萤石作矿化剂在湿磨干烧短窑中的应用
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萤石作矿化剂在湿磨干烧短窑中的应用
作者:蓝兴权
单位:南华水泥股份有限公司
中图分类号:TQ172.461 文献标识码:B 文章编
号:1002-9877(2002)12-0022-02
随着GB/T17671的实施,对水泥质量的要求越来越严格。
为此我厂在采用各种新工艺、新设备和新技术的同时,开始了萤石作矿化剂在新线湿磨干烧短窑中应用的试验和研究,以求提高水泥早期和后期强度,并提高熟料台时产量,降低熟料生产成本。
1 试验研究
我厂石灰石是自产,所含结晶状态的石英、燧石等有害的成分较多,严重影响熟料煅烧时fCaO的吸收,熟料质量不稳定。
表1是用SiO
2
结晶程度不同的石灰石配制的生料化学成分,以及经1450℃煅烧后的fCaO对比。
由表1可知,我厂目前使用的石灰石含结晶SiO
2
较高,对煅烧不利。
而萤石
中存在的氟离子,能够有效地破坏生料中SiO
2
、CaO的晶格结构,起到活化作用,
加速CaO与SiO
2的反应,促进C
2
S和C
3
S的形成。
表2是我厂掺萤石作矿化剂的对
比情况。
注:表中生料成分为掺入萤石后的检验结果。
由表2可知,生料中掺入一定量的CaF
后,在相同的温度下煅烧相同的时间,
2
后,熟料中游离氧化钙可大幅度降低。
据试验,生料中掺入0.35%~0.50%的CaF
2
熟料煅烧温度可下降150~200℃,实现低温度煅烧,达到节煤并降低熟料生产成本的目的。
2 工业试生产
在掺萤石作矿化剂期间,我厂选择配料方案为:
KH=0.92±0.02,n=2.65±0.1,P=1.8±0.1。
熟料化学成分及率值见表3,物理性能见表4。
由表3和表4可知,上述配料方案在一定程度上强化了煅烧效果,fCaO也较低,合格率达96.86%。
熟料28d抗压强度普遍由原来的51MPa提高到58MPa,安定性合格,初终凝时间正常。
但是,出窑熟料结粒细小,且极易发生粉化现象,窑皮易长厚,窑预热器系统易结皮。
对此,我厂又将CaF
掺量调整为0.6%,3率值调
2
整为:KH=0.92,n=2.65,P=1.70,调整后窑皮现状有所好转,窑运转率、台时产量都有所提高,见表5。
3 几点体会
1)萤石作单掺矿化剂在湿磨干烧短窑中应用,必须考虑生料中的氟硫比的控制,加入萤石作矿化剂后,生料中的氟硫比会严重影响生料易烧性和水泥的凝结时间。
氟硫比过大,会导致生料粘度大,煅烧时易刮窑皮,不利于回转窑的稳定、安全运行和提高熟料早强的目标,熟料凝结时间延长,硬化变慢;氟硫比太小,由于S2-的矿化作用比F-小,生料难烧,烧成温度必将进一步提高,这对窑皮的稳定不利。
因此应严格控制生料中氟硫比例。
因我厂原煤、石灰石及砂岩矿中含硫均相对较高,磨制成生料后,生料中硫含量达0.2%~0.3%,即相当于采用双掺加石膏方案。
因此,本人认为矿山开采时,石灰石、砂岩堆放应分区存放搭配使用,确保入磨生料原料中硫总量受到控制。
另外,窑尾废气中HF含量并不大,可能与系统漏风及预热器内氟的循环吸收有关。
2)采用萤石作矿化剂后,窑上煅烧易长厚窑皮,预热器易结皮,配料方案应相应改动,排风应适当拉大,匹配好煤风料的比例,以适应窑内的煅烧。
3)出窑熟料升重的控制。
采用萤石作矿化剂后,生料在回转窑内出现液相时的温度降低150~200℃,因而烧成带内的温度应自然降低,以避免高温状态下CaF
2
挥发增加,加大对窑尾设备的损坏。
同时,CaF
2可与窑皮中SiO
2
作用生成挥发性
SiF
4。
实践证明,升重控制在1100~1300g/L范围内时,熟料不论从结粒、色泽方面还是物检方面,效果都不错。
因此,熟料升重宜低不宜高。
4)试验研究表明,在生料磨制过程中掺入5%~10%灰分在40%左右的无烟煤,可以强化熟料煅烧过程中的传热速度,在分解炉中,无烟煤中的固定碳燃烧,干燥
后的生料将内外受热,加快CaCO
3分解以及C
2
S和C
3
S的形成。
另外,可增加生料
磨机产量,降低电耗,还由于无烟煤中含有微量的稀有元素,可提高熟料强度。
目前我厂正准备进行相关的工业性生产试验。