生產(chǎn)高強抗硫酸鹽水泥的措施

  高強抗硫酸鹽水泥用于海工與國防建設(shè)，該水泥性能既要符合抗硫酸鹽水泥各項性能要求，又要滿足28d抗壓強度達(dá)到60MPa以上。我公司采取適當(dāng)措施，在Φ4m×60m回轉(zhuǎn)窯帶五級預(yù)熱器及TSD分解爐的2000t/d生產(chǎn)線上生產(chǎn)出高強抗硫酸鹽水泥。

  1 生產(chǎn)中需注意的問題

  由于高強抗硫酸鹽水泥熟料采用的是低飽和比、中硅率及低鋁氧率的配料方案，因此在生產(chǎn)中容易出現(xiàn)以下問題：1）分解爐爐溫要低溫控制，否則，物料會在分解爐內(nèi)過早出現(xiàn)黏性形成顆粒直接落入窯內(nèi)，造成分解率極低，燒成帶有大量未分解的物料涌入，窯頭竄生料，熟料產(chǎn)質(zhì)量急劇下降。2）入窯分解率較低，所以窯頭必須增加頭煤用量以保證窯內(nèi)熱力強度，這樣易對窯襯造成傷害，縮短耐火磚壽命；并且通風(fēng)不良時，還會造成還原氣氛濃厚，還原氣氛下FeO會使C3S不穩(wěn)定。3）加上IM偏低，液相的表面張力較低物料結(jié)粒較差，燒結(jié)范圍窄，窯內(nèi)極易出現(xiàn)飛砂和黏散料，既會沖刷窯皮，又會在篦冷機內(nèi)形成“紅河”和“堆雪人”現(xiàn)象。4）如果熟料冷卻較慢，容易發(fā)生晶型轉(zhuǎn)變，降低熟料質(zhì)量。5）由于熟料易磨性差，粉磨時間延長，易導(dǎo)致出磨水泥溫度高，致使水泥流動度下降。6）水泥顆粒級配分布范圍不能太窄，尤其要控制3μm以下顆粒，否則會造成水泥后期強度增進(jìn)率低。

  2 采取的主要技術(shù)措施

  2.1 選擇合適的配料率值及生產(chǎn)操作參數(shù)

  針對水泥的質(zhì)量要求，經(jīng)過不斷摸索，選取熟料三率值：KH=0.87±0.01，SM=2.45±0.1，IM=0.95±0.1，C3S:53%～55%，C3A:小于5.0%。高強抗硫酸鹽水泥熟料與普通水泥熟料的率值及礦物組成對比見表1，生產(chǎn)中主要操作參數(shù)對比見表2。

  表1 兩種熟料的率值和礦物組

  表2 生產(chǎn)兩種熟料時的主要參數(shù)控制值

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  2.2 預(yù)防飛砂料采取的措施

  1）適當(dāng)降低分解爐以及C5下料管溫度；開大三次風(fēng)閘閥，使尾煤燃燒充分，分解爐爐溫穩(wěn)定。

  2）燃燒器應(yīng)比正常往外拉，提高二、三次風(fēng)溫，提高燒成帶溫度。

  3）篦冷機一段要實現(xiàn)厚料層操作，二室壓力要達(dá)到4800～5200Pa，穩(wěn)定而高的料層厚度有助于提高二次風(fēng)溫，為燃燒創(chuàng)造條件，提高火焰溫度。

  4）保證窯內(nèi)通風(fēng)，窯尾煙室CO濃度為0%，O2保持在0.5%～2%間，盡量不產(chǎn)生還原氣氛。

  2.3 配料改變過渡階段控制要求

  在由生產(chǎn)普通水泥熟料向生產(chǎn)高強抗硫酸鹽水泥熟料轉(zhuǎn)變時，由于生料配料要發(fā)生較大的改變，如果控制不當(dāng)，窯皮會大范圍垮落，并出現(xiàn)“結(jié)蛋”現(xiàn)象。從化驗室通知變料開始，生料均化庫要保留28m以上的庫存，從出磨生料三率值合格到熟料三率值合格過渡時間要保持24h左右，防止生料大幅波動。選擇CaO含量48%以上，MgO含量1.5%以下的優(yōu)質(zhì)碎石配料，控制出磨煤粉Qnet,ad≥24MJ/kg，煤粉細(xì)度≤6%，生料細(xì)度≤14%，盡可能用物料先穩(wěn)定分解爐出口溫度，穩(wěn)定拉風(fēng)量，保證熟料結(jié)構(gòu)致密，結(jié)粒細(xì)小均勻，嚴(yán)格控制fCaO含量小于1%。

  2.4 防止篦冷機“堆雪人”和“紅河”現(xiàn)象采取的措施

  將篦冷機一段高溫淬冷區(qū)前5排普通篦板全部更換成充氣梁篦板，將中溫區(qū)4排活動梁篦板也全部更換成充氣梁篦板。由于充氣梁供風(fēng)比較集中，所以對因離析出現(xiàn)的熾熱細(xì)顆粒料，能夠充分冷卻，使“堆雪人”和“紅河”現(xiàn)象得到有效遏制。

  2.5 熟料燒成階段的操作要求

  要求四個班的窯操作員保證窯電流平穩(wěn)，在堅持原有“薄料快轉(zhuǎn)”的煅燒制度下，適當(dāng)降低窯速。操作參數(shù)四個班必須保持統(tǒng)一，不能隨意大幅度改變。利用四通道燃燒器，火焰形狀易于調(diào)節(jié)，有較強燃燒強度、較快的升溫速率，熟料質(zhì)量得到保障。調(diào)整燃燒器內(nèi)外風(fēng)閥門比例，外風(fēng)由100%關(guān)到60%，內(nèi)風(fēng)閥門由 50%開至100%，并加大窯尾高溫風(fēng)機的拉風(fēng)量，保持窯內(nèi)通風(fēng)，為加大頭煤打下基礎(chǔ)。崗位工加大清理預(yù)熱器五級煙道、分解爐下縮口，防止結(jié)皮的形成，保證系統(tǒng)通風(fēng)，及時清理窯頭燃燒器頭部結(jié)渣，不讓其影響火焰形狀。生產(chǎn)出來的高強抗硫酸鹽水泥熟料要放在庫內(nèi)存放一段時間，使溫度下降到90℃以下。放料時，要保持熟料庫多孔下料，使入水泥磨物料穩(wěn)定。

  2.6 水泥的粉磨

  我公司水泥磨系統(tǒng)主機設(shè)備見表3。

  為獲得較高質(zhì)量的高強抗硫酸鹽水泥，采取以下措施：

  表3 主機設(shè)備參數(shù)

  1）將磨內(nèi)隔倉板篦板篦縫由原設(shè)計9/18mm改為6/12mm，出磨端篦板篦縫由原設(shè)計9/18mm改為4.5/9mm，有效阻止較大顆粒進(jìn)、出細(xì)磨倉。

  2）調(diào)整磨內(nèi)鋼球級配，提高細(xì)磨倉鋼球填充率，增加Φ17mm小球的數(shù)量，提高研磨能力。

  3）加大系統(tǒng)排風(fēng)機閥門開度，提高磨內(nèi)風(fēng)速，使其攜帶更多細(xì)顆粒，選粉機選粉效率保持50%以上，循環(huán)負(fù)荷200%以下，減少過粉磨現(xiàn)象，也提高了磨機產(chǎn)量。

  4）磨內(nèi)新增阻流環(huán)，進(jìn)一步增加磨內(nèi)物料研磨時間，對磨尾排風(fēng)機進(jìn)行變頻改造以實現(xiàn)精確用風(fēng)。

  5）采用天然二水石膏做調(diào)凝劑，水泥中SO3含量控制在2.0%±0.2%。

  6）水泥比表面積控制在（360±15）m2/kg，3～32μm顆粒含量達(dá)到70%左右，水泥顆粒分布通過激光粒度分析儀檢測，結(jié)果見表4。

  表4 水泥顆粒各粒徑含量

  3 效果

  通過采取上述措施，在2000t/d生產(chǎn)線上成功生產(chǎn)出高質(zhì)量的高強抗硫酸鹽水泥。水泥性能檢驗結(jié)果見表5，既達(dá)到了抗硫酸鹽水泥的國標(biāo)要求，又實現(xiàn)了28d抗壓強度達(dá)到60MPa的目標(biāo)。

  表5 高強抗硫酸鹽水泥性能檢驗結(jié)果

  4 結(jié)束語

  高強抗硫酸鹽水泥在實際生產(chǎn)過程中，不管是原材料的選取、配料的設(shè)計，還是熟料的煅燒以及水泥粉磨，都要綜合考慮可能影響其性能的各種因素，并根據(jù)實際生產(chǎn)狀況，找出2000t/d生產(chǎn)線生產(chǎn)高強抗硫酸鹽水泥技術(shù)規(guī)律，從各方面確保生產(chǎn)系統(tǒng)的均衡穩(wěn)定，實現(xiàn)水泥高強及抗硫酸鹽的目標(biāo)。