建筑水泥專題:熟料煅燒過程中的質(zhì)量控制

1.熟料煅燒過程中的質(zhì)量控制的目的游離氧化鈣(f-CaO)的含量和熟料立升重是預(yù)分解窯熟料煅燒過程中檢查熟料的重要指標游離氧化鈣含量升高影響到水泥的安定性和強度,嚴重時引起安定性不良,使水泥制品變形和開裂熟料立升重的測量是檢驗熟料燒結(jié)過程中結(jié)粒的致密程度,確保熟料的強度,反映熟料的礦物組成,指導(dǎo)窯系統(tǒng)操作和配料因此,熟料煅燒過程中的質(zhì)量控制的目的是結(jié)合工藝生產(chǎn)條伴及各項生產(chǎn)經(jīng)濟指標,通過對窯系統(tǒng)的正常操作控制游離氧化鈣和熟料立升重在適當?shù)姆秶鴥?nèi),一般預(yù)分解窯游離氧化鈣可以控制在1.5%以下,熟料立升重大于等于1250kg/L,但根據(jù)不同窯型的生產(chǎn)狀況,不同水泥企型對f-CaO含量、熟料立升重控制范圍不盡相同2.熟料煅燒過程中質(zhì)量控制的影響因素在窯系統(tǒng)工藝操作中,由于配料率值、生料細度和均化效果、燃料成分、煅燒、冷卻制度、窯內(nèi)氣氛及不正常操作的影響,會使燒結(jié)熟料的f-Cao含量、立升重的檢測結(jié)果不在熟料質(zhì)量控制的指標內(nèi),造成生產(chǎn)工序質(zhì)量事故因此,在窯系統(tǒng)工藝操作中,通過分析各相關(guān)工藝參數(shù),判斷造成生產(chǎn)工序下質(zhì)量事故的影響因素,作出響應(yīng)的工藝調(diào)整是非常必要的2.1配料率值的影響率值表明熟料各氧化物之間相對含量的系數(shù),用來控制礦物組成,滿足熟料的強度的控制;在窯系統(tǒng)操作中,常因生料的率值的波動而導(dǎo)致窯熱工制度的破壞,一般生料的飽和比高,會導(dǎo)致生料很難燒,f-CaO偏高,操作員被迫增加喂煤,從而很容易燒壞窯皮;IM過低,會導(dǎo)燒結(jié)范圍變窄,窯內(nèi)容易結(jié)大蛋,嚴重破壞熱工制度。
2.2生料細度和均化的影響生料細度和均化對熟料的燒成和熟料的質(zhì)量均有重要意義,生料細度控制在12~15%(0.08mm方孔篩篩余),如采用立磨可放寬到16%生產(chǎn)實踐表明主要有以下幾種情況影響熟料煅燒過程質(zhì)量的控制:?(1) 入窯生料細度過粗,使生料分解率下降,增加了窯熱負荷在煅燒過程中反應(yīng)不完全CaO不能完全被吸收,易出現(xiàn)f-CaO含量過高工藝操作上可以通過提高分解率,減輕窯負荷,穩(wěn)定窯的正常煅燒溫度2)生料成分波動,主要由于生料均化庫料位低或配料不穩(wěn)定造成煅燒過程中由于生料成分的波動,會給煅燒帶來困難,嚴重時會造成窯熱工制度的混亂,不利于窯系統(tǒng)的正常操作工藝操作通過對主要工藝參數(shù)小幅度的調(diào)整如適當減喂料,增加喂煤,穩(wěn)定窯系統(tǒng)熱工制度,加強煅燒2.3煤粉的影響煤粉對熟料煅燒過程的質(zhì)量控制影響主要指煤粉的灰份揮發(fā)份、熱值、細度、水份國內(nèi)水泥企業(yè)預(yù)分解窯大多使用煙煤作為燃料,煤粉制備采用風掃煤磨或立磨煤粉細度控制范圍為12%(0.08mml方孔篩篩余),水分控制范圍1.0%以內(nèi)根據(jù)實踐生產(chǎn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計,由于煤灰的摻入,將使熟料石灰飽和比降低0.04-0.16,硅率降低0.05-0.2,鋁率提高0.05-0.3。
因此,在正常生產(chǎn)中,應(yīng)使粉煤灰份、揮發(fā)份與配料率值相適應(yīng)如石灰飽和系數(shù)KH偏高,煤粉灰分偏低,熟料f-CaO含量難控制在配料上應(yīng)降低飽和比或提高煅燒溫度因此在工藝操作中,結(jié)合煤粉的性質(zhì)與入窯生料率值,操作上做相應(yīng)調(diào)整,確定熟料煅燒溫度,同時又要穩(wěn)定系統(tǒng)的熱工制度2.4煅燒溫度的影響正常熟料的燒成都有一個溫度范圍(燒結(jié)范圍),由于生料成分的波動,生料所需煅燒溫度一般在1350—1450℃窯溫度控制過低,易出現(xiàn)欠燒熟料CaO沒有被充分吸收生成C3S,而以游離狀態(tài)存,使熟料強度下降,煅燒溫度控制過高,游離氧化鈣很低,熟料結(jié)粒尺寸增大,致密難磨,易損壞窯皮,對耐火材料的保護很不利因此實踐生產(chǎn)中,控制煅燒溫度對熟料質(zhì)量的控制至關(guān)重要工藝調(diào)整的的方法是:通過窯電流、NOx、窯頭火焰溫度這些參數(shù)判斷煅燒溫度的高低,調(diào)節(jié)窯爐喂煤量、生料喂料量,窯內(nèi)通風量、二三次風溫及窯速,把煅燒溫度控制在適當?shù)姆秶畠?nèi),避免物料的欠燒或過燒2.5窯內(nèi)氣氛的影響正常熟料是在窯內(nèi)空氣過剩的情況燒成的,即有足夠的氧使燃料完全燃燒窯內(nèi)氧合量不足,燃料不完全燃燒易出現(xiàn)CO,形成還原氣象,燃料不完全燃燒,熱量損失使窯內(nèi)熱力強度低,高價的過渡型元素被還原成低價的,生成異常顏色的熟料,如黃心料,同時時由于窯皮中液相提前出現(xiàn),粘度降低,使回轉(zhuǎn)窯后結(jié)圈形成,又使窯內(nèi)通風不良,還原氣氛加重,如此互為因果,形成惡性循環(huán),破壞了窯內(nèi)的正常煅燒溫度,使熟料質(zhì)量難以控制。
在工藝操作時,通過熟料的外觀特征,及有關(guān)工藝參數(shù),如氣體成分的分析,如CO2 、NOx含量降低,CO升高,窯尾煙室溫度偏高,判斷窯內(nèi)有還原氣氛,可通過改善窯內(nèi)的通風狀況,減少還原氣氛的產(chǎn)生,如果因喂煤計量失真,煤粉燃燒不完全產(chǎn)生還原氣氛,操作中及時對喂煤量進行調(diào)整2.6冷卻的影響預(yù)分解窯生產(chǎn)中,熟料的冷卻主要是指出窯熟料在冷卻機中快速急冷的過程,由于熟料在冷卻過程中要進行液相的凝結(jié)與礦物的相交兩個過程,所以冷卻對熟料的質(zhì)量有明顯的影響在保證熟料煅燒正常的條件下,工藝操作中重點是加強熟料的急冷,因為急冷具有以下明顯的優(yōu)點:(1)防止熟料中的C2S轉(zhuǎn)型,而使熟料粉化2)急冷使熟料球產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力,提高熟料的易磨性3)急冷可以減少C3A析晶,改善水泥的抗硫酸性能和水泥的安定性因此在操作中常優(yōu)化冷卻機的操作,改善熟料冷卻制度,加強熟料的冷。