立窯采用劣質(zhì)煤和石灰石生產(chǎn)高標(biāo)號(hào)水泥

孫永泰

立窯采用劣質(zhì)煤和石灰石生產(chǎn)高標(biāo)號(hào)水泥

孫永泰

本文介紹了立窯利用劣質(zhì)煤和石灰石開(kāi)發(fā)生產(chǎn)R42.5MPa普硅水泥所采取的技術(shù)措施。通過(guò)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中相關(guān)數(shù)據(jù)的分析，從熟料礦化機(jī)理和易燒性角度探討了這一生產(chǎn)過(guò)程的技術(shù)關(guān)鍵，以供中小型水泥廠在礦山綜合利用和煤質(zhì)綜合利用方面參考。

立窯；劣質(zhì)煤；石灰石；水泥

中小型水泥廠在生產(chǎn)高標(biāo)號(hào)水泥時(shí)，因受諸多因素的影響而有一定的局限性，特別是在原燃料品位較低的情況下，此生產(chǎn)過(guò)程更是難以實(shí)現(xiàn)。下面就生產(chǎn)的成功經(jīng)驗(yàn)做一些探討，以供同行參考。

一、問(wèn)題的提出

目前，高標(biāo)號(hào)水泥市場(chǎng)依然看好。迫于形勢(shì)，我們做出了擴(kuò)大R42.5MPa水泥的生產(chǎn)和市場(chǎng)的決定。然而，由于受原材料品質(zhì)和供應(yīng)渠道的影響，給生產(chǎn)帶來(lái)很大困難，主要表現(xiàn)在以下兩個(gè)方面：

1、石灰石品位低，成份波動(dòng)大

水泥生產(chǎn)，礦石供應(yīng)不足，為了緩解這一矛盾，采取了對(duì)礦石綜合利用的策略，把原廢棄的山皮土和石碴作為低品位礦石摻人，這樣，一方面簡(jiǎn)化了采石工藝，節(jié)省了揀選礦石所投入的勞動(dòng)力，增加了有效作業(yè)時(shí)間；但同時(shí)也給下一道工序造成了負(fù)影響。主要是：石灰石中有害成份如：MgO、結(jié)晶SiO2等的含量有所增加，MgO的加入直接造成燒成制度的紊亂。MgO為溶劑礦物，使煅燒過(guò)程中液相量增加，液相粘度降低，燒結(jié)范圍變窄。表現(xiàn)為窯內(nèi)結(jié)塊嚴(yán)重，呲火頻繁，燒出的熟料很不均勻等。而石灰石中帶入過(guò)多的結(jié)晶SiO2，一方面，會(huì)使粘土的摻人量減少(最低摻量只有2%)，造成中部通風(fēng)不良、偏火不易調(diào)整、死燒過(guò)多等弊??；另一方面，結(jié)晶的SiO2使煅燒過(guò)程趨于緩慢。

表1是山皮土和石碴綜合利用后石灰石的化學(xué)成份分析，表2是原來(lái)經(jīng)過(guò)揀選的石灰石的化學(xué)分析。兩組數(shù)據(jù)均為磨頭取樣，月平均值。同時(shí)，為了研究摻入工藝對(duì)石灰石成份波動(dòng)的影響，又對(duì)磨頭8小時(shí)內(nèi)4次取樣的結(jié)果進(jìn)行了分析，表3是這組樣品的化驗(yàn)數(shù)據(jù)。

表1 綜合利用后的石灰石化學(xué)成份

表2 綜合利用前的石灰石化學(xué)分析

表3 石灰石化學(xué)成份波動(dòng)情況

以上三組數(shù)據(jù)說(shuō)明，石灰石礦山綜合利用后，在CaO含量保證生產(chǎn)的同時(shí)，MgO、SiO2等成份的含量也有所增長(zhǎng)。同時(shí)表明山皮土的摻入不均勻也造成了石灰石成份的頻繁波動(dòng)。

2、原煤質(zhì)量次，成分波動(dòng)大

表4 劣質(zhì)煤的工藝分析

在立窯全黑生產(chǎn)工藝中，對(duì)原煤的質(zhì)量要求是：①分析基灰分Af＜25%；②分析基揮發(fā)分Vf＜10%；③應(yīng)用基低位熱值＞20.9kJ／Kg

我廠的原煤全部是由山西汽運(yùn)，分別由幾個(gè)小煤礦供應(yīng)，煤質(zhì)次且成份波動(dòng)大。表4是同一天采樣的結(jié)果。顯然表4中的數(shù)據(jù)與工藝要求是有一定差距的。煤的灰分高，揮發(fā)分高，發(fā)熱量低，在立窯上表現(xiàn)為煅燒速度慢，易塌邊。而煤質(zhì)的不穩(wěn)定也會(huì)降低配熱、配料的準(zhǔn)確性。

二、技術(shù)措施

1、選擇合理的配料方案

由于原燃料質(zhì)量較差，在制定配料方案時(shí)，盡可能地選用易燒的方案，同時(shí)，適當(dāng)提高螢石的摻加量。考慮到我廠原燃料中MgO含量較高、硫含量較高，能起到一定的礦化作用，故在配料時(shí)采用了單摻螢石的配料方案。經(jīng)過(guò)一個(gè)月的摸索與實(shí)踐，最后確定了如下配料方案：

KH=0.91～0.95；

n=1.70～1.90；

p=1.55～1.75；

螢石=1.0%；

配熱=4500±100KJ／Kg熟料。

2、控制生料細(xì)度

0.080mm方孔篩余＜8.0%，900孔篩余＜1.0%

3、加強(qiáng)對(duì)原煤和小棕原材料的管理與控制

(1)把原煤堆場(chǎng)分為東西兩部分，輪番堆放與使用。選廠煤平鋪堆放，使用時(shí)，用挖掘機(jī)先從斷面切取，然后再用推土機(jī)推入配料棚，堅(jiān)決杜絕隨卸隨用。

(2)對(duì)粘土實(shí)行剝離使用。先把地表的黃砂土剝離棄去，采用外觀為紅色的粘土，其塑性較好，化學(xué)分析表明其中A12O3含量大于14.0%（其它成份見(jiàn)表5）。這樣就可以減輕粘土摻量少對(duì)生料球強(qiáng)度的影響。同時(shí)，還采取一定措施控制粘土中礫石的帶入量。

表5 粘土化學(xué)成份分析

(3)要求進(jìn)廠鐵礦石Fe2O3含量大于50%，并且備一批硫酸渣供調(diào)料使用。

(4)進(jìn)廠螢石中CaF2含量要求大于70%。

4、利用四元素分析儀，加強(qiáng)磨頭的監(jiān)測(cè)與調(diào)整

生料磨頭石灰石CaO檢驗(yàn)由原來(lái)每班兩次增至每班四次，生料Tcao除每小時(shí)一次外還增加每四小時(shí)一次的連續(xù)樣的四元素分析。將微機(jī)處理結(jié)果迅速反饋到磨頭，及時(shí)調(diào)整配比，磨頭配有專職質(zhì)量監(jiān)督員指導(dǎo)喂料工及時(shí)將調(diào)整后的配比輸入到生料配料微機(jī)系統(tǒng)。

5、充分利用現(xiàn)有設(shè)施，提高人窯生料的均勻性

我廠生料用若干圓倉(cāng)儲(chǔ)存，沒(méi)有其它均化措施。但是通過(guò)入倉(cāng)和放倉(cāng)的控制也能收到較好的均化效果。方法是：在提高出磨生料均齊性的同時(shí)，強(qiáng)化生料的配庫(kù)使用。假設(shè)有4個(gè)生料倉(cāng)，窯上操作和化驗(yàn)分析表明，某一化學(xué)成份偏高，我們可以選取其中一個(gè)料少的倉(cāng)盡快放完，然后，向其中注入含這種成份較低的生料，再根據(jù)需要和其它三個(gè)倉(cāng)搭配使用。這樣用較短的時(shí)間就能把生料的成份調(diào)整過(guò)來(lái)。

6、調(diào)整成球工藝設(shè)備，適當(dāng)縮小料球粒徑，降低高溫爆破率

研究表明，料球粒徑越小，其高溫爆破率越低。因此，把料球粒徑由原來(lái)的10～15 mm改為＜10mm，希望從這一環(huán)節(jié)改善由于粘土摻量少對(duì)料球強(qiáng)度的不良影響。開(kāi)始，我們擔(dān)心這樣會(huì)增加窯r的阻力，后來(lái)，通過(guò)觀察羅茨風(fēng)機(jī)的電流發(fā)現(xiàn)上升不到5A，約占電流總量的5%。可以說(shuō)明，窯的阻力并沒(méi)發(fā)生大的變化。這是因?yàn)榱锨虻目s小，雖然其堆積密度有所增加，但由于高溫爆破率降低和高溫收縮率的增加，使得料層的孔隙率有所提高，兩者互相抵消，所以整個(gè)窯的阻力變化不大。當(dāng)然料球粒徑越小，孔隙率越高，對(duì)煅燒反應(yīng)越是有利的。

三、效果

通過(guò)采取以上技術(shù)措施，克服了石灰石和原煤的質(zhì)量問(wèn)題對(duì)生產(chǎn)工藝的影響，兩個(gè)月共生產(chǎn)R42.5 MPa型普通水泥1.2萬(wàn)噸，各種理化指標(biāo)均符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，打開(kāi)了R42.5 MPa水泥市場(chǎng)，增加了企業(yè)活力。表6、表7分別是熟料物檢和水泥物檢的數(shù)據(jù)。

表6 熟料物檢數(shù)據(jù)

表7 水泥物檢數(shù)據(jù)

四、結(jié)論

一是當(dāng)原燃料品質(zhì)較次時(shí)，選擇比較易燒的配料方案是解決問(wèn)題的技術(shù)關(guān)鍵。.

二是在大宗原燃料出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題時(shí)，我們可以考慮通過(guò)精確控制小宗原料的品質(zhì)來(lái)改善生料的質(zhì)量。

三是中小型水泥廠加強(qiáng)工序控制與現(xiàn)場(chǎng)管理是非常重要的。

四是立窯采用10mm以下的料球煅燒是比較合理的。

（責(zé)任編輯:于飛）

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1007-3922（2017）02-0028-03

孫永泰（1972～），男，滿族，遼寧沈陽(yáng)人，畢業(yè)于沈陽(yáng)化工學(xué)院，沈陽(yáng)市太平水泥廠高級(jí)工程師，廠長(zhǎng)。