探討（水泥生產(chǎn)）幾個生料易燒性問題

前言

生料易燒性是預(yù)測窯系統(tǒng)操作、分析窯況和評價設(shè)備性能關(guān)鍵指標(biāo)，對于生料的易燒性，搞生產(chǎn)的人員都不會陌生，然而我們需要探討的不是認(rèn)識上的一般性生料易燒性，而是少有認(rèn)知的幾個因素。

一、名詞解釋——生料易燒性

所謂生料易燒性就是指生料在煅燒過程中形成熟料的難易程度。它是水泥生料在一定溫度下，經(jīng)過規(guī)定時間煅燒后，用測量熟料中游離氧化鈣的多少來表示生料的易燒性。f-CaO越低說明易燒性越好，相反f-CaO越高說明生料的易燒性越差。

實驗方法：按一定的煅燒制度，對同一重量不同種水泥生料煅燒后，測定f-CaO的含量，用測得的f-CaO含量高低表示煅燒的難易程度。

水泥專家謝克平曾提出的計算公式為：

K=【（3KH-2）n(P+1)】/(2p+10)

式中，K-不同方法計算的易燒性指數(shù)；KH，n,p-分別為生料的飽和比、硅酸率、鋁氧率。

二、影響生料易燒性的因素有哪些

理論上影響生料易燒性的因素很多，查看相關(guān)資料主要的影響因素如下：

（1）生料的化學(xué)成分，KH、SM、p值，都能對生料的易燒性產(chǎn)生影響，特別是KH和SM，是造成生料易燒性變化的重要原因。

（2）生料的均勻性和生料粉磨細(xì)度，生料均勻性好，粉磨細(xì)度細(xì)，易燒性好。

（3）生料中次要氧化物和微量元素結(jié)晶質(zhì)，生料中含有少量次要氧化物如MgO、K₂O.Na₂O等，能夠改善生料的易燒性，有利于熟料礦物形成。

（4）原料的性質(zhì)和顆粒組成，原料中石英和方解石含量多，難燒，結(jié)晶粗粒多，易燒性差。

（5）液相量與液相黏度，生料煅燒時，液相出現(xiàn)溫度低，數(shù)量多，液相黏度小，表面張力小，離子遷移速度大，易燒性好，有利于熟料的燒成。

（6）燃煤的性質(zhì)，燃煤熱值高、煤灰分少，細(xì)度細(xì)，燃燒速度快，燃燒溫度高，有利于熟料的燒成。

以上這些因素本人不否定，但是有些觀點不敢茍同，并且有自己的觀點。

三、分析各種因素對易燒性影響及其調(diào)整思路

實際上對影響生料易燒性的因素很多、很多，事實上也是真實的，問題的關(guān)鍵是真正需要關(guān)注的而沒關(guān)注，不需要關(guān)注的反而關(guān)注得很認(rèn)真（當(dāng)然了這里強調(diào)只是個人觀點），分析如下：

1.三率值的影響

首先從水泥專家謝克平提出的公式分析。

我們參照KH=0.900，N=2.5O，p=1.6計算，當(dāng)兩個率值不變，只變其中一個值得到的生料易燒性系數(shù)如下。

通過計算出的數(shù)據(jù)可以判斷如下：KH越高生料的易燒性越差，N越高生料的易燒性越差，并且0.01的KH波動和0.1的N率波動對生料的易燒性影響基本相同，P值升高對生料易燒性不利。

毫無疑問，率值影響生料的易燒性是明顯的，但是人們往往忽視了N值的波動，只關(guān)注KH。以前我遇到過不少廠子，我發(fā)現(xiàn)有的廠子硅酸率很高，竟然達到3.0以上，也有很低的，低的甚至達到2.0；同時也發(fā)現(xiàn)，高硅酸率的KH肯定偏低，同時往往伴隨著“飛砂”的存在，硅酸率低KH往往都偏高一點點，并且窯內(nèi)表現(xiàn)清晰。對著低KH我就在想，這么低的KH為什么就不能高一點呢？對著低N我也在想為什么就不能配N高點呢？（現(xiàn)在已經(jīng)知道那家配料都有那家配料的特殊性，不管哪家的三率值都有其合理性。最根本的一個體現(xiàn)，3.0以上的硅酸率，KH不會超過0.89，而fCaO的合格率照樣不是100%；2.2的N率KH高至0.94，其fCaO的合格率照樣不低，這就是合理性。）

然而在2016年我遇到了一個老板，它希望的KH越高越好，以至于fCaO的合格率很低，為了達到老板的要求，我就想到了降低N以此來提高KH，經(jīng)過多次驗證，得出了上面的結(jié)論：0.01的KH波動和0.1的N率波動對生料的易燒性影響基本相同，P值升高對生料易燒性不利。

任何一個配料人員都知道KH越高越好，任何一個配料的工作人員也希望把KH配高，事實上，沒有全面把握進行配料是不可能達到目的的。

根據(jù)經(jīng)驗0.01的KH波動和0.1的N率波動對生料的易燒性影響基本相同，那么在同等條件下是高KH好，還是高N好呢？你想過沒有？

實際上配料方案的確定，高飽和，低硅率能夠更好的發(fā)揮優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的作用。

請觀察以下數(shù)據(jù)。

所以說高KH低N的配料，比高硅酸率，低飽和比更合適。

對于鋁氧率來講，三氧化二鐵越多液相量越大，對生料的易燒性越有利，三氧化二鐵越少則反之。三氧化二鋁越多液相量粘度越大，對生料的易燒性則不利，三氧化二鋁越少則反之。

2.生料均勻性與細(xì)度

生料的均勻性越好，生料易燒性越好，我沒有懷疑過，也沒有更多的新穎思路，這里不再進行分析，只分析生料細(xì)度對易燒性的影響，特別是針對輥壓機終粉磨的生料細(xì)度。

理論上來講確實是，細(xì)度越細(xì)生料的易燒性越好，沒有懷疑過。不過有幾次不同的實踐操作改變了我的這一看法。我們5000t/d生產(chǎn)線公司設(shè)備配置是2臺生料終粉磨輥壓機供一臺回轉(zhuǎn)窯，正常生產(chǎn)的情況下每天兩臺輥壓機能夠停機1小時。只要各方面配合理合檢修，生料輥壓機不會影響回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)，但是有時會因為配件或設(shè)備的緊急故障保證不了窯的正常煅燒。其中有一次是A輥壓機換輥需停機7天，用B輥壓機運行生產(chǎn)維持回轉(zhuǎn)窯運行，為了滿足回轉(zhuǎn)窯運行，把生料細(xì)度放寬至0.08mm的方孔篩篩余24%以上，事實上他并沒有影響回轉(zhuǎn)窯煅燒。為了證明生料KH沒有改變，我們特意做了統(tǒng)計，事實證明KH沒有變化。之后我們又做過幾次試驗，也沒有發(fā)現(xiàn)對易燒性有影響。后來我就一直在想是什么原因?qū)е碌哪兀?/p>

事實上輥壓機終粉磨生產(chǎn)的生料是以片狀或棒狀形式存在的，而非球磨機的球狀存在于生料中，我在想是不是同樣的篩余量輥壓機終粉磨就比球磨機的生料細(xì)呢？是否是擠壓和粉磨產(chǎn)生的效果不一樣呢？

經(jīng)過多次的嘗試的結(jié)果是一樣的，生料細(xì)度在放粗至0.08mm的方孔篩篩余28%以下時并沒有影響生料的易燒性。相反感覺還變好的趨勢。生料終粉磨大家都明白，石灰石粒度對輥壓機的產(chǎn)量有影響，當(dāng)然不是越小輥壓機產(chǎn)量越高，而是石灰石粒度越大（我們最大的超過180mm,不影響輥壓機產(chǎn)量，但是往往堵下料溜子）產(chǎn)量越高。只是石灰石粒度大對輥壓機輥面的磨損大。所以我們對生料細(xì)度的控制，是控制生料的0.2的方孔篩篩余不超過3%就可以了，0.08mm的方孔篩篩余20-22%就可以了。

這樣的目的是保證正常煅燒的基礎(chǔ)上，對生料車間輥壓機的磨損和電耗都有好處。

3.生料中的有害成份

生料中的有害成份對生料的易燒性有利，這是僅僅對生料易燒性而言。對熟料強度的影響是三天強度提高，28天強度下降。水化熱高，需水量大。

還有的人認(rèn)為有害成份（MgO、K2 O.Na2 O等）對回轉(zhuǎn)窯的正常煅燒不利（容易結(jié)圈）。本人認(rèn)為理論上液相量大，是容易結(jié)圈，但是通過正確操作，調(diào)整好燃燒器結(jié)圈一樣能夠避免。請關(guān)注“公眾微信號“水泥燒成工藝工程師”，閱讀《水泥生產(chǎn)回轉(zhuǎn)窯個參數(shù)的作用及其調(diào)整》，《回轉(zhuǎn)窯正常煅燒的表現(xiàn)和結(jié)果》，《回轉(zhuǎn)窯其它控制參數(shù)的意義》這三篇文章。”

同樣液相量大小對生料的易燒性有利，但是理論上認(rèn)為對回轉(zhuǎn)窯的正常煅燒不利（容易結(jié)圈）本人不敢茍同。液相量大是計算的液相量大，是在同一個規(guī)定的溫度下計算出的液相量大，很多人往往忽視了一個重要的問題，煅燒過程液相量多少是隨溫度的變化而變化，溫度的又是隨生料的易燒性而變化的。易燒性好用煤量低，燒成溫度低，液相量相應(yīng)的不變；易燒性差用煤量多，燒成溫度高，相對應(yīng)的液相量也沒增加。所以說液相量大小對生料的易燒性有影響，對回轉(zhuǎn)窯正常煅燒（容易結(jié)圈）影響不大。

4.煤粉對生料易燒性和煅燒的影響

煤粉細(xì)度越細(xì)，燃燒速度越快，窯內(nèi)溫升越高，有利于熟料的燒成，但是對熟料的易燒性好處遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有想象的那樣高。

事實上，揮發(fā)份、水份、煤粉的灰份、灰份成份對煅燒的影響遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于對生料易燒性的影響。相反灰份越高本人經(jīng)過實踐認(rèn)為對生料的易燒性有利，而不是不利。

理論上揮發(fā)份高、水分低，煤粉容易燃燒；揮發(fā)分低、水份高煤粉不容易燃燒，對煅燒不利。事實上揮發(fā)份、水份的高低，影響的是煤粉的燃點是燃燒速度。然而降低或提高一點點燃點，對于回轉(zhuǎn)窯內(nèi)的溫度來講，幾乎可以忽略不計。或是改變一下操作方式立馬就可以對沖燃點的提高與降低的那點影響（燃燒器調(diào)整，退出10cm或者調(diào)整內(nèi)外風(fēng)），所以說，可以說忽略不計。我認(rèn)為灰分和灰分成份是影響生料易燒性的關(guān)鍵，和大多數(shù)人的觀點相反，我認(rèn)為灰分越高，對生料易燒性越有利而不是有害。當(dāng)然了前提是煤粉的用量要滿足煅燒需要的熱量，也就是說發(fā)熱量低的煤，需用的量就大，在不減產(chǎn)的情況下就需要提高入窯入爐煤粉的數(shù)量，當(dāng)提高到一定的程度，燃燒器、煤磨是否還能滿足生產(chǎn)需要。過去的經(jīng)驗，沒有因為煤的發(fā)熱量低影響游離鈣，往往是因為煤的發(fā)熱量低影響到煤磨的產(chǎn)量，往往是因為煤粉不夠用而減產(chǎn)，而非因為游離鈣高而減產(chǎn)。

原因何在，其實道理很簡單，煤粉的成份主要是硅、鋁，是降低KH的。前邊已經(jīng)講過降低KH能夠提高生料的易燒性，所以說發(fā)熱量低的煤對煅燒有利，而不是有害。

煤粉的發(fā)熱量、揮發(fā)份、灰份成份、水分對煅燒的影響，確切地說是對火焰形狀和耐火磚的影響，而非對生料易燒性的影響。

在前期的幾篇文章中（喜歡的請關(guān)注“水泥燒成工藝工程師”的微信公眾號）專門對回轉(zhuǎn)窯耐火磚的使用周期進行論述。在這里不妨在強調(diào)一下煤粉對耐火磚的影響。

前期講過，如何穩(wěn)定各帶的相對位置，如何確定耐火磚配磚的位置是延長耐火磚使用壽命的關(guān)鍵因素。實際上決定各帶位置的關(guān)鍵因素其中就有煤粉這一條。

煤粉的細(xì)度決定了燃燒速度，燃燒速度決定了火焰形狀；煤粉的水分同樣決定燃燒速度（有理論認(rèn)為煤粉水份遇高溫會產(chǎn)生爆炸，對煤粉形成炸裂對燃燒反而有利）和火焰形狀。同樣揮發(fā)份的高低也直接影響火焰形狀。不同的煤粉細(xì)度、不同的水分、不同的揮發(fā)份、不同的發(fā)熱量會產(chǎn)生不同的火焰形狀，不同的火焰形狀對煅燒中的各帶位置會產(chǎn)生不同影響。當(dāng)耐火磚配磚一定，實際各帶的位置在不斷地改變，其耐火磚的性能就不會很好地發(fā)揮，就會縮短耐火磚的使用壽命。

四、總結(jié)

需要探討的知識很多，本期重點探討以下問題：

1.KH和N對生料易燒性的影響誰更大

幾乎等同，但是通過降低KH達到提高生料易燒性，在相同的易燒性下，我更傾向于降低N來達到目的，因為降低0.1的硅酸率等同于降低0.01的飽和比，但是降低0.1的硅酸率熟料的C3S遠(yuǎn)比降低0.01的飽和比高。

2.生料的細(xì)度對生料易燒性的影響，遠(yuǎn)沒有想象的大

特別是輥壓機終粉磨，當(dāng)細(xì)度達到一定的程度后，對生料易燒性的改變已經(jīng)影響不大，在考慮綜合因素后，可以考慮適當(dāng)放寬生料細(xì)度，沒必要追求過細(xì)的生料。

3.生料中的有害成份，對生料的易燒性有利，但是不影響回轉(zhuǎn)窯的正常煅燒

生料的有害成份，對易燒性有利，對熟料的28天強度不利，對熟料的需水量不利。有的人認(rèn)為有害成份多，液相量大，容易結(jié)圈，這是不對的，只要是操作得當(dāng)，有害成份多少并不影響窯皮的形成。

4.煤粉發(fā)熱量對生料的易燒性有影響，但是它和大部分人想象的矛盾

和大部分人想象的不一樣，發(fā)熱量高，生料易燒性差。發(fā)熱量低生料易燒性好。

這是由于發(fā)熱量低煤灰高，能夠有效降低KH，所以能改善生料的易燒性。但是煤質(zhì)的改變往往對窯內(nèi)耐火磚的使用壽命不利。

總之以上是本人之觀點，如有相反的思路可以相互探討，敬請留言。