低堿熟料煅燒中產(chǎn)生黏散料的原因及措施

   我公司2500t/d生產(chǎn)線生產(chǎn)普通熟料時(shí)一切正常,但是在煅燒低堿熟料時(shí)經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)黏散料,這種熟料呈墨綠色,有光澤,但表面粗糙疏松,熟料中有大量細(xì)粉;升重低(90%不超過1200g/L),fCa0含量低(即使在KH偏高時(shí)也很少超過0.5%)。煅燒過程中表現(xiàn)為燒結(jié)范圍窄、易蝕窯皮和耐火材料壽命縮短,從窯前看料子發(fā)黏,且伴隨大量飛砂,窯況不穩(wěn),產(chǎn)質(zhì)量下降,嚴(yán)重時(shí)甚至“堆雪人”,迫使止料停窯處理,冷卻后的雪人十分堅(jiān)硬,處理起來既危險(xiǎn)又費(fèi)事。

  1 黏散料產(chǎn)生的原因分析
  1.1 黏散料出現(xiàn)的主要原因
  大多數(shù)觀點(diǎn)認(rèn)為產(chǎn)生黏散料主要是煅燒方面的原因,而我公司只是在燒低堿熟料時(shí)才會(huì)頻繁發(fā)生這個(gè)問題,顯然不是因?yàn)椴僮鞑划?dāng)或設(shè)備能力不足造成的。因此應(yīng)主要從配料上,其次是煅燒方面來考慮。首先從黏散料的幾個(gè)特點(diǎn)來分析:

  1)fCa0低:液相量充足和液相黏度較小時(shí)有利于fCa0的吸收,fCa0含量較低;反之,則較高。由此可以肯定在燒成帶黏散料應(yīng)該是液相黏度較低,液相量較充足情況下產(chǎn)生。

  2)升重低:根據(jù)擴(kuò)散傳質(zhì)機(jī)理可知,在燒結(jié)過程中表面張力越大則顆粒中心距越近,氣孔率越小,坯體越收縮致密,升重高;反之,則升重低。而液相黏度與表面張力成正比,因此升重低的原因主要是因?yàn)楸砻鎻埩π。合囵ざ鹊汀?/P>

  3)燒結(jié)范圍窄:由于液相黏度小,故燒結(jié)范圍窄。

  由此說明,黏散料出現(xiàn)的主要原因是在燒成帶液相黏度偏低。

  1.2 料子發(fā)黏的原因
  出現(xiàn)黏散料時(shí),從窯前看料子發(fā)黏,似乎與液相黏度偏低、液相量較充足相矛盾。但由熟料的燒結(jié)過程可知:燒成溫度范圍一般為1 300℃→1 450℃→1 300℃,當(dāng)溫度降到l 300℃以下時(shí),液相開始凝固,溫度繼續(xù)下降進(jìn)入冷卻階段。由此過程可以看出,熟料液相出現(xiàn)在燒成帶。當(dāng)熟料進(jìn)入冷卻帶后是以固態(tài)存在的(至少熟料顆粒表面是以固態(tài)存在),而固態(tài)熟料是沒有黏性的。出現(xiàn)黏散料時(shí)從窯前看料子發(fā)黏是因?yàn)槭炝系臒蓭а由斓搅苏l褵龝r(shí)的冷卻帶,高溫、熾熱并帶有一定液相的熟料受溫度較低的二次風(fēng)的影響,溫度迅速下降,液相黏度急劇升高。也就是說我們看到的發(fā)黏是因?yàn)樵诶鋮s帶仍有液相(在冷卻帶若仍有液相,溫度變化劇烈,液相黏度主要是受溫度影響,而在燒成帶溫度變化相對(duì)平穩(wěn),黏度主要受物料本身性質(zhì)決定,如P值和堿含量等)。

  1.3 起飛砂的原因
  因?yàn)槌霈F(xiàn)黏散料時(shí)液相黏度小致使表面張力不足,熟料結(jié)構(gòu)疏松,不致密,在窯內(nèi)翻滾過程中結(jié)粒的熟料不斷的被摔碎,直至產(chǎn)生大量的細(xì)粉并帶入篦冷機(jī)。由此可以肯定此時(shí)的飛砂主要是由二次風(fēng)從篦冷機(jī)上吹起并帶入窯前的熟料細(xì)粉,而不是因?yàn)閚值過高藏相量不足在燒成帶產(chǎn)生的飛砂。經(jīng)檢測(cè)驗(yàn)證這些細(xì)粉與同時(shí)出窯的結(jié)粒熟料在化學(xué)成分及物理性能上并無顯著差異(見表l)。

表1 結(jié)粒和細(xì)粉熟料的化學(xué)分析及強(qiáng)度檢驗(yàn)結(jié)果

樣品

化學(xué)成分/%

抗折強(qiáng)度/MPa

抗壓強(qiáng)度/MPa

Loss

Si02

A1203

Fe203

CaO

MgO

S03

fCaO

3d

28d

3d

28d

結(jié)粒熟料

0.25

21.64

4.56

3.91

64.71

3.47

0.63

0.23

7.8

9.1

29.8

57.6

細(xì)粉熟料

0.23

21.66

4.51

3.89

64.57

3.47

0.62

0.26

7.5

9.6

29.1

58.4

  1.4 生產(chǎn)低堿熟料時(shí)液相黏度降低的原因
  普通熟料采用石灰石、黏土和硫酸渣三組分配料,低堿熟料采用石灰石、粉煤灰、硅石和硫酸渣四組分配料。當(dāng)用粉煤灰、硅石替代黏土配料時(shí),原材料的性質(zhì)(如晶體結(jié)構(gòu)、活性以及微量元素的含量等)發(fā)生了較大的變化。2)確定低堿配料方案時(shí),因?yàn)楹ε聣A含量低使液相黏度過高而將鋁氧率控制過低,造成液相黏度偏低。各種原材料化學(xué)全分析見表2。

表2 原材料化學(xué)成分  %

物料

Loss

Si02

A1203

Fe203

Ca0

MgO

S03

R20

石灰石

40.62

4.80

1.08

0.52

48.40

2.51

0.24

0.31

黏土

10.91

56.09

11.48

4.25

8.20

2.71

0.46

2.63

硫酸渣

3.42

30.12

5.69

49.01

3.28

1.97

2.56

0.98

粉煤灰

5.38

51.38

30.91

1.62

5.74

1.77

0.59

1.13

硅石

1.13

92.94

0.40

1.70

1.15

0.59

0.09

0.26

  2 采取措施
  由以上分析可知,需要從配料和煅燒兩個(gè)方面解決液相黏度偏低的問題。因生產(chǎn)普通熟料時(shí)一切正常,說明設(shè)備能力能夠滿足生產(chǎn)要求,故暫不考慮設(shè)備能力因素。

  配料方面:適當(dāng)提高P值,KH值可正??刂疲琻值可參考實(shí)際煅燒過程中液相量的高低適當(dāng)調(diào)整。我公司生產(chǎn)普通熟料及低堿熟料調(diào)整前后三率值控制指標(biāo)見表3,熟料化學(xué)分析、率值及礦物組成見表4。

表3 熟料率值控制指標(biāo)

配料方案
KH
n
P
普通熟料
0.90
2.6
1.3
調(diào)整前低堿熟料
0.90
2.5
1.2
調(diào)整后低堿熟料
0.89
2.7
1.4

表4 熟料化學(xué)分析及礦物組成

樣品

化學(xué)成分/%

率值

礦物組成/%

Loss

Si02

A1203

Fe203

CaO

MgO

fCaO

S03

KH

n

P

C3S

C2S

C3A

C4AF

普通熟料

0.32

21.66

4.74

3.49

63.98

3.95

0.98

0.60

0.91

2.63

1.36

55.15

20.51

6.64

10.81

調(diào)整前低堿熟料

0.25

21.46

4.54

3.89

64.11

3.87

0.33

0.62

0.92

2.55

1.17

59.53

16.63

5.43

0.83

調(diào)整后低堿熟料

0.29

21.82

4.71

3.23

64.17

3.87

0.89

0.61

0.90

2.75

1.46

55.55

20.67

7.00

9.02

  煅燒方面:由于溫度過高也會(huì)導(dǎo)致液相黏度降低,所以當(dāng)發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)黏散料時(shí)可適當(dāng)降低窯速和產(chǎn)量,慎用頭煤,穩(wěn)定二次風(fēng)溫并偏低控制,立即通知工藝技術(shù)人員調(diào)整配料方案,調(diào)整好后即可恢復(fù)正常操作。必要時(shí)可調(diào)整內(nèi)外風(fēng),切不可一見飛砂就認(rèn)為液相不足而加頭煤。

  隨著P值的提高,只要將熟料三率值合理控制,完全可以在避免黏散料出現(xiàn)的情況下將C3A的含量控制在8.0%以下,從而避免對(duì)水泥與外加劑適應(yīng)性的影響,而且當(dāng)黏散料消失后,窯系統(tǒng)可以平穩(wěn)運(yùn)行,能夠生產(chǎn)出更均質(zhì)穩(wěn)定的熟料,反而更有利于水泥與外加劑適應(yīng)性的提高。

  3  效果
  采取新的配料方案后,我公司生產(chǎn)低堿熟料時(shí)窯化而偶然出現(xiàn)時(shí)也可在幾個(gè)小時(shí)內(nèi)排除,“堆雪人”問題徹底解決。生產(chǎn)低堿熟料時(shí),產(chǎn)量與普通熟料持平,升重90%以上在1 280-1 350g/L,fCa0含量85%以上在0.8%~1.2%,3d抗壓強(qiáng)度平均提高3MPa,28d抗壓強(qiáng)度平均提高3.5MPa,混合材可多摻3%以上,水泥與外加劑適應(yīng)性良好,經(jīng)濟(jì)效益非??捎^。

  4 結(jié)束語
  結(jié)圈、結(jié)蛋、飛砂及黏散料等所形成的原因在設(shè)備選型確定的情況下無非就是配料和煅燒兩個(gè)方面的問題,工藝技術(shù)人員所要做的就是要將原因分析清楚,然后有釷對(duì)性的采取措施,所遇到的問題就可迎刃而解,否則若原因不清,措施不當(dāng),就只能是同樣的問題反復(fù)出現(xiàn)。

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