O3含量應(yīng)大于10%、SO3含量應(yīng)大于2%。
3 窯面觀察 
   立窯水泥生產(chǎn)配煤量是否適當(dāng),除通過(guò)化學(xué)分析結(jié)果進(jìn)行判斷外,還可以從嚙火的火球紅亮程度、窯面料球燒結(jié)情況來(lái)判斷,并據(jù)此適當(dāng)調(diào)整配煤。
  一般窯溫適宜時(shí),料球燒結(jié)良好、有塊狀且可擊碎,火球亮紅色、不塌邊、不嚴(yán)重粘邊,可保持該配煤量;窯溫不足時(shí),火球暗紅色.

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