孫永泰
立窯采用劣質(zhì)煤和石灰石生產(chǎn)高標(biāo)號水泥
孫永泰
本文介紹了立窯利用劣質(zhì)煤和石灰石開發(fā)生產(chǎn)R42.5MPa普硅水泥所采取的技術(shù)措施。通過對生產(chǎn)過程中相關(guān)數(shù)據(jù)的分析,從熟料礦化機理和易燒性角度探討了這一生產(chǎn)過程的技術(shù)關(guān)鍵,以供中小型水泥廠在礦山綜合利用和煤質(zhì)綜合利用方面參考。
立窯;劣質(zhì)煤;石灰石;水泥
中小型水泥廠在生產(chǎn)高標(biāo)號水泥時,因受諸多因素的影響而有一定的局限性,特別是在原燃料品位較低的情況下,此生產(chǎn)過程更是難以實現(xiàn)。下面就生產(chǎn)的成功經(jīng)驗做一些探討,以供同行參考。
目前,高標(biāo)號水泥市場依然看好。迫于形勢,我們做出了擴大R42.5MPa水泥的生產(chǎn)和市場的決定。然而,由于受原材料品質(zhì)和供應(yīng)渠道的影響,給生產(chǎn)帶來很大困難,主要表現(xiàn)在以下兩個方面:
1、石灰石品位低,成份波動大
水泥生產(chǎn),礦石供應(yīng)不足,為了緩解這一矛盾,采取了對礦石綜合利用的策略,把原廢棄的山皮土和石碴作為低品位礦石摻人,這樣,一方面簡化了采石工藝,節(jié)省了揀選礦石所投入的勞動力,增加了有效作業(yè)時間;但同時也給下一道工序造成了負(fù)影響。主要是:石灰石中有害成份如:MgO、結(jié)晶SiO2等的含量有所增加,MgO的加入直接造成燒成制度的紊亂。MgO為溶劑礦物,使煅燒過程中液相量增加,液相粘度降低,燒結(jié)范圍變窄。表現(xiàn)為窯內(nèi)結(jié)塊嚴(yán)重,呲火頻繁,燒出的熟料很不均勻等。而石灰石中帶入過多的結(jié)晶SiO2,一方面,會使粘土的摻人量減少(最低摻量只有2%),造成中部通風(fēng)不良、偏火不易調(diào)整、死燒過多等弊??;另一方面,結(jié)晶的SiO2使煅燒過程趨于緩慢。
表1是山皮土和石碴綜合利用后石灰石的化學(xué)成份分析,表2是原來經(jīng)過揀選的石灰石的化學(xué)分析。兩組數(shù)據(jù)均為磨頭取樣,月平均值。同時,為了研究摻入工藝對石灰石成份波動的影響,又對磨頭8小時內(nèi)4次取樣的結(jié)果進(jìn)行了分析,表3是這組樣品的化驗數(shù)據(jù)。
表1 綜合利用后的石灰石化學(xué)成份
表2 綜合利用前的石灰石化學(xué)分析
表3 石灰石化學(xué)成份波動情況
以上三組數(shù)據(jù)說明,石灰石礦山綜合利用后,在CaO含量保證生產(chǎn)的同時,MgO、SiO2等成份的含量也有所增長。同時表明山皮土的摻入不均勻也造成了石灰石成份的頻繁波動。
2、原煤質(zhì)量次,成分波動大
表4 劣質(zhì)煤的工藝分析
在立窯全黑生產(chǎn)工藝中,對原煤的質(zhì)量要求是:①分析基灰分Af<25%;②分析基揮發(fā)分Vf<10%;③應(yīng)用基低位熱值>20.9kJ/Kg
我廠的原煤全部是由山西汽運,分別由幾個小煤礦供應(yīng),煤質(zhì)次且成份波動大。表4是同一天采樣的結(jié)果。顯然表4中的數(shù)據(jù)與工藝要求是有一定差距的。煤的灰分高,揮發(fā)分高,發(fā)熱量低,在立窯上表現(xiàn)為煅燒速度慢,易塌邊。而煤質(zhì)的不穩(wěn)定也會降低配熱、配料的準(zhǔn)確性。
1、選擇合理的配料方案
由于原燃料質(zhì)量較差,在制定配料方案時,盡可能地選用易燒的方案,同時,適當(dāng)提高螢石的摻加量??紤]到我廠原燃料中MgO含量較高、硫含量較高,能起到一定的礦化作用,故在配料時采用了單摻螢石的配料方案。經(jīng)過一個月的摸索與實踐,最后確定了如下配料方案:
KH=0.91~0.95;
n=1.70~1.90;
p=1.55~1.75;
螢石=1.0%;
配熱=4500±100KJ/Kg熟料。
2、控制生料細(xì)度
0.080mm方孔篩余<8.0%,900孔篩余<1.0%
3、加強對原煤和小棕原材料的管理與控制
(1)把原煤堆場分為東西兩部分,輪番堆放與使用。選廠煤平鋪堆放,使用時,用挖掘機先從斷面切取,然后再用推土機推入配料棚,堅決杜絕隨卸隨用。
(2)對粘土實行剝離使用。先把地表的黃砂土剝離棄去,采用外觀為紅色的粘土,其塑性較好,化學(xué)分析表明其中A12O3含量大于14.0%(其它成份見表5)。這樣就可以減輕粘土摻量少對生料球強度的影響。同時,還采取一定措施控制粘土中礫石的帶入量。
表5 粘土化學(xué)成份分析
(3)要求進(jìn)廠鐵礦石Fe2O3含量大于50%,并且備一批硫酸渣供調(diào)料使用。
(4)進(jìn)廠螢石中CaF2含量要求大于70%。
4、利用四元素分析儀,加強磨頭的監(jiān)測與調(diào)整
生料磨頭石灰石CaO檢驗由原來每班兩次增至每班四次,生料Tcao除每小時一次外還增加每四小時一次的連續(xù)樣的四元素分析。將微機處理結(jié)果迅速反饋到磨頭,及時調(diào)整配比,磨頭配有專職質(zhì)量監(jiān)督員指導(dǎo)喂料工及時將調(diào)整后的配比輸入到生料配料微機系統(tǒng)。
5、充分利用現(xiàn)有設(shè)施,提高人窯生料的均勻性
我廠生料用若干圓倉儲存,沒有其它均化措施。但是通過入倉和放倉的控制也能收到較好的均化效果。方法是:在提高出磨生料均齊性的同時,強化生料的配庫使用。假設(shè)有4個生料倉,窯上操作和化驗分析表明,某一化學(xué)成份偏高,我們可以選取其中一個料少的倉盡快放完,然后,向其中注入含這種成份較低的生料,再根據(jù)需要和其它三個倉搭配使用。這樣用較短的時間就能把生料的成份調(diào)整過來。
6、調(diào)整成球工藝設(shè)備,適當(dāng)縮小料球粒徑,降低高溫爆破率
研究表明,料球粒徑越小,其高溫爆破率越低。因此,把料球粒徑由原來的10~15 mm改為<10mm,希望從這一環(huán)節(jié)改善由于粘土摻量少對料球強度的不良影響。開始,我們擔(dān)心這樣會增加窯r的阻力,后來,通過觀察羅茨風(fēng)機的電流發(fā)現(xiàn)上升不到5A,約占電流總量的5%。可以說明,窯的阻力并沒發(fā)生大的變化。這是因為料球的縮小,雖然其堆積密度有所增加,但由于高溫爆破率降低和高溫收縮率的增加,使得料層的孔隙率有所提高,兩者互相抵消,所以整個窯的阻力變化不大。當(dāng)然料球粒徑越小,孔隙率越高,對煅燒反應(yīng)越是有利的。
通過采取以上技術(shù)措施,克服了石灰石和原煤的質(zhì)量問題對生產(chǎn)工藝的影響,兩個月共生產(chǎn)R42.5 MPa型普通水泥1.2萬噸,各種理化指標(biāo)均符合國家標(biāo)準(zhǔn),打開了R42.5 MPa水泥市場,增加了企業(yè)活力。表6、表7分別是熟料物檢和水泥物檢的數(shù)據(jù)。
表6 熟料物檢數(shù)據(jù)
表7 水泥物檢數(shù)據(jù)
一是當(dāng)原燃料品質(zhì)較次時,選擇比較易燒的配料方案是解決問題的技術(shù)關(guān)鍵。.
二是在大宗原燃料出現(xiàn)質(zhì)量問題時,我們可以考慮通過精確控制小宗原料的品質(zhì)來改善生料的質(zhì)量。
三是中小型水泥廠加強工序控制與現(xiàn)場管理是非常重要的。
四是立窯采用10mm以下的料球煅燒是比較合理的。
(責(zé)任編輯:于飛)
TQl172.6+23
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1007-3922(2017)02-0028-03
孫永泰(1972~),男,滿族,遼寧沈陽人,畢業(yè)于沈陽化工學(xué)院,沈陽市太平水泥廠高級工程師,廠長。