提高水泥熟料強度的主要措施

黃強，姜曉紅，袁仕，劉戰梅

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量改進、熟料生產過程質量控制、配料方案及工藝操作調整等方面進行了優化，取得了較好效果。

1 改進原燃材料質量

1.1 提高原煤質量

（1）原煤現狀。我公司原煤為第三方供應，供應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、窯尾煤比例不易協調。水泥熟料松散不致密，頻繁出現黃芯料，燒失量和需水量偏高，強度偏低。

（2）改進措施。為改變燃料品質，穩定熟料煅燒，公司決定改進原煤的采購方式，由第三方供應變為原礦直供。經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點。公司將不同原煤單獨堆放，根據煤質情況單獨或搭配使用。采購方式調整前后，進廠原煤的工業分析對比見表1。由表1可見，調整采購方式后，原煤的揮發分和發熱量均大幅提高。

表1 采購方式調整前后進廠原煤工業分析對比，%

（3）改進效果。生產實際顯示，在煤粉細度保持不變的情況下，煤質提高后，煤粉燃燒速度變快，窯頭火焰更加明亮且火力集中，二、三次風溫明顯提高且穩定，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，熟料致密且晶體均勻。

1.2 提高石灰石質量

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，為穩定生料質量和熟料煅燒創造了有利條件。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 石灰石配比調整前后對比

2 加強對熟料生產過程的質量控制

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，提高熟料質量，將其調整為6.0%左右。調整后發現，窯頭火焰短粗有力，比較集中，窯尾煙室溫度穩定在1 050℃左右。

我公司生料水篩細度篩余＜15%，使用鋼廠轉爐廢渣。轉爐渣粒度、硬度較大，易磨性差，導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需求，致使鏟車從取料機應急口下料，石灰石堆場較難實現全自動化堆、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，同時改進了驅動電控系統。改造后，取料機取料量可滿足生料磨需要，石灰石堆場實現了全自動堆、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，方便操作員及時調整原料配比，出磨生料成分更加穩定，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礦區石灰石易磨性和易燒性較差，煅燒困難，實際生產過程中，提高KH并不能提高C3S含量，熟料質量并不理想。適當降低KH、SM后發現，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，熟料產量未明顯下降。三率值調整前后對比見表5。

表5 三率值調整前后對比

4 調整工藝操作

4.1 提高入窯生料成分穩定性

（1）在改善進廠石灰石質量的基礎上，穩定其他校正原料；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，設置最低庫存量；對進廠原材料采購部門和供應商進行考核；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）按質量管理規程要求，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，穩定入窯生料成分和喂料量，減少對熟料質量的影響。

（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）提高配料預見性，如原煤換堆時，煤質易發生變化，應及時取樣分析；提前調整出磨生料指標，減少熟料率值的波動。

4.2 保證入窯喂料量的穩定

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

4.3 調整窯頭、窯尾的用煤量

在確保入窯煤粉質量穩定的基礎上，合理調整窯頭、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，導致窯尾無法加煤，窯頭、窯尾用煤比例失調。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），限制了窯產量，熟料中也出現了大量的黃芯料。針對此問題，公司及時調整，在投料量及系統拉風不變的情況下，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、窯尾煤比例穩定在4∶6，可滿足工藝要求。窯頭、窯尾用煤調整前后對比見表6。

表6 窯頭、窯尾用煤調整前后對比

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，窯況比較穩定。

5 改造效果

經優化調整，我公司熟料3d抗壓強度穩定在31.0MPa，28d抗壓強度達57.0MPa以上。水泥生產熟料配比由85%降低至81%，水泥單位產品碳排放量下降，取得了良好的經濟效益。■