立窯水泥生產新技術研討會報告

1.主  講:武漢理工大學林宗壽教授

2.報告人:

3.內容:

    此次水泥生產新技術研討會主要講授熟料配方技術、立窯熟料最佳配方設計理論、立窯熟料產量質量保證度等。因國內水泥企業(yè)大多數(shù)為立窯，此次研討會主要針對立窯作詳細講解。

 3.1熟料配方設計技術

    熟料配方設計的目的是優(yōu)質、高產、低消耗和設備長期安全運轉。熟料配方設計的任務是確定熟料的三率值:KH、SM、IM等。

    窯外分解窯宜采用高硅、高鋁配料方案，因為窯外分解窯燒成帶溫度高，若SM值較低(約為2.3~2.4)時，物料在窯內固相反應帶就結粒，物料到燒成帶后火焰只能燒透料層表面，且物料在窯內停留時間短，故不易燒熟，造成游離氧化鈣偏高，熟料強度降低。若采用高硅配料方案，只要窯溫足夠，就能提高液相量，物料至燒成帶后結粒，顆粒內外溫度一致，則易燒透。

    決定熟料強度的主要因素是熟料的礦物組成，而不是熟料的某個率值大小，硅酸三鈣是熟料的主要礦物，也是熟料中活性最高的礦物，提高熟料中的硅酸三鈣的含量可顯著提高熟料的強度。因此宜采用高KH，高SM配料方案，KH代表C₃S/C₂S的比值，高KH，C₃S不一定高，SM表明硅酸鹽礦物與熔劑礦物的比值，高SM， C₃S不一定高。若提高KH和SM，則能提高熟料中C₃S含量，提高熟料強度，但生料易燒性降低。因此應改善窯內通風，提高燒成帶溫度，加快熟料冷卻速度，穩(wěn)定生料成份。

   每提高0.01的KH值，C₃S可增加1.93%~2.13%。每提高0.1的SM ，C₃S增加0.4%~0.73%。

3.2立窯熟料最佳配方設計理論

  立窯熟料質量差的主要原因是溫度場分布不均，生料成份波動較大。

 3.2.1立窯  燒溫度場

    立窯溫度場是中心溫度高，邊緣溫度低，主要因為窯內物料由上向下滑動，邊緣結構疏松，孔隙較大，通風阻力小，風帶走的熱量較多，故溫度較低，此種溫度場易造成高溫區(qū)結大塊，低溫區(qū)生燒現(xiàn)象。

 3.2.2解決措施

  a.加強窯體保溫降低散熱。

  b.采用差熱  燒，配料時用于邊部  燒的生料增加煤量，用于中部  燒的生料減少加煤量。

3.3生料配料控制新技術

3.3.1水泥生料配料控制是水泥生產中最重要的環(huán)節(jié)之一，生料質量好壞直接影響熟料的產量和質量，以及燃料的消耗量，提高生料質量，穩(wěn)定生料成份是提高產量和質量的保障。

  目前水泥生料配料控制方法主要有兩種，鈣鐵控制和率值控制。鈣鐵控制是我國水泥企業(yè)正在普遍采用的生料控制方法，而率值控制已在國外普遍采用，我國只有在少量新型干法線上使用。

 3.3.2生料鈣鐵控制

    鈣鐵控制是通過測定出磨生料中的CaO(或T-CaCO₃)、Fe₂O₃，然后化驗員根據(jù)經驗調整新的石灰石、粘土、砂巖、鐵砂等配比，實現(xiàn)生料配比的控制。

 3.3.3生料鈣鐵控制的不足

   由于鈣鐵控制方法只是關心CaO、Fe₂O₃是否合格，而不考慮SiO₂和Al₂O₃的變化，如果原料中的SiO₂和Al₂O₃含量有所波動，就會引起出磨生料率值的很大變化。在實際生產中，由于無法時時測定原料中的SiO₂和Al₂O₃的含量，因此也不知道SiO₂和Al₂O₃含量何時會發(fā)生變化，即使出磨生料的CaO、Fe₂O₃含量合格，由于SiO₂和Al₂O₃含量波動，會造成出磨生料率值不合格。此外，由于生料CaO、Fe₂O₃指針與水泥熟料的質量沒有直接關系，而生料率值則可決定生料的易燒性和熟料的質量。因此，控制生料率值可穩(wěn)定生料成份，促進窯的燒成和改善熟料的質量。

 3.3.4生料率值控制

   生料率值控制是快速分析出生料中的CaO、SiO₂、 Al₂O₃、Fe₂O₃，計算出生料率值，然后與給定的三率值比較，計算機計算出每種原料變化，再修正生料配比，達到穩(wěn)定生料率值。

3.4窯結圈的原因

3.4.1旋窯結窯圈通常為煤灰所致，當煤灰含量高時，大部份煤灰以熔體灰滴的方式滴落沉積在火焰末端部位的窯料上，還有粉塵、燃燒氣體中的組份，以及揮發(fā)性組份等，這些物質易與窯料形成低共熔物，促進熔體的形成，形成的熔體可有效的濕潤并粘結周圍物料，當溫度下降時，熔體凍結形成窯圈。因此煤灰份越高，煤灰熔點越低，堿、硫含量高越易產生窯圈。

3.5心得體會

 3.5.1鈣鐵配料確實存在不足之處，宜采用率值配料以穩(wěn)定生料率值，穩(wěn)定燒成，穩(wěn)定熟料品質及水泥品質。

 3.5.2生料配料宜采用高KH、高SM配料方案，以提高熟料中C₃S含量，提高熟料強度，但高KH、高SM的生料，其易燒性降低，必須改善窯內通風，提高窯溫，才能燒出優(yōu)質熟料。

 3.5.3熟料燒成過程中應盡量避免還原氣氛，還原氣氛會使熟料發(fā)黃、發(fā)白。

 3.5.4當水泥中以煤矸石作為混合材時，應避免有煤粉，煤粉會沉降于混凝土中碎石及鋼筋周圍，造成混凝土與鋼筋粘結力降低。