使用劣質原燃料生產優質熟料的技術探討

竇彥彬

（內蒙古松塔水泥有限責任公司，內蒙古 阿拉善 750306）

我公司2500t/d熟料生產線自2010年投產以來，熟料質量由于受到原燃材料質量的影響，熟料28天強度雖然達到了國標要求，但與市場需求尚有一段距離。為此我公司組織工藝技術人員從原燃材料及相關工藝調整入手進行調整改進，在使用原有劣質原燃材料不變的情況下，熟料強度得到較大的提高，本文就有關經驗進行探討和交流。

1 原燃材料的基本情況

1.1 煤的技術指標及特性

我公司所用的煤是水洗煤，即指原煤經過精選以后留下的粉煤，它具有熱值低，水分高，黏性大，灰分中氧化鋁含量高的特點，相關指標見表1。

表1 水洗煤的工業分析

由于這種煤典型的特點是揮發分低、著火溫度高、燃燒速度慢、燃燼率差，具有無煙煤的性能特點。因此當采用水洗煤時，必須提高燃燒反應空氣溫度和降低燃煤粒徑。通常水泥廠采用煙煤作燃料時，出磨煤粉細度一般要求在10%～12%左右，但采用無煙煤時，出磨煤粉細度一般要求不超過3%，因此我公司規定的煤粉細度控制指標小于4%。

1.2 淤砂的技術指標及特性

由于我公司靠近騰格里沙漠邊緣，當地淤砂較多，我公司生料配料采用石灰石、鐵礦石尾礦、淤砂的三組份配料方案，使用的硅質原料淤砂的化學分析見表2。

表2 淤砂的化學成分分析 %

淤砂礦物組成主要以石英為主，含長石、云母等，硬度大，結構致密，較難粉磨和煅燒。

2 生產前期生料及熟料特性

針對我公司原燃材料的實際特點，在生產初期我們按新型干法水泥生產線對生料、熟料生產的一般要求，將生料細度要求0.2mm篩余小于2%，0.08mm小于15%的指標進行控制，通過一段時間的生產，熟料28天強度比較低，不能滿足市場的需求。我們對熟料進行了巖相分析，從分析結果來看：A礦短柱狀、多邊板狀，晶粒大小：0.005～0.040mm；晶形規則，棱角較尖銳，邊線平直。B礦渾圓形，邊緣光滑，表面交叉條紋；晶粒大小：0.010～0.050mm。少量B礦巢內存有反應殘余不溶物。黑色中間相呈點滴狀，fCaO圓形，分散分布。

從以上礦物特征來看，主要表現在礦物大小均齊，晶形規則，但顆粒較小，表明窯內氧化氣氛基本正常。A礦晶粒較小、晶形規則，棱角較尖銳說明窯內熟料煅燒溫度低。黑色中間相呈點滴狀說明熟料中玻璃相較多，熟料冷卻效果好。少量B礦巢內存有反應殘余不溶物，表明生料細度較粗，有部分結晶游離硅沒有參加反應或反應不完全，相關數據見表3和圖1。

表3 工藝調整前熟料檢測數據

圖1 調整前熟料巖相圖

3 工藝技術調整方案及效果分析

針對熟料礦物巖相分析所診斷的結果，我們從原燃材料的基本性能入手，依據現有工況條件，根據新型干法熟料煅燒的基本原理，我們在生產設備能滿足工藝調整的前提下，進行了工藝調整嘗試。我們對生料粉磨控制指標以及預分解窯用一次風壓力進行了調整，首先適當降低生料產量(臺時)，將生料細度由原來的0.08mm篩余小于15%調整到小于11%；同時進一步控制煤粉細度，將煤粉細度盡量控制在2%左右；為進一步提高熟料煅燒溫度，我們采用降低一次風用量，同時為獲得較大的一次風動量，提高一次風壓力，將一次風壓力由廠家提供的22kPa提高到28kPa，一次風量由原來的42Hz降低到37Hz。同時包括噴煤管位置，三次風閘板等工藝設備也進行了相應的微調。

通過以上措施的實施，近幾個月的生產，我公司的熟料不論從外觀還是內在品質都有了較大的改觀，熟料強度提高了4.0 MPa多，平均達到了55 MPa以上，個別強度達到了60MPa，其熟料質量在本地區的水泥企業處于領先位置，而且水泥制品的使用性能也有較大幅度提高。調整后的相關數據見表4和圖2。

表4 工藝調整后熟料檢測數據

通過巖相分析我們發現工藝調整后熟料外觀呈灰黑色，致密。A礦呈短柱狀、多邊板狀，晶粒大小：0.005～0.055mm；晶形規則，棱角尖銳，邊線平直。B礦呈渾圓形，邊緣光滑，表面交叉條紋；晶粒大小：0.010～0.060mm。B礦巢內存有反應殘余不溶物較少。黑色中間相呈點滴狀，fCaO呈圓形，分散分布。總體來看達到了調整目的，窯內煅燒溫度得到了提高，游離硅明顯減少，并且A礦比較多。

圖2 調整后熟料巖相圖

4 結 論

新型干法熟料生產線雖然是非常成熟的工藝，但對不同地區來說，由于受到原燃材料的影響，在實際使用中生產的熟料質量有很大區別，在水泥行業為節約成本，提高資源綜合利用的今天，很多廠家大范圍使用了劣質的原燃材料進行水泥熟料生產，在這些劣質原燃材料的使用過程中以往大家認為可行的，通用的工藝調整思路要依據本廠原燃材料的特點進行調整使用，不能墨守陳規，這也是對新型干法水泥生產中工藝操作新的貢獻。