煤矸石部份代替鋁釩土配料的生產(chǎn)實踐

煤矸石代替鋁質(zhì)校正材料配料，可降低熟料煤耗，噸熟料可節(jié)約標煤7～10kg，但因其硫、堿、氯等有害成分較多，易結(jié)皮、結(jié)圈，影響了正常生產(chǎn)，故許多廠家在試用一段時間后，被迫停止使用。筆者在考察了遼東水泥、千山山水兩個兄弟廠家后，決定使用煤矸石部分代替鋁礬土配料。

　1 配料方案確定

　　1.1  煤矸石配料對煅燒系統(tǒng)的影響

筆者目前選用的是西馬礦的洗矸，其與鋁礬土的化學(xué)成分比較見表1，燃料工業(yè)分析見表2。由表中可見，煤矸石較鋁礬土中堿含量升高0.48倍，氯含量也大幅升高，且每kg煤矸石又帶進了0.0286kg單質(zhì)硫。眾所周知，氯、硫、堿三種成分易在熟料煅燒過程中形成化合物，并造成循環(huán)富集，將導(dǎo)致熟料煅燒系統(tǒng)結(jié)皮堵塞，因此，煤矸石配料的關(guān)鍵在于如何控制生料和燃料中的硫、堿、氯等有害成分的循環(huán)富集。

1.2 煤矸石配料方案的實踐

筆者對煤矸石帶入系統(tǒng)內(nèi)的硫、堿、氯等有害成分升高對煅燒系統(tǒng)的影響機理進行了分析研究，為避免硫、堿、氯等有害成分的循環(huán)富集，結(jié)合前期筆者公司生產(chǎn)運行實際情況，制訂了如下煤矸石配料方案。

（1）嚴格控制硫堿比在0.8～1.0，以保證硫、氯的化合物均與堿生成不易揮發(fā)的硫酸鹽和氯化物，減少游離硫和游離堿，生成的化合物存在于窯料中，揮發(fā)溫度高于熟料煅燒溫度的化合物作為熟料成分排出窯外，揮發(fā)溫度低于煅燒溫度的化合物則產(chǎn)生循環(huán)。

如果硫堿比偏小，易形成游離堿循環(huán)富集，易在預(yù)熱器二、三級形成結(jié)皮堵塞，筆者前期主要是二級發(fā)生過兩次結(jié)皮堵塞；反之，則易形成游離硫循環(huán)富集，易在預(yù)熱器五級、分解爐、窯尾結(jié)皮或結(jié)圈。

為了實現(xiàn)硫堿比的合理控制，筆者設(shè)計了兩個配料方案：

方案一：投料初期，由于生料均化庫內(nèi)有大量庫存，故采用高硫堿比1.2配料方案，煤矸石完全取代現(xiàn)有的鋁礬土配料，用以將原有生料的硫堿比0.5逐漸調(diào)整到0.8以上，原燃材料化學(xué)分析見表3、燃料的工業(yè)分析見表4、生料配比見表5。

方案二（見表4）：當(dāng)入窯生料硫堿比達到0.8時，生料配料執(zhí)行方案二，即硫堿比調(diào)整到0.88，加入部分鋁礬土取代部分煤矸石，進行煤矸石穩(wěn)定配料生產(chǎn)。

（2）嚴格控制生產(chǎn)用原燃材料質(zhì)量，提高穩(wěn)定性：

①燃料煤：

a 、不同貨源的煤都要有合理的庫存，以確保均化搭配需要；

b、不同貨源的煤要有相對穩(wěn)定的熱值，相鄰兩批次間波動范圍在 200kCal/kg以內(nèi)；

②石灰石、砂巖、鋁礬土、煤矸石：

a、制訂嚴格的供應(yīng)計劃，不同供應(yīng)商要按計劃供貨，嚴禁無計劃進廠；

b、不同供應(yīng)商必須保證所供應(yīng)原料質(zhì)量滿足公司控制指標。

③生產(chǎn)過程控制及過程產(chǎn)品質(zhì)量控制：

a、選擇合理三率值，提高生料易燒性，減少煅燒用煤，降低系統(tǒng)溫度。初步選擇三率值為：KH＝0.92，n=2.5,p=1.45。

b、所有原燃材料必須按工藝技術(shù)要求，經(jīng)預(yù)均化后才能使用，未經(jīng)均化的原燃材料嚴禁進入生料制備和熟料煅燒系統(tǒng)；

c、生產(chǎn)初期，出磨和入窯生料堅持每小時一個樣，直至方案二執(zhí)行后取得穩(wěn)定的硫堿比，恢復(fù)正?？刂七^程，即入窯生料每兩小時一個樣；入窯物料表觀分解率每四小時一次；

d、加強出磨煤粉控制，水份＜3.5%，細度＜5%，確保煤粉充分燃燒，避免窯內(nèi)出現(xiàn)還原氣氛；

e、動力部加強對熟料煅燒系統(tǒng)的熱工儀表校準管理，確保數(shù)據(jù)反饋準確及時；

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f、生產(chǎn)現(xiàn)場巡檢人員對熟料煅燒系統(tǒng)漏風(fēng)治理，確保各部位溫度均一穩(wěn)定；同時加強對熱電偶清結(jié)皮和對負壓管清堵處理，減少熱工參數(shù)測量誤差，為中控操作提供可靠數(shù)據(jù)；

g、加大空氣炮工作頻率，加強機械清結(jié)皮力度；定期督促現(xiàn)場巡可巡檢人員用壓縮空氣對四、五級預(yù)熱器錐體進行清掃，減輕結(jié)皮累積效應(yīng)。

④中控操作控制：

a、合理使用風(fēng)煤，控制窯尾進料室溫度不超過1200℃，杜絕系統(tǒng)還原氣氛，減少甚至杜絕窯料中硫酸鹽分解與揮發(fā)，減輕窯尾進料室結(jié)皮堵塞；

b、合理使用風(fēng)煤，適當(dāng)降低分解爐內(nèi)煙氣溫度及入窯物料溫度，嚴格控制分解爐出口溫度不超過880℃，預(yù)熱器一級出口溫度不超過300℃，入窯物料表觀分解率控制在90%～92%，減少物料在預(yù)熱器、分解爐內(nèi)出現(xiàn)熔體結(jié)皮；

c、合理控制入窯二次風(fēng)溫穩(wěn)定在1200±30℃；

d、微調(diào)、精調(diào)，保證系統(tǒng)熱工制度均衡穩(wěn)定，杜絕局部高溫和溫度頻繁波動；

e、督促現(xiàn)場巡檢人員，勤觀察物料外觀顏色，杜絕還原氣氛；勤觀察處理熱工儀表，確保熱工參數(shù)反饋準確。

⑤產(chǎn)品質(zhì)量控制：

a、控制熟料容重在1280～1350g/l；

b、熟料中堿含量≤0.9%；

1.3 煤矸石配料方案總結(jié)

a、生產(chǎn)初期每周進行一次總結(jié)，總結(jié)內(nèi)容包括：1）配料方案執(zhí)行情況；2）節(jié)煤效果；3）產(chǎn)品質(zhì)量，尤其是熟料需水性和熟料強度；

b、穩(wěn)定生產(chǎn)后，每進行一次總結(jié)，必要時提出相應(yīng)改進方案。

2  實驗總結(jié)

　　2.1  實驗過程簡述

2011年10月10日，筆者采用西馬礦洗矸代替鋁礬土，進行配料實驗，煤矸石摻加量基本維持在（5±0.5）%，設(shè)計配料方案得到如期執(zhí)行，11日中午煤矸石入窯煅燒，預(yù)熱器C1～C3出口溫度平均升高10～20℃，系統(tǒng)負壓基本無影響，出窯熟料各齡期強度與鋁礬土配料基本一致。

2.2 實驗結(jié)果統(tǒng)計

2.3 實驗結(jié)果總結(jié)

通過近兩個月的生產(chǎn)實踐，筆者的煤矸石配料工作取得了階段性的成功，基本每噸熟料降低原煤消耗2.5公斤，熟料質(zhì)量無明顯影響。但在后續(xù)的生產(chǎn)實驗中，筆者認為在煤矸石配料工作中，有如下幾點需要重點關(guān)注：

（1）原燃材料質(zhì)量。通過實驗，煤矸石配料生產(chǎn)的熟料硫堿比基本穩(wěn)定在0.8～0.9，為此在下一步生產(chǎn)過程中，必須加強原燃材料的有害成分控制，尤其是堿含量的控制，以降低預(yù)熱器和窯內(nèi)結(jié)皮堵塞機率，保證熟料后期強度。

（2）加強生產(chǎn)過程物料管理，改善物料均化效果。良好的物料均化是保證生料配料穩(wěn)定的前提，也是穩(wěn)定入窯生料質(zhì)量的必要條件。只有入窯生料穩(wěn)定了，窯內(nèi)熱工制度才能有基本的保證，實現(xiàn)穩(wěn)定操作。

（3）中控操作必須突出精細化。窯操作人員必須時刻關(guān)注窯系統(tǒng)熱工參數(shù)微小的變化，認真調(diào)整，尤其是燒成帶溫度的合理控制，是降低物料中有害成分循環(huán)富集的必要保證。通過十一月份和十二月份兩次計劃停窯檢查，我們發(fā)現(xiàn)，煤矸石配料對預(yù)熱器系統(tǒng)結(jié)皮影響頗大，尤其是C5下料管的結(jié)皮速度提高了近三倍，加大了堵塞的風(fēng)險，為此，中控操作人員必須時刻警惕，關(guān)注預(yù)熱器四級、五級下料管的溫度壓力變化，降低預(yù)熱器系統(tǒng)堵塞損失。

（4）加強工藝技術(shù)管理，定期定時對回轉(zhuǎn)窯系統(tǒng)進行必要的檢修檢查，處理煤矸石配料帶來的危險因素，保證生產(chǎn)有計劃順利進行。