穩(wěn)定生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)水泥

北京現(xiàn)化立窯新技術(shù)研究所 周沛 · 2004-11-16 00:00

  為不斷提高立窯水泥生產(chǎn)水平,原國(guó)家建材局對(duì)立窯進(jìn)行過(guò)多次大規(guī)模的技術(shù)改造,尤其是從80年代末開(kāi)始進(jìn)行的節(jié)能技術(shù)改造以來(lái),使我國(guó)立窯生產(chǎn)技術(shù)上了新水平,水泥質(zhì)量普遍提高,到1993年全國(guó)機(jī)立窯生產(chǎn)的水泥熟料強(qiáng)度平均為557號(hào),水泥平均標(biāo)號(hào)為432號(hào),能耗降低……由于廣大水泥科技工作者和立窯企業(yè)職工的不斷奮斗,到90年代后期又出現(xiàn)了一些現(xiàn)代立窯企業(yè),這些企業(yè)能穩(wěn)定生產(chǎn)425(新標(biāo)準(zhǔn))以上的優(yōu)質(zhì)水泥,它們的產(chǎn)品是各地的名優(yōu)產(chǎn)品,免檢和用戶(hù)信得過(guò)產(chǎn)品……,但一些企業(yè)的半成品與成品質(zhì)量尚欠穩(wěn)定,因此,進(jìn)一步穩(wěn)定生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)水泥,是當(dāng)今立窯水泥生產(chǎn)中應(yīng)作為重中之重的工作,如何穩(wěn)定生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)水泥:首先必須穩(wěn)定生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)生料,在優(yōu)質(zhì)生料的基礎(chǔ)上必須使熱工制度穩(wěn)定,才能生產(chǎn)高優(yōu)質(zhì)熟料,在優(yōu)質(zhì)熟料基礎(chǔ)上必須對(duì)水泥磨進(jìn)行技術(shù)改造,才能生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)水泥。

一. 優(yōu)質(zhì)生料
(一).優(yōu)質(zhì)生產(chǎn)的概念:
  優(yōu)質(zhì)生料是生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)熟料的前題和必要條件,優(yōu)質(zhì)生料必須具備的主要條件是:生料成分適當(dāng)均勻穩(wěn)定;生料配熱適當(dāng)均勻穩(wěn)定;生料細(xì)度適當(dāng)均勻穩(wěn)定;生料中石灰石晶體最好是細(xì)晶和微晶結(jié)構(gòu),即使有粗晶,但含量也要少,且要均勻穩(wěn)定;生料要具有一定可塑性,使成球的質(zhì)量符合立窯煅燒要求等等。要使生料達(dá)到以上要求,除要嚴(yán)格控制原、燃材料質(zhì)量,優(yōu)選合適的成分和配熱外,更要做好一系列均化工作,包括:原、燃料的搭配開(kāi)采或搭配使用;原、燃料的預(yù)均化;配料準(zhǔn)確;生料均化等等。
(二).原、燃料的選擇:
1.石灰石的選擇:多年來(lái)有些企業(yè)對(duì)石灰石選擇有誤區(qū),誤認(rèn)為石灰石中Cao含量越高越好,現(xiàn)在通過(guò)理論分析和實(shí)踐證明,石灰石中Cao含量越高其分解溫度越高、熱耗越高,因此并不要求Cao含量很高,一般Cao含量為50%左右即可,關(guān)鍵是希望Cao含量穩(wěn)定,有害成份(mgo、K2O、Na2O)符合有關(guān)規(guī)定,此外含結(jié)晶型的SiO2 (石英砂和燧石結(jié)核)要盡可能少,尤其是燧石結(jié)核(也稱(chēng)火石,質(zhì)地堅(jiān)硬,用小刀刻不動(dòng),色黑,凸出在石灰石表面的呈結(jié)核狀,稱(chēng)為燧石結(jié)核,多為乳白、淡黃、棕褐等雜色,具有油脂光澤或透鏡狀,也有呈扁豆?fàn)睢㈤L(zhǎng)條狀的,稱(chēng)燧石條帶。)最好沒(méi)有,因?yàn)樗鼈円啄バ院鸵谉远己懿?,f-cao含量隨著結(jié)晶型SiO2含量的增加而增加;石灰石的結(jié)晶大小對(duì)生料的易磨和易燒性也影響很大,其晶體大小可有粗晶、中晶、細(xì)晶、粉晶、泥晶之分,泥晶其晶體大小<10min,而粗晶的晶體大小在500~1000min,中、細(xì)、粉晶晶體大小界于粗晶和泥晶之間,結(jié)晶體越小,其易磨性與易燒性越好,f-cao越低。
2.粘土的選擇:對(duì)粘土的選擇以往也有誤區(qū),以往有些人希望粘土中SiO2含量高,實(shí)際生產(chǎn)中并不要SiO2含量高,只要求它適當(dāng),一般粘土中SiO2含量在60%左右便能滿(mǎn)足生料配方要求,相反目前不少地區(qū)粘土中AL2O3含量不高,而影響生料配料的要求,往往需要用含AL2O3   高的校正原料滿(mǎn)足生料成分要求;為使成球質(zhì)量好還希望粘土有一定可塑性。
3.鐵質(zhì)原料選擇:由于目前一般生料配方是朝著高鋁、低鐵方向發(fā)展(特種要求除外),因此有些企業(yè)僅兩種原料即石灰石和粘土配料,而不加鐵質(zhì)原料,若要用鐵質(zhì)原料,多數(shù)都采用工業(yè)廢渣或金屬尾礦,《現(xiàn)代化立窯》書(shū)中54-62頁(yè)列舉了一些代鐵的工業(yè)廢渣和金屬尾礦的實(shí)例。
4.燃料—煤的選用:對(duì)煤的選用以往的誤區(qū)是只要求其發(fā)熱量高,對(duì)揮發(fā)份沒(méi)有要求,而誤認(rèn)為,發(fā)熱量小于5000仟卡熱量的煤不能用,實(shí)際上4000仟卡左右熱量的煤也能用,關(guān)鍵是要穩(wěn)定,目前煤特緊的情況下,能有煤供生產(chǎn)用就不錯(cuò)了……;除要求煤的發(fā)熱量盡可能穩(wěn)定外,還必須使其揮發(fā)份含量適當(dāng),對(duì)立窯生產(chǎn)用煤其發(fā)揮分最好在7%-8%之間,因?yàn)閾]發(fā)份若過(guò)高,底火薄影響熟料質(zhì)量,且熱耗高(一部分揮發(fā)份在予熱帶要揮發(fā)掉),若揮發(fā)份過(guò)低,上火速度慢,熟料產(chǎn)量低,山西陽(yáng)泉煤的揮發(fā)份在7%-8%之間,因此陽(yáng)泉煤是立窯煅燒最好的煤,但在實(shí)際生產(chǎn)中絕大多數(shù)企業(yè)很難買(mǎi)到陽(yáng)泉煤,因此當(dāng)煤的揮發(fā)分不符合要求時(shí),只有采用搭配的辦法,將揮發(fā)分高的和揮發(fā)分低的煤搭配使用,通過(guò)搭配盡可能使揮發(fā)份在7%-8%之間,或接近此數(shù),搭配后再進(jìn)行均化;當(dāng)煤的熱量波動(dòng)大時(shí)同樣也需要將高低不一的煤要用搭配的辦法使其波動(dòng)小些,搭配后也需均勻;多數(shù)煤的發(fā)揮量和揮發(fā)份都不是很穩(wěn)定,同一個(gè)煤礦的煤也如此,因此對(duì)煤都應(yīng)予均化后才能供配料用。
(三)生料化學(xué)成份合適:
  生料成份由熟料成份決定,熟料成份對(duì)熟料的強(qiáng)度、凝結(jié)時(shí)間等性能影響較大,為保證熟料性能優(yōu),首先要選定熟料的成份,而熟料成份首先是確定三個(gè)率值。
1.飽和系數(shù)KH值的選擇
  KH適當(dāng)高些熟料強(qiáng)度高,凝結(jié)時(shí)間短,熟料質(zhì)量好;但若將KH不適當(dāng)?shù)氐奶岣?,則生料易燒性差,熟料f-cao含量增加,安定性不好,而且熟料熱耗增加,產(chǎn)量低,因此確定合適的配料方案時(shí),首先要正確地選好KH的數(shù)值,在選定KH時(shí)需考慮以下因素:當(dāng)生料中結(jié)晶SiO2含量低、石灰石結(jié)晶均為微晶,煤的發(fā)熱量、揮發(fā)份較均勻穩(wěn)定、且符合立窯煅燒要求,生料成分均勻穩(wěn)定,窯體結(jié)構(gòu)基本合理,且預(yù)熱帶與燒成帶保溫較好,料球粒度、強(qiáng)度等均勻穩(wěn)定……,在這些情況下飽和系數(shù)應(yīng)偏高掌握,否則相反;一般可控制KH值在0.96左右。
2.硅酸率N值的選擇:
  N值增加,熟料中C2S含量增加,使熟料和混凝土的后期強(qiáng)度增加,但N值過(guò)高使熟料煅燒中液相量過(guò)少,對(duì)燒成不利,因此N值也需要適當(dāng),目前一般可控制N值在2.1左右。
3.鋁氧率P值的控制:
  鋁氧率高,熟料中生成的C3A多,有利于熟料早期強(qiáng)度的發(fā)揮,凝結(jié)快、凝結(jié)時(shí)間縮短,同時(shí)鋁含量增加,液相粘度增加,使底火堅(jiān)實(shí)有利于用大風(fēng)提高立窯產(chǎn)量,但鋁率過(guò)高使粘度過(guò)大,也不利于熟料燒成,目前一般控制鋁氧率P值在1.6左右。
(四)生料配熱適當(dāng):
  配熱合適與否的標(biāo)準(zhǔn)是:熟料質(zhì)量好壞、底火溫度高低,當(dāng)熟料中絕大多數(shù)為優(yōu)質(zhì)熟料,沒(méi)有欠燒料,更無(wú)生燒料,還原料極少時(shí),同時(shí)燒成帶(俗稱(chēng)底火)溫度合適,此時(shí)配熱合適。當(dāng)欠燒料較多底火溫度偏低時(shí)為配熱不夠;當(dāng)還原料過(guò)多,底火溫度偏高時(shí),為配煤過(guò)多。
影響配煤多少的因素:當(dāng)生料易燒性好、窯體保溫好、窯內(nèi)通風(fēng)均勻良好、看火操作水平較高……等,此時(shí)配煤應(yīng)適當(dāng)減少,否則相反。
(五)生料成分和配熱均勻穩(wěn)定
二.熱工制度穩(wěn)定
三.水泥磨技術(shù)改造
四.嚴(yán)格質(zhì)量管理
(以上三個(gè)大題均有專(zhuān)文。)

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