高抗硫酸盐水泥在小规格窑外分解窑生产技术及经验.doc

高抗硫酸盐水泥在小规格窑外分解窑生产技术及经验作者单位：红古祁连山水泥公司技术管理处 王志红 何弘毅一、前言在西部高盐碱地区，境内其隧道、涵洞、道路、桥梁等基础工程对高抗硫水泥的需求量逐年增大。为满足市场需求，不断研发新水泥品种，增强市场竞争能力，公司于3月21日在2#水泥（3.3m50m窑外分解窑）试生产高抗硫酸盐水泥，（主要以生产42.5高抗硫硅酸盐水泥为主）。顺利煅烧出合格高抗硫水泥熟料9000吨，该批熟料经检验，各项指标均符合国家GB748-2005抗硫酸盐硅酸盐水泥标准要求，现已顺利出厂。二、 熟料现状及方案设计： 公司2#窑一直烧制硅酸盐水泥熟料熟料，C3S平时控制在55%，C3A平时控制在8%左右。而高抗硫水泥熟料C3S50%，C3A3%才能满足要求。由于C3S和C3A含量均要求较低，因此要选择饱和比和低铝氧率的配料方案。控制重点：只要将生料中Fe2O3含稳定在4.20.2%的范围内，高抗硫酸盐水泥最关键指标C3A（也是最难控制的指标）就会在控制范围之内。出磨水泥要求：C3A控制在2.8%，C3S控制在36.7%。考虑2#窑工艺特点和抗硫酸盐熟料的特殊要求，生产抗硫酸盐熟料必须采用“低铝氧率、高铁含量”的配料方案，将原来的四组分配料改用三组分配料，去掉页岩，设计新的配料方案。该方案在熟料烧成过程中液相粘度会减小，对熟料质量和窑内热工制度的稳定会带来不良影响。同时，铝氧率降低、氧化铁增加，会引起硅酸盐系统熔点下降。中控操作员习惯大火快烧，在氧化铁增加后，容易使液相较早出现，从而导致预热器和上升烟道结皮堵塞。考虑到降低熟料铝氧率可能带来的影响，适当提高熟料硅酸率，熟料三率值控制指标为：KH：0.900.02% SM=2.00.1 IM=0.750.1，在相应控制中，熟料中铝含量控制在4.5%以下，铁含量在6.0%以上。才能完全满足工艺要求。1、原燃材料质量要求：(1)石灰石原料：依据国标对高抗硫熟料的特殊要求，CaO含量一般在52%55%之间，是理想的特种水泥原料；石灰石原料要求质量稳定，CaO含量50%左右， 碱含量暂不要求，为控制熟料各率值，可适当放宽对SiO2的要求。 表1原料化学成分（%）：物料配比%LOISiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOK2ONa2OSO3Cl-石灰石85.0%32.50 5.25 0.94 0.28 40.78 1.237 0.1162 0.1411 0.0166 0.0022粘 土10%0.95 5.39 1.19 0.37 0.91 0.257 0.1349 0.0371 0.0000 0.0000硫酸渣5%0.01 2.60 0.54 3.43 0.20 0.256 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000合计100%33.46 13.24 2.67 4.09 41.89 1.749 0.2511 0.1782 0.0166 0.0022 根据配料方案，各种原料的配合比为石灰石：粘土：铁粉=85%：10%：5%；生料的质量控制，出磨生料CaO和Fe2O3控制指标调整：CaO：42.30.3%， Fe2O3：4.30.20%。(2)粘土质原料：为自备粘土矿，进厂硫酸渣Fe2O350%。 (3)原煤：生产高抗硫水泥应选择发热量高、灰分含量较低的煤作为煅烧用煤。原煤控制指标为：灰分不超过22%，热值5100Kcal/Kg。 表2煤工业分析（%）名称煤粉水分煤挥发分煤灰分热值固定碳煤2.024.521.5515052 2、煅烧高抗硫酸盐熟料注意事项：（1）、在配制高抗硫盐熟料前，对配料秤进行认真校正，以满足生产需要；（2）、稳定生料喂料量，避免饱磨，对配料人员进行培训。（3）、对生料均化库料位控制在10m左右，以利于生料均化；（4）、要求中控室生料配料时加强操作，以避免配料时断料现象； （5)、 煅烧操作。加强煅烧操作，稳定窑的热工制度，采用薄料快转，将窑速由原来3.00rpm提高到现在的3.4rpm,；（6）、长焰顺烧，保证熟料结料细小均匀，勤移喷煤管，保持完整的火焰形状，保护烧成带窑皮平整均齐。（7）、在煅烧过渡期，窑从煅烧普通水泥熟料向煅烧特种水泥熟料转产期间，容易出现较大波动。高铁低铝的配料方案，由于烧成范围变窄，窑皮变薄，料易散，喷煤管应比正常往外拉，缩短火焰长度，提高烧成带煅烧温度，要避免烧大火，烧顶火，注意烧成带窑皮保护，控制熟料立升重1250g/L，fCaO08%至1.5%。(8)、熟料质量分析。取样有代表性，每班都做熟料全分析，增加做熟料全分析的频次，加强对现场情况的了解，对熟料质量数据进行统计分析。 三、高抗硫熟料煅烧:入窑生料波动见下表生料全分析：时间IIISiO2AL2O3Fe2O3CaOMgOKHnP22日夜班33.1812.782.944.4942.950.981.0211.720.6597.3222日早班34.8812.923.124.5543.111.091.0051.680.6999.0722日中班34.0612.743.024.6842.551.261.0071.650.6598.3123日夜班33.2813.882.785.0042.151.380.9211.780.5698.4723日早班33.6813.383.054.7242.951.150.9681.720.6598.6323日中班34.0613.102.944.3842.551.380.9861.790.6798.411、烧高抗硫酸盐熟料初期，过渡期由于出磨生料调整引起窑烧成带窑皮频繁垮落，窑皮不易粘结，加强生料配料工艺管理和现场窑皮保护后，窑系统稳定运行；2、由于高铁配料，篦冷机前端极易结料，篦冷机篦速过快，篦床料层薄，窑头正压偏大，窑前二次温度波动很大；篦冷机篦速过快，出篦冷机熟料冷却不好，温度过高；3、窑生料喂料量不稳，波动很大，对窑工况影响很大；4、窑口结熟料圈严重，处理难度大，窑内通风影响较大，窑煅烧有较大影响；5、在烧制高抗硫酸盐熟料阶段，为了预防窑尾烟室和上升烟道结皮堵塞，工艺管理要求，每小时处理窑尾烟室和上升管道一次；并根据中控室要求，随时进行处理，从而杜绝了结皮堵塞的工艺故障； 6、在生产高抗熟料初期，分解炉出口温度控制在830，入窑生料分解率85.76%，较偏低；将分解炉温度出口温度提高到850，分解率90.98%,基本满足窑工艺煅烧要求。 7、控制煤粉细度和水分，为了将煤粉细度控制在10%以下，粗风分离器转速由700rpm提高到950rpm，煤粉细度下降到8%左右；提高入磨热风温度，将热风温度由300提高到350以上，出磨温度提高到55，煤粉水分下降到2.5%左右，煤粉质量满足窑煅烧需要。8、3月30日下午18:00时，高抗硫酸盐熟料煅烧结束，化验室下达烧制普通硅酸盐熟料配料指标，指标调整为：CaO：42.30.2%，Fe2O3：2.30.2%指标调整后，由于生料波动，窑内结三个大球，引起窑工艺故障； 9、煅烧高抗硫酸盐熟料，由普通硅酸盐熟料向高抗硫酸盐熟料过度到时工艺参数：时间投料量窑速窑电流窑用煤一级出口分解炉窑尾烟室温度篦冷机五级温度窑前温度窑头窑尾温度负压温度负压分解率篦速电流3月21 553.2802.43.5281460083080086.2894072010至40A7759403月22 573.2603.03.6276430083175085.7693575035A7809763月23 553.282.2.15.0260466085075090.989387508至40A79910183月24 603.4802.15.2250460983063087.899378010至45A7991040下表为烧成高抗硫酸盐熟料期间，3月26日到3月28日高抗硫酸盐熟料全分析： 班次日期化学全分析煤分析化学成分特性系数矿物组成 水分挥发份 灰分 热值LOSS SiO2 Al2O3Fe2O3CaOMgOf-CaO 合计 KH KH-f npC3SC2SC3AC4AF3.26 夜0.06 21.68 4.48 6.05 63.29 2.00 2.10 97.56 0.886 0.851 2.06 0.74 45.65 27.75 1.61 18.39 3.5624.2722.595104早-0.04 21.94 4.33 6.10 63.45 1.88 1.68 97.66 0.882 0.854 2.10 0.71 46.97 27.50 1.13 18.54 2.3626.2623.825095中-0.06 21.90 4.78 6.33 63.53 2.19 0.76 98.67 0.871 0.859 1.97 0.76 47.99 26.61 1.93 19.24 2.125.3224.8250393.27 夜0.18 21.48 4.76 6.56 63.37 1.77 1.26 98.12 0.885 0.864 1.90 0.73 48.30 25.17 1.49 19.94 1.9524.2222.635165早0.22 21.34 4.68 6.56 63.29 2.45 1.34 98.54 0.892 0.869 1.90 0.71 49.25 24.05 1.28 19.94 1.8625.0624.395004中0.34 21.16 4.68 6.67 63.45 1.94 2.69 98.24 0.901 0.856 1.86 0.70 45.62 26.27 1.09 20.28 1.9525.8623.6450663.28 夜0.28 21.60 4.92 5.20 65.04 2.17 1.93 99.21 0.911 0.879 2.13 0.95 46.22 26.52 2.20 20.14 1.64 26.6223.465095早0.14 21.90 4.96 6.44 63.37 2.05 0.59 98.86 0.863 0.854 1.92 0.77 46.67 27.61 2.22 19.58 1.7625.5524.325100中0.18 21.20 5.03 6.50 62.81 1.71 2.81 97.43 0.880 0.833 1.84 0.77 40.11 30.55 2.31 19.76 1.9925.1124.255080 3、熟料变化(1)试验前后熟料中C3S含量由56.8%下降至49.97%，但波动较大，熟料中C3A含量由7.43%下降至2.0%左右，平均下降5个百分点左右。（2）、熟料三天强度较稳定，在25Mp左右,熟料满足抗硫酸盐熟料要求。表3为烧制高抗硫酸盐熟料期间熟料平均强度情况熟料抗折强度熟料抗压强度3d28d3d28d5.18.422.751.2四、高抗硫酸盐水泥粉磨(1)、石膏：石膏用天祝白石膏，控制水泥中不溶物小于1.50%，SO3大于45%。 （2）、水泥配比熟料：95%石膏：5% （3）、注意事项：3.1做好合格高抗硫酸盐水泥熟料筛选,高抗硫酸盐水泥生产标准要求严，生产难度大，做好格高抗硫酸盐水泥熟料筛选工作。3.2强水泥粉磨及包装过程控制,水泥粉磨及包装是生产的最后一道工序，也是特种水泥生产的关键环节之一，稍有不慎，将会前功尽弃，由于熟料铁含量较高，不惨加混合材，易磨性差。3.3、加强入磨熟料管理，粉磨高抗硫水泥时，绝对不能有普通熟料混入。3.4、加强水泥出入库的管理，严格出入库通知，不得混库，岗位卫生也不能进入高抗硫酸盐水泥。 3.5、下表是送国家质检中心高抗水泥统计数据：生产日期编号安定性比表面积细度初凝终凝CL-密度三氧化硫(%)氧化镁(%)烧矢量14天线膨胀率不溶物C3SC3A3d抗折强度(Mpa)28d抗折强度（Mpa实际3d抗压强度(Mpa)实际28d抗压强度（Mpa)备注2011.3.28 试-76合格384 1.3 03:2804:131.96 3.00 0.51 40.29 2.49 4.70 8.30 19.3 47.8 北京样自检2011.3.28K0-001合格330 03:0804:093.242.00 2.90 0.80 0.022 0.46 33.90 2.20 4.70 8.30 22.5 47.2 国家质检中心2011.3.28K0-002合格332 03:0504:003.241.90 2.80 0.80 0.033 0.53 31.50 1.50 4.80 8.20 21.9 46.0 国家质检中心2011.3.28K0-003合格33