入窯生料和熟料質量

2014-03-10 09:17:52陳友德

水泥技術 2014年5期

入窯生料和熟料質量

新窯投產時，人們往往關注窯的產量、熱耗和系統電耗或其他有關操作事項，而不大重視熟料質量。本文介紹國外一條4000t/d預分解窯生產線，通過研究微細結構解決熟料質量問題的過程。

生產線投產后，出現粉狀熟料多、熟料質量差等情況，為此開展了熟料性能的研究。主要是：通過顯微鏡對不同生產時間生產的熟料中的C3S、C2S的晶格尺寸進行檢測，結合生產情況進行判斷；對入窯生料的SiO2、CaCO3的不同顆粒尺寸按入窯要求進行混合，然后按控制值2%的fCaO進行煅燒，以測試生料易燒性。

1 熟料中C3S、C2S晶格尺寸檢測

顯微檢測的C3S、C2S晶體尺寸見表1。表1顯示：在生產過程中，C3S晶體尺寸總體呈不均勻下降；樣品AL417、AL418表明，投產初期，窯內燒成帶呈還原氣氛，火焰瘦長，C3S晶格尺寸平均大于70μm，C2S平均35μm，均偏大；樣品AL786、AL857、AL951、AL1203表明，硅酸率SN從2.4提高至2.8以上，硅酸率提高，入窯生料中大顆粒尺寸的二氧化硅增加，熟料的煅燒溫度相應增加，C3S的晶格尺寸為47～60μm，較前階段有所下降，但仍然偏大。其晶格下降的原因是，燃燒器火焰向下，窯料所承受的輻射熱增加，煅燒溫度有所提高，從燒成帶至出窯口的熟料冷卻速率下降，熟料中的fCaO數量下降，粉狀熟料量下降，熱煙氣向窯尾后逸，熱耗相應增加。

2 入窯生料易燒性

對現有入窯生料進行易燒性測試，即生料、煤灰按設定的比例混合并加入少量工業酒精，制成小球，在實驗爐內煅燒，測試其易燒性。

生料升溫時間模擬窯料在窯內停留時間，最多為20min，測試的fCaO控制值為2%，測試溫度分別為1350℃、1400℃、1450℃。試驗樣品中酸性不溶物45μm的篩余值及控制值2%的fCaO煅燒溫度見表2。

2.1 生料易燒性概況

生料易燒性試驗的結果大致是：窯料煅燒溫度與fCaO含量相反，按試驗結果推斷曲線見圖1。圖1表示，煅燒溫度越高，fCaO值越低。試驗曲線基本代表易燒性狀況。

2.2 不同細度的生料易燒性試驗

（1）不同細度SiO2顆粒對生料易燒性的影響

幾組不同細度的SiO2生料顆粒的易燒性試驗結果見圖2。

試驗結果表明：入窯生料在煅燒控制值2%的fCaO時，酸性不溶物顆粒中>45μm的顆粒越多，煅燒溫度越高。當酸性不溶物>45μm篩余為4.7%時，較篩余0.13%的煅燒溫度高約300℃。

（2）不同細度石灰石對生料易燒性的影響

細顆粒石灰石對生料易燒性的影響試驗見圖3。

試驗表明，在石灰石顆粒> 300μm為零時，對控制值2%的fCaO的煅燒溫度有些許影響，但影響不大。

3 推薦意見

從上述7組熟料的生產數據來看，熟料中的C3S微細顆粒均偏大，初期為70μm以上，這必然影響熟料、水泥和混凝土的強度和其他有關性能。在生產過程中，通過調整硅酸率率值和燃燒器位置，C3S微細顆粒降至47～60μm，但仍偏大，質量難于改善，還增加了熱耗。

表1 顯微鏡檢測熟料情況

表2 酸性不溶物篩余及控制值2%的fCaO煅燒溫度

從一些研究文獻來看，C3S晶格大易生成粉狀熟料，強度低。C3S晶格尺寸取決于如下因素，首先是窯料加熱速率，即熟料在煅燒溫度從1000℃升至>1400℃的煅燒過程中，升溫時間越短，火焰長度越短，C3S晶格越小；反之，升溫時間越長，則C3S晶格越大。其次是入窯生料中存在粗顆粒SiO2，易生成大尺寸的C2S束，由此生成的C3S晶格也大。