淺談G級(HSR)油井水泥的生產(chǎn)控制與與質量管理

　　一、企業(yè)的基本情況

　　新疆青松建材化工（集團）股份有限公司水泥廠從1989年研制G級油井水泥，1990年研制成功，并投放市場至今。油井水泥的出廠量隨著市場的需求由最初的2萬噸增加到目前的10萬噸以上。該生產(chǎn)線擁有Ф3.0×12m開流生料磨一臺,65t/h, Ф3.6×74m干法中空帶余熱發(fā)電的旋窯一臺, Ф2.5/3.0/2.5×45m 立筒預熱器旋窯一臺,21.5t/h ,Ф2.4×10m閉流水泥磨二臺, 17t/h。2004年企業(yè)的G級油井水泥通過了美國API產(chǎn)品/質量管理體系認證。

　　二、原燃料的的質量要求

　　1、石灰石：CaO≥52%，MgO≤2.5%,堿含量≤0.15%；

　　2、砂巖:  SiO2≥75%,Al2O3≤5%,堿含量≤1.0%；

　　3、鐵礦石: Fe2O3≥45%；

　　4、原煤:  灰分≤15%,揮發(fā)分18-35%.低位發(fā)熱量≥26MJ/kg；

　　5、石膏:  SO3≥40%,二水石膏,不含雜質。

　　三、生熟料率值控制

　　1、當KH值偏高，生料的易燒性就不好，出窯熟料f-CaO高,當kh偏低,生料易燒，且熟料的f-CaO也低,偏低就達不到C3S的的標準要求。

　　2、n值過高，鐵鋁溶劑礦物含量少，液相量低，生料難燒，熟料結粒不好，開成飛砂，熟料升重達不到要求。n值過低,液相量高，窯內歇腳結大蛋，結厚窯皮，窯內通風差，產(chǎn)量下降。

　　3、p值過高，生料中Al2O3應高，F(xiàn)e2O3低，料子在窯內發(fā)粘，C3A高可能超標。

　　四、G級熟料質量控制

　　出窯熟料在控制三率值的同時，一般還要控制f-CaO，立升重和熟料礦物組成。出窯熟料設有兩個交替使用的料倉，一個是進料倉，一個是待檢倉，滿足G級熟料指標要求的熟料放入G級熟料庫或堆棚，不符合G級熟料要求的選為其它熟料放入指定堆場。料倉容積應滿足6小時產(chǎn)量的儲量，以便分析檢驗。

　　1、立升重過低，熟料不密實，易磨性較好，磨制的水泥活性較高，制得水泥漿的性能不好；立升重過高，窯速慢，過燒，煤耗高，產(chǎn)量低，不經(jīng)濟。

　　2、熟料f-CaO高，磨出的水泥安定性不好，水泥制漿后水化迅速，水泥漿溫度高，初始稠度高，漿體性能不好。

　　3、熟料C3S要求過高，熟料難燒，易造成f-CaO高，而C3S過低，熟料活性低，磨出的水泥漿體稠化時間較長，易超過120min，同時水泥的38oC、60 oC強度也低，達不到水泥標準的要求。

　　4、熟料C3A過高，磨出的水泥漿體稠化時間容易短，由于C3A水化快，造成水泥漿初始稠度高，與外加劑的配伍性也不好，尤其是大量吸附緩凝劑，造成外加劑摻量變大，同時水泥的抗硫酸鹽性能變差，所以要對其含量進行限制。

　　5、熟料中C4AF過高，制成水泥的活性低，水化速度慢，稠化時間變長，且強度也不高，稠化曲線呈臺階狀。

　　五、水泥質量控制

　　水泥制成過程中主要控制比表面積、SO3，盡可能使用存放時間較長的熟料，比表面積一般控制在315±15m2/kg，比表面積過高，細度細，水化快，稠化時間短，使水泥漿體性能變差，且初始稠度高，在磨制時，由于比表面積過高，水泥在磨內磨制時間長，水泥溫度造成不斷升高，在夏季易造成石膏脫水，造成水泥漿假凝、觸變。水泥比表面積過低，水泥稠化偏長，游離液增大，漿體中的粗細顆粒產(chǎn)生分層，最后粗顆粒沉降在底部，水泥的和比重發(fā)生變化，且強度也低。所以在磨制水泥時，盡可能不改變比表面積指標，要根據(jù)水泥稠化時間等物理性能檢驗結果，在工藝上進行調整，達到合理的水泥顆粒級配，來保證水泥的物理性能。用微粒度分析儀每班測定水泥的顆粒級配，使≤3um粒徑的顆?？刂圃?1%以內，3-32um、32-56um、56-80um粒徑的顆粒分別占24%、5.5%左右。使≥80um粒徑的顆?？刂圃?1%以內。同時測定磨機循環(huán)負荷率，控制在150%左右，在夏季高溫期測定出磨水泥溫度，使出磨水泥溫度控制在92oC以下，防止石膏脫水。做水泥漿靜置10min以上倒出，觀其漿體流動性，還可以利用油田的常用外加劑配方，做出磨水泥的外加劑配伍試驗，以保證出廠水泥的質量。SO3指標一般控制在2.2±0.2%,石膏是調整SO3指標的原料,摻量過低對G級油井水泥的稠化時間影響較大(時間變短),摻量過高稠化時間延長的不多。

　　六、出廠水泥質量管理

　　出廠水泥除達到國家和企業(yè)標準外，還要做到：

　　1、多建水泥儲庫，使磨制的水泥有7天以上存放期，進行沉化，達到 降低出廠水泥溫度，改善水泥漿體性能。

　　2、根據(jù)出磨水泥的物理性能、化學性能結果，采取多庫搭配倒庫，縮小出批次油井水泥的稠化時間差異。

　　3、嚴禁因設備維修、清理衛(wèi)生的拉圾入庫，經(jīng)常檢查出廠水泥的過濾篩網(wǎng)，嚴防雜物摻入水泥中。

　　4、加強運輸管理。做好散裝罐車裝車前清潔驗收工作，防止多物料運輸因清掃不潔，影響出廠水泥質量。

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