煅燒溫度和時(shí)間對熟料質(zhì)量的影響

  影響熟料質(zhì)量方面因素很多,但熟料在窯內(nèi)煅燒是最重要環(huán)節(jié)之一。熟料礦物形成實(shí)際上是在液相量出現(xiàn)以后進(jìn)行的。液相主要有氧化鐵、氧化鋁、氧化鈣所組成(包括其他次要組分氧化鎂、氧化鉀、氧化鈉等),在高溫液相作用下,C2S逐漸溶解于液相中與f-cao化合成C3S,隨著溫度升高和時(shí)間延長,C3S晶核不斷形成,小晶體逐漸長大,最終形成阿里特晶體。完成熟料的燒結(jié)過程。
  實(shí)踐證明,C3S的生成,如果熟料配料時(shí)三率值KH、N、P適當(dāng),生料成分穩(wěn)定的條件下,主要取決于熟料煅燒溫度、液相量、液相性質(zhì)以及形成晶體反應(yīng)時(shí)間。本文重點(diǎn)介紹熟料煅燒溫度和晶體反應(yīng)時(shí)間對熟料強(qiáng)度的影響。
  淮海中聯(lián)水泥有限公司2#窯是由南京凱盛水泥設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì),2005年3月投產(chǎn)的5000t/d熟料生產(chǎn)線,2007年8月公司利用現(xiàn)有1條日產(chǎn)5000t/d熟料生產(chǎn)線的窯尾、窯頭廢氣余熱,配套建設(shè)了1*9MW的純低溫余熱發(fā)電系統(tǒng)。
      該廠36、7月份窯系統(tǒng)工藝參數(shù)平均臺(tái)帳(一)

  6月與3月份工藝參數(shù)對比。CO平均值下降-44.12ppm。二次風(fēng)溫上升+25.2℃. f-cao合格率上升+5.81%,在同等喂料量情況下窯速降低-0.3rpm,主窯皮長度增加+3.10m;由于窯皮厚度較3月份降低(見表五)。窯內(nèi)填充率下降窯功率同比降低-120A。其它參數(shù)無明顯變化。熟料3天、7天、28天強(qiáng)度分別增加+1.38 Mpa、+5.59 Mpa、+4.19Mpa,液相量略有增加+0.1%。通過參數(shù)對比分析:CO平均值下降和二次風(fēng)溫以及f-cao合格率上升,都能說明窯系統(tǒng)通風(fēng)狀況較好,二、三次風(fēng)比例合適,窯內(nèi)煅燒溫度同比較高;在同等喂料量情況下由于窯速降低和主窯皮長度增加,延長了熟料在窯內(nèi)煅燒時(shí)間,使熟料礦物結(jié)晶更加完全,熟料強(qiáng)度提高明顯。
  6月與7月份工藝參數(shù)對比。CO平均值持平。二次風(fēng)溫分別上升+15.0℃. f-cao合格率上升+9.23%,在同等喂料量情況下窯速相同,主窯皮長度增加+0.8m;窯皮厚度值持平(見表五),其它參數(shù)無明顯變化。熟料3天、7天、28天強(qiáng)度分別增加+1.18 Mpa、+2.29 Mpa、+1.89Mpa,液相量略有增加+0.04%。通過參數(shù)對比分析: CO平均值持平和二次風(fēng)溫以及f-cao合格率上升,都能說明窯系統(tǒng)用風(fēng)狀況合適,窯內(nèi)煅燒溫度保持較高;主窯皮長度略有增加,說明通過適當(dāng)延長主窯皮長度,來延長熟料在窯內(nèi)煅燒時(shí)間,熟料強(qiáng)度會(huì)有所改善。
  一、熟料煅燒溫度、液相量
  液相出現(xiàn)溫度,即系統(tǒng)最低共融溫度與組分的成分和性質(zhì)有關(guān)。在CaO-Si2O3-Fe2O3四元系統(tǒng)中,最低共融溫度1338℃,由于生料中含有氧化鎂、氧化鉀、氧化鈉等次要組分,因此最低共融溫度1250℃,1260℃液相開始出現(xiàn),1300--1450℃ C3S開始形成,1450℃以上C3S形成非常迅速。此溫度稱之熟料煅燒溫度。隨著溫度上升,液相量逐漸增加,粘度降低。有利益熟料C3S形成,熟料質(zhì)量較好。但過高的液相量會(huì)給煅燒操作帶來困難,如結(jié)大塊、結(jié)圈或燒流損壞設(shè)備等。一般熟料在煅燒階段液相量為20--30%。因各企業(yè)系統(tǒng)工況和設(shè)備差異,液相量的確定要根據(jù)本企業(yè)實(shí)際情況進(jìn)行控制。在正常溫度下液相量一般控制在22-26%。在系統(tǒng)工況正常情況下,液相量可偏中上限控制,這樣有利于C3S形成,我廠液相量控制在25-26.5%。
  從表一對比分析可以得出,6月份窯系統(tǒng)二風(fēng)溫提高和熟料f-cao合格率上升,表明窯內(nèi)煅燒溫度的提高。保證和適當(dāng)提高窯內(nèi)煅燒溫度對熟料質(zhì)量有利。
  熟料在窯內(nèi)煅燒溫度與生料易燒性、噴煤管設(shè)計(jì)、煤粉質(zhì)量等都有關(guān)系;系統(tǒng)用風(fēng)是否合理(總風(fēng)量大小、二、三次風(fēng)比例)對窯內(nèi)溫度也有不同程度影響。所以窯內(nèi)溫度合理掌握,在生產(chǎn)運(yùn)行中需要多方面考慮,根據(jù)某一因素變化作適當(dāng)調(diào)整,在動(dòng)態(tài)中尋找平衡,且不可死板硬套。
  我廠在保證窯內(nèi)煅燒溫度方面有以下措施:
  1、在控制煤粉質(zhì)量方面
  我公司使用的是國產(chǎn)噴煤管,煤工業(yè)分析(表二)根據(jù)生產(chǎn)需要我們制定了煤粉與細(xì)度對應(yīng)關(guān)系(表三),緩解因煤粉水分上升帶來的不利影響。當(dāng)煤粉Aad上升時(shí),煤粉細(xì)度也適當(dāng)降低。


  在原煤水分超出磨機(jī)設(shè)計(jì)要求時(shí),為降低煤粉水分,在保證磨機(jī)安全運(yùn)行基礎(chǔ)上,可根據(jù)原煤揮發(fā)份適當(dāng)提高磨機(jī)出口溫度進(jìn)行規(guī)范:見(表四)

  2、保障總風(fēng)量與料量合理配合,在窯系統(tǒng)達(dá)到或超過設(shè)計(jì)產(chǎn)能后控制依據(jù):C1旋風(fēng)筒出口O2含量:1.9-2.5%;CO含量:≤350ppm; C1出口溫度在≤330℃。
  3、二、三次風(fēng)比例配合問題,我們正常情況下三次風(fēng)閘板開度在50-60%;在線控制分解爐出口溫度和C5下料管溫度之間,一般控制解爐出口溫度比C5下料管溫度高10-20℃,嚴(yán)禁出現(xiàn)溫度倒掛現(xiàn)象,如果出現(xiàn)倒掛現(xiàn)象,說明煤粉在分解爐內(nèi)燃燒不好,這時(shí)可適當(dāng)增加三次風(fēng)量或改善煤粉質(zhì)量進(jìn)行必要控制。。
  4、控制窯頭二次風(fēng)溫≥1030℃,溫度窯尾溫度控制在1150±50℃,當(dāng)發(fā)現(xiàn)窯尾溫度偏高或二次風(fēng)溫偏低時(shí),適當(dāng)減少窯內(nèi)通風(fēng)量。窯頭二次風(fēng)溫、窯尾溫度高低除與窯內(nèi)通風(fēng)大小有關(guān)外,與窯頭用煤量、煤粉質(zhì)量以及燃燒器本身設(shè)計(jì)性能等都有關(guān)。
  二、燒成時(shí)間
  C3S形成不僅需要煅燒溫度,還要有一定時(shí)間(一般在10-20min),熟料煅燒時(shí)間與合適的溫度梯度場、燒成帶長度、窯轉(zhuǎn)速、窯襯內(nèi)徑、窯斜度等有關(guān),煅燒時(shí)間與燒成帶窯長度成正比,與窯轉(zhuǎn)速、窯襯內(nèi)徑、窯斜度成反比。
  合適的溫度梯度場,即達(dá)到燒成溫度1300--1450℃后的火焰要有一定長度,沒有明顯的峰值出現(xiàn)。使物料在正常燒成溫度的時(shí)間延長,避免包殼熟料出現(xiàn),這種熟料結(jié)粒正常,一般在¢20-30mm,但熟料破開后會(huì)發(fā)現(xiàn),外部裹有一環(huán)致密堅(jiān)硬的外殼,內(nèi)部熟料顏色與外部一致,但密實(shí)度較外部差。這類熟料多數(shù)因?yàn)楦G內(nèi)溫度較高,但溫度場分布不均,是明顯的短焰急燒熟料。這類熟料在正常燒成溫度場內(nèi)停留時(shí)間較短。質(zhì)量方面表現(xiàn)為f-cao往往較低,但熟料28天強(qiáng)度不高,長時(shí)間存放容易出現(xiàn)粉化現(xiàn)象。在這種煅燒環(huán)境下燒成帶局部溫度上升,會(huì)造成耐火磚使用周期下降。
  合理的窯皮長度、平整度是表明窯內(nèi)溫度梯度是否合適的標(biāo)志。
  物料在正常情況下通過窯內(nèi)所用時(shí)間:
  t = 11.4L/(n.Di.S)
  式中t---運(yùn)動(dòng)時(shí)間min
  L---燒成帶窯長度m
  n----窯轉(zhuǎn)速r/min
  Di---窯襯內(nèi)徑m
  S---窯斜度°
    熟料在(表一)三種情況下燒成帶停留時(shí)間與窯速、窯皮長度之間關(guān)系(表五)

  從表五中可以看出,第一種情況熟料在燒成帶停留時(shí)間最短僅9.09min,3月與6月情況相比平均縮短-1.86min;7月與6月情況相比平均縮短-0.33min。綜合表一、表五分析,主窯皮長度增加0.80m、3.1m和在同等喂料量情況下窯速降低約0.3rpm,都會(huì)延長熟料在窯內(nèi)的煅燒時(shí)間。而適當(dāng)延長熟料在燒成帶停留時(shí)間,使熟料礦物晶體發(fā)育更加完全,可在一定程度上提高熟料強(qiáng)度和穩(wěn)定熟料質(zhì)量。
  三、結(jié)論
  正常結(jié)粒熟料的形成需要足夠的熟料燒成溫度和時(shí)間,而熟料燒成溫度和燒成時(shí)間又與生料易燒性、煤粉質(zhì)量、燒成帶長度、厚度以及窯速等有關(guān)。在正常生產(chǎn)運(yùn)行中,企業(yè)應(yīng)根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)工藝狀況,及時(shí)調(diào)整系統(tǒng)有關(guān)工藝參數(shù),以保障熟料能在合適的溫度梯度范圍內(nèi)停留足夠的煅燒時(shí)間,形成結(jié)晶良好的熟料礦物成分,已達(dá)到穩(wěn)定或提高熟料質(zhì)量的目的。

編輯:姜立東

監(jiān)督:0571-85871667

投稿:news@ccement.com

本文內(nèi)容為作者個(gè)人觀點(diǎn),不代表水泥網(wǎng)立場。聯(lián)系電話:0571-85871513,郵箱:news@ccement.com。

最新評(píng)論

網(wǎng)友留言僅供其表達(dá)個(gè)人看法,并不表明水泥網(wǎng)立場

暫無評(píng)論

發(fā)表評(píng)論

閱讀榜

2024-12-23 16:07:16