提高水泥熟料強度的主要措施

黃強，姜曉紅，袁仕，劉戰(zhàn)梅

近年來，我公司水泥熟料強度一直偏低，3d抗壓強度28.5MPa，28d抗壓強度52.0MPa。為提高熟料強度，我公司從原燃材料質(zhì)量改進、熟料生產(chǎn)過程質(zhì)量控制、配料方案及工藝操作調(diào)整等方面進行了優(yōu)化，取得了較好效果。

1 改進原燃材料質(zhì)量

1.1 提高原煤質(zhì)量

（1）原煤現(xiàn)狀。我公司原煤為第三方供應(yīng)，供應(yīng)商為了降低原煤成本，同時又能滿足我公司原煤使用要求，將多個礦點的不同原煤（煙煤、無煙煤、煤泥等）選配在一起供貨，造成煤粉出現(xiàn)分級燃燒情況。分級燃燒，即不同煤種因燃燒速度、燃盡時間不同，不能同時燃盡，從而導(dǎo)致窯頭火焰比較分散，火焰長，火力不強，有時會造成后燃燒，窯頭煤、窯尾煤比例不易協(xié)調(diào)。水泥熟料松散不致密，頻繁出現(xiàn)黃芯料，燒失量和需水量偏高，強度偏低。

（2）改進措施。為改變?nèi)剂掀焚|(zhì)，穩(wěn)定熟料煅燒，公司決定改進原煤的采購方式，由第三方供應(yīng)變?yōu)樵V直供。經(jīng)多次實地考察和取樣分析，最終確定了三個礦點作為公司的原煤供應(yīng)點。公司將不同原煤單獨堆放，根據(jù)煤質(zhì)情況單獨或搭配使用。采購方式調(diào)整前后，進廠原煤的工業(yè)分析對比見表1。由表1可見，調(diào)整采購方式后，原煤的揮發(fā)分和發(fā)熱量均大幅提高。

表1 采購方式調(diào)整前后進廠原煤工業(yè)分析對比，%

（3）改進效果。生產(chǎn)實際顯示，在煤粉細度保持不變的情況下，煤質(zhì)提高后，煤粉燃燒速度變快，窯頭火焰更加明亮且火力集中，二、三次風(fēng)溫明顯提高且穩(wěn)定，更利于熟料的煅燒。從熟料外觀看，杜絕了黃芯料的頻繁出現(xiàn)，熟料致密且晶體均勻。

1.2 提高石灰石質(zhì)量

我公司有兩座石灰石礦山，其中，A礦山石灰石品位較高，但其屬于凹陷開采，受開采面及天氣影響較大；B礦山石灰石品位較低且易磨性較差。A礦山石灰石含土量較大，易堵石灰石庫，石灰石質(zhì)量波動較大，生料配料波動也較為明顯；B礦山石灰石品位雖低，但幾乎不含土，為穩(wěn)定生料質(zhì)量和熟料煅燒創(chuàng)造了有利條件。因此，我公司決定對兩座礦山的石灰石進行搭配使用，確保石灰石滿足CaO≥48%、MgO＜2.5%含量的配料要求。兩座礦山的石灰石搭配使用情況見表2。將兩座礦山的石灰石在入倉膠帶上混合后，入石灰石預(yù)均化場均化。通過合理搭配石灰石，出磨生料合格率大幅提高，石灰石配比調(diào)整前后對比見表3。

表2 兩座石灰石礦山原料搭配使用情況，%

表3 石灰石配比調(diào)整前后對比

2 加強對熟料生產(chǎn)過程的質(zhì)量控制

2.1 提高煤粉、生料細度

我公司煤粉細度篩余原控制在9.0%左右，為保證煤粉快速充分燃燒，提高熟料質(zhì)量，將其調(diào)整為6.0%左右。調(diào)整后發(fā)現(xiàn)，窯頭火焰短粗有力，比較集中，窯尾煙室溫度穩(wěn)定在1 050℃左右。

我公司生料水篩細度篩余＜15%，使用鋼廠轉(zhuǎn)爐廢渣。轉(zhuǎn)爐渣粒度、硬度較大，易磨性差，導(dǎo)致生料干篩細度篩余較粗（約3.0%）。為提高熟料易燒性，公司一方面搭配使用易磨性較好的有色金屬灰渣，另一方面對生料磨選粉機進行改造，最終使生料干篩細度篩余＜2.0%，有效提高了生料易燒性。

2.2 對石灰石取料機進行改造

我公司石灰石含土量較高，石灰石取料機取料阻力較大，取料量無法滿足生料磨生產(chǎn)需求，致使鏟車從取料機應(yīng)急口下料，石灰石堆場較難實現(xiàn)全自動化堆、取料，影響均化效果。因此，公司對兩臺φ90m圓型石灰石堆場取料機進行了改造，增加了取料機取料耙長度，增大了取料機斜度，同時改進了驅(qū)動電控系統(tǒng)。改造后，取料機取料量可滿足生料磨需要，石灰石堆場實現(xiàn)了全自動堆、取料。

2.3 提高出磨生料三率值合格率和生料均勻性

但我公司生料使用粘土配料，受陰雨天影響，粘土水分和粒度較大。為進一步提高生料質(zhì)量，我公司在生料磨入磨膠帶輸送機上加裝了中子在線分析儀，每分鐘檢測一次原料中各組分的含量，方便操作員及時調(diào)整原料配比，出磨生料成分更加穩(wěn)定，三率值合格率大幅提高。使用在線分析儀前后生料情況對比見表4。

表4 使用在線分析儀前后生料情況對比

3 調(diào)整配料方案

理論上，提高KH可增加C3S含量，提高熟料強度，但由于B礦區(qū)石灰石易磨性和易燒性較差，煅燒困難，實際生產(chǎn)過程中，提高KH并不能提高C3S含量，熟料質(zhì)量并不理想。適當降低KH、SM后發(fā)現(xiàn)，熟料易燒性變好，fCaO降低，熟料更致密，C3S、C4AF含量增加，熟料易磨性提高；同時，熟料的早期、后期強度得到提升，熟料產(chǎn)量未明顯下降。三率值調(diào)整前后對比見表5。

表5 三率值調(diào)整前后對比

4 調(diào)整工藝操作

4.1 提高入窯生料成分穩(wěn)定性

（1）在改善進廠石灰石質(zhì)量的基礎(chǔ)上，穩(wěn)定其他校正原料；在進廠原材料成分標準偏差、粒度和水分符合控制要求的前提下，保證合理的原材料庫存量，設(shè)置最低庫存量；對進廠原材料采購部門和供應(yīng)商進行考核；控制原材料合格率，保證原材料符合標準偏差，合理搭配使用標準偏差較大的物料。

（2）按質(zhì)量管理規(guī)程要求，定期對車間配料計量秤進行校驗，保證計量秤的準確性，以提高出磨生料合格率，穩(wěn)定入窯生料成分和喂料量，減少對熟料質(zhì)量的影響。

（3）生料庫始終保持＞25m的高庫位，同時，對生料庫頂、庫底的斜槽，每天進行一次常規(guī)檢查，每周進行一次詳細檢查，加強維護，保證其暢通，從而保證生料均化庫的均化效果。

（4）提高配料預(yù)見性，如原煤換堆時，煤質(zhì)易發(fā)生變化，應(yīng)及時取樣分析；提前調(diào)整出磨生料指標，減少熟料率值的波動。

4.2 保證入窯喂料量的穩(wěn)定

為保證生料喂料量的穩(wěn)定，公司將庫底磨損較嚴重的沖板流量計改為流量更加穩(wěn)定的生料轉(zhuǎn)子秤，并將庫底對區(qū)卸料改成六區(qū)同時下料，進一步穩(wěn)定了稱重倉的料位，提高了入窯生料的穩(wěn)定性。

4.3 調(diào)整窯頭、窯尾的用煤量

在確保入窯煤粉質(zhì)量穩(wěn)定的基礎(chǔ)上，合理調(diào)整窯頭、窯尾用煤量。熟料致密度較差時，公司曾采取過增加窯頭喂煤量的措施，但效果不佳，導(dǎo)致窯尾無法加煤，窯頭、窯尾用煤比例失調(diào)。同時，窯頭用煤量大造成窯前溫度高，窯主電動機電流偏高，＞1 100A（正常900～1 000A），限制了窯產(chǎn)量，熟料中也出現(xiàn)了大量的黃芯料。針對此問題，公司及時調(diào)整，在投料量及系統(tǒng)拉風(fēng)不變的情況下，逐步減少窯頭煤用量，觀察窯尾煤的變化。運行實際顯示，將窯頭、窯尾煤比例穩(wěn)定在4∶6，可滿足工藝要求。窯頭、窯尾用煤調(diào)整前后對比見表6。

表6 窯頭、窯尾用煤調(diào)整前后對比

通過逐步減少窯頭用煤量，增加窯尾用煤量，窯尾煙室溫度基本穩(wěn)定在1 050℃，喂料量也增加了15t/h，煤耗降低了1.4kg/t，窯況比較穩(wěn)定。

5 改造效果

經(jīng)優(yōu)化調(diào)整，我公司熟料3d抗壓強度穩(wěn)定在31.0MPa，28d抗壓強度達57.0MPa以上。水泥生產(chǎn)熟料配比由85%降低至81%，水泥單位產(chǎn)品碳排放量下降，取得了良好的經(jīng)濟效益。■