熟料升重偏低的原因及处理方法

2014-03-08彭中贵

水泥技术 2014年2期

关键词：氧化钙过长生料

彭中贵

熟料升重偏低的原因及处理方法

Reason and Processing Method for the Low Clinker Liter Weight

彭中贵

1引言

我公司是台湾信大集团的5000t/d新型干法水泥生产线，自2011年8月投产以来，产、质量一直正常，市场环境较好。但最近熟料升重一直偏低，仅有1.15～1.20kg/L，而熟料的游离氧化钙一直在控制范围内。熟料升重偏低，一方面，窑头飞砂较大，对环境造成很大污染；另一方面，对辊压机加管磨的联合水泥闭路粉磨系统产质量的影响也较大。

2熟料升重偏低的原因及处理方法

针对这一现象，我公司从原材料、配料及烧成工艺上查找原因，使问题逐渐得以解决。现就生产中遇到的问题及解决途径作一介绍。表1为熟料全分析表及水泥磨操作参数。

从表2、表3、表4可以看出，熟料的升重对水泥的产量、质量影响较大，若入料粒度过小，物料会直接从辊缝通过，容易冲料，达不到挤压效果，严重时还会造成设备剧烈振动，必须减产运行才能生产出合格的水泥；同时，由于飞砂料的磨损,导致回转窑内主窑皮由原来的24m缩短至20m，给窑衬带来了很大的损害。

影响熟料升重的原因主要有以下几种：

（1）熟料的液相量太少。1450℃时熟料液相量W=3Al2O3+2.25Fe2O3+ MgO，经计算，熟料升重正常时与升重偏低时液相量均为25%左右，满足烧成液相量在24%～26%的要求。

（2）熟料的铝率偏低造成液相表面张力太小。从表1和表3可以看出，C3A和AM基本都在7.9%和1.46左右，所以排除。

表1 升重偏低及游离氧化钙正常时的熟料化学成分（%）及率值

表2 水泥磨系统在熟料升重正常时的运行参数（P·O42.5）

（3）硫酸盐饱和度过高，降低了液相粘度和表面张力，导致飞砂料多，升重偏低。硫碱克分子比：S/R= SO3/80/K2O/94+Na2O/62。经计算，熟料升重正常时，硫碱比在1.4，升重偏低时，硫碱比为1.3，远远超过要求的0.8～1.2。硫碱比过高，会造成过剩硫在回转窑内循环，引起窑尾结皮，但是从现场检查来看，没有出现结皮现象。如果刻意追求硫碱比，就要提高碱的含量，反而造成窑尾结皮严重。

（4）过渡带过长，造成生料粉到达烧成带时间过长。物料在950～1250℃温度区间停留时间过长，扩散速度过快，不能形成阿利特，势必造成贝利特和游离氧化钙再结晶，降低了晶格活性，再结晶的贝利特和游离氧化钙过多，导致液相量偏少，难以形成大颗粒，导致熟料升重偏低。过渡带过长主要是由于生料分解率过高，而我公司入窑生料的表观分解率全部在95%左右，所以不存在过渡带过长的问题。

（5）冷却带过长，造成熟料冷却慢，导致晶形转化。因为C3S是不一致熔化合物，在1250℃时会分解为C2S和fCaO，导致飞砂料多，升重偏低。我公司煤管一直在窑内热态200mm的位置，所以不存在冷却带过长的问题。

（6）煅烧状况不好，导致飞砂重，升重低。但升重低是建立在游离钙偏高的基础上的，而我公司的游离钙全部是合格的。

（7）用湿粉煤灰代替粘土配料也会导致熟料升重偏低。主要是火电厂煤粉在沸腾炉燃烧的温度为1000～1200℃，煤粉燃烧后的残留物大部分为粉煤灰，还有少量粗颗粒的炉渣，电厂湿法储存是把粉煤灰与炉渣混合储存。当含有这部分未燃尽炉渣的生料粉进入到烧成带，遇到1700℃的炽热气体时，这部分未燃尽炉渣活性被激发，内部碳粒子燃烧变成CO2，液相量难以渗透到内部，导致内部空隙率变大，熟料结构不致密，升重低，而我公司是通过粉煤灰加粘土的搭配来提高铝含量的，所以不存在这种现象。

（8）我公司升重偏低的原因就在于石灰石品质过高，生料磨正常时的配料（湿基）石灰石：粘土：铁粉：泥岩：粉煤灰=80：6：2.2：5.3：6.5左右，石灰石氧化钙的含量在48%～50%之间，这时回转窑煅烧情况较好，熟料升重和游离氧化钙均正常，热耗在3135kJ/kg左右。而最近游离氧化钙合格、升重偏低的熟料，生料配料（湿基）石灰石：粘土：铁粉：泥岩：粉煤灰=75.2：8：2.6：6.4：7.8左右，当时怀疑石灰石秤跑偏，校正后，石灰石配比还在75%左右，回转窑煅烧困难，回转窑喂料只能到350t/h左右，热耗偏高，达3344kJ/kg熟料；同时生料辊磨喂料量仅为380t/h，磨机电流210A，同时磨机振动偏大；而正常喂料量为410t/h，磨机电流在196A左右。

升重偏低时，生料配料石灰石中氧化钙的含量在51%～52%左右，石灰石品质越好，就越纯，石灰石中含有的方解晶体就越完整且有规则，煅烧更加困难，所需热耗更高，同时产生大量飞砂。而当石灰石中含有一定的泥质成分，纯度低晶体发育不良时，往往结粒较好。该生产线矿山呈鸡窝状分布，矿体同一层面不同部位矿石品质相差较大，在开采时要根据实际层面品质状况，制定合理的开采区域，尽可能利用可搭配使用的矿石。而当时矿山开采同一层面时，这一层面全部是品位好的石灰石且量大，矿区又没有低品位的石灰石搭配，再加上生产任务紧张，只能送入生产厂区；再者，石灰石堆料机出现故障，只能定点堆料，导致最近入磨石灰石品位过高，熟料升重偏低。