中聯(lián)萬基降低熟料標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量的實(shí)踐
摘要:2500t/d新型干法生產(chǎn)線曾出現(xiàn)熟料標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量由正常的120~125ml逐漸升高到160ml左右的情況,針對此現(xiàn)象,通過生產(chǎn)過程的優(yōu)化配料及調(diào)整煅燒方案,有效控制了熟料用水量,從而保證了水泥的質(zhì)量。
標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量是衡量水泥是否容易使用的一個重要指標(biāo)。水泥是配制砂漿或混凝土必不可少的材料,水泥的標(biāo)準(zhǔn)稠度對砂漿或混凝土施工具有重要意義。
在水灰比恒定條件下,水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量低,配制的砂漿或混凝土的工作性(和易性、流動度、塌落度等)就越大或越好,越容易施工,反之則反;在砂漿流動度或混凝土塌落度恒定條件下,使用標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量低的水泥,則水灰比就低,砂漿或混凝土強(qiáng)度高。熟料是水泥的重要原料,所以控制好熟料的標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量是水泥企業(yè)的重要指標(biāo)。
1 生產(chǎn)現(xiàn)狀及問題提出
筆者公司一條ф4.2×60m的窯外分解窯生產(chǎn)線,帶鵝頸管的Yc-F.S分解爐,有效內(nèi)經(jīng)5200mm,高溫風(fēng)機(jī)風(fēng)量520000m3/h,全壓8500Pa。 青島史密斯DBC-220-450-6.5燃燒器,設(shè)計(jì)能力2500t/d。2011年9月份技改以后,實(shí)際能力可達(dá)3250t/d。生產(chǎn)線采用石灰石、砂巖、硫酸渣、粉煤灰四組份配料,三率值控制指標(biāo)為KH=0.895±0.015,n=2.85±0.10,P =1.5±0.10。熟料fCaO一般在0.5%~1.3%左右,升重1.33~1.38kg/L,熟料外觀顏色略深,少有內(nèi)部帶白點(diǎn)的夾生料和黃心料,比較容易控制。但是從2013年7月下旬開始,熟料開始出現(xiàn)包殼現(xiàn)象,標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量有所增加,從120~125ml上升,8月上旬最嚴(yán)重時達(dá)到160~165ml,嚴(yán)重超出市場預(yù)期和影響了產(chǎn)品質(zhì)量。
2 原因分析
2.1 熟料質(zhì)量分析
從7月19日起,發(fā)現(xiàn)熟料出現(xiàn)嚴(yán)重包殼現(xiàn)象。通過觀察發(fā)現(xiàn),標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量大的熟料,包殼現(xiàn)象明顯而且顆粒較多,熟料殼與核顏色明顯不同,殼的顏色比較深,黑稍亮,內(nèi)核顏色發(fā)黃,無光澤。如圖1所示。將熟料外殼與內(nèi)核分別進(jìn)行化學(xué)分析與物理檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn):內(nèi)核比外殼燒失量高,標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量大,強(qiáng)度低。通過巖相分析發(fā)現(xiàn):斷面中圓形內(nèi)核和環(huán)形外殼輪廓清晰分明, 外殼A礦較多,晶體發(fā)育較好,內(nèi)核部分幾乎無A礦,只有結(jié)晶細(xì)小的B礦,孔洞較多。
2.2 窯況表現(xiàn)
預(yù)熱器一級筒出口溫度315±5℃、負(fù)壓6166Pa±100,二次風(fēng)溫1130±30℃,煙室負(fù)壓200 Pa -300 Pa,篦冷機(jī)二室壓力2800Pa-3000Pa,窯速4.0rpm,和正常操作沒有多大變化,但是窯皮長度變化明顯,窯皮由18-19米延長到21-22米。
3 應(yīng)對措施
3.1 煅燒調(diào)整
從7月25日起,用水量一天比一天高,也真正引起了工藝和配料、水泥相關(guān)人員的重視,送熟料外檢,用水量數(shù)據(jù)基本和我們檢驗(yàn)數(shù)據(jù)一致,排除了檢驗(yàn)方面的錯誤。根據(jù)熟料黃心和C3S的發(fā)育不是很完善現(xiàn)象,首先解決窯內(nèi)通風(fēng)問題,一級筒出口負(fù)壓提高到6500Pa,窯頭煤粉由7.1T/H減少到6.8T/H。同時調(diào)整窯頭燃燒器位置和內(nèi)外風(fēng)開度,增大燃燒空間來加強(qiáng)煅燒。配料方案不變,至30日熟料用水量還是向上趨勢,但是熟料黃心現(xiàn)象基本杜絕,敲開后整體黑色,稍亮,在陽光下觀察不到亮晶晶的閃光體,如圖2。從窯筒體溫度上測量,窯皮基本看不出變化,厚薄均勻,長度仍是23米-24米,控制篦冷機(jī)二室壓力2800Pa左右,并且經(jīng)多次調(diào)整窯頭煤管各個參數(shù),基本沒有效果。用水量143ml上下,還遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出正常范圍,熟料3天抗壓強(qiáng)度32MPa左右,也沒有大的變化。從結(jié)果來看,采取的應(yīng)對措施對扭轉(zhuǎn)用水量上升趨勢沒有效果。
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3.2 工藝配方調(diào)整
于是我們從使用的原材料入手,分析使用的原材料中有害成分。和2012年3月份平均樣做對比。對比結(jié)果如表1。
由表1可以看出,砂巖和硫酸渣中K2O 、Na2O 、R2O含量明顯升高,傳導(dǎo)入熟料中。是不是由于熟料中有害成分造成用水量升高?由于我公司對熟料中硫堿沒有做日常檢測,就對照附近使用原料相近的其他公司熟料硫堿記錄,可以系統(tǒng)地看出硫堿有害成分含量與熟料標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量有密切的相關(guān)性。當(dāng)熟料中堿當(dāng)量值在0.9%以下時,堿對熟料標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量的影響還不明顯:當(dāng)堿當(dāng)量值超過1.0%時,特別是K2O含量超過1.2%時,熟料標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量以及其他各項(xiàng)物理指標(biāo)均會收到較大影響。雖然我們的堿含量沒有太大影響,但是K2O已經(jīng)處于危險(xiǎn)的邊緣,原料中硫酸渣K2O含量2.98%,升高的幅度達(dá)到39.9%,并且硫酸渣堿含量比以往高41.7%,砂巖高30.3%,是導(dǎo)致熟料堿含量高的主要原因。據(jù)此對原材料供應(yīng)提出控制硫堿含量要求。8月4日熟料用水量突破140,達(dá)到143,分析原因,發(fā)現(xiàn)生料中石灰石配比高于90%,粉煤灰也停用,熟料中Al2O3 含量大于4.6%,硅率也偏低,導(dǎo)致熟料結(jié)粒明顯偏大,于是又對原材料供應(yīng)提出控制GaO大于48.5%的含量要求。從4日到9日隨著熟料中Al2O3值偏大、硅率降低,熟料結(jié)粒偏大,入窯頭電收塵氣體溫度臨近報(bào)警值,只有降低篦速加厚料層,二次風(fēng)溫從1080℃提高到1150℃左右,用水量直線上升,達(dá)到160ml。我們立即采取減產(chǎn)到3100t/d,推快篦床,保持較低的二次風(fēng)溫,加強(qiáng)熟料冷卻速度,才有效控制用水量在130~140ml,但是沒有恢復(fù)到正常值。可是我們很快發(fā)現(xiàn)熟料3天強(qiáng)度沒有降低,P.O42.5水泥用水量沒有明顯升高。8月10日終于把熟料中鋁降至4.6%以下,硅率提高至2.9以上,熟料結(jié)粒變小,冷卻速度加快用水量呈下降趨勢,20日以后都在128ml以下。
4 問題探討
雖然筆者公司熟料用水量高,但用該熟料生產(chǎn)的P.O42.5水泥用水量并不高。用小磨試驗(yàn)也證明了這一點(diǎn)。筆者用P.O42.5水泥原料進(jìn)行小磨實(shí)驗(yàn)。把生產(chǎn)用水泥原料烘干后按P.O42.5水泥配比在化驗(yàn)室小磨進(jìn)行粉磨,所得水泥用水量是155.0ml,與所用熟料用水量159.0ml相差不大。但用相同的配比在水泥大磨磨出的P.O42.5水泥用水量卻只有138.5ml。兩個實(shí)驗(yàn)結(jié)果差別之大,超出我們的預(yù)料,這還有待行業(yè)同仁共同探討原因。
5 結(jié)束語
降低熟料標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量既要有合格的原材料,又要有恰當(dāng)?shù)呐浞胶挽褵に?。?dāng)物料有害成分接近某一邊緣限度時,采用小結(jié)粒、快速冷卻的措施,可以彌補(bǔ)有害成分帶來的副作用,加強(qiáng)生產(chǎn)過程控制和原始數(shù)據(jù)積累才能為迅速扭轉(zhuǎn)被動局面提供技術(shù)支持。
編輯:王欣欣
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