5500t/d生產(chǎn)線(xiàn)熟料強(qiáng)度的提高

諶玉雙，宋建存

5500t/d生產(chǎn)線(xiàn)熟料強(qiáng)度的提高

The Increase of Clinker Strength in 5500t/d Clinker Production Line

諶玉雙，宋建存

我公司擁有兩條Φ4.8m×72m回轉(zhuǎn)窯，其中2號(hào)窯于2009年6月點(diǎn)火投產(chǎn)，采用天津院有限公司最先進(jìn)的5500t/d第四代步進(jìn)式穩(wěn)流冷卻機(jī)、第三代改進(jìn)型預(yù)熱器（相比以前型號(hào)阻力更小，換熱效率更高，更節(jié)約鋼材）以及某國(guó)外公司的四風(fēng)道燃燒器。

投產(chǎn)以來(lái)熟料3d、28d強(qiáng)度都不高，3d強(qiáng)度26MPa左右，28d強(qiáng)度55MPa左右，給水泥熟料的銷(xiāo)售帶來(lái)較大困難。隨市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)加劇以及國(guó)家宏觀(guān)調(diào)控的影響，客戶(hù)對(duì)熟料的質(zhì)量提出了更高的要求。

1 影響熟料強(qiáng)度的原因分析

1.1 窯內(nèi)煅燒強(qiáng)度不夠

由于我廠(chǎng)燃煤品質(zhì)偏差，火焰疲軟無(wú)力，煤粉燃盡時(shí)間長(zhǎng)，溫度不夠集中，煙室溫度較高，結(jié)皮嚴(yán)重，黃心料多。燃燒器對(duì)火焰的調(diào)節(jié)難于滿(mǎn)足生產(chǎn)的需要。

1.2 熟料率值的影響

我公司二線(xiàn)配料方案為KH=0.890±0.020，SM=2.60±0.10，AM=1.60±0.10，通過(guò)數(shù)據(jù)觀(guān)察，熟料中C3S的含量較少。眾所周知，熟料強(qiáng)度主要來(lái)源于硅酸鹽礦物，而C3S的多少對(duì)熟料3d、28d強(qiáng)度的高低起決定性的作用。

1.3 硫堿對(duì)熟料強(qiáng)度的影響

據(jù)相關(guān)資料介紹，含堿熟料早期強(qiáng)度高，后期強(qiáng)度增進(jìn)率降低。堿含量在一定范圍內(nèi)，早期強(qiáng)度與堿含量之間為正的相關(guān)關(guān)系，后期強(qiáng)度與堿含量為負(fù)的相關(guān)關(guān)系。當(dāng)堿含量過(guò)高時(shí),早期和后期強(qiáng)度均下降。少量的堿對(duì)熟料形成過(guò)程具有一定的礦化作用，對(duì)熟料強(qiáng)度無(wú)較大影響。但在1450℃時(shí)堿的存在使CaO吸收緩慢，R2O濃度越大,延緩程度越嚴(yán)重。過(guò)量的堿會(huì)阻礙fCaO的吸收，甚至?xí)茐墓杷猁}礦物的穩(wěn)定性，使其分解形成KC23S12及大量fCaO，這種二次fCaO一般很難再被硅酸鈣所吸收，使硅酸鹽礦物含量減少。并且隨堿含量的提高，燒成范圍變窄，極易起大塊形成黃心料，嚴(yán)重影響熟料的強(qiáng)度。

從圖1可以看出，隨熟料中硫含量的降低，熟料28d強(qiáng)度增加非常明顯。少量的SO3含量，降低了液相形成溫度和液相粘度，主導(dǎo)作用有利于熟料礦物的形成；但當(dāng)SO3含量超過(guò)一定含量后，雖然在一定程度上降低了液相形成溫度，改善了熟料礦物的結(jié)晶形態(tài)，但整體作用上不利于C3S的形成。一方面原因是，SO3使液相粘度降低，晶核形成速率減小，而晶體生長(zhǎng)速率較高，使為數(shù)不多的晶核長(zhǎng)成大晶體，總數(shù)量減少。另一方面，SO3在C3S中固溶量是受到嚴(yán)格限制的，即小于1%。當(dāng)SO3濃度略高于極限濃度時(shí)，導(dǎo)致含SO3的C3S固溶體晶格強(qiáng)烈畸變、破壞并產(chǎn)生新相，致使熟料中C3S減少、C2S增加，熟料質(zhì)量下降[1]。

1.4 冷卻制度對(duì)強(qiáng)度的影響

熟料慢冷會(huì)使生成的C3S分解，降低熟料的強(qiáng)度；在500℃時(shí)β-C2S轉(zhuǎn)化為γ-C2S，使物料粉化，由于γ-C2S水硬性較小，因而降低了水泥熟料的強(qiáng)度。我廠(chǎng)冷卻機(jī)各風(fēng)室冷卻篦板的風(fēng)量自動(dòng)調(diào)節(jié)閥始終處于常開(kāi)狀態(tài)，不能根據(jù)各點(diǎn)阻力自動(dòng)平衡冷卻風(fēng)量；隨產(chǎn)量的提高冷卻機(jī)風(fēng)量嚴(yán)重不足，并伴隨風(fēng)機(jī)時(shí)?？蛰d情況，熟料溫度達(dá)到200℃以上，嚴(yán)重影響熟料質(zhì)量及輸送設(shè)備安全。

表1 熟料化學(xué)組成（%）及率值

表2 熟料礦物組成（%）及物理指標(biāo)（MPa）

2 采取的措施

2.1 降低石灰石中K2O和煤中SO3的含量

（1）礦山要按計(jì)劃開(kāi)采，分采點(diǎn)按K2O高低搭配進(jìn)行均化，降低生料中K2O的含量，保證熟料中K2O含量低于0.70%。

（2）嚴(yán)格控制進(jìn)廠(chǎng)煤硫的含量，確保原煤均化后SO3的含量小于或等于0.7%，加強(qiáng)煤均化的管理。

2.2 調(diào)整配料方案

根據(jù)我廠(chǎng)石灰石和原煤情況，8月1日將熟料三率值由KH=0.890±0.020，SM=2.6±0.1，AM=1.6±0.1，調(diào)整為KH=0.900±0.020，SM=2.6±0.1，AM=1.5±0.1。

2.3 控制煤粉細(xì)度和水分

煤粉細(xì)度由80μm篩篩余8%調(diào)整為4%，水分≤6%。

2.4 更換大推力噴煤管

由天津院根據(jù)我公司燃煤情況設(shè)計(jì)大推力噴煤管，加速煤粉燃燒速度，加強(qiáng)火焰強(qiáng)度，提高煅燒溫度；并對(duì)原有噴煤管進(jìn)行改造。

2.5 優(yōu)化煅燒操作

2.5.1 采用薄料快燒的方法

適當(dāng)提高窯速，采取薄料快燒的方法，以利于窯內(nèi)物料填充率的降低，增加物料在窯內(nèi)的翻滾次數(shù)以及減小在窯內(nèi)過(guò)渡帶的停留時(shí)間，加強(qiáng)物料的煅燒。

2.5.2 提高入窯二次風(fēng)溫

篦冷機(jī)采取厚料層操作，料層厚度保持在500～750mm，保證入窯二次風(fēng)溫在1020℃以上，提高煤粉燃燒速度和燒成帶溫度，降低煙室溫度，防止液相提前出現(xiàn)形成黃心料。

2.5.3 分解爐溫度的控制

根據(jù)風(fēng)煤料，合理分配窯和爐的風(fēng)量，控制分解爐溫度在880℃左右，保證入窯分解率在90%以上，防止?fàn)t內(nèi)燃料燃燒不完全，出現(xiàn)分解爐出口溫度與五級(jí)下料管溫度倒掛。

2.5.4增強(qiáng)熟料的冷卻效果

對(duì)冷卻機(jī)各風(fēng)室風(fēng)閥進(jìn)行測(cè)量，更換滿(mǎn)足要求的拉簧，保證風(fēng)閥能夠根據(jù)熟料的厚度、結(jié)粒大小自動(dòng)平衡各自區(qū)域的風(fēng)量，避免部分區(qū)域風(fēng)量過(guò)?；蜻^(guò)少影響冷卻效果。對(duì)風(fēng)機(jī)葉輪進(jìn)行加長(zhǎng)改造，增加風(fēng)機(jī)風(fēng)量，提高熟料冷卻效果。

通過(guò)采取以上措施，自8月起熟料3d、28d強(qiáng)度得到較大提高，熟料強(qiáng)度分別大于30MPa、60MPa（見(jiàn)表1、表2）。

3 結(jié)論

通過(guò)以上措施的實(shí)施，熟料3d、28d強(qiáng)度得到較大提高。我們的體會(huì)是，要保持強(qiáng)度的穩(wěn)定，必須加強(qiáng)熟料煅燒，增強(qiáng)熟料冷卻效果，嚴(yán)格控制熟料中硫堿的含量，統(tǒng)一操作思路。

[1]謝峻林,肖飛燕,狄東仁,朱戰(zhàn)嶺.高硫煤對(duì)熟料礦物形成及顯微結(jié)構(gòu)的影響[J],武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào),2010-8.

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