调整配料方案解决新型干法窑结圈问题
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表1结圈前后石灰石分析对比,%时间烧失量SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOCaF2总和结圈前
1月39.186.990.120.1250.312.040.6898.762月39.086.820.150.1450.282.300.6498.783月38.388.290.300.2649.492.380.7299.10结圈后
4月37.928.690.210.1949.022.710.7698.745月38.947.210.190.1549.812.750.6299.056月39.156.690.180.1750.112.650.6298.95
通讯地址:福建龙岩合丰水泥有限公司,福建龙岩364000;收稿日期:2007-09-05;编辑:吕光
调整配料方案解决新型干法窑结圈问题Ring Formation Handling by Adjusting Material Proportioningon New Dry Process Kiln
□□卢扬芬
中图分类号:TQ172.622.29文献标识码:B文章编号:1001-6171(2008)01-0061-03
我公司于2002年9月建成1000t/d带预热器、TDF型新型干法窑生产线,由天津水泥工业设计研究院有限公司设计,全部采用无烟煤煅烧技术。以石灰石、粉砂岩为主要原料,按一定比例进行预均化配料,预均化料+1%~2%铁粉+石灰石校正原料进行配料。投产以来,熟料产量高,日产稳定在1250~1350t/d;熟料质量稳定,3d抗压强度(月平均)≥32.00MPa、28d抗压强度(月平均)≥57.0MPa;熟料标煤耗为:108kg标煤/t熟料左右,收到了很好的经济效益。但在2006年4~6月期间,窑频繁出现后结圈现象与结大蛋现象,3次停窑处理,窑煅烧极为不稳定,熟料产量与质量受到极大影响。现就窑结圈原因,从原燃材料、生料、熟料分析数据变化入手进行分析,提出调整配料方案来解决窑结圈结蛋问题。14~6月窑结圈情况(1)2006年4月14日夜班4:00以后,窑况突然出现异常,窑尾冒料,生料喂料量从85t/h降到50t/h左右;筒体扫描仪显示距窑口25~33m处出现结圈,实施降产、降低窑尾温度、移动喷煤管位置、提高窑速等措施无效,决定停窑处理。(2)2006年4月29日也是夜班4:00左右,窑况开始出现异常,产量
由78t/h(入窑生料喂料量)降至76t/h,约6:00窑尾出现漏料,12:00窑尾
漏料严重,产量降至40t/h。采取停窑
止料、冷窑1h等措施,13:00开窑情况仍无改观,结圈未脱落,15:10决定停窑处理。筒体扫描仪显示
27~35m
处结圈,与4月13日结圈位置相同。(3)2006年6月7日23时左右,窑尾出现冒料,筒体扫描仪显示28~33m左右出现结圈,采用各种措施无
效,8日3:00左右停窑处理,此时窑
正处于检修期。在这期间,不时出现结大蛋,窑产量一直较低(生料喂料量只
60~
75t/h),熟料fCaO波动很大(fCaO=1.0%~3.2%之间),熟料强度明显下
降。由于原因分析不到位,在配料调整上只做小幅度调整。6月7日结圈
后,窑停机检修10d,我们也利用这10d时间进行了系统的分析,并对配
料进行了大胆的调整,取得了很好的
效果。2原料分析
(1)石灰石:目前公司矿山石灰石采用硐采,硐采点较多。多数采点石灰石存在两个比较大的问题,一是MgO较高,二是含有一定量的CaF2。
在正常情况下,生料中含一定量CaF2,生料易烧性好,有利于窑的煅
烧,但含量过高时会产生一些副作用。结圈前后石灰石分析数据见表1。
从表1可以看出,石灰石中MgO在2006年4~6月比1~3月高约0.4%左右,石灰石中CaF2变化不大。
我们知道,熟料中MgO能降低熟料烧成温度,增加液相量,由于石灰石中含有一定量的CaF2,熟料煅烧有一
定的矿化效果,MgO含量的增加,共
熔点温度降低,液相提早生成,液相量也因此增加,窑易产生结圈结蛋。(2)煤:公司在生产过程中一直采用翠屏山大矿无烟煤,煤质非常稳定,热值在26000~28500kJ/kg之间。2005年底由于煤价猛涨,公司考虑采
用部分小煤窑煤进行搭配煅烧。小矿煤煤质波动较大,灰分较高,热值不
煅烧工艺
612008/1水泥技术表2翠屏山煤与小矿煤之间的对比项目Mar,%Mad,%Aad,%Vad,%FCad,%Qnet,ad,kJ/kgQnet,ar,kJ/kg大矿煤7.351.2013.453.9881.352826226367小矿煤6.01.2024.003.6071.202425422942
表42006年2~5月熟料成分、矿物组成(%)、率值与强度月平均值月烧失量SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOK2ONa2OfCaOKHSMAMC3SC2SC3AC4AF烧成温度℃液相量(1450℃
)
%
抗折强度,MPa抗压强度,MPa
3d28d3d28d2(前)0.4021.524.533.9065.462.791.120.150.920.9370.551.1666.3211.675.3911.85142926.426.69.833.059.63(前)0.4121.574.643.8665.172.800.910.170.950.9292.491.1664.5113.185.4812.22141526.486.59.732.158.24(后)0.3421.444.653.8565.153.121.820.451.310.9352.521.2165.5812.005.7911.70142528.006.49.530.656.75(后)0.3621.584.793.7465.163.101.670.411.680.9322.621.2665.2712.635.9911.06143227.976.49.030.757.2
表56月17~21日熟料成分、矿物组成(%)、率值及强度日期烧失量SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOK2ONa2OfCaOKHSMAMC3SC2SC3AC4AF
烧成温度℃液相量(1450℃)%
抗折强度,MPa抗压强度,MPa
3d28d3d28d170.4122.384.642.4465.713.161.560.151.270.9133.161.9062.8516.748.167.42145924.286.29.028.655.8180.3922.324.662.2765.452.971.450.211.430.9123.222.0562.4216.918.506.90146223.726.49.230.156.5190.5522.604.632.4364.663.131.520.260.820.8883.201.9157.0221.798.157.49143224.275.88.927.756.3200.3722.314.582.4364.453.021.650.221.310.9133.181.8862.6516.718.027.39152224.105.79.129.256.4210.4122.784.462.3565.082.951.380.191.120.8923.351.9058.5221.187.837.14144423.195.79.627.958.6
表3粉砂岩分析结果(121地质队分析结果),%粉砂岩烧失量SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOK2ONa2OCl-碱含量总和1号(前)5.7765.8017.377.680.510.522.500.270.0042.772号(后)6.2164.7917.577.550.520.514.270.760.0055.03
稳定,着火点也相对较高,在一定程度上也会影响熟料的煅烧。6月份以后我们就暂停使用小矿煤(表2)。(3)粉砂岩:2006年4月前后,粉砂岩采用不同矿点,从常规分析的结果看,与原有的数据基本相符,但从有害成分分析后,发现K2O与Na2O的结果有一定的区别,4月份以后用的粉砂岩碱含量偏高。具体数据见表3。从表3可以看出,我们3月前用的粉砂岩碱含量在2.77%左右,而4月后用粉砂岩碱含量在5.03%,明显高于原有粉砂岩的碱含量。加上石灰石中的MgO与CaF2导致窑内液相增大,共熔点温度下降,结圈的可能性更大。3生料、熟料成分分析公司建成投产以来,我们一直遵从同一种配料方案:即熟料三个率值控制在KH=0.93±0.02,SM=2.5±0.1,
AM=1.2±0.1,生料稳定,熟料三个率
值合格率大于90%以上,窑的产量、质量、消耗都完成得相当出色。由于我们过于迷信这一配料方案,在4月14日~6月7日期间窑出现漏料结圈
后,配料调整幅度很小,只是将生料的Fe2O3由原来的2.3%±0.2%调整至
2.1%±0.2%,不敢做大胆的调整,2006年2月~5月结圈前后熟料分析月平均值见表4。
4配料方案的调整
由于结圈、结蛋还时有发生,这种小幅调整已经不能满足生产的要求,保持原有生料成分已经不能适应
窑的煅烧,从表4也可以看出,虽然
煅烧温度相差不大,但液相量(1450℃)明显增多,产生结圈的可能性也就越大。通过对原料、燃料、生料
及熟料分析,在窑检修后我们大胆地改变了配料方案,并按计划实施,取得了很好的效果。
(1)配料方案一:将生料Fe2O3由
2.1%±0.2%调整到1.4%±0.2%,将熟
料SM值由2.5±0.1调整到3.1±0.1,
适当降低熟料KH值。熟料三个率值控制在:KH=0.91±0.02,SM=3.2±0.1,AM=1.9±0.1,目的在于降低液相量,
防止结圈的产生。6月16日窑开机后就采用了这一配料方案,煅烧状况得到了明显的改善,结圈现象也消失了。熟料质量也有了明显的好转,但
熟料强度达不到我们内控标准的要求(熟料3d抗压强度>32.0MPa、28d抗压强度>57.0MPa),同时窑内还出现飞砂现象,熟料产量也达不到原有的水平(入窑生料喂料量在85~80t/h),入窑生料喂料量在75t/h左右,这
一方案实施了20d左右。从表5数据
分析可以看出,熟料烧成温度明显提高,液相量也明显下降,不利于窑的煅烧。
(2)配料方案二:为适当提高熟料的强度,避免窑内的飞砂现象,我
62CEMENTTECHNOLOGY1/2008
煅烧工艺