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淺談新型預(yù)分解窯熟料強(qiáng)度影響因素

  水泥生產(chǎn)的核心部分是熟料煅燒,提高水泥熟料質(zhì)量,可相應(yīng)的提高水泥和混凝土標(biāo)號及混凝土工程的耐久性,更多的節(jié)約熟料,有效降低能源消耗和企業(yè)生產(chǎn)成本、減少環(huán)境污染。我廠于2006年投產(chǎn)1500t/d新型預(yù)分解窯生產(chǎn)線,筆者經(jīng)過長期的生產(chǎn)實(shí)踐,統(tǒng)計(jì)分析,總結(jié)了一些影響熟料強(qiáng)度的因素,現(xiàn)簡述如下:

  一、原料的影響。原燃料品質(zhì)主要指原燃材料的主要控制指標(biāo),石灰質(zhì)中的CaO、砂巖中的SiO2、鐵粉中的Fe2O3;原煤中的灰分、揮發(fā)分、熱值等。原燃材料的質(zhì)量波動會引起出磨生料的質(zhì)量波動,進(jìn)而導(dǎo)致熟料煅燒操作困難,熱工制度不穩(wěn)定,使窯操作參數(shù)頻繁調(diào)整,引起熟料質(zhì)量波動,強(qiáng)度偏低。石灰石、砂巖、鐵粉等原材料進(jìn)廠后應(yīng)預(yù)均化,要有最低的儲存儲量。

  二、 煤質(zhì)的影響。煤質(zhì)的好壞直接影響著水泥企業(yè)熟料產(chǎn)、質(zhì)量及綜合效益。企業(yè)需根據(jù)地理環(huán)境合理定位,并嚴(yán)格按定位基準(zhǔn)進(jìn)行采購,保證窯產(chǎn)量、質(zhì)量,降低消耗,最大限度的提高企業(yè)整體效益。

  煤灰分的變化,使摻入到熟料中的煤灰發(fā)生改變,會引起熟料的化學(xué)成分和率值變化,從而影響熟料強(qiáng)度。通過數(shù)據(jù)對比發(fā)現(xiàn),煤灰每變化1%,熟料KH變化約0.008,可見煤質(zhì)變化對熟料質(zhì)量的影響。

  煤的揮發(fā)分低,著火溫度低;煤的揮發(fā)分高,著火溫度高,燃燒速度快。煤的灰分高,熱值低,容易造成不完全燃燒,預(yù)分解系統(tǒng)結(jié)皮賭塞;煤灰參量過多,使窯內(nèi)的煅燒溫度降低,易造成燒成帶長厚窯皮。實(shí)踐證明,煤的不完全燃燒是導(dǎo)致窯內(nèi)結(jié)圈、結(jié)蛋的主要原因之一。

  三、 配料方案中三率值的匹配  配料的內(nèi)涵就是合理匹配KH、SM、IM三率值,根據(jù)本廠原燃材料和燒成系統(tǒng)的特點(diǎn),配制出的生料應(yīng)易于煅燒,使回窯熟料優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)。我廠預(yù)分解窯投產(chǎn)初期,率值控制范圍KH:0.90±0.02,SM:2.0±0.1,IM:1.6±0.1。后來改進(jìn)配料方案,提高KH,降低生料中Fe2O3控制指標(biāo),相應(yīng)提高IM,三率值控制范圍KH:0.93±0.02,SM:2.2±0.1,IM:1.8±0.1。調(diào)整配料方案后,加強(qiáng)煅燒操作,控制f—CaO不大于1.5%,而f—CaO也不要求過低。效果明顯,熟料28天抗壓強(qiáng)度有配料方案前的56.8MPa提高為58.2MPa。

  四、熟料煅燒  煅燒對熟料質(zhì)量的影響舉足輕重,熟料煅燒的重點(diǎn)在于窯系統(tǒng)操作參數(shù)的穩(wěn)定,具體到操作就是風(fēng)、煤、料、窯速四者的平衡。

  1. 預(yù)分解窯 不僅存在總風(fēng)量的調(diào)節(jié)問題。而且存在風(fēng)的分配問題  窯內(nèi)通風(fēng)和三次風(fēng)的匹配。當(dāng)三次風(fēng)門開度過小,降低入窯生料分解率,增加窯的負(fù)荷,而C5筒出口溫度與分解爐出口溫度可能出現(xiàn)倒掛,以及分解爐煤粉燃燒不完全,造成結(jié)皮堵塞現(xiàn)象;三次風(fēng)門開度過大,易對窯內(nèi)供氧不足,煅燒氣氛變差,影響熟料燒成。而隨著三次風(fēng)門的增大,生料分解率提高后,對窯的負(fù)荷減輕,窯速提高,有利于熟料的燒結(jié),進(jìn)而促使了三次風(fēng)溫、二次風(fēng)溫的上升。提高了窯系統(tǒng)的熱利用率,優(yōu)化了熱工制度。正常生產(chǎn)中,根據(jù)實(shí)際情況,通過調(diào)節(jié)入分解爐三次風(fēng)閥的開度來調(diào)節(jié)窯內(nèi)和三次風(fēng)量。

  2. 窯、爐用煤比例  熟料煅燒系統(tǒng),其總耗煤量一般取決于入預(yù)熱器生料的成分和量。而預(yù)分解窯系統(tǒng)的窯、爐喂煤量的調(diào)節(jié)及比例分配非常關(guān)鍵。通常情況,分解爐的用煤量主要是根據(jù)入窯生料分解率、分解爐出口溫度、C5和C1出口氣體溫度綜合進(jìn)行調(diào)節(jié)的。如果風(fēng)量分配合理,但入窯生料分解率低,C5和C1出口氣體溫度低,說明分解爐用煤量過少。如果分解爐用煤量過多,則預(yù)分解系統(tǒng)溫度偏高,熱耗增加,甚至出現(xiàn)分解爐內(nèi)煤粉燃盡率低,煤粉到C5內(nèi)繼續(xù)燃燒,致使在預(yù)分解系統(tǒng)產(chǎn)生結(jié)皮或堵塞。

  3. 窯速 回轉(zhuǎn)窯的窯速隨喂料量的增加而逐漸加快。窯速快,窯內(nèi)料層薄,生料與熱氣體之間的熱交換好,物料受熱均勻,進(jìn)入燒成帶的物料預(yù)燒好。如果遇到垮圈、掉窯皮或小股塌料,窯內(nèi)熱工制度稍有變化,增加一點(diǎn)喂煤量,系統(tǒng)很快就能恢復(fù)正常;假如窯速太慢,窯內(nèi)物料層厚,物料與熱氣體熱交換差,預(yù)燒不好,生料黑影就會逼近窯頭,窯內(nèi)熱工制度稍有變化,極易跑生料。這時即使增加喂煤量,由于窯內(nèi)料層厚,燒成帶溫度回升也很緩慢,容易出現(xiàn)短火焰逼燒,產(chǎn)生黃心料,熟料f—CaO也高。同時大量未燃盡的煤粉落人料層造成不完全燃燒,還容易出現(xiàn)大蛋或結(jié)圈。

  4. 喂料量  喂料量的波動將導(dǎo)致窯系統(tǒng)參數(shù)和熱工制度的不穩(wěn)定,當(dāng)喂料量波動頻繁,超過5%時,就會對窯系統(tǒng)產(chǎn)生難于用操作來彌補(bǔ)的影響,造成熟料強(qiáng)度降低。在窯皮較完整的情況下,窯開始喂料的起點(diǎn)值應(yīng)該比較高,一般不低于設(shè)計(jì)產(chǎn)量的60%。以后逐步增加喂料量,但應(yīng)盡量避免拖延低喂料量的運(yùn)行時間。

  5. 提高煅燒溫度可以提高熟料強(qiáng)度 這是生產(chǎn)實(shí)踐中經(jīng)常得以驗(yàn)證的現(xiàn)象。煅燒溫度高可以燒KH、SM較高的料子,這樣提高了硅酸鹽礦物含量。熟料燒成過程中主要發(fā)生如下反應(yīng):C2S+CaO→C3S。煅燒溫度提高可促進(jìn)上述反應(yīng)的進(jìn)行,減少f—CaO而增加C3S。從上式可看出,每減少1摩爾CaO就可增加1摩爾C3S。

  當(dāng)然,提高熟料強(qiáng)度的其它途徑還很多,需要在本廠實(shí)踐中不斷總結(jié),實(shí)行優(yōu)化操作,達(dá)到預(yù)分解窯優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低消耗和長期安全運(yùn)轉(zhuǎn)的目的.

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