探討（水泥生產）幾個生料易燒性問題

前言

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

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；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，查看相關資料主要的影響因素如下：

（1）生料的化學成分，KH、SM、p值，都能對生料的易燒性產生影響，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度，生料均勻性好，粉磨細度細，易燒性好。

（3）生料中次要氧化物和微量元素結晶質，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）原料的性質和顆粒組成，原料中石英和方解石含量多，難燒，結晶粗粒多，易燒性差。

（5）液相量與液相黏度，生料煅燒時，液相出現溫度低，數量多，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，燃煤熱值高、煤灰分少，細度細，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，問題的關鍵是真正需要關注的而沒關注，不需要關注的反而關注得很認真（當然了這里強調只是個人觀點），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，當兩個率值不變，只變其中一個值得到的生料易燒性系數如下。

通過計算出的數據可以判斷如下：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，只關注KH。以前我遇到過不少廠子，我發(fā)現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，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，并且窯內表現清晰。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？（現在已經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，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，經過多次驗證，得出了上面的結論：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。

根據經驗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)質高產的作用。

請觀察以下數據。

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，只分析生料細度對易燒性的影響，特別是針對輥壓機終粉磨的生料細度。

理論上來講確實是，細度越細生料的易燒性越好，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生產線公司設備配置是2臺生料終粉磨輥壓機供一臺回轉窯，正常生產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窯生產，但是有時會因為配件或設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輥壓機運行生產維持回轉窯運行，為了滿足回轉窯運行，把生料細度放寬至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)現對易燒性有影響。后來我就一直在想是什么原因導致的呢？

事實上輥壓機終粉磨生產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呢？是否是擠壓和粉磨產生的效果不一樣呢？

經過多次的嘗試的結果是一樣的，生料細度在放粗至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量有影響，當然不是越小輥壓機產量越高，而是石灰石粒度越大（我們最大的超過180mm,不影響輥壓機產量，但是往往堵下料溜子）產量越高。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。

還有的人認為有害成份（MgO、K2 O.Na2 O等）對回轉窯的正常煅燒不利（容易結圈）。本人認為理論上液相量大，是容易結圈，但是通過正確操作，調整好燃燒器結圈一樣能夠避免。請關注“公眾微信號“水泥燒成工藝工程師”，閱讀《水泥生產回轉窯個參數的作用及其調整》，《回轉窯正常煅燒的表現和結果》，《回轉窯其它控制參數的意義》這三篇文章?！?/p>

同樣液相量大小對生料的易燒性有利，但是理論上認為對回轉窯的正常煅燒不利（容易結圈）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，液相量相應的不變；易燒性差用煤量多，燒成溫度高，相對應的液相量也沒增加。所以說液相量大小對生料的易燒性有影響，對回轉窯正常煅燒（容易結圈）影響不大。

4.煤粉對生料易燒性和煅燒的影響

煤粉細度越細，燃燒速度越快，窯內溫升越高，有利于熟料的燒成，但是對熟料的易燒性好處遠遠沒有想象的那樣高。

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遠大于對生料易燒性的影響。相反灰份越高本人經過實踐認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，對于回轉窯內的溫度來講，幾乎可以忽略不計?；蚴歉淖円幌虏僮鞣绞搅ⅠR就可以對沖燃點的提高與降低的那點影響（燃燒器調整，退出10cm或者調整內外風），所以說，可以說忽略不計。我認為灰分和灰分成份是影響生料易燒性的關鍵，和大多數人的觀點相反，我認為灰分越高，對生料易燒性越有利而不是有害。當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，在不減產的情況下就需要提高入窯入爐煤粉的數量，當提高到一定的程度，燃燒器、煤磨是否還能滿足生產需要。過去的經驗，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量，往往是因為煤粉不夠用而減產，而非因為游離鈣高而減產。

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（喜歡的請關注“水泥燒成工藝工程師”的微信公眾號）專門對回轉窯耐火磚的使用周期進行論述。在這里不妨在強調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鍵因素。實際上決定各帶位置的關鍵因素其中就有煤粉這一條。

煤粉的細度決定了燃燒速度，燃燒速度決定了火焰形狀；煤粉的水分同樣決定燃燒速度（有理論認為煤粉水份遇高溫會產生爆炸，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。不同的煤粉細度、不同的水分、不同的揮發(fā)份、不同的發(fā)熱量會產生不同的火焰形狀，不同的火焰形狀對煅燒中的各帶位置會產生不同影響。當耐火磚配磚一定，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

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遠比降低0.01的飽和比高。

2.生料的細度對生料易燒性的影響，遠沒有想象的大

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

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。有的人認為有害成份多，液相量大，容易結圈，這是不對的，只要是操作得當，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。但是煤質的改變往往對窯內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。