立窯水泥生產(chǎn)配煤中應(yīng)注意的三個問題

　　眾所周知，立窯水泥生產(chǎn)過程中，配煤既是配熱過程，也是配料過程。配煤量不僅影響熟料燒成溫度的高低，同時還對熟料三個率值和礦物組成有影響。
　　通常，配煤時主要考慮原材料易燒性、工藝條件、立窯操作習慣以及窯型等因素，無疑這是正確的，但筆者在實踐中發(fā)現(xiàn)，以下有關(guān)配煤的三個問題常被忽視，現(xiàn)作一論述，供參考。
1 窯內(nèi)通風
　　一般認為：采用高飽和比、高配煤的配料方案，機立窯即可生產(chǎn)高標號熟料。但筆者在某廠機立窯上采用高飽和比、高配煤配料方案，生產(chǎn)的熟料（化學成分及礦物組成見表1），經(jīng)物理檢驗其強度竟然極低（見表2），安定性用沸煮法檢驗為潰的現(xiàn)象。
　表1 熟料化學成分及礦物組成
燒失量 　SiO2　 Al2O3　 Fe2O3 　CaO　 MgO　 ΣfCaO%
　0.60 　21.26　 4.84 　4.39 　66.01 1.88 　98.98 
C3S 　C2S　　 C3A　 C4AF 　　KH KH- SM  IM　   % 
2.41　 0.96　 0.92  2.30　 1.10  1.40 14.63 5.38　13.35

表2 熟料物理檢驗結(jié)果
細度/ 初 凝 終 凝 抗折強度/Mpa 抗壓強度/MPa安定性 %
      h min  h min  1d  3d  28d  1d  3d  28d 
6.2  1:56   3:04   1.9 3.5 5.8  9.2 18.6 38.8
  從外觀看，該熟料致密塊狀多、深灰色，似乎質(zhì)量很好，但擊碎塊狀，里面顏色顯淺棕色，且質(zhì)脆。經(jīng)分析是配煤量過多，加之窯內(nèi)通風不良，造成還原氣氛嚴重，處于“死燒”狀態(tài)所致。同時出現(xiàn)C3SC2S+CaO反應(yīng)，產(chǎn)生二次fCaO。因通常采用甘油、苯甲酸的方法，無法測出二次fCaO，故表1中fCaO含量較低，C3S含量高是一種假象。了進一步確認分析結(jié)果，用該熟料制作光片，在反光顯微鏡下觀察熟料礦物晶體的形狀，對照表明，屬于A礦的假象。
  查明原因后，配料方案除配煤量減少1%外，其它均保持不變，操作時盡量采用淺暗火全風操作，所生產(chǎn)的熟料標號高達#580以上，燒失量＜2.0%，fCaO ＜4.0%，安定性檢驗結(jié)果為合格或彎曲。
此外，為了避免還原氣氛現(xiàn)象發(fā)生，除在配煤配料時注意外，還可通過觀察煙氣顏色來判斷，一般還原氣氛嚴重時，煙氣顏色略帶棕黃色，這時對配煤應(yīng)作相應(yīng)的調(diào)整。
2 燃煤品種
   立窯高溫帶厚度取決于煤的燃燒速度，而煤的燃燒速度與煤的揮發(fā)分高低、煤灰熔點及熟料高溫熔體粘度高低等性能有關(guān)。不同煤種揮發(fā)分、固定碳含量及發(fā)熱量有很大差別，其燃燒速度相差亦很大。
   山西陽泉煤，其揮發(fā)分一般在9%～13%，固定碳60%～65%，發(fā)熱量25 080 kJ/kg以上。但由于該煤燃燒速度過快，用其燒制水泥時往往造成立窯底火薄，生產(chǎn)不穩(wěn)定，產(chǎn)量較低，質(zhì)量不穩(wěn)定。機立窯使用這類煤生產(chǎn)，除配料上適當降低飽和系數(shù)、增加熔劑物以提高熟料高溫熔體粘度、使底火層變厚外，還應(yīng)考慮到這類煤揮發(fā)分較高，熱損失較大，故熟料燒成熱耗應(yīng)取高些。
   福建漳平的含石墨性質(zhì)煤，其揮發(fā)分一般在5%以下，固定碳65%～75%，發(fā)熱量28500 kJ/kg。由于該煤燃點高，燃燒速度極慢，用它燒制水泥往往造成上火速度慢，底火拉深，有時甚至出現(xiàn)卸紅料現(xiàn)象，產(chǎn)量不高且熟料質(zhì)量不理想。對福建漳平地區(qū)而言，當?shù)孛狠^山西陽泉煤具有煤運距短，各項費用較低的優(yōu)勢。為降低生產(chǎn)成本，筆者在機立窯上使用這類煤進行一段探索后，認為常規(guī)的配煤量，除采用高飽和比高鐵的配料方案，以提高料球的上火速度外，還必須盡可能采用淺暗火全風操作，減少化學不完全燃燒的熱損失，避免通風不良產(chǎn)生還原氣氛。
   福建龍巖的煤，一般揮發(fā)分在4%～8%，固定碳63%～68%，發(fā)熱量約在21000 kJ/kg～24000
kJ/kg，用其燒制水泥熟料，在配料配煤上要求不高，適應(yīng)范圍廣，常規(guī)的配料配煤、操作習慣能滿足工藝要求，用它所生產(chǎn)的料球上火速度適中，底火層約70 cm～100 cm，且非常穩(wěn)定，在輸送條件允許下，一般可全風操作，所以立窯產(chǎn)量高，熟料質(zhì)量好。
另外，由于煤種類不同，煤灰熔點也不同，它對立窯煅燒關(guān)系亦十分密切，煤灰中Fe2O3、MgO、 CaO含量越高，煤灰熔點越低，生料出現(xiàn)液相溫度越低，熟料燒結(jié)溫度越寬。經(jīng)實踐總結(jié)，比較理想的立窯用煤應(yīng)為：揮發(fā)分為5%～10%；發(fā)熱量20000 kJ/kg～25000 kJ/kg；具有低的煤灰熔點和粘度，且煤灰Fe2O3含量應(yīng)大于10%、SO3含量應(yīng)大于2%。
3 窯面觀察 
   立窯水泥生產(chǎn)配煤量是否適當，除通過化學分析結(jié)果進行判斷外，還可以從嚙火的火球紅亮程度、窯面料球燒結(jié)情況來判斷，并據(jù)此適當調(diào)整配煤。
  一般窯溫適宜時，料球燒結(jié)良好、有塊狀且可擊碎，火球亮紅色、不塌邊、不嚴重粘邊，可保持該配煤量；窯溫不足時，火球暗紅色.