低品位石灰石配料在4 600 t/d生產線的應用

馬 源，朱鵬飛，馬 力

（1.中聯水泥集團淮海運營管理區，山東 棗莊 277800；2.蚌埠中聯水泥有限公司；安徽 蚌埠 33000）

0 前言

蚌埠中聯水泥有限公司（以下簡稱我公司），4600 t/d生產線自2014年2月試生產以來，生料配料一直采用石灰石、濕粉煤灰、鐵尾渣和砂巖四組份配料。2019年下半年由于安徽省蚌埠市地區礦山資源治理影響，我公司礦山開采推進一度陷入困境（向南部拓展是森林，根據國家宏觀調控，不能破壞森林，唯一的辦法是向下開采，地下礦石結構復雜。通過打孔探測東采區95平臺以下礦石品味較低斷面及以下頁巖及豬肝石偏多給生產配料帶來巨大困難，周邊礦山礦石品位也不高），面對目前情況，公司專業技術人員大膽調整配料方案，償試提高石灰石配比用量，盡量減少輔材用量，通過大量過實驗調整配料方案改用三組份配料（減掉濕粉煤灰目前也采購困難），加強優化操作參數調整控制，生料磨臺時有提高，生料質量較穩定，熟料質量、產量都有提高，最終生產出的熟料3 d抗壓強度達到30.5 MPa，28 d抗壓強度達到55.6 MPa以上，其余各項指標較好，解決了低品位石灰石不能配料問題，為企業創造可觀經濟效益。

1 原燃、材料的配料方案確定

1.1 石灰石、砂巖等原燃材料化學分析

首先，嚴格檢測東、西采鉆孔樣，然后根據采面結果進行東西采區礦石合理搭配，最后分析砂巖、鐵尾渣及煤粉化學成分，確定配料方案。將石灰石配比由原來的88%提高到94%、砂巖配比由原來的6%降低到4%、鐵尾渣配比由原來的2.5%降低到2.0%，目的是改善生料的易磨性，提高產量，降低燒成溫度，降低煤耗，減少結皮、結圈，適時提高熟料強度。原、燃材料的化學分析成分見表1。

表1 原、燃材料的化學成分 %

表2 生料配比 %

1.2 試驗方案

試生產過程中出現的問題：（1）石灰石搭配不均勻，配比難調整，生料有波動，（2）配料站石灰石倉結皮嚴重且頻繁結皮。通過現場分析認為：（1）加強源頭控制，提高礦山礦石搭配比例的均勻性，（2）在配料站石灰石倉下部安裝四個空氣炮，（3）在每個皮帶秤下料上方按監控器，中控室第一時間發現堵料、卡料皮帶打滑等等問題及時通知現場巡檢崗位工快速處理，保持下料均勻性。（4）加強熒光配料人員責任心，做到三性即取樣代表性、做樣的準確性和報樣的準確性。

公司技術人員在試驗時期跟蹤礦山開采搭配進廠及計量秤上取樣進行檢驗摸底：石灰石CaO含量在43%～45%，SiO2含量在9.5%～11.5%，Al2O3含量在4.5%～7.0%，質量基本波動不大。根據熟料的1 d和3d強度，調整熟料率值：KH=0.89±0.02，SM=2.7±0.10，IM=1.55±0.10。

2 三組份配料方案的實施

2.1 實施要求

（1）加強窯中控工藝系統的操作與管理，制定工藝操作參數及防范措施，確保溫度控制在合理范圍內。

（2）隨時關注進廠其它原、燃材料的質量變化情況，及時調整生料配料方案，確保熟料三個率值符合規定要求。

（3）抓好其它原、燃材料的預均化工作，控制好生料配料站各種原材料的皮帶秤計量準確無誤和生料預均化庫均化效果，確保入窯生料成分不能有大的波動。

（4）熟料中SO3含量要求≤1.1%，熟料中的堿含量≤0.8%（因堿金屬硫酸鹽在燒成帶只部分分解，揮發性較低，入窯物料中SO3與R2O的物質的量的比盡量小于1時，進入窯內硫含量增加堿含量也隨之增加）。熟料中硫堿比也要盡量≤1.0；同時重點關注熟料質量1d和3d強度的變化和增長情況。

2.2 實施過程

從2019年9月15日開始三組份配料，剛開始考慮到沒有經驗，嚴格控制出磨生料溫度≤90℃，出磨廢氣溫度≥100℃。物料中的水分在90℃以上的溫度下非常容易汽化脫水，有利于控制生料水分達到≤1%，使生料有較好的流動性。通過短期生產試驗，其效果比較滿意，生料的易磨性好，細度低，臺時產量提高，電耗降低，燒成溫度降低，熟料結粒也較好，相應熟料產量也較以前有所提高。

2.3 試驗效果分析

三組份和四組份配料生產熟料化學成分分析對比見表3，四組份配出的熟料和三組份配出的料生產的熟料的物理性能情況對比見表4。

表3 四組份配料和三組份配料生產的生、熟料的化學成分（01為四組份配料；02為三組份配料）前、后對比

表4 出窯熟料的物理性能及生產情況前、后對比

從表4可以看出，使用三組份配料比使用四組份配料熟料1d抗壓強度增加1.0 MPa；3 d抗壓強度平均增加1.2 MPa，28 d抗壓強度增加1.1 MPa；熟料標準煤耗下降了1.05 kg/t，熟料產量增加3.19%。

2.4 三組份配料改進措施

根據目前我公司礦山實際情況，結合我公司礦山地質結構復雜及當地采購輔材困難的具體情況進一步對配料和工藝參數進行優化。將熟料三個率值調整為：KH=0.90±0.02，SM=2.65±0.10，IM=1.45±0.10。

2019年7月17日投料，48h后日產熟料量持續穩定在5200t/d以上且各項指標均創歷史同期最好水平，三組份配料方案優化后的生產情況見表5。

表5 配料方案調整后月平均指標

3 三組份配料對大窯性能分析

（1）礦山礦石適時適當搭配生產熟料，從目前生產來看其所含堿、硫、氯等有害組分含量也未增加，也未對分解爐、預熱器、大窯等等產生不良工況（見表6），熟料的產量、質量還有所提高。

表6 三組份配料前后生產運行參數對比

（2）因配出的生料易磨性好、波動小、成分穩定，易燒性尚可，預熱器整個系統溫度控制比以前還有所降低，適當節省了部分電耗、煤耗。

（3）通過對生料配料的優化和窯工藝操參數優化調整，近一段時間生產運行檢查，對預熱器、分解爐、窯內耐火材料都沒有腐蝕等現象。

4 結語

（1）通過以上實驗可以看出，在礦山各采區、各臺段、多點搭配下料方式控制下山石灰石品位在43%～45%，充分利用礦山目前采礦廢石、夾層土及頁巖徹底解決了我公司目前鋁質校正原料短缺問題，通過試驗調整優化配料對生料磨系統的正常運轉臺時有明顯提高，確保生料配料質量穩定性。

（2）通過優化調整工藝參數使窯的產量、質量都有較大提高，標準煤耗也沒有上升，充分利用礦山資源，減少了亂堆亂放的廢料對生態環境的危害，加快礦山開采后的復墾和綠化。

今后還要積極探索，大膽創新，改變傳統工藝中石灰石氧化鈣含量48%以上，氧化鎂含量3.0%以下的配料模式，將石灰石配比由88%上升到94%以上，生料磨臺時按照400t/h計算，每天節約輔材720 t（按一年產310天計算，采購量24萬t。按40元/t計算），一年節約成本900萬元。既實現廢棄物料綜合利用，變廢為寶，又為公司公司創造良好經濟效益。