煤矸石部份代替铝钒土配料的生产实践

煤矸石代替铝质校正材料配料，可降低熟料煤耗，吨熟料可节约标煤7～10kg，但因其硫、碱、氯等有害成分较多，易结皮、结圈，影响了正常生产，故许多厂家在试用一段时间后，被迫停止使用。笔者在考察了辽东水泥、千山山水两个兄弟厂家后，决定使用煤矸石部分代替铝矾土配料。

　1 配料方案确定

　　1.1  煤矸石配料对煅烧系统的影响

笔者目前选用的是西马矿的洗矸，其与铝矾土的化学成分比较见表1，燃料工业分析见表2。由表中可见，煤矸石较铝矾土中碱含量升高0.48倍，氯含量也大幅升高，且每kg煤矸石又带进了0.0286kg单质硫。众所周知，氯、硫、碱三种成分易在熟料煅烧过程中形成化合物，并造成循环富集，将导致熟料煅烧系统结皮堵塞，因此，煤矸石配料的关键在于如何控制生料和燃料中的硫、碱、氯等有害成分的循环富集。

1.2 煤矸石配料方案的实践

笔者对煤矸石带入系统内的硫、碱、氯等有害成分升高对煅烧系统的影响机理进行了分析研究，为避免硫、碱、氯等有害成分的循环富集，结合前期笔者公司生产运行实际情况，制订了如下煤矸石配料方案。

（1）严格控制硫碱比在0.8～1.0，以保证硫、氯的化合物均与碱生成不易挥发的硫酸盐和氯化物，减少游离硫和游离碱，生成的化合物存在于窑料中，挥发温度高于熟料煅烧温度的化合物作为熟料成分排出窑外，挥发温度低于煅烧温度的化合物则产生循环。

如果硫碱比偏小，易形成游离碱循环富集，易在预热器二、三级形成结皮堵塞，笔者前期主要是二级发生过两次结皮堵塞；反之，则易形成游离硫循环富集，易在预热器五级、分解炉、窑尾结皮或结圈。

为了实现硫碱比的合理控制，笔者设计了两个配料方案：

方案一：投料初期，由于生料均化库内有大量库存，故采用高硫碱比1.2配料方案，煤矸石完全取代现有的铝矾土配料，用以将原有生料的硫碱比0.5逐渐调整到0.8以上，原燃材料化学分析见表3、燃料的工业分析见表4、生料配比见表5。

方案二（见表4）：当入窑生料硫碱比达到0.8时，生料配料执行方案二，即硫碱比调整到0.88，加入部分铝矾土取代部分煤矸石，进行煤矸石稳定配料生产。

（2）严格控制生产用原燃材料质量，提高稳定性：

①燃料煤：

a 、不同货源的煤都要有合理的库存，以确保均化搭配需要；

b、不同货源的煤要有相对稳定的热值，相邻两批次间波动范围在 200kCal/kg以内；

②石灰石、砂岩、铝矾土、煤矸石：

a、制订严格的供应计划，不同供应商要按计划供货，严禁无计划进厂；

b、不同供应商必须保证所供应原料质量满足公司控制指标。

③生产过程控制及过程产品质量控制：

a、选择合理三率值，提高生料易烧性，减少煅烧用煤，降低系统温度。初步选择三率值为：KH＝0.92，n=2.5,p=1.45。

b、所有原燃材料必须按工艺技术要求，经预均化后才能使用，未经均化的原燃材料严禁进入生料制备和熟料煅烧系统；

c、生产初期，出磨和入窑生料坚持每小时一个样，直至方案二执行后取得稳定的硫碱比，恢复正常控制过程，即入窑生料每两小时一个样；入窑物料表观分解率每四小时一次；

d、加强出磨煤粉控制，水份＜3.5%，细度＜5%，确保煤粉充分燃烧，避免窑内出现还原气氛；

e、动力部加强对熟料煅烧系统的热工仪表校准管理，确保数据反馈准确及时；

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f、生产现场巡检人员对熟料煅烧系统漏风治理，确保各部位温度均一稳定；同时加强对热电偶清结皮和对负压管清堵处理，减少热工参数测量误差，为中控操作提供可靠数据；

g、加大空气炮工作频率，加强机械清结皮力度；定期督促现场巡可巡检人员用压缩空气对四、五级预热器锥体进行清扫，减轻结皮累积效应。

④中控操作控制：

a、合理使用风煤，控制窑尾进料室温度不超过1200℃，杜绝系统还原气氛，减少甚至杜绝窑料中硫酸盐分解与挥发，减轻窑尾进料室结皮堵塞；

b、合理使用风煤，适当降低分解炉内烟气温度及入窑物料温度，严格控制分解炉出口温度不超过880℃，预热器一级出口温度不超过300℃，入窑物料表观分解率控制在90%～92%，减少物料在预热器、分解炉内出现熔体结皮；

c、合理控制入窑二次风温稳定在1200±30℃；

d、微调、精调，保证系统热工制度均衡稳定，杜绝局部高温和温度频繁波动；

e、督促现场巡检人员，勤观察物料外观颜色，杜绝还原气氛；勤观察处理热工仪表，确保热工参数反馈准确。

⑤产品质量控制：

a、控制熟料容重在1280～1350g/l；

b、熟料中碱含量≤0.9%；

1.3 煤矸石配料方案总结

a、生产初期每周进行一次总结，总结内容包括：1）配料方案执行情况；2）节煤效果；3）产品质量，尤其是熟料需水性和熟料强度；

b、稳定生产后，每进行一次总结，必要时提出相应改进方案。

2  实验总结

　　2.1  实验过程简述

2011年10月10日，笔者采用西马矿洗矸代替铝矾土，进行配料实验，煤矸石掺加量基本维持在（5±0.5）%，设计配料方案得到如期执行，11日中午煤矸石入窑煅烧，预热器C1～C3出口温度平均升高10～20℃，系统负压基本无影响，出窑熟料各龄期强度与铝矾土配料基本一致。

2.2 实验结果统计

2.3 实验结果总结

通过近两个月的生产实践，笔者的煤矸石配料工作取得了阶段性的成功，基本每吨熟料降低原煤消耗2.5公斤，熟料质量无明显影响。但在后续的生产实验中，笔者认为在煤矸石配料工作中，有如下几点需要重点关注：

（1）原燃材料质量。通过实验，煤矸石配料生产的熟料硫碱比基本稳定在0.8～0.9，为此在下一步生产过程中，必须加强原燃材料的有害成分控制，尤其是碱含量的控制，以降低预热器和窑内结皮堵塞机率，保证熟料后期强度。

（2）加强生产过程物料管理，改善物料均化效果。良好的物料均化是保证生料配料稳定的前提，也是稳定入窑生料质量的必要条件。只有入窑生料稳定了，窑内热工制度才能有基本的保证，实现稳定操作。

（3）中控操作必须突出精细化。窑操作人员必须时刻关注窑系统热工参数微小的变化，认真调整，尤其是烧成带温度的合理控制，是降低物料中有害成分循环富集的必要保证。通过十一月份和十二月份两次计划停窑检查，我们发现，煤矸石配料对预热器系统结皮影响颇大，尤其是C5下料管的结皮速度提高了近三倍，加大了堵塞的风险，为此，中控操作人员必须时刻警惕，关注预热器四级、五级下料管的温度压力变化，降低预热器系统堵塞损失。

（4）加强工艺技术管理，定期定时对回转窑系统进行必要的检修检查，处理煤矸石配料带来的危险因素，保证生产有计划顺利进行。