使用劣質(zhì)原燃料生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)熟料的技術(shù)探討

竇彥彬

（內(nèi)蒙古松塔水泥有限責(zé)任公司，內(nèi)蒙古 阿拉善 750306）

我公司2500t/d熟料生產(chǎn)線自2010年投產(chǎn)以來，熟料質(zhì)量由于受到原燃材料質(zhì)量的影響，熟料28天強(qiáng)度雖然達(dá)到了國標(biāo)要求，但與市場需求尚有一段距離。為此我公司組織工藝技術(shù)人員從原燃材料及相關(guān)工藝調(diào)整入手進(jìn)行調(diào)整改進(jìn)，在使用原有劣質(zhì)原燃材料不變的情況下，熟料強(qiáng)度得到較大的提高，本文就有關(guān)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行探討和交流。

1 原燃材料的基本情況

1.1 煤的技術(shù)指標(biāo)及特性

我公司所用的煤是水洗煤，即指原煤經(jīng)過精選以后留下的粉煤，它具有熱值低，水分高，黏性大，灰分中氧化鋁含量高的特點(diǎn)，相關(guān)指標(biāo)見表1。

表1 水洗煤的工業(yè)分析

由于這種煤典型的特點(diǎn)是揮發(fā)分低、著火溫度高、燃燒速度慢、燃燼率差，具有無煙煤的性能特點(diǎn)。因此當(dāng)采用水洗煤時，必須提高燃燒反應(yīng)空氣溫度和降低燃煤粒徑。通常水泥廠采用煙煤作燃料時，出磨煤粉細(xì)度一般要求在10%～12%左右，但采用無煙煤時，出磨煤粉細(xì)度一般要求不超過3%，因此我公司規(guī)定的煤粉細(xì)度控制指標(biāo)小于4%。

1.2 淤砂的技術(shù)指標(biāo)及特性

由于我公司靠近騰格里沙漠邊緣，當(dāng)?shù)赜偕拜^多，我公司生料配料采用石灰石、鐵礦石尾礦、淤砂的三組份配料方案，使用的硅質(zhì)原料淤砂的化學(xué)分析見表2。

表2 淤砂的化學(xué)成分分析 %

淤砂礦物組成主要以石英為主，含長石、云母等，硬度大，結(jié)構(gòu)致密，較難粉磨和煅燒。

2 生產(chǎn)前期生料及熟料特性

針對我公司原燃材料的實(shí)際特點(diǎn)，在生產(chǎn)初期我們按新型干法水泥生產(chǎn)線對生料、熟料生產(chǎn)的一般要求，將生料細(xì)度要求0.2mm篩余小于2%，0.08mm小于15%的指標(biāo)進(jìn)行控制，通過一段時間的生產(chǎn)，熟料28天強(qiáng)度比較低，不能滿足市場的需求。我們對熟料進(jìn)行了巖相分析，從分析結(jié)果來看：A礦短柱狀、多邊板狀，晶粒大?。?.005～0.040mm；晶形規(guī)則，棱角較尖銳，邊線平直。B礦渾圓形，邊緣光滑，表面交叉條紋；晶粒大?。?.010～0.050mm。少量B礦巢內(nèi)存有反應(yīng)殘余不溶物。黑色中間相呈點(diǎn)滴狀，fCaO圓形，分散分布。

從以上礦物特征來看，主要表現(xiàn)在礦物大小均齊，晶形規(guī)則，但顆粒較小，表明窯內(nèi)氧化氣氛基本正常。A礦晶粒較小、晶形規(guī)則，棱角較尖銳說明窯內(nèi)熟料煅燒溫度低。黑色中間相呈點(diǎn)滴狀說明熟料中玻璃相較多，熟料冷卻效果好。少量B礦巢內(nèi)存有反應(yīng)殘余不溶物，表明生料細(xì)度較粗，有部分結(jié)晶游離硅沒有參加反應(yīng)或反應(yīng)不完全，相關(guān)數(shù)據(jù)見表3和圖1。

表3 工藝調(diào)整前熟料檢測數(shù)據(jù)

圖1 調(diào)整前熟料巖相圖

3 工藝技術(shù)調(diào)整方案及效果分析

針對熟料礦物巖相分析所診斷的結(jié)果，我們從原燃材料的基本性能入手，依據(jù)現(xiàn)有工況條件，根據(jù)新型干法熟料煅燒的基本原理，我們在生產(chǎn)設(shè)備能滿足工藝調(diào)整的前提下，進(jìn)行了工藝調(diào)整嘗試。我們對生料粉磨控制指標(biāo)以及預(yù)分解窯用一次風(fēng)壓力進(jìn)行了調(diào)整，首先適當(dāng)降低生料產(chǎn)量(臺時)，將生料細(xì)度由原來的0.08mm篩余小于15%調(diào)整到小于11%；同時進(jìn)一步控制煤粉細(xì)度，將煤粉細(xì)度盡量控制在2%左右；為進(jìn)一步提高熟料煅燒溫度，我們采用降低一次風(fēng)用量，同時為獲得較大的一次風(fēng)動量，提高一次風(fēng)壓力，將一次風(fēng)壓力由廠家提供的22kPa提高到28kPa，一次風(fēng)量由原來的42Hz降低到37Hz。同時包括噴煤管位置，三次風(fēng)閘板等工藝設(shè)備也進(jìn)行了相應(yīng)的微調(diào)。

通過以上措施的實(shí)施，近幾個月的生產(chǎn)，我公司的熟料不論從外觀還是內(nèi)在品質(zhì)都有了較大的改觀，熟料強(qiáng)度提高了4.0 MPa多，平均達(dá)到了55 MPa以上，個別強(qiáng)度達(dá)到了60MPa，其熟料質(zhì)量在本地區(qū)的水泥企業(yè)處于領(lǐng)先位置，而且水泥制品的使用性能也有較大幅度提高。調(diào)整后的相關(guān)數(shù)據(jù)見表4和圖2。

表4 工藝調(diào)整后熟料檢測數(shù)據(jù)

通過巖相分析我們發(fā)現(xiàn)工藝調(diào)整后熟料外觀呈灰黑色，致密。A礦呈短柱狀、多邊板狀，晶粒大小：0.005～0.055mm；晶形規(guī)則，棱角尖銳，邊線平直。B礦呈渾圓形，邊緣光滑，表面交叉條紋；晶粒大?。?.010～0.060mm。B礦巢內(nèi)存有反應(yīng)殘余不溶物較少。黑色中間相呈點(diǎn)滴狀，fCaO呈圓形，分散分布?？傮w來看達(dá)到了調(diào)整目的，窯內(nèi)煅燒溫度得到了提高，游離硅明顯減少，并且A礦比較多。

圖2 調(diào)整后熟料巖相圖

4 結(jié) 論

新型干法熟料生產(chǎn)線雖然是非常成熟的工藝，但對不同地區(qū)來說，由于受到原燃材料的影響，在實(shí)際使用中生產(chǎn)的熟料質(zhì)量有很大區(qū)別，在水泥行業(yè)為節(jié)約成本，提高資源綜合利用的今天，很多廠家大范圍使用了劣質(zhì)的原燃材料進(jìn)行水泥熟料生產(chǎn)，在這些劣質(zhì)原燃材料的使用過程中以往大家認(rèn)為可行的，通用的工藝調(diào)整思路要依據(jù)本廠原燃材料的特點(diǎn)進(jìn)行調(diào)整使用，不能墨守陳規(guī)，這也是對新型干法水泥生產(chǎn)中工藝操作新的貢獻(xiàn)。