生产高强抗硫酸盐水泥的措施

  高强抗硫酸盐水泥用于海工与国防建设，该水泥性能既要符合抗硫酸盐水泥各项性能要求，又要满足28d抗压强度达到60MPa以上。我公司采取适当措施，在Φ4m×60m回转窑带五级预热器及TSD分解炉的2000t/d生产线上生产出高强抗硫酸盐水泥。

  1 生产中需注意的问题

  由于高强抗硫酸盐水泥熟料采用的是低饱和比、中硅率及低铝氧率的配料方案，因此在生产中容易出现以下问题：1）分解炉炉温要低温控制，否则，物料会在分解炉内过早出现黏性形成颗粒直接落入窑内，造成分解率极低，烧成带有大量未分解的物料涌入，窑头窜生料，熟料产质量急剧下降。2）入窑分解率较低，所以窑头必须增加头煤用量以保证窑内热力强度，这样易对窑衬造成伤害，缩短耐火砖寿命；并且通风不良时，还会造成还原气氛浓厚，还原气氛下FeO会使C3S不稳定。3）加上IM偏低，液相的表面张力较低物料结粒较差，烧结范围窄，窑内极易出现飞砂和黏散料，既会冲刷窑皮，又会在篦冷机内形成“红河”和“堆雪人”现象。4）如果熟料冷却较慢，容易发生晶型转变，降低熟料质量。5）由于熟料易磨性差，粉磨时间延长，易导致出磨水泥温度高，致使水泥流动度下降。6）水泥颗粒级配分布范围不能太窄，尤其要控制3μm以下颗粒，否则会造成水泥后期强度增进率低。

  2 采取的主要技术措施

  2.1 选择合适的配料率值及生产操作参数

  针对水泥的质量要求，经过不断摸索，选取熟料三率值：KH=0.87±0.01，SM=2.45±0.1，IM=0.95±0.1，C3S:53%～55%，C3A:小于5.0%。高强抗硫酸盐水泥熟料与普通水泥熟料的率值及矿物组成对比见表1，生产中主要操作参数对比见表2。

  表1 两种熟料的率值和矿物组

  表2 生产两种熟料时的主要参数控制值

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  2.2 预防飞砂料采取的措施

  1）适当降低分解炉以及C5下料管温度；开大三次风闸阀，使尾煤燃烧充分，分解炉炉温稳定。

  2）燃烧器应比正常往外拉，提高二、三次风温，提高烧成带温度。

  3）篦冷机一段要实现厚料层操作，二室压力要达到4800～5200Pa，稳定而高的料层厚度有助于提高二次风温，为燃烧创造条件，提高火焰温度。

  4）保证窑内通风，窑尾烟室CO浓度为0%，O2保持在0.5%～2%间，尽量不产生还原气氛。

  2.3 配料改变过渡阶段控制要求

  在由生产普通水泥熟料向生产高强抗硫酸盐水泥熟料转变时，由于生料配料要发生较大的改变，如果控制不当，窑皮会大范围垮落，并出现“结蛋”现象。从化验室通知变料开始，生料均化库要保留28m以上的库存，从出磨生料三率值合格到熟料三率值合格过渡时间要保持24h左右，防止生料大幅波动。选择CaO含量48%以上，MgO含量1.5%以下的优质碎石配料，控制出磨煤粉Qnet,ad≥24MJ/kg，煤粉细度≤6%，生料细度≤14%，尽可能用物料先稳定分解炉出口温度，稳定拉风量，保证熟料结构致密，结粒细小均匀，严格控制fCaO含量小于1%。

  2.4 防止篦冷机“堆雪人”和“红河”现象采取的措施

  将篦冷机一段高温淬冷区前5排普通篦板全部更换成充气梁篦板，将中温区4排活动梁篦板也全部更换成充气梁篦板。由于充气梁供风比较集中，所以对因离析出现的炽热细颗粒料，能够充分冷却，使“堆雪人”和“红河”现象得到有效遏制。

  2.5 熟料烧成阶段的操作要求

  要求四个班的窑操作员保证窑电流平稳，在坚持原有“薄料快转”的煅烧制度下，适当降低窑速。操作参数四个班必须保持统一，不能随意大幅度改变。利用四通道燃烧器，火焰形状易于调节，有较强燃烧强度、较快的升温速率，熟料质量得到保障。调整燃烧器内外风阀门比例，外风由100%关到60%，内风阀门由 50%开至100%，并加大窑尾高温风机的拉风量，保持窑内通风，为加大头煤打下基础。岗位工加大清理预热器五级烟道、分解炉下缩口，防止结皮的形成，保证系统通风，及时清理窑头燃烧器头部结渣，不让其影响火焰形状。生产出来的高强抗硫酸盐水泥熟料要放在库内存放一段时间，使温度下降到90℃以下。放料时，要保持熟料库多孔下料，使入水泥磨物料稳定。

  2.6 水泥的粉磨

  我公司水泥磨系统主机设备见表3。

  为获得较高质量的高强抗硫酸盐水泥，采取以下措施：

  表3 主机设备参数

  1）将磨内隔仓板篦板篦缝由原设计9/18mm改为6/12mm，出磨端篦板篦缝由原设计9/18mm改为4.5/9mm，有效阻止较大颗粒进、出细磨仓。

  2）调整磨内钢球级配，提高细磨仓钢球填充率，增加Φ17mm小球的数量，提高研磨能力。

  3）加大系统排风机阀门开度，提高磨内风速，使其携带更多细颗粒，选粉机选粉效率保持50%以上，循环负荷200%以下，减少过粉磨现象，也提高了磨机产量。

  4）磨内新增阻流环，进一步增加磨内物料研磨时间，对磨尾排风机进行变频改造以实现精确用风。

  5）采用天然二水石膏做调凝剂，水泥中SO3含量控制在2.0%±0.2%。

  6）水泥比表面积控制在（360±15）m2/kg，3～32μm颗粒含量达到70%左右，水泥颗粒分布通过激光粒度分析仪检测，结果见表4。

  表4 水泥颗粒各粒径含量

  3 效果

  通过采取上述措施，在2000t/d生产线上成功生产出高质量的高强抗硫酸盐水泥。水泥性能检验结果见表5，既达到了抗硫酸盐水泥的国标要求，又实现了28d抗压强度达到60MPa的目标。

  表5 高强抗硫酸盐水泥性能检验结果

  4 结束语

  高强抗硫酸盐水泥在实际生产过程中，不管是原材料的选取、配料的设计，还是熟料的煅烧以及水泥粉磨，都要综合考虑可能影响其性能的各种因素，并根据实际生产状况，找出2000t/d生产线生产高强抗硫酸盐水泥技术规律，从各方面确保生产系统的均衡稳定，实现水泥高强及抗硫酸盐的目标。