立窯水泥生產(chǎn)新技術(shù)研討會(huì)報(bào)告

1.主  講:武漢理工大學(xué)林宗壽教授

2.報(bào)告人:

3.內(nèi)容:

    此次水泥生產(chǎn)新技術(shù)研討會(huì)主要講授熟料配方技術(shù)、立窯熟料最佳配方設(shè)計(jì)理論、立窯熟料產(chǎn)量質(zhì)量保證度等。因國(guó)內(nèi)水泥企業(yè)大多數(shù)為立窯，此次研討會(huì)主要針對(duì)立窯作詳細(xì)講解。

 3.1熟料配方設(shè)計(jì)技術(shù)

    熟料配方設(shè)計(jì)的目的是優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低消耗和設(shè)備長(zhǎng)期安全運(yùn)轉(zhuǎn)。熟料配方設(shè)計(jì)的任務(wù)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?yàn)楦G外分解窯燒成帶溫度高，若SM值較低(約為2.3~2.4)時(shí)，物料在窯內(nèi)固相反應(yīng)帶就結(jié)粒，物料到燒成帶后火焰只能燒透料層表面，且物料在窯內(nèi)停留時(shí)間短，故不易燒熟，造成游離氧化鈣偏高，熟料強(qiáng)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(jié)粒，顆粒內(nèi)外溫度一致，則易燒透。

    決定熟料強(qiáng)度的主要因素是熟料的礦物組成，而不是熟料的某個(gè)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(qiáng)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(qiáng)度，但生料易燒性降低。因此應(yīng)改善窯內(nèi)通風(fēng)，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(shè)計(jì)理論

  立窯熟料質(zhì)量差的主要原因是溫度場(chǎng)分布不均，生料成份波動(dòng)較大。

 3.2.1立窯  燒溫度場(chǎng)

    立窯溫度場(chǎng)是中心溫度高，邊緣溫度低，主要因?yàn)楦G內(nèi)物料由上向下滑動(dòng)，邊緣結(jié)構(gòu)疏松，孔隙較大，通風(fēng)阻力小，風(fēng)帶走的熱量較多，故溫度較低，此種溫度場(chǎng)易造成高溫區(qū)結(jié)大塊，低溫區(qū)生燒現(xiàn)象。

 3.2.2解決措施

  a.加強(qiáng)窯體保溫降低散熱。

  b.采用差熱  燒，配料時(shí)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(shù)

3.3.1水泥生料配料控制是水泥生產(chǎn)中最重要的環(huán)節(jié)之一，生料質(zhì)量好壞直接影響熟料的產(chǎn)量和質(zhì)量，以及燃料的消耗量，提高生料質(zhì)量，穩(wěn)定生料成份是提高產(chǎn)量和質(zhì)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(guó)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(guó)外普遍采用，我國(guó)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(cè)定出磨生料中的CaO(或T-CaCO₃)、Fe₂O₃，然后化驗(yàn)員根據(jù)經(jīng)驗(yàn)調(diào)整新的石灰石、粘土、砂巖、鐵砂等配比，實(shí)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(guān)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(dòng)，就會(huì)引起出磨生料率值的很大變化。在實(shí)際生產(chǎn)中，由于無法時(shí)時(shí)測(cè)定原料中的SiO₂和Al₂O₃的含量，因此也不知道SiO₂和Al₂O₃含量何時(shí)會(huì)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(dòng)，會(huì)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(zhì)量沒有直接關(guān)系，而生料率值則可決定生料的易燒性和熟料的質(zhì)量。因此，控制生料率值可穩(wěn)定生料成份，促進(jìn)窯的燒成和改善熟料的質(zhì)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(jì)算出生料率值，然后與給定的三率值比較，計(jì)算機(jī)計(jì)算出每種原料變化，再修正生料配比，達(dá)到穩(wěn)定生料率值。

3.4窯結(jié)圈的原因

3.4.1旋窯結(jié)窯圈通常為煤灰所致，當(dāng)煤灰含量高時(shí)，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(zhì)易與窯料形成低共熔物，促進(jìn)熔體的形成，形成的熔體可有效的濕潤(rùn)并粘結(jié)周圍物料，當(dāng)溫度下降時(shí)，熔體凍結(jié)形成窯圈。因此煤灰份越高，煤灰熔點(diǎn)越低，堿、硫含量高越易產(chǎn)生窯圈。

3.5心得體會(huì)

 3.5.1鈣鐵配料確實(shí)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(zhì)及水泥品質(zhì)。

 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(qiáng)度，但高KH、高SM的生料，其易燒性降低，必須改善窯內(nèi)通風(fēng)，提高窯溫，才能燒出優(yōu)質(zhì)熟料。

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

 3.5.4當(dāng)水泥中以煤矸石作為混合材時(shí)，應(yīng)避免有煤粉，煤粉會(huì)沉降于混凝土中碎石及鋼筋周圍，造成混凝土與鋼筋粘結(jié)力降低。