淺議提高水泥熟料強(qiáng)度的途徑

蘇軍　王高峰

摘要：本文簡述了從原材料均化、配料、急燒、急冷提高水泥熟料強(qiáng)度的措施及成因。

關(guān)鍵詞：熟料 強(qiáng)度 措施

在新型干法生產(chǎn)的生料制備過程中，把礦石搭配開采、原料預(yù)均化、生料磨前配料和生料均化庫等四個(gè)環(huán)節(jié)稱為原料均化鏈。作為干法生產(chǎn)的技術(shù)進(jìn)步，加強(qiáng)這些環(huán)節(jié)的作用是十分必要的。但這四個(gè)環(huán)節(jié)對保證人窯生料的質(zhì)量起著不同的作用。一般說來，對入窯生料的質(zhì)量在化學(xué)方面有兩點(diǎn)要求：一是要求生料的化學(xué)成分符合規(guī)定的各項(xiàng)率值；二是要求它的化學(xué)成分均勻，即這些率值只容許圍繞其目標(biāo)值在一定范圍內(nèi)波動。前者一般通過“配料”來實(shí)現(xiàn)，后者則通過“均化”來實(shí)現(xiàn)。在上述四個(gè)環(huán)節(jié)中，礦石搭配開采和磨前配料屬于“配料”的范疇，而原料預(yù)均化和生料均化則屬于“均化”的范疇。嚴(yán)格按照化學(xué)成分要求進(jìn)行配料，是現(xiàn)代水泥生產(chǎn)的特征。因此，配料環(huán)節(jié)對現(xiàn)代水泥生產(chǎn)是至關(guān)重要的。我們公司目前的現(xiàn)狀是，石灰石資源豐富，且品位較好，CaO平均在48%以上，MgO含量平均在2%以下，高鎂石夾層較少，但礦山石灰石采用平臺段式開采，頂部及邊坡含土量較大，且石灰石堆取料機(jī)不能正常使用，導(dǎo)致入磨石灰石質(zhì)量波動大，出磨生料KH波動大，上半年平均合格率不足30%，且回轉(zhuǎn)窯噴煤管老化嚴(yán)重，煤管竄風(fēng)，熟料燒結(jié)能力下降，高溫風(fēng)機(jī)振動大，風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速受限，窯系統(tǒng)用風(fēng)量不足，在這種情況下，我們主要采取以下三方面措施提高熟料強(qiáng)度：

1 原材料的預(yù)均化質(zhì)量控制

1.1 控制好石灰石CaO、MgO含量，我們通過每周一次對石灰石礦山鉆孔樣、爆堆樣進(jìn)行檢測，根據(jù)檢驗(yàn)結(jié)果下發(fā)搭配比例，只要能通過搭配使用的，為使資源不浪費(fèi)，全部在礦山搭配后入廠，保證進(jìn)廠石灰石進(jìn)廠質(zhì)量滿足使用要求。

1.2 煙煤質(zhì)量控制，除了煙煤的熱值及內(nèi)水含量對煅燒影響較大外，煙煤中的全硫?qū)褵笆炝腺|(zhì)量影響較大，全硫含量過高時(shí)不但易造成預(yù)熱器系統(tǒng)結(jié)皮多，嚴(yán)重時(shí)造成預(yù)熱器堵料，另外3-28天增長率大幅下降，使熟料28天強(qiáng)度大幅下降。我們?nèi)路菀驘熋簾o庫存且供應(yīng)緊張，讓步接收了一批全硫在2.2%左右的煙煤，導(dǎo)致熟料三天強(qiáng)度為29.6MPa，但28天平均強(qiáng)度只有53.3MPa，因此我們加強(qiáng)了對煙煤全硫的控制，通過數(shù)據(jù)分析，我們公司熟料硫堿比控制在0.6范圍以內(nèi)，對熟料后期強(qiáng)度不會造成影響，我們公司熟料中堿含量平均在0.8%，熟料中的SO3在0.5%以內(nèi)時(shí)，熟料3天至28天強(qiáng)度及增進(jìn)率較正常。因此進(jìn)廠煙煤全硫超過2%，我們采取拒收，正常情況下不讓步接收高硫煤。

1.3 原料堿含量的控制，盡可能選擇堿含量偏低的原料，熟料中的堿大部分來自硅質(zhì)原料，盡可能選擇堿較低的粘土、砂巖或其它硅質(zhì)原料，經(jīng)驗(yàn)值是一般熟料中每增加0.1%堿，熟料28天抗壓強(qiáng)度將下降1MPa。

2 調(diào)整配料方案

2.1 通過對近幾年我公司熟料的分析數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，總結(jié)出C3S在50%- 55%時(shí)，C2S 25-20%，硅酸鹽礦物在75%以上，f-CaO在以1.5以下時(shí)，熟料早后期強(qiáng)度較好，因此根據(jù)礦物的含量要求，確定我公司的三率值為三中，即KH：0.910±0.02，SM：2.50±0.1，IM：1.40±0.1，但今年上半年由于噴煤管內(nèi)風(fēng)管磨穿，內(nèi)外風(fēng)不易調(diào)節(jié)，燒結(jié)能力下降，按上述率值控制時(shí)，熟料煅燒困難，f-CaO較高，合格率低，產(chǎn)質(zhì)量均不理想，因此我們對配料方案做了調(diào)整，現(xiàn)在為KH：0.900±0.02，SM：2.55±0.1，IM：1.35±0.1，適當(dāng)降低了熟料飽合比，增加了熟料中Fe2O3含量，改善易燒性。

2.2 同時(shí)在燒成條件允許的情況下，適當(dāng)提高硅酸率，提高硅酸鹽礦物含量，此配料方案實(shí)施后，窯燒成狀況良好，強(qiáng)度穩(wěn)定，4、5月份熟料3天平均值31.0MPa，28天平均值為58.9MPa。

3 加強(qiáng)煅燒及冷卻過程管理

快燒急冷是提高熟料質(zhì)量，試驗(yàn)結(jié)果表明：煅燒充分、煅燒溫度高、升溫速率快、急冷的硅酸鹽水泥熟料28天抗壓強(qiáng)度最高。因此熟料的煅燒要采用快燒、急冷的方法。

3.1 窯內(nèi)煅燒氣氛直接影響著熟料強(qiáng)度，如果窯內(nèi)呈還原后氣氛，會使C3S和C4AF的晶體嚴(yán)重變形嚴(yán)重甚至破壞，導(dǎo)致熟料強(qiáng)度降低，因此我們在煤管老化竄風(fēng)，又無條件立即更換的情況下，我們通過降低煤粉細(xì)度，調(diào)整三次風(fēng)管開度，控制二、三次風(fēng)溫，保證煤粉燃燒完全，無還原氣氛。

3.2 另外保證入窯生料穩(wěn)定及煤質(zhì)均勻穩(wěn)定是維持窯內(nèi)熱工制度的前提，因石灰石堆取料機(jī)不能正常運(yùn)行，出磨生料波動大，生料均化庫因使用年限較長，均化效果一度偏低，導(dǎo)致窯內(nèi)熱工制度不穩(wěn)定，因此利用今年大修對生料均化庫進(jìn)行了徹底清理，更換了部分斜槽帆布，修復(fù)卸料裝置，使得在四五月份生料KH合格率不足40%的情況下，入窯生料合格率上升至80%以上，給煅燒提供了有利條件，為生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)熟料打下良好基礎(chǔ)。

3.3 同時(shí)為克服高溫風(fēng)機(jī)振動高，轉(zhuǎn)速受限窯內(nèi)供風(fēng)不足的情況，我們通過對系統(tǒng)的漏風(fēng)點(diǎn)進(jìn)行堵漏，有效降低了熱損失，改善窯內(nèi)通風(fēng)，另外我們通過適當(dāng)提高窯的轉(zhuǎn)速，降低窯內(nèi)物料的填充率，增加燃燒空間，降低通風(fēng)阻力，使煤粉燃燒完全，窯料物料化學(xué)反應(yīng)完全，礦物發(fā)育良好。

3.4 保證熟料得到有效的急冷也是保證熟料強(qiáng)度穩(wěn)定必不可少的條件，我們通過控制一二段篦床速度，保持合理的料層厚度，料層若過厚，則熟料冷卻不好，晶體發(fā)育不完全，對熟料的強(qiáng)度及適應(yīng)性影響較大，但料層過薄，會降低二三次風(fēng)溫，增加熟料熱耗，因此我們采取中料層厚度的方法及適當(dāng)降低熟料中液相量比例，提高硅酸率，避免熟料結(jié)大塊，使得熟料結(jié)粒細(xì)小，熟料易冷卻，使熟料得到有效的急冷，熟料的礦物晶體發(fā)育良好，使熟料的早后期強(qiáng)度及3-28天增進(jìn)率較好。

富平公司一至六月熟料強(qiáng)度如下：

4 結(jié)論

在原燃材料滿足使用的條件下，嚴(yán)格控制原燃材料中的有害成份含量，根據(jù)原材料及窯的工況制定適宜的配料方案及經(jīng)過充分的煅燒及冷卻，將會得到理想的熟料強(qiáng)度。

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