熟料結“黃塊”的原因分析及處理措施

楊立輝 魏林葉

（左權金隅水泥有限公司， 山西 晉中 032600）

0 引言

硅酸鹽水泥熟料是生產(chǎn)水泥的主要原料，約占水泥組分的 60%以上。因此，熟料的質量和性能就成為水泥質量和性能是否優(yōu)良的決定性因素。尤其是客戶對熟料質量的鑒定往往依賴于最直觀的外觀質量判定：結粒是否均齊、斷面是否致密等。故而，熟料外觀質量就顯得尤為重要。

1 存在的問題

某公司 2500噸/日的熟料生產(chǎn)線自投產(chǎn)以來由于受市場無序競爭和行業(yè)限產(chǎn)的影響，期間斷斷續(xù)續(xù)的生產(chǎn)，產(chǎn)、質量一直沒有達標。尤其是熟料的外觀質量較差：結粒不均齊，部分面料，部分“夾生”大塊黃料。此問題一直困擾著企業(yè)的質量提升，一度嚴重影響企業(yè)的生存和發(fā)展。

為此，該公司技術裝備部技術人員組織技術攻關，從設備、工藝、電氣等多方面進行排查分析，最終找到了影響熟料外觀質量的“瓶頸”問題，并進行了改造處理，效果顯著，現(xiàn)與各位同行分享并商酌。

2 現(xiàn)狀及分析

從熟料斜拉鏈隨機取樣，對熟料的外觀質量進行現(xiàn)場判定：目測大塊黃料均為不規(guī)則的塊狀，表層發(fā)黑，內芯為疏松的生燒黃料，且飛砂面料占比較大。用立升重套篩篩分后稱重，其中大塊黃料約占比20%，篩余飛砂料占比約30%，結粒均齊的正常熟料占比約50%。其中立升重測定1350g/L，這說明燒成帶實際溫度并不低，這一點從窯電流也可以判定，基本上排除因煅燒溫度偏低而導致的煅燒不良，熟料出現(xiàn)“生燒黃料”的現(xiàn)象。為此，技術人員從配料調整、中控操作、設備管理等多方面進行了逐一排查。

1）從大塊黃料的外觀形貌來看：它不屬于傳統(tǒng)上由于配料不當，液相偏大或“過燒”導致的結大塊現(xiàn)象。應該屬于液相提前出現(xiàn)而導致窯尾“結蛋”的一種現(xiàn)象。大蛋熟料在正常的情況下自然無法燒透，成為了表皮發(fā)黑、內芯夾生的包裹蛋狀料球，經(jīng)過篦冷機破碎后成為了不規(guī)則的大塊黃料。

2）從化驗室熟料的化學分析數(shù)據(jù)來看：熟料的三率值控制范圍較為合理，其中 KH：0.890、SM：2.50、AM:1.60.但有害成分氧化鎂含量較高，平均在 4.0%，最大值5.5%，基本突破GB/T21372-2008對氧化鎂技術指標限值不超過5.0%的要求（如壓蒸安定性檢驗合格允許放寬到6.0%）。

3）從中控操作參數(shù)來看：煤粉的瞬時流量波動大，基本在±3噸/小時左右。因該套計量系統(tǒng)頭秤一般設定在6噸/小時、尾秤在10噸/小時左右。已達不到設計計量準確度優(yōu)于±0.5%的技術要求。

4）通過在線運行發(fā)現(xiàn)只有在煤磨同步運行時煤秤“竄煤”較為嚴重；而倉滿停磨后竄煤現(xiàn)象時有消失。由此判斷可能是煤粉入倉時沖擊力太大，導致煤粉流動性加強。同時由于給料機使用時間太久，密封板長時間摩擦，間隙變大，造成給料機密封性嚴重下降。當“沖料”使煤粉的流動性增強時，給料機密封板邊緣就會發(fā)生漏煤，從而產(chǎn)生“竄煤”現(xiàn)象，造成煤秤的計量波動。

綜上所述：熟料外觀質量出現(xiàn)大塊黃料的主要原因是窯尾結蛋導致的。

一是，熟料配料中由于石灰石礦山礦體復雜，高鎂石搭配使用不合理，熟料中氧化鎂含量控制偏高，直接導致一方面熟料中液相量相對增加；另一方面由于氧化鎂含量高，液相的性質發(fā)生改變，液相的表面張力增大，熟料小晶體不宜團聚成粒，料子黏而散；

二是，煤秤運行不穩(wěn)定，系統(tǒng)竄煤現(xiàn)象較為嚴重。目前的尾煤秤頻繁的大股竄煤，一方面溫度倒掛，現(xiàn)場在三、四級打開人孔門也可看到料里的明火星，這就導致生料的液相前提出現(xiàn)；同時大股未燃盡的煤裹在料里，發(fā)生二次燃燒、滯后燃燒，粘結成球核；同時生料喂料秤也時有大幅度波動，中控操作為了不竄黃料，一方面頻繁調整窯速，另一方面頭煤頂火燒（煤粉水分大，平均5.0%），導致燒成帶后移，更加劇的大蛋的形成。

3 技術措施

1）為確保連續(xù)均勻穩(wěn)定喂煤，倉內煤粉最低保有量必須保持在每小時正常喂煤量的 4倍以上。以緩減低料位進料造成的沖擊力對煤秤的影響。同時對給料機密封板的間隙進行調整，為確保調整的平衡性，采用對角同時調整的方法。

2）對石灰石礦山進行合理規(guī)劃開采，按鉆孔巖粉的質量情況指導礦山的開采、搭配和剝離。確?！昂侠泶钆洹冸x先行”，嚴格控制入均化庫石灰石的質量，確保石灰石氧化鎂小于2.5%以下，熟料中氧化鎂力控3.5%左右。

3）煤粉倉錐體部分壓縮空氣的使用應高度重視，及時調節(jié)。當中控給定值長時間大于反饋值（瞬時流量），此時現(xiàn)場操作工應打開壓縮空氣對煤粉倉進行充氣，增加煤粉的流動性。當下料正常時，應及時關閉充氣閥門，同時應保證氣路壓力在0.1～0.17Mpa之間為宜。

4）在煤粉穩(wěn)料給料機的上部分別安裝分格輪卸料器，以實現(xiàn)連續(xù)穩(wěn)定的給煤，緩減“沖料”現(xiàn)象。為了實現(xiàn)自控控制和調節(jié)，我們將分格輪卸料器的變頻電機和流量計將進行聯(lián)鎖，變頻器受控于DCS控制系統(tǒng)，流量計的瞬時反饋值與中控操作員站的設定值進行比較，實現(xiàn)同步給料、自動調速。由DCS控制系統(tǒng)自動完成顯示、運算、判定、補償、調節(jié)等任務。具體改造后的煤秤結構見圖1所示。

圖1：技改后的結構簡圖

5）調整熟料配料方案，KH：0.910、SM:2.65、AM:1.35,在確保熟料易燒性的前提下，保證料子“難燒但不發(fā)散、好燒而不結塊”為原則。

4 效果及結論

經(jīng)上述技術改造，并通過生產(chǎn)實際運行的驗證，目前經(jīng)改造后的科氏力煤秤運行穩(wěn)定，基本消除了長期以來影響穩(wěn)定運行的“竄煤”現(xiàn)象。同時熟料的結大蛋現(xiàn)象也隨之消除，熟料外觀質量結粒均齊、斷面致密，油亮。經(jīng)物理檢驗，熟料的三天抗壓強度基本穩(wěn)定在30±2兆帕，二十八天抗壓強度穩(wěn)定在56±2兆帕，受到了市場和客戶的一致好評，并在2018年全國質量月活動期間被中國質量檢驗協(xié)會評為“質量信得過”產(chǎn)品。