立窑水泥生产新技术研讨会报告

1.主  讲:武汉理工大学林宗寿教授

2.报告人:

3.内容:

    此次水泥生产新技术研讨会主要讲授熟料配方技术、立窑熟料最佳配方设计理论、立窑熟料产量质量保证度等。因国内水泥企业大多数为立窑，此次研讨会主要针对立窑作详细讲解。

 3.1熟料配方设计技术

    熟料配方设计的目的是优质、高产、低消耗和设备长期安全运转。熟料配方设计的任务是确定熟料的三率值:KH、SM、IM等。

    窑外分解窑宜采用高硅、高铝配料方案，因为窑外分解窑烧成带温度高，若SM值较低(约为2.3~2.4)时，物料在窑内固相反应带就结粒，物料到烧成带后火焰只能烧透料层表面，且物料在窑内停留时间短，故不易烧熟，造成游离氧化钙偏高，熟料强度降低。若采用高硅配料方案，只要窑温足够，就能提高液相量，物料至烧成带后结粒，颗粒内外温度一致，则易烧透。

    决定熟料强度的主要因素是熟料的矿物组成，而不是熟料的某个率值大小，硅酸三钙是熟料的主要矿物，也是熟料中活性最高的矿物，提高熟料中的硅酸三钙的含量可显著提高熟料的强度。因此宜采用高KH，高SM配料方案，KH代表C₃S/C₂S的比值，高KH，C₃S不一定高，SM表明硅酸盐矿物与熔剂矿物的比值，高SM， C₃S不一定高。若提高KH和SM，则能提高熟料中C₃S含量，提高熟料强度，但生料易烧性降低。因此应改善窑内通风，提高烧成带温度，加快熟料冷却速度，稳定生料成份。

   每提高0.01的KH值，C₃S可增加1.93%~2.13%。每提高0.1的SM ，C₃S增加0.4%~0.73%。

3.2立窑熟料最佳配方设计理论

  立窑熟料质量差的主要原因是温度场分布不均，生料成份波动较大。

 3.2.1立窑  烧温度场

    立窑温度场是中心温度高，边缘温度低，主要因为窑内物料由上向下滑动，边缘结构疏松，孔隙较大，通风阻力小，风带走的热量较多，故温度较低，此种温度场易造成高温区结大块，低温区生烧现象。

 3.2.2解决措施

  a.加强窑体保温降低散热。

  b.采用差热  烧，配料时用于边部  烧的生料增加煤量，用于中部  烧的生料减少加煤量。

3.3生料配料控制新技术

3.3.1水泥生料配料控制是水泥生产中最重要的环节之一，生料质量好坏直接影响熟料的产量和质量，以及燃料的消耗量，提高生料质量，稳定生料成份是提高产量和质量的保障。

  目前水泥生料配料控制方法主要有两种，钙铁控制和率值控制。钙铁控制是我国水泥企业正在普遍采用的生料控制方法，而率值控制已在国外普遍采用，我国只有在少量新型干法线上使用。

 3.3.2生料钙铁控制

    钙铁控制是通过测定出磨生料中的CaO(或T-CaCO₃)、Fe₂O₃，然后化验员根据经验调整新的石灰石、粘土、砂岩、铁砂等配比，实现生料配比的控制。

 3.3.3生料钙铁控制的不足

   由于钙铁控制方法只是关心CaO、Fe₂O₃是否合格，而不考虑SiO₂和Al₂O₃的变化，如果原料中的SiO₂和Al₂O₃含量有所波动，就会引起出磨生料率值的很大变化。在实际生产中，由于无法时时测定原料中的SiO₂和Al₂O₃的含量，因此也不知道SiO₂和Al₂O₃含量何时会发生变化，即使出磨生料的CaO、Fe₂O₃含量合格，由于SiO₂和Al₂O₃含量波动，会造成出磨生料率值不合格。此外，由于生料CaO、Fe₂O₃指针与水泥熟料的质量没有直接关系，而生料率值则可决定生料的易烧性和熟料的质量。因此，控制生料率值可稳定生料成份，促进窑的烧成和改善熟料的质量。

 3.3.4生料率值控制

   生料率值控制是快速分析出生料中的CaO、SiO₂、 Al₂O₃、Fe₂O₃，计算出生料率值，然后与给定的三率值比较，计算机计算出每种原料变化，再修正生料配比，达到稳定生料率值。

3.4窑结圈的原因

3.4.1旋窑结窑圈通常为煤灰所致，当煤灰含量高时，大部份煤灰以熔体灰滴的方式滴落沉积在火焰末端部位的窑料上，还有粉尘、燃烧气体中的组份，以及挥发性组份等，这些物质易与窑料形成低共熔物，促进熔体的形成，形成的熔体可有效的湿润并粘结周围物料，当温度下降时，熔体冻结形成窑圈。因此煤灰份越高，煤灰熔点越低，碱、硫含量高越易产生窑圈。

3.5心得体会

 3.5.1钙铁配料确实存在不足之处，宜采用率值配料以稳定生料率值，稳定烧成，稳定熟料品质及水泥品质。

 3.5.2生料配料宜采用高KH、高SM配料方案，以提高熟料中C₃S含量，提高熟料强度，但高KH、高SM的生料，其易烧性降低，必须改善窑内通风，提高窑温，才能烧出优质熟料。

 3.5.3熟料烧成过程中应尽量避免还原气氛，还原气氛会使熟料发黄、发白。

 3.5.4当水泥中以煤矸石作为混合材时，应避免有煤粉，煤粉会沉降于混凝土中碎石及钢筋周围，造成混凝土与钢筋粘结力降低。