稳定生产优质水泥

2004/11/16 00:00 来源:北京现化立窑新技术研究所 周沛

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  为不断提高立窑水泥生产水平,原国家建材局对立窑进行过多次大规模的技术改造,尤其是从80年代末开始进行的节能技术改造以来,使我国立窑生产技术上了新水平,水泥质量普遍提高,到1993年全国机立窑生产的水泥熟料强度平均为557号,水泥平均标号为432号,能耗降低……由于广大水泥科技工作者和立窑企业职工的不断奋斗,到90年代后期又出现了一些现代立窑企业,这些企业能稳定生产425(新标准)以上的优质水泥,它们的产品是各地的名优产品,免检和用户信得过产品……,但一些企业的半成品与成品质量尚欠稳定,因此,进一步稳定生产优质水泥,是当今立窑水泥生产中应作为重中之重的工作,如何稳定生产优质水泥:首先必须稳定生产优质生料,在优质生料的基础上必须使热工制度稳定,才能生产高优质熟料,在优质熟料基础上必须对水泥磨进行技术改造,才能生产优质水泥。

一. 优质生料
(一).优质生产的概念:
  优质生料是生产优质熟料的前题和必要条件,优质生料必须具备的主要条件是:生料成分适当均匀稳定;生料配热适当均匀稳定;生料细度适当均匀稳定;生料中石灰石晶体最好是细晶和微晶结构,即使有粗晶,但含量也要少,且要均匀稳定;生料要具有一定可塑性,使成球的质量符合立窑煅烧要求等等。要使生料达到以上要求,除要严格控制原、燃材料质量,优选合适的成分和配热外,更要做好一系列均化工作,包括:原、燃料的搭配开采或搭配使用;原、燃料的预均化;配料准确;生料均化等等。
(二).原、燃料的选择:
1.石灰石的选择:多年来有些企业对石灰石选择有误区,误认为石灰石中Cao含量越高越好,现在通过理论分析和实践证明,石灰石中Cao含量越高其分解温度越高、热耗越高,因此并不要求Cao含量很高,一般Cao含量为50%左右即可,关键是希望Cao含量稳定,有害成份(mgo、K2O、Na2O)符合有关规定,此外含结晶型的SiO2 (石英砂和燧石结核)要尽可能少,尤其是燧石结核(也称火石,质地坚硬,用小刀刻不动,色黑,凸出在石灰石表面的呈结核状,称为燧石结核,多为乳白、淡黄、棕褐等杂色,具有油脂光泽或透镜状,也有呈扁豆状、长条状的,称燧石条带。)最好没有,因为它们易磨性和易烧性都很差,f-cao含量随着结晶型SiO2含量的增加而增加;石灰石的结晶大小对生料的易磨和易烧性也影响很大,其晶体大小可有粗晶、中晶、细晶、粉晶、泥晶之分,泥晶其晶体大小<10min,而粗晶的晶体大小在500~1000min,中、细、粉晶晶体大小界于粗晶和泥晶之间,结晶体越小,其易磨性与易烧性越好,f-cao越低。
2.粘土的选择:对粘土的选择以往也有误区,以往有些人希望粘土中SiO2含量高,实际生产中并不要SiO2含量高,只要求它适当,一般粘土中SiO2含量在60%左右便能满足生料配方要求,相反目前不少地区粘土中AL2O3含量不高,而影响生料配料的要求,往往需要用含AL2O3   高的校正原料满足生料成分要求;为使成球质量好还希望粘土有一定可塑性。
3.铁质原料选择:由于目前一般生料配方是朝着高铝、低铁方向发展(特种要求除外),因此有些企业仅两种原料即石灰石和粘土配料,而不加铁质原料,若要用铁质原料,多数都采用工业废渣或金属尾矿,《现代化立窑》书中54-62页列举了一些代铁的工业废渣和金属尾矿的实例。
4.燃料—煤的选用:对煤的选用以往的误区是只要求其发热量高,对挥发份没有要求,而误认为,发热量小于5000仟卡热量的煤不能用,实际上4000仟卡左右热量的煤也能用,关键是要稳定,目前煤特紧的情况下,能有煤供生产用就不错了……;除要求煤的发热量尽可能稳定外,还必须使其挥发份含量适当,对立窑生产用煤其发挥分最好在7%-8%之间,因为挥发份若过高,底火薄影响熟料质量,且热耗高(一部分挥发份在予热带要挥发掉),若挥发份过低,上火速度慢,熟料产量低,山西阳泉煤的挥发份在7%-8%之间,因此阳泉煤是立窑煅烧最好的煤,但在实际生产中绝大多数企业很难买到阳泉煤,因此当煤的挥发分不符合要求时,只有采用搭配的办法,将挥发分高的和挥发分低的煤搭配使用,通过搭配尽可能使挥发份在7%-8%之间,或接近此数,搭配后再进行均化;当煤的热量波动大时同样也需要将高低不一的煤要用搭配的办法使其波动小些,搭配后也需均匀;多数煤的发挥量和挥发份都不是很稳定,同一个煤矿的煤也如此,因此对煤都应予均化后才能供配料用。
(三)生料化学成份合适:
  生料成份由熟料成份决定,熟料成份对熟料的强度、凝结时间等性能影响较大,为保证熟料性能优,首先要选定熟料的成份,而熟料成份首先是确定三个率值。
1.饱和系数KH值的选择
  KH适当高些熟料强度高,凝结时间短,熟料质量好;但若将KH不适当地的提高,则生料易烧性差,熟料f-cao含量增加,安定性不好,而且熟料热耗增加,产量低,因此确定合适的配料方案时,首先要正确地选好KH的数值,在选定KH时需考虑以下因素:当生料中结晶SiO2含量低、石灰石结晶均为微晶,煤的发热量、挥发份较均匀稳定、且符合立窑煅烧要求,生料成分均匀稳定,窑体结构基本合理,且预热带与烧成带保温较好,料球粒度、强度等均匀稳定……,在这些情况下饱和系数应偏高掌握,否则相反;一般可控制KH值在0.96左右。
2.硅酸率N值的选择:
  N值增加,熟料中C2S含量增加,使熟料和混凝土的后期强度增加,但N值过高使熟料煅烧中液相量过少,对烧成不利,因此N值也需要适当,目前一般可控制N值在2.1左右。
3.铝氧率P值的控制:
  铝氧率高,熟料中生成的C3A多,有利于熟料早期强度的发挥,凝结快、凝结时间缩短,同时铝含量增加,液相粘度增加,使底火坚实有利于用大风提高立窑产量,但铝率过高使粘度过大,也不利于熟料烧成,目前一般控制铝氧率P值在1.6左右。
(四)生料配热适当:
  配热合适与否的标准是:熟料质量好坏、底火温度高低,当熟料中绝大多数为优质熟料,没有欠烧料,更无生烧料,还原料极少时,同时烧成带(俗称底火)温度合适,此时配热合适。当欠烧料较多底火温度偏低时为配热不够;当还原料过多,底火温度偏高时,为配煤过多。
影响配煤多少的因素:当生料易烧性好、窑体保温好、窑内通风均匀良好、看火操作水平较高……等,此时配煤应适当减少,否则相反。
(五)生料成分和配热均匀稳定
二.热工制度稳定
三.水泥磨技术改造
四.严格质量管理
(以上三个大题均有专文。)

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