水泥防水知识
水泥技术|5000t/d生产线煅烧高镁熟料的生产实践
作者:防水之家  建材之家    2017-03-19  浏览:34
防水之家讯:我公司2×5 000t/d生产线I期于2004年底投产,石灰石矿山其一属奥陶纪马家沟组地层(OM),北庵庄段中薄层灰岩、云斑灰岩中夹白云质灰岩,而且由于受较多断层影响,接触东黄山段白云岩较多,造成石灰岩矿层结构复杂。我公司自开始生产即搭配使用高镁石灰石,在生产过程中,注意总结工艺操作、熟料质量等方面的经验,并采取了积极有效的措施,取得了较好的效果。1 高镁石灰石的应用情况原材料化学分析见表l,熟料质量见表2和表3。表1 原材料的化学成分分析(%)项目LossSiO2A12O3Fe2O3CaOMgOK2ONa2O低镁石灰石42.083.310.880.7550.062.210.190.09高镁石灰石41.963.460.860.6949.023.350.170.08砂岩3.7668.4313.294.641.891.351.570.53页岩12.1350.8314.636.087.802.463.770.58铁矿石1.3556.332.5330.552.103.450.310.24表2 调整前熟料化学成分、率值及矿物组成方案化学成分/%率值矿物组成/%LossSiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOfCaOKHnpC3SC2SC3AC4AF配方l0.2021.544.983.5264.983.160.810.9142.531.4157.4218.457.2310.70配方20.2621.444.983.3664.863.701.260.9182.571.4856.3618.967.5010.2l配方30.3121.324.963.4664.604.361.550.9202.531.4355.1919.517.2810.523 调整前熟料物理性能方案80μm筛余/%比表面积(m2/kg)标准稠度用水量/%SO3/%凝结时间抗折强度/MPa抗压强度/MPa初凝终凝3d28d3d28d配方22.335323.62.31051506.29.032.562.6配方32.335023.62.21001456.08.932.161.9在实际生产过程中,随着MgO含量的升高,出窑熟料结粒明显增大,而且大小不均匀,飞砂严重,黄块较多;大粒熟料外观颜色发黑,但破碎后多数黄心,结构疏松,f-CaO严重偏高,升重值大幅度下降,熟料质量明显降低。同时工艺上表现为窑内通风不畅,因强加煤而造成还原气氛明显,长厚窑皮、结大球,窑况明显恶化,窑内热工制度很不稳定,多次出现因大料块和结大蛋而停篦冷机处理。并出现预热器堵塞等连锁反应,给窑稳定操作带来了很大困难,熟料产量大幅度降低,熟料质量受到严重影响,熟料MgO含量从3.2%提高到4.8%,3d抗压强度下降了0.9MPa,28d抗压强度下降了2.6MPa。2 MgO对熟料烧成和质量影响的原因分析在近几年的生产实践中,我们总结和验证了熟料MgO含量对熟料煅烧和质量的影响。如果熟料MgO含量偏高(<3.2%),熟料煅烧时,MgO有一部分与熟料矿物结合成固溶体并存在于中间相中,多余的MgO则如同提高了Fe2O3的含量,可降低液相出现的温度并增加液相量,降低液相的表面张力,从而促进C2S对CaO的吸收,有利于煅烧。如果熟料MgO含量较高(3.2%~4.2%),液相表面张力大幅度下降,含4%MgO时的表面张力为0.51N/m,迫使其煅烧温度要比正常温度低,煅烧范围要比正常窄,不利于f-CaO的吸收和晶体发育。表现在熟料外观结粒细小,飞砂严重。同时,在煅烧方面表现为易烧性好,但烧结范围变窄,操作难度大。如果熟料MgO含量过高(>4.2%),熟料出现结球严重,窑电流平均达450A以上,频繁出现结大球,冷却破碎之后的熟料大多数为黄块,窑头飞砂严重。我们采取常规的降铁措施,现象不但没有扭转,反而更加恶劣,反常规调整,却有效果。从资料[1]得知,MgO含量>4.2%时,熟料液相黏度增加,使阿利特结晶困难,从而使结粒变大,窑内极易结圈、结蛋。 综上分析,我公司熟料强度偏低的根本原因是出窑熟料MgO含量偏高,而配料方案和煅烧操作又没有及时或有效地作出适应性的调整,从而造成不正常窑况的出现和熟料强度的降低。3 采取措施3.1 控制石灰石中MgO含量为了使熟料中MgO含量达到公司内控指标4.0%±0.2%,必须控制石灰石中MgO含量2.8%±0.2%。从石灰石进厂质量把关开始严格控制,分矿点搭配到位。同时强化石灰石均化效果,严格控制石灰石堆棚布料层数在400层以上,以改善和稳定生料质量,为稳定操作和熟料质量创造条件。3.2 调整配料方案原配料方案熟料三率值控制指标为:KH=0.91±0.02,SM=2.5±0.1,IM=1.4±0.1。当熟料MgO含量在3.2%~4.2%时,选用三高配料方案,将熟料KH提高到0.92±0.02,SM提高到2.6±0.1,IM提高到1.5±0.1。在此种情况下,随着MgO含量的提高,适当降低生料Fe203指标,以增加液相黏度和烧结范围,改善熟料质量和操作的适应性。熟料MgO含量>4.2%时,熟料率值控制为KH=0.92±0.02,SM=2.6±0.1,IM=1.4±0.1,增加Fe2O3的含量,降低铝率,以降低液相黏度,避免窑内结圈、结蛋,控制飞砂料。3.3 优化操作参数3.3.1 降低并稳定分解炉出口、窑尾和C5温度液相过早出现,易形成黏性物料,在预热器、窑尾烟道、C5及下料管道等处极易结皮引起堵塞,针对这些情况,应该严格控制分解炉出口、窑尾和C5温度。正常生产时,分解炉出口温度一般控制在880℃左右,而在煅烧高MgO熟料时,控制在850~880℃,将窑尾温度由原来的1050~1100℃降低至l 000~1050℃,避免液相过早出现,减少结皮堵塞情况的发生,同时也减轻了窑内结长厚窑皮、结圈。我们在C5的下料管位置,设置了吹堵装置,及时有效地处理了故障,提高了窑的运转率。3.3.2 降低并稳定入窑分解率控制入窑物料表观分解率在90%左右,最高不超过94%。在生产实践中,常出现因为入窑物料分解率过高达96%,熟料升重降低,质量下降。分析认为,由于分解率过高,也就是生料预烧较好,使液相提前出现,窑内碳酸盐分解带缩短,固相反应带相应拉长,使化学反应产物活性降低,从而导致熟料升重降低,熟料实物质量下降。3.3.3 加强篦冷机操作熟料急冷,可使熟料中阿利特、贝利特尤其β型C2S晶形稳定,并使液相来不及结晶而形成更多的玻璃体,避免L(液相)+C3S→C3A+C2S的转熔反应;同时也可使方镁石晶体尺寸减小,提高方镁石水化产生应力的分散度,减小因方镁石对水泥安定性的影响。因此,在篦冷机操作过程中,应保持好篦冷机各室合理的压力,特别是一室的压力,调节掌握好篦床速度,并保持一、二室风机用全风,使通过高温料层的风量稳定而充分,确保冷却效果。3.3.4 调节煤粉燃烧器内外用风控制烧成带长度烧成带长,物料在窑内更易提前黏结成球,窑况不稳定时甚至形成大球、大块,熟料结粒不均,f-CaO高,升重低。生产过程中,根据我公司实际情况控制好一次风量,调节好煤粉燃烧器内外用风比例(不同的燃烧器、煤质和热工制度是不同的),从而确保煤粉快速燃烧,使火焰缩短,控制烧成带长度。4 效果1)随着上述针对性措施的调整到位,出窑熟料外观质量明显改善,熟料结粒细小均齐,粉粒少,黄块极少,升重提高近70g/L,质地坚硬,可以判断熟料实物质量明显提高。熟料3d、28d抗压强度有大幅度的提高,3d抗压强度平均达32.3MPa,较调整前提高了2.0MPa;28d抗压强度平均达62.2MPa,较调整前提高了3.9MPa。调整后的熟料化学分析及物理性能见表4及表5。表4 调整后熟料化学分析方案化学成分/%率值矿物组成/%LossSiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOfCaOKHnpC3SC2SC3AC4AF配方20.2321.334.963.3964.723.820.810.9212.551.4658.2717.2l7.3910.31配方30.2621.224.983.5064.424.300.900.9212.501.4258.1317.007.2610.64表5 调整后熟料物理性能方案80μm筛余/%比表面积(m2/kg)标准稠度用水量/%SO3/%凝结时间抗折强度/MPa抗压强度/MPa初凝终凝3d28d3d28d配方22.335323.62.31051506.29.032.562.6配方32.335023.62.21001456.08.932.161.92)出窑熟料岩相结构明显改观。从显微照片可以看出,形成了较多的带状阿利特晶体,长宽比较大,达2.0以上,晶体尺寸10~50μm,并有少量异常大晶体。B矿数量较少,难见矿巢结构,常见尺寸10~25μm,圆形,大多有双晶纹。3)通过采取上述配料方案和工艺操作措施,实现了回转窑稳定操作,解决了窑内结大球,结圈现象,提高了窑的运转率,不仅综合利用了我公司自备矿山大量的高氧化镁石灰石矿产资源,而且使熟料质量稳定提高,取得了较好的经济效益和社会效益。5 应用体会 1)MgO过高对熟料产质量的影响巨大,每上升1%的MgO,熟料28d抗压强度降低约1.5 MPa。但只要对配料方案和工艺操作及时作出适应性的调整,是完全可以扭转的。 2)不能在MgO升高过程中一味地降低Fe2O3。 3)在使用高镁原料时,必须采用高品质烟煤,否则将更加恶化窑情。 4)在回转窑操作中,应控制烧成带长度,适当降低窑尾、分解炉出口温度等工艺参数,控制熟料结粒,实现急冷煅烧。防水之家是专注防水,泥水,防水材料,防水涂料的新闻资讯和防水,防水材料,防水涂料等各十大品牌的装修效果图和网上购物商城,敬请登陆防水之家:http://fangshui.jc68.com/
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