用易磨砂巖配料防止窯內(nèi)結(jié)蛋

1　結(jié)蛋原因分析

　　結(jié)蛋期間曾多次對大蛋樣品進(jìn)行化學(xué)分析，發(fā)現(xiàn)其中除SO₃有時稍偏高在1.0%左右外，熟料率值波動基本無規(guī)律可言，見表1。

　　我公司石灰石、硫酸渣、粉煤灰及煤來源單一穩(wěn)定，其化學(xué)成分見表2。為了找到結(jié)蛋的原因，我們將結(jié)蛋期間的原燃料及生料委托省水泥質(zhì)檢站和國家水泥質(zhì)檢中心，進(jìn)行了K、Na、S、Cl含量的測定，測定結(jié)果見表3。

　　由表3可見，原燃料中有害成分基本在控制范圍，不是引起結(jié)蛋的原因。那么是不是跑煤或原料不穩(wěn)定導(dǎo)致的呢？我廠原煤來源比較穩(wěn)定，質(zhì)量較好，灰分在22.64%左右，揮發(fā)分在27.86%左右，無論從現(xiàn)場觀察還是生產(chǎn)數(shù)據(jù)均表明這不是一個主要原因；另外一個影響因素就是生料成分，但結(jié)蛋前后生料3率值合格率一直都在50%～60%之間，而以前未出現(xiàn)結(jié)蛋現(xiàn)象。在結(jié)蛋期間，我們試圖通過調(diào)整生料率值和生料煤粉的細(xì)度來降低結(jié)蛋的次數(shù)，但效果不明顯。值得一提的是結(jié)蛋期間降低系統(tǒng)溫度，結(jié)蛋有所好轉(zhuǎn)，但熟料fCaO較高，甚至跑黃料，為了杜絕黃料的產(chǎn)生，我們把熟料飽和比由控制0.88±0.02調(diào)整為0.86±0.02，結(jié)果料子明顯偏軟，預(yù)熱器結(jié)皮堵塞，窯內(nèi)長厚窯皮，通風(fēng)不良，直接影響了熟料的質(zhì)量。為此，我們進(jìn)行了生料200μm篩孔篩余物化學(xué)成分的測定，測定結(jié)果見表4。

　　從表4可看出，結(jié)蛋較頻繁的8～12月生料200μm篩孔篩余物中SiO₂含量明顯升高。
　　

從大蛋外觀來看，屬細(xì)小粉末聚結(jié)，當(dāng)冷卻后在極短的時間內(nèi)體積膨脹粉化?？赡艿脑蚴牵蟮?A target=_blank>內(nèi)存在較高的結(jié)晶SiO₂，煅燒時難以化合完全，在結(jié)晶SiO₂周圍形成了一層β-C₂S礦巢，當(dāng)冷卻后晶型轉(zhuǎn)變?yōu)棣?C₂S，體積膨脹，致使塊狀物粉化。大蛋內(nèi)可能不含或含有極少的C₃S，說明液相出現(xiàn)極少或時間極短，未使C₂S進(jìn)一步與CaO反應(yīng)生成C₃S。
　　

大蛋出現(xiàn)位置為窯筒體二檔至窯尾部分，此處屬于熟料燒成的固相反應(yīng)帶。固相反應(yīng)通過無液相間分子的滲透替換完成，物質(zhì)結(jié)構(gòu)的缺陷是固相反應(yīng)得以進(jìn)行的主要原因。在固相反應(yīng)帶，CaO與SiO₂之間由于晶體缺陷而反應(yīng)生成大量的C₂S，晶體缺陷較大的物質(zhì)發(fā)生固相反應(yīng)放熱后，就有可能出現(xiàn)多礦物低共融點(diǎn)，提早出現(xiàn)液相，而晶體結(jié)晶完整粗大的礦物難以煅燒，致使燒成帶fCaO偏高，從而形成物料易燒性不一樣。
　　

通過分析，初步確定砂巖的不穩(wěn)定是導(dǎo)致結(jié)蛋的主要原因。因受地理環(huán)境及需求量增大因素的影響，砂巖供應(yīng)礦點(diǎn)較多，供應(yīng)量品位及結(jié)晶狀況也參差不齊。當(dāng)時我公司共有6家砂巖供應(yīng)礦點(diǎn)，砂巖情況見表5。

　　從我公司配料情況來看，生料中有相當(dāng)數(shù)量的粉煤灰、砂巖組分。粉煤灰由高溫煅燒而成，因此玻璃體含量較高，從結(jié)構(gòu)上講，玻璃體為微小晶體，晶格排列不整齊，因此較易發(fā)生固相反應(yīng)，生成大量的C₂S，放熱，并在溫度升高時，由于其自身發(fā)粘等特性而集結(jié)。而砂巖(結(jié)晶粗大的)礦物多以晶體存在，晶格排列整齊、穩(wěn)定性較好，因而不易發(fā)生固相反應(yīng)。
　　

在配料中，當(dāng)粉煤灰與砂巖配比接近時，晶體缺陷較大的礦物大部分與CaO反應(yīng)，生成C₂S，而具有完整晶型的礦物在同等溫度下卻不易反應(yīng)。從而造成部分過燒，部分欠燒。過燒部分由于液相出現(xiàn)早集結(jié)成球，而欠燒部分只有在強(qiáng)高溫下方開始反應(yīng)，從而造成窯前fCaO較難控制，這種情況在煅燒中表現(xiàn)為后面長皮、結(jié)蛋，而前面fCaO較高。

2　改進(jìn)措施

　　
2.1　剔除硬質(zhì)砂巖，改用易磨性好的砂巖
　　

在采取措施前，檢查生料磨級配時，發(fā)現(xiàn)磨內(nèi)有部分大小如拳頭的石頭球。后經(jīng)檢驗(yàn)確認(rèn)其為柳條峪砂巖，通過對各礦點(diǎn)砂巖進(jìn)行全面分析后，剔除了小北冶、柳條峪和黃花店礦點(diǎn)，從而保證了原料易磨性的一致。通過分析生料200μm篩孔篩余物中SiO₂含量明顯減小。

2.2　降低出磨生料的細(xì)度
　　

出磨生料細(xì)度80μm篩篩余<9.0%，提高SiO₂表面活性，使砂巖與粉煤灰中的SiO₂易燒性一致。

2.3　控制煤粉細(xì)度
　　煤粉細(xì)度由80μm篩篩余≤11.0%改為6%～8%。

2.4　優(yōu)化燒成系統(tǒng)操作參數(shù)
　　

在采取上述措施基礎(chǔ)上，降低系統(tǒng)溫度，特別是窯尾溫度由原來的1020℃降為950℃。同時，降低入窯煤粉的風(fēng)速，提高二次風(fēng)溫，拉出煤管，使煤粉與二次風(fēng)提前接觸，使火焰不易拉長，增大內(nèi)風(fēng)減少外風(fēng)，促進(jìn)風(fēng)煤混合，提高煅燒溫度。

3　效果

　　采取上述措施后結(jié)蛋次數(shù)明顯減少，產(chǎn)質(zhì)量有了較大提高，月產(chǎn)量達(dá)3萬t以上，質(zhì)量也較穩(wěn)定，熟料產(chǎn)質(zhì)量對比見表6。