硫铝酸盐水泥熟料煅烧中的问题及对策

　出现的问题  

　　我厂自1993年开始试生产硫铝酸盐水泥，窑型为Φ2.6m/3.3m×75m中空回转窑，Φ1.2m×22m单筒冷却机，采用半干法生产。投产以来一直比较顺利，熟料色泽好，化学成分比较理想，强度能达到预期目标。2000年为降低生产成本，采用低挥发分煤煅烧。单通道喷煤管改为双通道喷煤管。改造后铝酸盐水泥熟料的煅烧较为顺利，但是当生产硫铝酸盐水泥熟料时，烧出来的熟料都为红褐色或棕黄色，其外观色泽与铝酸盐熟料接近，有些熟料外为红褐色内为灰黑色。虽多次调整热工参数，仍改变不了熟料的颜色，致使烧出来的熟料都为废品。 

2　原因分析 

　　 
2.1　生料、熟料的化学成分 
　　
表1为生料的部分化学成分，表2为棕黄色熟料及外呈红褐色内呈灰黑色熟料的部分化学成分。 

 
注：1、2号样为棕黄色熟料，3号样为外呈红褐色内呈灰黑色熟料。 
　　
从表1、表2可以看出，熟料SO3比灼烧生料的SO3低得多。除SO3在煅烧过程中有部分挥发外，还有4%～6%的SO3没有进入熟料，损失掉的这部分SO3从窑尾放空。这部分SO3究竟是被分解了还是被还原了呢？当烧成温度大于1400℃时，已形成的硫铝酸钙(3CaO·3Al2O3·CaSO4)及CaSO4会分解生成CaO·Al2O3和12CaO·7Al2O3，而当时煅烧的硫铝酸盐熟料容重为800～900g/L，窑尾温度只有350～400℃，说明窑内的烧成温度并没有高到使CaSO4分解的程度。那么只有可能CaSO4被还原成SO2，但是从理论上说使用双通道喷煤管时煤的燃烧充分，窑内通风较好，不应该形成还原气氛。 
2.2　对窑尾废气的化学成分分析见表3 
　　
从表3可看出，窑尾废气中SO2的含量非常高，按第1项数据进行计算，SO2=11265×50000×10-6=563.3kg/h，每小时应有563.3kg的SO2从窑尾排出。按表2中的1号样(烧失量按0.00计算)与灼烧生料SO3之差算出，应有8.62%的SO3被还原成SO2排空了，合SO2为6.90%，按窑产量为8t/h计算，理论上每小时产生SO2: 6.90%×8.00×1000=552.0(kg) 
　　
实测值与理论计算值比较接近，因此可判断损失掉的SO3被还原成SO2排空，以致造成熟料中SO3含量过低，使熟料颜色接近铝酸盐熟料。从表2中可看出外呈红褐色内呈灰黑色的熟料中的SO3比棕黄色熟料中的SO3高，是因为外部的SO3被还原成SO2排空，而内部的SO3却没有被还原。 

2.3　确定还原气氛的来源 
　　
1)煤粉过粗。因当时为雨季，煤比较湿(煤磨为风扫磨，热风进口温度只有300℃左右，所以烘干能力有限)，不易粉磨，加之煤磨也存在一些工艺问题，造成细度最粗时达到34.0%；2)煤粉水分过大，入窑煤粉水分达3.5%；3)窑头风机功率小，一次进风量小，过剩空气系数过小。  

3　采取的措施 

1)选择在大棚内堆放较干的煤，降低入磨原煤水分；2)对煤磨进行调整，使煤粉细度降至13.0%左右；3)窑尾负压保持在80～100Pa，拉长火焰，顺火煅烧，增大窑内空气量；4)增大窑头风机功率；5)在煅烧硫铝酸盐熟料前，将窑内烧铝酸盐熟料形成的结圈打掉，使窑内通风良好。 
　　
采取上述措施后，在2000年10月份，我们又组织了一次硫铝酸盐熟料的煅烧，生料与熟料的成分见表4。 

 
这一次煅烧的硫铝酸盐熟料色泽灰中发绿，结粒均匀，强度等指标都达到了预期的目标。