水泥

水泥熟料强度长期偏低原因分析及改进实践

发布时间:2022/7/6 18:56:27   
有效控制生料配料中原材料带入熟料中MgO、R2O等有害成分,从进厂原材料预均化及搭配管理入手,将不同品位石灰石搭配使用,适当提高熟料KH,控制熟料f-CaO含量及水泥熟料强度主要特征值C3S、C2S矿物含量范围,加强熟料煅烧,工艺操作采用薄料快烧方式,加大窑内通风,减少窑内还原气氛,稳定回转窑热工制度,解决了水泥熟料强度长期偏低问题。我集团新疆区域HT公司近三年来熟料3d抗压强度平均值分别是26.6MPa、27.0MPa、27.7MPa;d抗压强度平均值分别是50.3MPa、50.5MPa,51.2MPa,与同属南疆区域的LX公司相比熟料各龄期抗压强度平均值低3.0~5.0MPa,熟料强度长期低于集团内控标准要求。本文从两家公司进厂原燃材料,熟料率值控制,熟料中有害成分等方面进行对比分析,并制定调整方法及改进措施,HT公司实施调整及改进落实一段时间后各龄期抗压强度与之前相比平均提高3.5~5.50MPa,取得较好效果。1原材料分析HT公司与LX公司同处于新疆南疆区域,生料配料均为石灰石、白砂及铁矿石三组份配料,两家公司进厂原材料化学分析对比见表1~6。由表1,2进厂石灰石化学分析可知:HT公司进厂石灰石比LX公司石灰石的CaO含量平均低3.0%左右,MgO含量平均高4.1%左右,R2O含量高0.7%;从表3,4进厂白砂分析可知:HT公司进厂白砂的w(SiO2)比LX公司平均低7.0%左右,R2O含量平均高约0.80%,Fe2O3、Al2O3含量基本持平;从表5、6进厂铁矿石分析可知:HT公司的进厂铁矿石(阿克陶)的Fe2O3比LX平均低3.1%左右,MgO含量平均高0.8%左右,R2O含量平均高约0.35%。综合表1~6看出,HT公司生料配料石灰石、白砂及铁矿石三种材料的有效成分含量均低于LX公司,且各配料原材料中的有害成分R2O含量远远高出LX公司。由此可见,原材料中的有害成分是影响熟料强度的主要因素。2进厂原煤、入窑煤粉分析HT进厂原煤及入窑煤粉工业分析见表7,8。由表7,8进厂原煤及入窑煤粉工业分析中收到基发热量(Qnet,ad)、挥发分(Vad)、灰分(Aad)、全水分(M)t、空气干燥基水分(Mad)、固定碳(FCad)、全硫(S)t、焦渣特征(CRC)各项基本指标检测数据对比看出,HT公司进厂原煤质量相对稳定,且各质量指标对应相关一致。由此可见,HT公司使用的原煤质量较好,不是影响熟料强度的主要因素。3熟料质量情况3.1熟料化学分析情况HT、LX公司熟料化学分析统计见表9,10。由表9,10熟料化学分析数据表明:HT公司4月~7月的熟料烧结质量比LX公司要好,但HT公司熟料中MgO、R2O远远高于LX公司,是影响熟料强度的主要因素。3.2熟料三率值及矿物组成统计情况HT、LX公司熟料三率值及矿物组成统计见表11,12。由表11,12可以看出:HT公司和LX公司熟料三率值控制基本处于同一水平,并且熟料中的矿物组成也基本一致,可见熟料的率值控制不是影响的主要因素。4原因分析及改进措施4.1原因分析综合上述HT公司熟料强度偏低的主要原因有以下几方面:(1)石灰石品位波动相对较大,石灰石中MgO含量平均4.0%左右,严重偏高,致使熟料中氧化镁较高,熟料中MgO平均值3.4%,最大值4.62%,对熟料强度影响较大。(2)硅质材料白砂中碱含量高,其中4月~7月平均4.03%,导致熟料中碱含量高,平均值1.29%,最大值1.35%,超过临界值,影响中C3S的形成,影响熟料后期强度。(3)4月~7月煤粉水分平均4.44%,易造成煤粉后燃,煤粉燃烧后煤灰掺入不均,灰粉沉落在烧成带的熟料颗粒表面上,造成熟料颗粒表面富硅化,进而改变熟料表层矿物成分与化学成分,致使C3S含量下降,从而影响熟料质量。(4)出窑熟料w(f-CaO)偏高,4月~7月合格率仅51.5%,熟料w(f-CaO)平均值1.38%,最大值1.65%,对熟料强度的发挥和30d、d强度增幅影响较大。4.2改进措施(1)熟料中MgO含量受石灰石中MgO较高的影响一直偏高,从进厂原材料预均化及搭配管理入手,将低品位石灰石与进厂LX公司石灰石搭配使用,适当增加检验频次,降低和控制熟料中w(MgO)≤2.0%。(2)因HT公司当地风积砂、铁矿石暂时无法替代,通过生产工艺技术改造,增加旁路放风设施,对有害成分富集量较大的回灰通过试验用于水泥混合材,减少碱、氯、硫的富集,控制熟料碱含量≤1.0%。(3)通过试验使用原煤发热量不变,灰分较高的原煤,以降低风积砂的使用量,进而降低熟料中碱含量。同时适当降低出磨煤粉细度和提高出磨风温降低入窑煤粉水分,防止煤粉后燃。(4)控制适宜的生料细度和水分,根据窑的烧结能力,适当提高熟料KH,控制KH=0.90±0.02偏上限,保证出窑熟料w(f-CaO)≤1.2%,提高熟料30d、d抗压强度。(5)从熟料矿物组成上,C3S、C3A决定水泥熟料的早期强度,C2S、C4AF决定后期强度,C3S含量高,早期及后期强度相对都会高。因此,控制熟料C3S含量在50%~55%,C2S含量在20%~25%。(6)加强熟料煅烧,工艺操作采用用薄料快烧方式,加大窑内通风,减少窑内还原气氛,稳定窑的热工制度,同时加强一段冷却效果,保证熟料中有效矿物的晶形。4.3改进效果实施改进8~10月HT公司熟料化学分析统计及熟料三率值及矿物组成统计见表13,14。由表13,14可以看出:HT公司熟料对比之前熟料w(MgO)、w(R2O)及w(f-CaO)含量下降,三率值KH及SM有所提高,矿物组成C3S提高为52%左右,对比改进前的熟料3d及28d抗压强度提高3.5~5.50MPa。5结语有效控制生料配料中原材料带入熟料MgO、R2O等有害成分,从进厂原材料预均化及搭配管理入手,将不同品位石灰石搭配使用,适当提高熟料KH,控制熟料f-CaO含量及水泥熟料强度主要特征值C3S、C2S矿物含量范围,加强熟料煅烧,优化工艺操作,采用用薄料快烧方式,加大窑内通风,减少窑内还原气氛,稳定回转窑热工制度,同时加强一段冷却效果,保证熟料中有效矿物的晶形。HT公司熟料实物质量和性能改善明显,各龄期抗压强度持平甚至超出LX公司,达到集团内控标准,解决了连续几年熟料强度持续低的问题。当然,提高熟料强度的其他途径也很多,需在实践中不断探索总结,通过优化配料及工艺操作,确保回转窑达到优质、高产、低消耗和连续安全运转的目的。尧柏特种水泥集团有限公司贾兆义

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