熟料標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量的探討

程新聯(lián) 譚承林

（1.新安中聯(lián)萬基水泥有限公司,河南洛陽471800； 2.峨勝水泥集團(tuán)股份有限公司, 四川峨眉 614222）

1 熟料用水量高低對混凝土施工的意義

標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量是衡量水泥是否容易使用的一個重要指標(biāo)。水泥是配制砂漿或混凝土必不可少的材料，水泥的標(biāo)準(zhǔn)稠度對砂漿或混凝土施工具有重要意義。

在水灰比恒定條件下，水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量低，配制的砂漿或混凝土的工作性（和易性、流動度、塌落度等）就越好，越容易施工，反之則反；在砂漿流動度或混凝土塌落度恒定條件下，使用標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量低的水泥，則水灰比就低，砂漿或混凝土強(qiáng)度高。熟料是水泥的重要原料，所以控制好熟料的標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量是水泥企業(yè)的重要指標(biāo)。

2 生產(chǎn)現(xiàn)狀及問題提出

我公司一條Ф4.2×60m的窯外分解窯生產(chǎn)線，帶鵝頸管的Yc-F·S分解爐，有效內(nèi)徑5200mm，高溫風(fēng)機(jī)風(fēng)量520000m3/h，全壓8500Pa。 青島史密斯DBC-220-450-6.5燃燒器，設(shè)計(jì)能力2500t/d。2011年9月份技改以后，實(shí)際能力可達(dá)3250t/d。生產(chǎn)線采用石灰石、砂巖、硫酸渣、粉煤灰四組份配料，三率值控制指標(biāo)為KH=0.895±0.015，n=2.85±0.10，P=1.5±0.10。熟料fCaO一般在0.5%～1.3%左右，升重1.33～1.38kg/L，熟料外觀顏色略深，少有內(nèi)部帶白點(diǎn)的夾生料和黃心料，比較容易控制。但是從2013年7月下旬開始，熟料開始出現(xiàn)包殼現(xiàn)象，標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量有所增加，從120～125ml上升，8月上旬最嚴(yán)重時達(dá)到160～165ml，嚴(yán)重超出市場預(yù)期和影響了產(chǎn)品質(zhì)量。

3 原因分析

3.1 熟料質(zhì)量分析

從7月19日起，發(fā)現(xiàn)熟料出現(xiàn)嚴(yán)重包殼現(xiàn)象。通過觀察發(fā)現(xiàn)，標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量大的熟料，包殼現(xiàn)象明顯而且顆粒較多，熟料殼與核顏色明顯不同，殼的顏色比較深、黑稍亮，內(nèi)核顏色發(fā)黃，無光澤。如圖1所示。將熟料外殼與內(nèi)核分別進(jìn)行化學(xué)分析與物理檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：內(nèi)核比外殼燒失量高，標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量大，強(qiáng)度低。通過巖相分析發(fā)現(xiàn)：斷面中圓形內(nèi)核和環(huán)形外殼輪廓清晰分明， 外殼A礦較多，晶體發(fā)育較好，內(nèi)核部分幾乎無A礦，只有結(jié)晶細(xì)小的B礦，孔洞較多。

圖1 熟料外觀照片1

3.2 窯況表現(xiàn)

預(yù)熱器一級筒出口溫度315±5℃、負(fù)壓-6166±100Pa，二次風(fēng)溫1130±30℃，煙室負(fù)壓-200～-300Pa，篦冷機(jī)二室壓力2800～3000Pa，窯速4.0r/min，和正常操作沒有多大變化，但是窯皮長度變化明顯，窯皮由18～19米延長到21～22米。

4 應(yīng)對措施

4.1 煅燒調(diào)整

從7月25日起，用水量一天比一天高，也真正引起了工藝和配料、水泥相關(guān)人員的重視，送熟料外檢，用水量數(shù)據(jù)基本和我們檢驗(yàn)數(shù)據(jù)一致，排除了檢驗(yàn)方面的錯誤。根據(jù)熟料黃心和C3S的發(fā)育不是很完善現(xiàn)象，首先解決窯內(nèi)通風(fēng)問題，一級筒出口負(fù)壓提高到-6500Pa，窯頭煤粉由7.1t/h減少到6.8t/h。同時調(diào)整窯頭燃燒器位置和內(nèi)外風(fēng)開度，增大燃燒空間來加強(qiáng)煅燒。配料方案不變，至30日熟料用水量還是向上趨勢，但是熟料黃心現(xiàn)象基本杜絕，敲開后整體黑色，稍亮，在陽光下觀察不到亮晶晶的閃光體，如圖2。從窯筒體溫度上測量，窯皮基本看不出變化，厚薄均勻，長度仍是23～24m，控制篦冷機(jī)二室壓力2800Pa左右，并且經(jīng)多次調(diào)整窯頭煤管各個參數(shù)，基本沒有效果。用水量143ml上下，還遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出正常范圍，熟料3天抗壓強(qiáng)度32MPa左右，也沒有大的變化。從結(jié)果來看，采取的應(yīng)對措施對扭轉(zhuǎn)用水量上升趨勢沒有效果。

圖2 熟料外觀照片2

4.2 工藝配方調(diào)整

于是我們從使用的原材料入手，分析使用的原材料中有害成分，和2012年3月份平均樣做對比。對比結(jié)果如表1。

表1 原材料質(zhì)量對比 %

由表1可以看出，砂巖和硫酸渣中K2O 、Na2O 、R2O含量明顯升高，傳導(dǎo)入熟料中。是不是由于熟料中有害成分高造成用水量升高？由于我公司對熟料中硫堿沒有做日常檢測，就對照附近使用原料相近的其他公司熟料硫堿記錄，可以系統(tǒng)地看出硫堿有害成分含量與熟料標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量有密切的相關(guān)性。當(dāng)熟料中堿當(dāng)量值在0.9%以下時，堿對熟料標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量的影響還不明顯：當(dāng)堿當(dāng)量值超過1.0%時，特別是K2O含量超過1.2%時，熟料標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量以及其他各項(xiàng)物理指標(biāo)均會受到較大影響。雖然我公司堿含量沒有太大影響，但是K2O已經(jīng)處于危險的邊緣，原料中硫酸渣K2O含量2.98%，升高的幅度達(dá)到39.9%，并且硫酸渣堿含量比以往高41.7%，砂巖高30.3%，是導(dǎo)致熟料堿含量高的主要原因。據(jù)此對原材料供應(yīng)提出控制硫堿含量要求。8月4日熟料用水量突破140，達(dá)到143，分析原因，發(fā)現(xiàn)生料中石灰石配比高于90%，粉煤灰也停用，熟料中Al2O3含量大于4.6%，硅率也偏低，導(dǎo)致熟料結(jié)粒明顯偏大，于是又對原材料供應(yīng)提出控制CaO大于48.5%的含量要求。從4日到9日隨著熟料中Al2O3值偏大、硅率降低，熟料結(jié)粒偏大，入窯頭電收塵氣體溫度臨近報(bào)警值，只有降低篦速加厚料層，二次風(fēng)溫從1080℃提高到1150℃左右，用水量直線上升，達(dá)到160ml。我們立即采取減產(chǎn)到3100t/d，推快篦床，保持較低的二次風(fēng)溫，加強(qiáng)熟料冷卻速度，才有效控制用水量在130～140ml,但是沒有恢復(fù)到正常值。可是我們很快發(fā)現(xiàn)熟料3天強(qiáng)度沒有降低，P.O42.5水泥用水量沒有明顯升高。8月10日終于把熟料中鋁降至4.6%以下，硅率提高至2.9以上，熟料結(jié)粒變小，冷卻速度加快用水量呈下降趨勢，20日以后都在128ml以下。

5 問題探討

雖然我公司熟料用水量高，但用該熟料生產(chǎn)的P.O42.5水泥用水量并不高。用小磨試驗(yàn)也證明了這一點(diǎn)。我們用P.O42.5水泥原料進(jìn)行小磨實(shí)驗(yàn)。把生產(chǎn)用水泥原料烘干后按P.O42.5水泥配比在化驗(yàn)室小磨進(jìn)行粉磨，所得水泥用水量是155.0ml，與所用熟料用水量159.0ml相差不大。但用相同的配比在水泥大磨磨出的P.O42.5水泥用水量卻只有138.5ml。兩個實(shí)驗(yàn)結(jié)果差別之大，超出我們的預(yù)料，這還有待行業(yè)同仁共同探討原因。

6 結(jié)束語

降低熟料標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量既要有合格的原材料，又要有恰當(dāng)?shù)呐浞胶挽褵に嚒．?dāng)物料有害成分接近某一邊緣限度時，采用小結(jié)粒、快速冷卻的措施，可以彌補(bǔ)有害成分帶來的副作用，加強(qiáng)生產(chǎn)過程控制和原始數(shù)據(jù)積累才能為迅速扭轉(zhuǎn)被動局面提供技術(shù)支持。