熱工制度對熟料煅燒質(zhì)量的影響

　　在水泥熟料生產(chǎn)過程中，可以從兩個方面說明影響質(zhì)量的主要因素：一是生料的均齊性，二是煅燒溫度場。
　　一.生料的均齊性
　　包括生料的工藝方案，原燃材料品種，生料的制備，均勻性。
　　二.煅燒溫度場 （熱工制度）
　　包括回轉(zhuǎn)窯的結(jié)構(gòu)，煤質(zhì)，煅燒溫度，升溫速率和冷卻速率，操作等等。
　　這是人為的分為兩個方面，實際可以從中找出很多影響因素，特別是從熱工制度中。優(yōu)質(zhì)水泥熟料的主要特征是C₃S+C₂S 礦物含量高，礦物晶粒粒徑較細(xì)小,均勻，發(fā)育良好，當(dāng)生料工藝質(zhì)量參數(shù)和粉磨細(xì)度、顆粒粒徑分布、化學(xué)成分、有害成分、率值等保持穩(wěn)定不變的情況下，回轉(zhuǎn)窯煅燒操作熱工制度和煅燒溫度、升溫速率、峰值溫度、保溫時間、窯速和冷卻速率等就決定了熟料硅酸鹽礦物C₃S 和C₂S 的含量和活性，熟料中阿利特晶體尺寸發(fā)育大小，主要決定于水泥生料的易燒性和窯的煅燒操作熱工制度的穩(wěn)定。因此，回轉(zhuǎn)窯的煅燒操作熱工制度對硅酸鹽水泥熟料煅燒質(zhì)量產(chǎn)生重要影響，以下結(jié)合煤質(zhì)，火焰形狀和溫度，熟料和煅燒溫度，燒成帶長度，窯型規(guī)格，窯速、升溫速率和冷卻速率等對熟料煅燒質(zhì)量的影響作一初步探討。
　　1.）煤質(zhì)的影響  

      一般回轉(zhuǎn)窯煅燒用煤質(zhì)量要求灰分A≤25% 揮發(fā)分V在15% ～30%，發(fā)熱量Q ≥5000kJ/kg ，煤粉細(xì)度要求控制在6% ～15% ，實際上，我國當(dāng)前由于優(yōu)質(zhì)煤炭供應(yīng)緊張且價格較高，許多廠家實際達(dá)不到這一要求，由于煤粉燃燒后灰分全部沉落在燒成帶的熟料顆粒表面上，造成熟料顆粒表面富硅化，從而改變熟料表層礦物成分,C₃S 含量下降,C₂S 含量上升,從而影響熟料質(zhì)量，當(dāng)前相應(yīng)的對策措施，一是適度調(diào)整增加干法窯尾分解爐用煤量和降低窯頭噴煤量，其比例控制在6:4左右，以增加分解爐中煤灰分與灼燒生料的混合程度，降低窯頭煤灰對熟料質(zhì)量的負(fù)面影響；二是采取窯尾分解爐與窯頭喂煤質(zhì)量分別控制，分解爐喂低熱值煤，窯頭喂高熱值煤，可降低劣質(zhì)煤對窯頭熟料質(zhì)量的不利影響。
　　2.）火焰形狀和溫度的影響
　　火焰形狀的調(diào)節(jié)一方面取決于煤粉的熱值、灰分、細(xì)度和揮發(fā)分的大小，另一方面還取決于一次風(fēng)的風(fēng)速和風(fēng)量大小，即窯頭燃燒器的規(guī)格和性能。調(diào)整好窯火焰長度也就是調(diào)整好燒成帶長度，也即調(diào)整控制了熟料在高溫?zé)蓭Ａ魰r間，火焰形狀和長度影響到熟料中C₃S礦物的晶粒發(fā)育大小和活性。因此，在燒高強(qiáng)優(yōu)質(zhì)熟料時，必須調(diào)整火焰長度適中，既不拉長火焰，使燒成帶溫度降低；也不縮短火焰，使高溫部分過于集中，從而燒垮窯皮和耐火磚，而不利于窯的安全運轉(zhuǎn)?；剞D(zhuǎn)窯內(nèi)火焰形狀粗細(xì)必須與窯斷面積相適應(yīng)，要求比較充滿近料而不觸料，正常形狀保持其縱斷面為正柳葉形狀。
　　當(dāng)燒灰分高、熱值低的劣質(zhì)煤時，其一次風(fēng)風(fēng)速應(yīng)適度加大，對于使用多通道噴煤管的窯應(yīng)增加內(nèi)、外凈風(fēng)風(fēng)速和風(fēng)量，使其火焰形狀盡量控制不發(fā)散而形成正?；鹧妗?br /> 　　干法窯窯頭火焰溫度控制，視窯型大小而異。對于2000t/d以下的窯型一般控制在1650～1850℃之間，對于大型窯，如 5000t/d以上窯型，火焰溫度控制在1750～1950℃的較高范圍內(nèi)比較有利。預(yù)分解窯內(nèi)火焰溫度取決于兩部分因素：一是煤粉熱值、灰分和細(xì)度；二是取決于二次風(fēng)溫大小，對于燒劣質(zhì)煤的廠家提高二次風(fēng)溫尤其重要。對于易燒性差的生料和含堿高的生料，適當(dāng)提高火焰溫度，采用高溫?zé)捎欣谑炝腺|(zhì)量的提高和堿分的充分揮發(fā)，可獲得低堿熟料。
　　3.）熟料煅燒溫度的影響

      一般情況下控制熟料煅燒溫度在1300--1450--1300 ℃ 可確保熟料質(zhì)量和燒結(jié)。當(dāng)前我國相當(dāng)部分廠家由于采用雙高配料（高KH 高SM）生產(chǎn)高強(qiáng)熟料，其生料易燒性變差，熱力強(qiáng)度高，所以相應(yīng)熟料煅燒溫度應(yīng)適度偏高控制，控制在1300-1500-1300℃左右比較有利。
　　4.）燒成帶長度的影響

      對于雙高（高KH高SM）熟料配料的廠家，要求控制燒成帶長度比正常情況偏長一些，煅燒溫度高一些，即“高溫長帶 ”煅燒，有利于熟料燒結(jié)和熟料質(zhì)量的提高，一般控制燒成帶長度在4.5-5.5m左右為最好。
　　5.） 窯型規(guī)格的影響  

      窯的長徑比對熟料煅燒質(zhì)量有較大影響，如日產(chǎn)2000 噸預(yù)分解窯的L/D當(dāng)前趨向于較短一些設(shè)計控制，以設(shè)計控制在10-11m左右的廠家較多，這樣有利于熟料質(zhì)量的提高，主要由于低長徑比短窯相應(yīng)縮短了過渡帶的長度，有利于熟料升溫速率的提高，也縮短了預(yù)分解系統(tǒng)入窯灼熱生料的低溫陳化時間，有利于熟料C₂S和F-CAO及時溶入熟料液相以及C₃S 的形成和結(jié)晶，對優(yōu)質(zhì)熟料的形成較為有利。
　　窯的直徑大小也對熟料煅燒質(zhì)量有一定影響，一般認(rèn)為大直徑窯比小直徑窯有利于熟料煅燒質(zhì)量的提高，一方面是因為大窯在配料時采用高配料，控制在 控制在 而大直徑窯窯頭噴入燃煤量大，火焰溫度高，有的甚至高達(dá)以上，仍然可以將以上雙高配料的熟料煅燒充分，質(zhì)量良好。
　　6.） 窯速的影響
　　對于短小型預(yù)分解窯，由于其長度比大型窯短，窯速應(yīng)偏低控制較好，如：Φ3X48、Φ4X43 預(yù)分解，窯速控制在3.0-3.2轉(zhuǎn)/分。對熟料質(zhì)量比較有利，主要是因為其窯長較短，為確保熟料在短窯內(nèi)的高溫停留時間，窯速偏低控制較為有利。
　　7.）升溫速率和冷卻速率的影響
　　優(yōu)質(zhì)熟料形成要求預(yù)熱器分解爐氣固換熱效率高，傳熱快，在窯內(nèi)過渡帶升溫階段要求快速升溫，主要操作要求就是要適度提高窯速、加大灼燒生料翻滾頻次，縮短過渡帶長度，延長燒成帶長度，促進(jìn)熟料的礦物形成和燒結(jié)，燒高強(qiáng)優(yōu)質(zhì)熟料要求快燒急冷，窯頭篦冷機(jī)操作要求強(qiáng)化一室、二室高壓風(fēng)風(fēng)量迅速，強(qiáng)化冷風(fēng)對高溫熟料的冷卻效果，急冷有利于熟料質(zhì)量的提高。
　　8.）窯內(nèi)氣氛的影響  

      回轉(zhuǎn)窯內(nèi)燃煤燃燒過?？諝庀禂?shù)一般要控制在1.10-1.15 左右，以窯尾廢氣中氧濃度控制在2%-3% 左右為較好，即保持微氧化氣氛操作，若過剩空氣系數(shù)控制過低，二次風(fēng)不足，易導(dǎo)致還原氣氛產(chǎn)生，窯內(nèi)出現(xiàn)還原氣氛，會產(chǎn)生CO氣體，且熟料中 Fe₂O₃成分被 CO還原成FeO 影響熟料液相成分和粘度，影響熟料燒結(jié)，易產(chǎn)生大量黃心熟料，也浪費熱量和燃煤消耗量，從而影響到熟料質(zhì)量。
　　9.)綜合分析
　　在水泥熟料生產(chǎn)過程中，需考慮到的方面很多，一旦生產(chǎn)的原燃材料已經(jīng)確定，就要在工藝配比方案上做大量的試驗性工作。根據(jù)工藝設(shè)備人員操作，生產(chǎn)的品種找出適合本企業(yè)的最佳方案，特別是利用工業(yè)廢渣生產(chǎn)水泥熟料，廢渣中的有害成分的影響和制約，對設(shè)備以及操作的影響特別大，不要片面追求高，更不能盲目套用別人的率值選擇。優(yōu)質(zhì)熟料的率值必須與化學(xué)成分相匹配。充分利用廢渣拓寬工藝方案思路。