优选配料方案改善熟料性能

1　原燃料化学成分及工艺条件

　　
1.1　原燃料化学成分
　　

由于我厂离钢铁厂较近，矿渣成本较低，本厂又有一油页岩矿，所以生产初期使用石灰石、矿渣、油页岩和铁粉4组分配料。原燃材料化学成分见表1～表3。

1.3　烧成生产主要工艺设备
　　

Φ2.5m×42m带NH型300t/d五级旋风预热器窑1台，30m²电除尘器1台，Φ2.3m×28m单筒冷却机1台，Φ1.7m×2.5m风扫煤磨1套，Φ6m×14m间歇式均化库4座，Φ800mm×4500mm气力提升泵1台，RE150罗茨风机4台(煤风机、净风机各1台，生料风机2台)，四平1930SIBB24型耐热风机1台。

2　工艺存在的问题

　　生产初期由于经验不足，配料率值不合理，熟料的产质量均很低，加之油页岩挥发分较高，造成五级旋风预热器1级筒出口温度过高，风速过快，电除尘器入口含尘浓度超过设计值，使收尘效果差，污染了环境，增加了成本压力。
　　

1)由于生产规模的扩大，增加了外购石灰石量，造成矿点多，成分波动大，又没有预均化设施，使出磨生料CaO合格率只能达到40%左右，Fe₂O₃合格率也只能达到60%，为此专门配置了均化员，负责生料的均化和搭配，及时同化验室联系调整配料方案，提高入窑生料合格率，CaO合格率提高到55%，Fe₂O₃合格率提高到70%，为提高熟料产质量打下了基础。
　　

2)配料方案的问题。由于进厂原燃材料波动大，当时习惯于高熔剂配方，生料Fe₂O₃控制值较高，大部分控制在2.8%～3.2%，熟料煅烧范围窄，经常发生结大球和结圈现象，看火工不得不采用停料烧圈的办法，造成预热器旋风筒中心管、翻板阀烧坏，而且严重影响了熟料的产质量。由于使用的油页岩挥发性物质含量高，造成1级筒风速加快，气、料分离效果差，电除尘器入口含尘浓度远远超过设计值，使电除尘器负荷加重，粉尘排放超过国家要求。据德国多特豪森水泥厂资料介绍，生料中加入11.6%的油页岩，当温度达到500～600℃时，可燃物燃尽，其对物料分解不起多大作用，反而使预热器出口气温大幅提高。针对上述问题，选择了离厂区较近的煤矸石(化学成分见表5)，配料取消了油页岩和矿渣。适当提高了n值，由过去的2.0～2.2提高到2.2～2.4，Fe₂O₃降低到2.2%～2.4%，饱和比则基本保持不变，控制在0.91±0.02。通过上述调整，减少了游离SiO₂含量(比使用粘土或油页岩)，窑的通风有明显改善，窑内物料翻滚活泼，结粒均齐，窑速能稳定在1.5r/min以上，熟料的产质量有很大提高，并减小了电除尘器入口风速和入口含尘浓度，使粉尘排放达到国家要求。利用煤矸石配料前后的生、熟料化学成分和粉尘排放情况见表6～表8。

3　加强工艺参数的管理

　　由于操作人员水平低，窑系统热工参数控制不稳定和不合理，曾造成五级下料翻板阀烧坏和增湿塔入口风管吸瘪以及电除尘器爆炸的严重事故，熟料产质量不稳定，电除尘器粉尘排放浓度严重超标。经过摸索，我们制定了一套工艺控制制度，规定了工艺参数控制范围，并认真执行严格考核。通过培训，改变了看火工过去“小风小料慢窑速，大煤量、大净风、顶火烧”的操作习惯，摸索适应“三大一快，薄料快烧”的操作方法，保证了预热器各级翻板阀灵活和增湿塔喷枪雾化效果好，加强设备检查维护，使电除尘器设备完好率达100%，控制电除尘器进口温度在120～140℃之间，各电场二次电压、二次电流在50～65kV和40～80mA。

4　实施效果分析

　　1)提高了熟料的产质量，降低了粉尘损失，见表7。
　　

2)经济效益和社会效益
　　

从表8可以看出，熟料强度提高了8MPa，台时产量提高了2.8t/h。水泥混合材掺加量增加了5%。1999年比1998年水泥综合电耗降低了4.4kWh/t，水泥标煤降低了2.1kg/t，少向环境排放生料6989t，按全年10万t水泥计算:
　　多掺加混合材增收:5%×100000t×(210元/t-80元/t)=65万元
　　节约电费增收:4.4kWh/t×100000t×0.345元/kWh=15.18万元
　　熟料成本增收:2.8t/h×7446h(85%运转率)×(193.17元/t-190.1元/t)=6.4万元
　　节约煤增收:(2.1/1000×29260/23000)×80元/t×100000t=2.137万元
　　节约生料:6989t×79元/t=7万元
　　

每年合计为企业增收95.75万元。同时使用煤矸石配料，每年为社会消耗12500t煤矸石，解决了煤矸石占用土地问题，社会效益十分显著。