沙特Najran Cement Company 6000 t/d新型干法熟料生產(chǎn)線于2007年9月建成,筆者有幸全程參與了調(diào)試期間的配料工作,現(xiàn)將該生產(chǎn)線配料工作進行總結(jié),以期與同行進行探討。" />

以重油為燃料的NCC 6000 t/d熟料生產(chǎn)線的生料配料與實施

  在水泥生產(chǎn)過程中,生料配料是至關(guān)重要的一環(huán),所以才有“煅燒是關(guān)鍵,生料是基礎(chǔ)”一說,特別是新建的工廠,選擇合適的配料方案至關(guān)重要。有時即便是配料方案相同,也會因為原材料出產(chǎn)地不同導(dǎo)致燒成溫度不同,熟料的礦物組成也會不同,強度也就會有差異,有的甚至相差很多。因此,對生料配料工作要給予充分的重視,通過加強管理,力求為煅燒創(chuàng)造良好的生產(chǎn)條件。
  沙特Najran Cement Company 6000 t/d新型干法熟料生產(chǎn)線于2007年9月建成,筆者有幸全程參與了調(diào)試期間的配料工作,現(xiàn)將該生產(chǎn)線配料工作進行總結(jié),以期與同行進行探討。
 
1  原燃料及其化學(xué)成分分析
 
  試驗原料由生產(chǎn)方與調(diào)試方人員共同取樣,其中石灰石 20kg 、粘土I 10kg 、粘土Ⅱ 10kg 、砂巖 10kg 、鐵礦石 10kg ,原材料化學(xué)分析平均值見表1。
 
  
 
  (1)石灰石:石灰質(zhì)原料在普通水泥生料中的比例占70%左右,其物理化學(xué)性質(zhì)決定了熟料煅燒過程中的碳酸鹽分解過程,進而影響固相反應(yīng)和熟料礦物的形成過程,因此對其特性的檢測分析極為重要;由生產(chǎn)方和調(diào)試方共同取樣,樣品為 100 mm ~ 200 mm 的塊狀物料,表面粗糙,外觀顏色以白色為主夾雜暗紅色斑點,有的小塊物料呈粉紅色。經(jīng)測定物料含自然水分為l.50%;石灰石品位較好,CaO含量大于控制指標49.00%;MgO含量3.52%,基本合格;SiO2的含量2.93%,偏高,有可能對配料及熟料性能帶來影響。
  (2)粘土:粘土主要成分為游離二氧化硅、碳酸鈣、鉀長石和多水高嶺石等,粘土為表層粘土和深層粘土,外觀顏色淡黃、粉狀,物料含水分為6%。Al2O3、SiO2含量均分別大于控制指標l4%和55%;SO3含量較低;鉀含量較高導(dǎo)致堿含量升高,為滿足試生產(chǎn)要求,必須注意選擇堿金屬含量低、氯離子含量低的粘土礦層。
  (3)砂巖:SiO2的含量為62.25%,含量偏低。
  (4)鐵礦石:粒度較小,顏色暗紅,鐵主要以Fe2O3的形式存在,含量為62.01%,符合質(zhì)量控制指標60%的要求。
  (5)生產(chǎn)中使用重油做燃料,重油是原油經(jīng)過提煉后的副產(chǎn)品,呈黏稠狀,顏色呈淡黑色,使用前需進行加熱至溫度l 40℃ 后分別送到窯頭和窯尾使用。由于儀器設(shè)備有限,暫時未對重油進行化學(xué)全分析,以下數(shù)據(jù)由外方提供:全硫含量3.7%,重油發(fā)熱量44475 kJ/kg,灰分1%, 50℃ 的密度 0.955 kg /L,水分0.5%。
 
 
2   配料計算
 
  (1)生產(chǎn)能力:6000t/d熟料。
設(shè)計熟料率值:KH0.90±0.01;SM2.80±0.10;IMl.50±0.10
  (2)原料配比見表2。
 
  
 
  (3)率值見表3。
  
  
 
  
(4)生、熟料化學(xué)成分見表4。
  
    
 
 
3  原料的易磨性與生料的易燒性
  3.1 原料的易磨性
  (1) 原料的易磨性是決定生料磨單位電耗及產(chǎn)量的一個主要因素,易磨性指標有兩點應(yīng)用:一方面根據(jù)易磨性試驗的結(jié)果標定、核算磨機產(chǎn)量,正確地選擇磨機規(guī)格;另一方面根據(jù)各配合原料之間的易磨性差別和各原料化學(xué)反應(yīng)特性,可綜合考慮確定生料粉磨工藝方案。
  (2)根據(jù)理論計算出的配料量,測算原料的易磨性(表6)。
  
  
 
  (3)試驗:易磨性試驗按中國JC/T 734-96方法進行。按所測得邦德功指數(shù)將物料易磨性分為A、B、C、D四個級別,各級功指數(shù)范圍分別為:A<10 kWh/t;10 kWh/t<B<12 kWh/t;12 kWh/t<C<14 kWh/t;D>14 kWh/t。
  由原料易磨性數(shù)據(jù)(表6)可以看出:
  (1)生料的易磨性指數(shù)分別為l3.22 kWh/t和12.87 kWh/t,屬于C級,較難磨;
  (2)易磨性試驗方法是模擬閉路粉磨工藝制定的方法,它不能單獨控制各種物料的細度,當配合原料之間易磨性差別較大時有失可靠性;
  (3)上述兩種生料中比較難磨的組分是砂巖中的游離二氧化硅,工藝設(shè)計時應(yīng)引起注意的問題是生料的均化措施。
 
3.2 生料的易燒性
  生料的易燒性試驗結(jié)果見表7。
  
  
 
4  工藝優(yōu)勢與操作對策
  4.1重油燃燒器的工藝優(yōu)勢
 
  以上兩組方案中,目前以方案二為主配料方案,方案一作為補充配料方案。配料方案根據(jù)國內(nèi)經(jīng)驗設(shè)計,由于本條生產(chǎn)線用重油做燃料,煅燒工藝與國內(nèi)生產(chǎn)經(jīng)驗存在差異,例如:(1)重油在鍋爐內(nèi)被加熱和加壓并通過自動控制回路把溫度調(diào)整到 260℃ 和壓力調(diào)整到3.5~4.0 MPa,后分別被送到窯頭和窯尾,經(jīng)過計量裝置后送至燃燒器;(2)重油燃燒器采用攏焰罩,使夾帶于氣流中的重油不能任意發(fā)散而產(chǎn)生“盆狀效應(yīng)”,火焰形狀更加合理,避免窯頭高溫,明顯地降低了窯內(nèi)的最高溫度,有效地避免了局部高溫,使溫度分布更加均勻,從而很好地起到了加強煅燒和保護窯皮的雙重作用。
  4.2  旁路放風(fēng)系統(tǒng)的作用
 
  針對原料中堿、氯等有害成分較高,采用了窯尾旁路放風(fēng)技術(shù),即在窯尾上升煙道上開設(shè)放風(fēng)口,由帶變頻調(diào)速裝置的旁路放風(fēng)風(fēng)機抽取窯內(nèi)熱風(fēng),通過降溫、除塵后排入大氣,旁路放風(fēng)收下的粉塵用單倉泵打到專門的窯灰倉,通過生料配料入庫均化。實踐證明,旁路放風(fēng)系統(tǒng)能有效預(yù)防有害成分造成的窯尾結(jié)皮問題,且調(diào)節(jié)操作方便,穩(wěn)定了燒成系統(tǒng)正常的運行。
 
  4.3  質(zhì)量控制對策
 
  原材料成分的均勻性對系統(tǒng)產(chǎn)量、質(zhì)量都有很大的影響。(1)特別是石灰石露天開采,當?shù)仫L(fēng)沙大,導(dǎo)致石灰石中SiO2含量波動較大,后經(jīng)過改造在輸送石灰石皮帶中轉(zhuǎn)站下料口處增加箅子過濾細沙,問題得到解決。(2)由于當?shù)貙φㄋ幙刂坪車栏?,審批?fù)雜,試生產(chǎn)初期石灰石的開采使用鉤機人工作業(yè),生產(chǎn)量小,經(jīng)常生料庫被拉空停窯,并且達不到合理搭配開采的要求。我們就從石灰石圓形堆場加強質(zhì)量控制,分區(qū)取樣分析,要求取料機搭配取料。(3)同時我們要求熒光分析崗位對入庫生料加強質(zhì)量控制,燒成中控配合,在投料前48 h開始生料循環(huán),控制入預(yù)熱器的生料成分標準偏差:CaO≤±0.25%,SiO2≤±0.2%,F(xiàn)e2O3≤±0.1%。
 
  4.4  生料細度的調(diào)整
 
  考慮到大窯正常投料后預(yù)熱器飛揚量的增加(愈細排放廢氣帶走生料量愈多),細度控制在12%~l4%(80μm篩孔篩余量),最初值設(shè)定在8%~l2%(80μm篩孔篩余量)。
 
  4.5  fCaO的控制
 
  在大窯投料初期熱工制度發(fā)生較大變化造成fCaO連續(xù)超標時,采取了包括限產(chǎn)在內(nèi)的應(yīng)急處理措施,并做好出廠熟料的分批次物理、化學(xué)檢驗,積累數(shù)據(jù),為后來的72 h成功達標驗收測試奠定了基礎(chǔ)。
 
  4.6  實際的生料易燒性
 
  從生料易燒性試驗看所用原料的煅燒活性不太好,然而實際生產(chǎn)中使用發(fā)熱量為44475 kJ/kg的重油使生料的易燒性大大改善,KH和3 d、28 d抗壓強度也得到很大提高,見表8。
  
 
  
 
 

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