中联万基降低熟料标准稠度用水量的实践

  摘要：2500t/d新型干法生产线曾出现熟料标准稠度用水量由正常的120～125ml逐渐升高到160ml左右的情况，针对此现象，通过生产过程的优化配料及调整煅烧方案，有效控制了熟料用水量，从而保证了水泥的质量。

  标准稠度用水量是衡量水泥是否容易使用的一个重要指标。水泥是配制砂浆或混凝土必不可少的材料，水泥的标准稠度对砂浆或混凝土施工具有重要意义。

  在水灰比恒定条件下，水泥标准稠度用水量低，配制的砂浆或混凝土的工作性（和易性、流动度、塌落度等）就越大或越好，越容易施工，反之则反；在砂浆流动度或混凝土塌落度恒定条件下，使用标准稠度用水量低的水泥，则水灰比就低，砂浆或混凝土强度高。熟料是水泥的重要原料，所以控制好熟料的标准稠度用水量是水泥企业的重要指标。

  1   生产现状及问题提出

  笔者公司一条ф4.2×60m的窑外分解窑生产线，带鹅颈管的Yc-F.S分解炉，有效内经5200mm，高温风机风量520000m³/h，全压8500Pa。 青岛史密斯DBC-220-450-6.5燃烧器，设计能力2500t/d。2011年9月份技改以后，实际能力可达3250t/d。生产线采用石灰石、砂岩、硫酸渣、粉煤灰四组份配料，三率值控制指标为KH=0.895±0.015，n=2.85±0.10，P =1.5±0.10。熟料fCaO一般在0.5%～1.3%左右，升重1.33～1.38kg/L，熟料外观颜色略深，少有内部带白点的夹生料和黄心料，比较容易控制。但是从2013年7月下旬开始，熟料开始出现包壳现象，标准稠度用水量有所增加，从120～125ml上升，8月上旬最严重时达到160～165ml，严重超出市场预期和影响了产品质量。

  2 原因分析

  2.1 熟料质量分析

  从7月19日起，发现熟料出现严重包壳现象。通过观察发现，标准稠度用水量大的熟料，包壳现象明显而且颗粒较多，熟料壳与核颜色明显不同，壳的颜色比较深，黑稍亮，内核颜色发黄，无光泽。如图1所示。将熟料外壳与内核分别进行化学分析与物理检验发现：内核比外壳烧失量高，标准稠度用水量大，强度低。通过岩相分析发现：断面中圆形内核和环形外壳轮廓清晰分明， 外壳A矿较多，晶体发育较好，内核部分几乎无A矿，只有结晶细小的B矿，孔洞较多。

  2.2 窑况表现

  预热器一级筒出口温度315±5℃、负压6166Pa±100，二次风温1130±30℃，烟室负压200 Pa -300 Pa，篦冷机二室压力2800Pa-3000Pa，窑速4.0rpm，和正常操作没有多大变化，但是窑皮长度变化明显，窑皮由18-19米延长到21-22米。

  3   应对措施

  3.1  煅烧调整

  从7月25日起，用水量一天比一天高，也真正引起了工艺和配料、水泥相关人员的重视，送熟料外检，用水量数据基本和我们检验数据一致，排除了检验方面的错误。根据熟料黄心和C3S的发育不是很完善现象，首先解决窑内通风问题，一级筒出口负压提高到6500Pa，窑头煤粉由7.1T/H减少到6.8T/H。同时调整窑头燃烧器位置和内外风开度，增大燃烧空间来加强煅烧。配料方案不变，至30日熟料用水量还是向上趋势，但是熟料黄心现象基本杜绝，敲开后整体黑色，稍亮，在阳光下观察不到亮晶晶的闪光体，如图2。从窑筒体温度上测量，窑皮基本看不出变化，厚薄均匀，长度仍是23米-24米，控制篦冷机二室压力2800Pa左右，并且经多次调整窑头煤管各个参数，基本没有效果。用水量143ml上下，还远远超出正常范围，熟料3天抗压强度32MPa左右，也没有大的变化。从结果来看，采取的应对措施对扭转用水量上升趋势没有效果。

[Page]

  3.2 工艺配方调整

  于是我们从使用的原材料入手，分析使用的原材料中有害成分。和2012年3月份平均样做对比。对比结果如表1。

  由表1可以看出，砂岩和硫酸渣中K₂O 、Na₂O 、R₂O含量明显升高，传导入熟料中。是不是由于熟料中有害成分造成用水量升高？由于我公司对熟料中硫碱没有做日常检测，就对照附近使用原料相近的其他公司熟料硫碱记录，可以系统地看出硫碱有害成分含量与熟料标准稠度用水量有密切的相关性。当熟料中碱当量值在0.9%以下时，碱对熟料标准稠度用水量的影响还不明显：当碱当量值超过1.0%时，特别是K₂O含量超过1.2%时，熟料标准稠度用水量以及其他各项物理指标均会收到较大影响。虽然我们的碱含量没有太大影响，但是K₂O已经处于危险的边缘，原料中硫酸渣K₂O含量2.98%，升高的幅度达到39.9%，并且硫酸渣碱含量比以往高41.7%，砂岩高30.3%，是导致熟料碱含量高的主要原因。据此对原材料供应提出控制硫碱含量要求。8月4日熟料用水量突破140，达到143，分析原因，发现生料中石灰石配比高于90%，粉煤灰也停用，熟料中Al₂O₃ 含量大于4.6%，硅率也偏低，导致熟料结粒明显偏大，于是又对原材料供应提出控制GaO大于48.5%的含量要求。从4日到9日随着熟料中Al₂O₃值偏大、硅率降低，熟料结粒偏大，入窑头电收尘气体温度临近报警值，只有降低篦速加厚料层，二次风温从1080℃提高到1150℃左右，用水量直线上升，达到160ml。我们立即采取减产到3100t/d，推快篦床，保持较低的二次风温，加强熟料冷却速度，才有效控制用水量在130～140ml,但是没有恢复到正常值。可是我们很快发现熟料3天强度没有降低，P.O42.5水泥用水量没有明显升高。8月10日终于把熟料中铝降至4.6%以下，硅率提高至2.9以上，熟料结粒变小，冷却速度加快用水量呈下降趋势，20日以后都在128ml以下。

  4  问题探讨

  虽然笔者公司熟料用水量高，但用该熟料生产的P.O42.5水泥用水量并不高。用小磨试验也证明了这一点。笔者用P.O42.5水泥原料进行小磨实验。把生产用水泥原料烘干后按P.O42.5水泥配比在化验室小磨进行粉磨，所得水泥用水量是155.0ml，与所用熟料用水量159.0ml相差不大。但用相同的配比在水泥大磨磨出的P.O42.5水泥用水量却只有138.5ml。两个实验结果差别之大，超出我们的预料，这还有待行业同仁共同探讨原因。

  5  结束语

  降低熟料标准稠度用水量既要有合格的原材料，又要有恰当的配方和煅烧工艺。当物料有害成分接近某一边缘限度时，采用小结粒、快速冷却的措施，可以弥补有害成分带来的副作用，加强生产过程控制和原始数据积累才能为迅速扭转被动局面提供技术支持。