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    提高熟料2828d d抗壓強(qiáng)度優(yōu)化方案及成效

    2015-09-02 02:48:29牛海龍
    水泥技術(shù) 2015年4期
    關(guān)鍵詞:原煤熟料煤粉

    牛海龍

    提高熟料2828d d抗壓強(qiáng)度優(yōu)化方案及成效

    牛海龍

    A公司2 500t/d生產(chǎn)線采用無煙煤設(shè)計(jì)的管道式分解爐,單系列五級(jí)懸浮預(yù)熱器。近一段時(shí)間公司熟料28d抗壓強(qiáng)度偏低,基本在50MPa上下,較常規(guī)熟料28d抗壓強(qiáng)度低5~6MPa左右。熟料強(qiáng)度低,勢(shì)必影響混合材的摻量,增加生產(chǎn)成本,降低市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。本文就熟料28d抗壓強(qiáng)度偏低的原因進(jìn)行數(shù)據(jù)分析,并提出了優(yōu)化方案。

    1 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

    1.1熟料28d抗壓強(qiáng)度偏低期間熟料化學(xué)成分統(tǒng)計(jì)(表1)

    從表1數(shù)據(jù)來看,A公司熟料堿含量高,MgO含量偏高。

    (1)熟料堿含量高

    一般情況下,堿含量控制在0.50%~0.60%對(duì)熟料強(qiáng)度影響不大,而A公司熟料的堿含量均值0.99%,最大達(dá)到1.03%,偏高0.4%左右。當(dāng)熟料堿含量偏高,會(huì)與熟料礦物形成含堿礦物及NC8A3,導(dǎo)致C3S難以形成,相應(yīng)地增加了熟料fCaO含量,導(dǎo)致熟料后期強(qiáng)度降低。

    (2)熟料MgO含量偏高

    一般情況下,熟料中MgO含量為2%左右時(shí),能夠增加熟料液相量,降低液相粘度,促進(jìn)硅酸鹽礦物的形成,減少fCaO含量,使水泥熟料燒成溫度降低,明顯提高熟料質(zhì)量。而A公司熟料中MgO的含量均值為2.53%,偏高0.5%。熟料MgO偏高時(shí)熟料中C3S形成相對(duì)困難,也會(huì)影響熟料強(qiáng)度。

    1.2熟料28d抗壓強(qiáng)度偏低期間熟料率值及礦物成分統(tǒng)計(jì)(表2)

    從表2數(shù)據(jù)來看,A公司熟料的硫堿比較低,出窯熟料fCaO偏高,升重基本正常。

    (1)硫堿比較低

    熟料中的硫首先和堿結(jié)合生成堿的硫酸鹽,剩余的堿取代部分CaO形成含堿化合物,造成fCaO升高,可能對(duì)熟料3d及28d抗壓強(qiáng)度造成影響。一般熟料硫堿比控制在0.6%~0.8%。

    (2)出窯熟料fCaO偏高

    出窯熟料fCaO的日平均值在1.0%~1.5%之間波動(dòng),說明A公司的熟料燒成效果不好,單點(diǎn)熟料fCaO 在2%以上的偏多,而從熟料的飽和比以及硅率、鋁率的情況看,如燒成效果好,不會(huì)出現(xiàn)如此高的fCaO。(3)升重基本正常,但A公司熟料結(jié)粒不密實(shí),孔隙率大。

    表1 熟料28d抗壓強(qiáng)度偏低期間熟料化學(xué)成分統(tǒng)計(jì),%

    1.3熟料28d抗壓強(qiáng)度偏低期間出磨煤粉空氣干燥基數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)(表3)從表3數(shù)據(jù)來看,A公司的出磨煤粉水分偏高,出現(xiàn)了煤粉細(xì)度和水分同時(shí)偏高的情況,對(duì)窯的燒成極其不利,基本上強(qiáng)度數(shù)據(jù)嚴(yán)重異常時(shí)煤粉細(xì)度和水分同時(shí)升高。由于出磨煤粉水分高,造成煤粉燃燒速度慢,放熱慢,導(dǎo)致燒成帶熱力不集中,出現(xiàn)后燃燒的情況。表現(xiàn)在生產(chǎn)上為尾溫偏高,出窯熟料升重偏低,fCaO偏高。

    表2 熟料28d抗壓強(qiáng)度偏低期間的熟料率值及礦物成分統(tǒng)計(jì)

    表3 出磨煤粉工業(yè)分析(空氣干燥基)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

    查閱A公司原煤數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn),進(jìn)廠原煤的質(zhì)量波動(dòng)非常大、產(chǎn)地雜,煤的灰分和揮發(fā)分波動(dòng)劇烈,原煤的收到基水分比較高,但空氣干燥基水分很低。進(jìn)廠原煤質(zhì)量差導(dǎo)致收到基低位熱值低,而空氣干燥基低位熱值高。另外發(fā)現(xiàn),A公司原煤凡是水分低的,灰分都高,不能單獨(dú)使用。

    1.4其他說明

    (1)熟料強(qiáng)度臺(tái)賬

    查閱A公司熟料強(qiáng)度數(shù)據(jù),出窯熟料3d強(qiáng)度很高,30~31MPa,但增進(jìn)率很低,3d~7d增進(jìn)一般在10MPa左右,7d~14d的增進(jìn)僅為5MPa。對(duì)比其他新型干法水泥廠熟料強(qiáng)度,3d~7d增進(jìn)一般在15MPa左右,7d~14d的增進(jìn)為10MPa,最終的28d強(qiáng)度可相差10MPa。

    (2)巖相分析

    通過對(duì)A公司水泥熟料樣巖相分析,可見其熟料的結(jié)晶比較粗大,礦物分布不均,說明熟料在窯內(nèi)燒成過程中晶體發(fā)育較完全,煤粉存在后燃燒的情況.過渡帶溫度高,過早出現(xiàn)液相,而主燒成帶溫度偏低,液相未能大量出現(xiàn),造成熟料燒結(jié)狀態(tài)不好,熟料升重偏低,這與巖相分析結(jié)果相符。

    (3)工藝操作

    頭煤尾煤比為0.38:0.62,窯尾燒得重,窯內(nèi)溫度偏低。熟料升重高低直接反應(yīng)燒成帶溫度高低。A公司熟料升重為1 300g/L左右,同時(shí)窯尾分解爐經(jīng)常結(jié)皮結(jié)塊,生料分解率達(dá)到98%,表明了窯尾溫度偏高。理論上,窯尾預(yù)熱器分解爐所起的主要作用是預(yù)熱、分解,任務(wù)完成后,重點(diǎn)應(yīng)轉(zhuǎn)移到窯內(nèi)燒成。通過現(xiàn)有數(shù)據(jù)可見,燒成帶溫度不足,熟料礦物晶體發(fā)育過大。而窯尾溫度高、系統(tǒng)拉風(fēng)大會(huì)造成液相提前出現(xiàn),致使入窯物料形成晶體,直至燒成帶晶粒已然長(zhǎng)大,加之燒成帶溫度偏低,影響了熟料礦物的合理生成,進(jìn)而使出窯熟料強(qiáng)度偏低。

    綜上分析:

    (1)堿含量偏高、MgO偏高,按原有配料方案生產(chǎn),熟料中硅酸鹽含量和礦物總量降低。

    (2)煤水分偏高,窯煅燒熱力強(qiáng)度不夠影響了熟料強(qiáng)度。

    (3)窯的煅燒操作上不適合現(xiàn)有的原燃材料。

    鑒于以上分析,確定如下優(yōu)化方案:

    表4 優(yōu)化熟料28d抗壓強(qiáng)度期間數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

    2 優(yōu)化方案

    2.1原燃材料

    鑒于A公司原燃材料狀況,尤其在現(xiàn)有石灰石礦山無法改變的情況下,建議穩(wěn)定原煤來源,尤其是控制進(jìn)廠原煤收到基水分≯10%,保證灰分<25%,揮發(fā)分>22%,將出磨煤粉水分控制在2.5%以內(nèi),保證入窯煤粉的質(zhì)量,保證窯的熱力強(qiáng)度。

    2.2配料

    降低原料中的鐵含量,將Fe2O3控制在1.6%~2.0%之間。Al2O3偏高時(shí)Fe2O3低限控制,Al2O3較低的時(shí)候Fe2O3可以適當(dāng)放寬,飽和比控制在0.88±0.01。

    2.3操作

    嚴(yán)格控制出磨煤粉的細(xì)度、水分,控制好頭尾煤比例4.5:5.5~4:6,原則上升重不低于1 400g/L,熟料fCaO控制在0.5%~1.0%之間,分解爐出口溫度控制在865℃左右,≯870℃。窯喂料量為190~200t/h時(shí),窯速控制在3.5~3.6r/min。窯系統(tǒng)拉風(fēng)一級(jí)筒出口負(fù)壓控制在5 200~5 400Pa左右。只要煙室結(jié)皮不多,窯口至頭檔輪帶之間筒體溫度不高,出窯熟料沒有連續(xù)出現(xiàn)還原氣氛,即可適當(dāng)提高窯頭喂煤量,以利于上述指標(biāo)的完成。

    3 效果

    (1)熟料1d強(qiáng)度比試驗(yàn)之前降低明顯,但熟料1d~3d強(qiáng)度增進(jìn)率明顯增加。熟料3d~7d強(qiáng)度增進(jìn)率較高,尤其是從8~13號(hào)數(shù)據(jù)中熟料強(qiáng)度增進(jìn)率超過以前熟料增進(jìn)率,達(dá)到15MPa以上。

    (2)熟料強(qiáng)度與熟料飽和比有直接的關(guān)系,當(dāng)熟料的飽和比超過0.91后,熟料1d和3d的強(qiáng)度與試驗(yàn)前數(shù)據(jù)相似,即熟料1d和3d強(qiáng)度偏高,但由于燒成狀況有所變化,熟料3d~7d強(qiáng)度增進(jìn)率與以往數(shù)據(jù)相比會(huì)有所不同。

    (3)熟料燒成帶溫度狀況與熟料飽和比有直接的關(guān)系,當(dāng)熟料飽和比高時(shí),窯內(nèi)燒成帶溫度低,熟料升重偏低,熟料礦物形成不理想,進(jìn)而對(duì)熟料的強(qiáng)度有所影響。

    (4)從數(shù)據(jù)上看,調(diào)整頭尾煤比例以后,分解率依然維持在較高的水平,說明以往的操作確實(shí)存在尾煤偏多的情況。

    (5)熟料fCaO比較理想,有資料表明,熟料質(zhì)量對(duì)熟料的強(qiáng)度有直接的影響。熟料fCaO控制在0.5%~1.0%之間時(shí),對(duì)熟料強(qiáng)度貢獻(xiàn)最大。

    4 結(jié)語

    原燃材料品質(zhì)穩(wěn)定、優(yōu)良,必然會(huì)利于配料、利于燒成,并能夠生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)的水泥熟料。但由于各種客觀因素錯(cuò)綜復(fù)雜,我們嘗試著通過配料的優(yōu)化、操作的調(diào)整來消納各種不利因素的影響,以達(dá)到提高熟料強(qiáng)度的目的。從統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)看,出窯熟料的1d、3d強(qiáng)度接近合理,同時(shí)熟料3d~7d的增進(jìn)率明顯提高,優(yōu)化方案效果較為理想。■

    Optimization Scheme and Effects of Improving 2288d Strength of clinker

    TQTQ172172..1313文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:AA

    10011001--61716171(20152015)0404--00890089--0404

    通訊地址:天津振興水泥有限公司,天津300400;

    2015-03-02;編輯:呂光

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