5500t/d生產線熟料強度的提高

諶玉雙，宋建存

5500t/d生產線熟料強度的提高

The Increase of Clinker Strength in 5500t/d Clinker Production Line

諶玉雙，宋建存

我公司擁有兩條Φ4.8m×72m回轉窯，其中2號窯于2009年6月點火投產，采用天津院有限公司最先進的5500t/d第四代步進式穩流冷卻機、第三代改進型預熱器（相比以前型號阻力更小，換熱效率更高，更節約鋼材）以及某國外公司的四風道燃燒器。

投產以來熟料3d、28d強度都不高，3d強度26MPa左右，28d強度55MPa左右，給水泥熟料的銷售帶來較大困難。隨市場競爭加劇以及國家宏觀調控的影響，客戶對熟料的質量提出了更高的要求。

1 影響熟料強度的原因分析

1.1 窯內煅燒強度不夠

由于我廠燃煤品質偏差，火焰疲軟無力，煤粉燃盡時間長，溫度不夠集中，煙室溫度較高，結皮嚴重，黃心料多。燃燒器對火焰的調節難于滿足生產的需要。

1.2 熟料率值的影響

我公司二線配料方案為KH=0.890±0.020，SM=2.60±0.10，AM=1.60±0.10，通過數據觀察，熟料中C3S的含量較少。眾所周知，熟料強度主要來源于硅酸鹽礦物，而C3S的多少對熟料3d、28d強度的高低起決定性的作用。

1.3 硫堿對熟料強度的影響

據相關資料介紹，含堿熟料早期強度高，后期強度增進率降低。堿含量在一定范圍內，早期強度與堿含量之間為正的相關關系，后期強度與堿含量為負的相關關系。當堿含量過高時,早期和后期強度均下降。少量的堿對熟料形成過程具有一定的礦化作用，對熟料強度無較大影響。但在1450℃時堿的存在使CaO吸收緩慢，R2O濃度越大,延緩程度越嚴重。過量的堿會阻礙fCaO的吸收，甚至會破壞硅酸鹽礦物的穩定性，使其分解形成KC23S12及大量fCaO，這種二次fCaO一般很難再被硅酸鈣所吸收，使硅酸鹽礦物含量減少。并且隨堿含量的提高，燒成范圍變窄，極易起大塊形成黃心料，嚴重影響熟料的強度。

從圖1可以看出，隨熟料中硫含量的降低，熟料28d強度增加非常明顯。少量的SO3含量，降低了液相形成溫度和液相粘度，主導作用有利于熟料礦物的形成；但當SO3含量超過一定含量后，雖然在一定程度上降低了液相形成溫度，改善了熟料礦物的結晶形態，但整體作用上不利于C3S的形成。一方面原因是，SO3使液相粘度降低，晶核形成速率減小，而晶體生長速率較高，使為數不多的晶核長成大晶體，總數量減少。另一方面，SO3在C3S中固溶量是受到嚴格限制的，即小于1%。當SO3濃度略高于極限濃度時，導致含SO3的C3S固溶體晶格強烈畸變、破壞并產生新相，致使熟料中C3S減少、C2S增加，熟料質量下降[1]。

1.4 冷卻制度對強度的影響

熟料慢冷會使生成的C3S分解，降低熟料的強度；在500℃時β-C2S轉化為γ-C2S，使物料粉化，由于γ-C2S水硬性較小，因而降低了水泥熟料的強度。我廠冷卻機各風室冷卻篦板的風量自動調節閥始終處于常開狀態，不能根據各點阻力自動平衡冷卻風量；隨產量的提高冷卻機風量嚴重不足，并伴隨風機時常空載情況，熟料溫度達到200℃以上，嚴重影響熟料質量及輸送設備安全。

表1 熟料化學組成（%）及率值

表2 熟料礦物組成（%）及物理指標（MPa）

2 采取的措施

2.1 降低石灰石中K2O和煤中SO3的含量

（1）礦山要按計劃開采，分采點按K2O高低搭配進行均化，降低生料中K2O的含量，保證熟料中K2O含量低于0.70%。

（2）嚴格控制進廠煤硫的含量，確保原煤均化后SO3的含量小于或等于0.7%，加強煤均化的管理。

2.2 調整配料方案

根據我廠石灰石和原煤情況，8月1日將熟料三率值由KH=0.890±0.020，SM=2.6±0.1，AM=1.6±0.1，調整為KH=0.900±0.020，SM=2.6±0.1，AM=1.5±0.1。

2.3 控制煤粉細度和水分

煤粉細度由80μm篩篩余8%調整為4%，水分≤6%。

2.4 更換大推力噴煤管

由天津院根據我公司燃煤情況設計大推力噴煤管，加速煤粉燃燒速度，加強火焰強度，提高煅燒溫度；并對原有噴煤管進行改造。

2.5 優化煅燒操作

2.5.1 采用薄料快燒的方法

適當提高窯速，采取薄料快燒的方法，以利于窯內物料填充率的降低，增加物料在窯內的翻滾次數以及減小在窯內過渡帶的停留時間，加強物料的煅燒。

2.5.2 提高入窯二次風溫

篦冷機采取厚料層操作，料層厚度保持在500～750mm，保證入窯二次風溫在1020℃以上，提高煤粉燃燒速度和燒成帶溫度，降低煙室溫度，防止液相提前出現形成黃心料。

2.5.3 分解爐溫度的控制

根據風煤料，合理分配窯和爐的風量，控制分解爐溫度在880℃左右，保證入窯分解率在90%以上，防止爐內燃料燃燒不完全，出現分解爐出口溫度與五級下料管溫度倒掛。

2.5.4增強熟料的冷卻效果

對冷卻機各風室風閥進行測量，更換滿足要求的拉簧，保證風閥能夠根據熟料的厚度、結粒大小自動平衡各自區域的風量，避免部分區域風量過剩或過少影響冷卻效果。對風機葉輪進行加長改造，增加風機風量，提高熟料冷卻效果。

通過采取以上措施，自8月起熟料3d、28d強度得到較大提高，熟料強度分別大于30MPa、60MPa（見表1、表2）。

3 結論

通過以上措施的實施，熟料3d、28d強度得到較大提高。我們的體會是，要保持強度的穩定，必須加強熟料煅燒，增強熟料冷卻效果，嚴格控制熟料中硫堿的含量，統一操作思路。

[1]謝峻林,肖飛燕,狄東仁,朱戰嶺.高硫煤對熟料礦物形成及顯微結構的影響[J],武漢理工大學學報,2010-8.

TQ172.622.29

B

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沈 穎