解決粘散料的措施

我廠擁有一條600t/dΦ3.2m×52m五級旋風預(yù)熱器窯，冷卻機為Φ3.2m×36m的單筒冷卻機。1996年7月投產(chǎn)以來現(xiàn)已基本達標。為了降低生產(chǎn)成本，降低能耗，于2000年4月開始使用粉煤灰配料，投入使用后，熟料熱耗由4500kJ/kg降至3135kJ/kg。但是在生產(chǎn)過程中，窯經(jīng)常出現(xiàn)“粘散料”，嚴重時這種現(xiàn)象能持續(xù)近半個月，并且28d強度偏低，僅51～54MPa，嚴重制約著我廠混合材的摻入量。  

1　粘散料的特點 

這種粘散料的特點是:升重低，fCaO低，窯內(nèi)結(jié)粒困難，粒徑分布粗細不均。正常時，80%以上是核桃般大小，但是多次滾動后，立刻又松散開來，形成碎粉；20%是沿窯皮下滑的粉面，前圈長得很快，窯頭“飛砂”增多，煙室內(nèi)結(jié)皮嚴重，窯筒體溫度超高，對窯皮損傷很大。單筒冷卻機出料粉塵大，熟料溫度高，顏色烏黑，有亮點，砸開后有“黃心”，3d強度平均35MPa，7d強度平均45MPa，但后期強度增進率低，28d強度平均僅52MPa。 
　　
從巖相上觀察，A礦結(jié)晶粗大，且有較多的包裹物，并有熔蝕現(xiàn)象，B礦呈花環(huán)狀和葡萄狀，顯著是慢冷熟料中A礦分解的產(chǎn)物，后者是β-C2S轉(zhuǎn)化成的γ-C2S。黑色中間相均勻分布，但數(shù)量少，白色中間相極少且不均勻分布。這期間物料的表觀分解率為56%～67.1%，入窯生料和熟料的全分析分別如表1和表2所示。  

2　原因分析 

　　1)由于我廠使用4組分配料，且粉煤灰中碳含量為33%，應(yīng)用基發(fā)熱量8900kJ/kg，當其在預(yù)熱器上升煙道和煙室中遇漏風，粉煤灰中的碳粒子開始燃燒并放出熱量，使窯尾氣體熱焓量迅猛升高，極大地提高了窯尾溫度，促使碳酸鹽分解速度加快，分解率大幅度地提高。如果操作不當，將導致入窯分解率與窯的長徑比不相適應(yīng)，回轉(zhuǎn)窯內(nèi)碳酸鹽的分解帶縮短了，而燒成帶受火焰形狀限制，不可能隨意拉長，結(jié)果是擴大了過渡帶，物料在900～1280℃之間停留時間過長，而在這個溫度下物料擴散速度很快，但又不能形成阿利特，勢必造成貝利特和fCaO再結(jié)晶，形成粗大的結(jié)構(gòu)，降低了物料的表面活性和晶格缺陷的活性。嚴重時我廠三通道噴煤管的高強度火焰使物料相對過燒，熟料中的液相由于可浸潤的表面區(qū)域少，難以將物料粘結(jié)成粒，引起礦物結(jié)晶粗大，水化活性降低，強度降低。 
　　
2)配料上，n2.2偏低，P1.35偏低，液相量30%左右。這使物料的易燒性好，如果分解率過高，就必然導致物料在燒成帶相對過燒，A礦在劇烈的升溫過程中產(chǎn)生裂縫，內(nèi)藏大量的包裹物開始逸出，同時A礦表面分裂物也脫離原來部分，導致物料表面粉化產(chǎn)生“飛砂”。同時熟料中R2O等有害物質(zhì)隨物料內(nèi)界面增大而揮發(fā)量增大，導致有害物質(zhì)循環(huán)，富集加劇，使煙室、下料管及上升煙道結(jié)皮嚴重。 
　　
3)熟料中MgO含量過大，達4%～4.8%，不僅降低了液相出現(xiàn)的溫度、液相的粘度和表面張力，而且對熟料中的A礦有熔蝕作用，導致熟料早強高，而28d強度偏低。 
　　
4)熟料冷卻效果差。我廠單筒冷卻機內(nèi)揚料板區(qū)長度僅占總長的9.6%，出冷卻機熟料溫度高達200℃以上，并且三通道噴煤管在正常煅燒中往往被全推進窯內(nèi)，這不僅提高了窯尾溫度，還影響了物料冷卻效果。 

3　解決辦法 

　　1)要求看火工改變操作方法，穩(wěn)定窯內(nèi)熱工制度，提高快轉(zhuǎn)率。因為影響熟料質(zhì)量的燒成因素可歸結(jié)為升溫速率、最高燒成溫度、在最高燒成溫度下的停留時間和冷卻速率，所以要求看火工在保證入窯物料分解率的前提下，以提高燒成溫度為基礎(chǔ)，盡可能地提高燒成速率，所以在長徑比固定后，提高分解率就必須加快窯速，否則將出現(xiàn)“飛砂”料。具體操作如表3所示，我們把回轉(zhuǎn)窯轉(zhuǎn)速從原來0.8～1.2r/min提到1.8～2.2r/min，并保持此轉(zhuǎn)速在80%以上，主排風機轉(zhuǎn)速提到了1220～1250r/min，并加大了喂料量2.5t/d，加大風機的風量和壓力，由1.0MPa提到1.3～1.4MPa，煤粉細度由原來的4%～8%改為現(xiàn)在的2%～6%，通過改造單筒冷卻機提高了二次風溫。這些措施加快了煤粉的燃燒速度，并使火焰順暢有力，提高了燒成帶的熱力強度，提高燒成速率，并避免了煤粉的不完全燃燒而造成的黃心料。  

2)改變了三率值，提高n為2.35～2.45，P為1.45±0.5，KH為0.88±0.01，降低了鐵含量，生料Fe2O3由原來的2.4%±0.1%降為現(xiàn)在的2.0%±0.1%，這使得物料具有一定的耐火性，并且提高了硅酸鹽礦物合量，特別是C2S含量，使得28d強度有了提高。 
　　
3)嚴格控制了進廠原燃料中R2O和MgO含量，保證低堿水泥生產(chǎn)。 
　　
4)延長了單筒冷卻機揚料板區(qū)長度，并優(yōu)化了單筒冷卻機內(nèi)部機構(gòu)，使其冷卻效果變得更好，并保持噴煤管位置在-5位和+10位之間。通過上述措施，使熟料溫度降低到200℃以下。 
　　
5)加強了對看火工技術(shù)業(yè)務(wù)培訓，樹立“四班保一窯”、“穩(wěn)定”壓到一切的思想觀念。四班都加強了對前圈的控制，保證了回轉(zhuǎn)窯的快轉(zhuǎn)率。 
　　
經(jīng)過上述改進，我廠熟料質(zhì)量有了明顯提高，28d抗壓強度連續(xù)3個月都在60MPa以上，如表1、表2所示。