諶玉雙,宋建存
5500t/d生產(chǎn)線熟料強(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)家宏觀調(diào)控的影響,客戶對(duì)熟料的質(zhì)量提出了更高的要求。
由于我廠燃煤品質(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)難于滿足生產(chǎn)的需要。
我公司二線配料方案為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。
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]。
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)
(1)礦山要按計(jì)劃開采,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。
根據(jù)我廠石灰石和原煤情況,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。
煤粉細(xì)度由80μm篩篩余8%調(diào)整為4%,水分≤6%。
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。
2.5.1 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(見表1、表2)。
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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沈 穎