1 問題的提出
很長(zhǎng)一段時(shí)間,我廠熟料中C3S含量偏低,熟料和水泥早期強(qiáng)度均不理想。熟料在燒成過程中結(jié)窯、煉邊現(xiàn)象也非常嚴(yán)重。立窯燒燒停停,產(chǎn)量很低。
2 原因分析
我廠采用的是煤矸石全代粘土的生料配制方案,煤矸石的含硫量較高,且化學(xué)成分及熱值波動(dòng)較大;燒成用煤屬高硫煤。因此,生料化學(xué)成分難控制,熟料含硫量高。我們采用固定煤矸石、煤炭、石灰石等幾種主要原燃材料的基地、進(jìn)烘干機(jī)前的料場(chǎng)預(yù)均化以及多庫(kù)搭配等手段解決原燃材料成分和熱值波動(dòng)等問題。雖然有一定效果,但問題最終未根本解決。為此,我們將思路集中在傳統(tǒng)的配料方案上。
1)由于生料中硫的含量較高,在熟料燒成過程中硫?qū)Z取部分CaO生成CaSO4,而飽和系數(shù)控制在0.93±0.01,這使CaO的配入量相對(duì)較少。
2)生料中熔劑成分配量較高,熟料熱耗按5016kJ/kg配制,再加上SO3的礦化作用,致使燒成過程中液相量過高,熟料中致密性死燒料塊過多,立窯中部通風(fēng)受阻,還原氣氛嚴(yán)重。
3)配煤過多,煤燃燒時(shí)間拉長(zhǎng),熟料冷卻不好,特別是致密性大塊熟料。
3 調(diào)整配方
我們將三個(gè)率值設(shè)計(jì)為:
KH:0.98±0.01;n:2.1±0.1;P:1.2±0.1。
原燃材料、生料化學(xué)成分分析見表1、表2。
表1 原燃材料化學(xué)及工業(yè)分析
| Loss
| SiO2
| Al2O3
| Fe2O3
| CaO
| MgO
| St,ad
| A ad
| Qnet,ad/(kJ/kg)
|
石灰石
| 41.71
| 1.08
| 0.04
| 0.28
| 53.27
|
|
|
|
|
煤
|
| 56.67
| 12.32
| 15.03
| 9.57
| 1.23
| 5.83
| 24.39
| 28 411
|
煤矸石
|
| 54.03
| 19.31
| 14.32
| 10.48
| 0.60
| 7.96
| 75.68
| 4 719
|
黃砂
| 2.39
| 83.10
| 5.47
| 2.41
| 3.67
|
|
|
| |
表2 生料、熟料化學(xué)成分及礦物組成
| Loss
| SiO2
| Al2O3
| Fe2O3
| CaO
| C3S
| C2S
| C3A
| C4AF
| KH
| n
| P
|
生料
| 40.1
| 12.54
| 3.14
| 2.58
| 40.62
|
|
|
|
| 0.98
| 2.19
| 1.22
|
熟料
| -
| 20.90
| 5.24
| 4.30
| 67.70
| 66.8
| 9.5
| 6.6
| 13.1
|
|
| |
新設(shè)計(jì)方案于1997年8月中旬正式實(shí)施。生料磨出后,我們?cè)谏a(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)取樣與過去生料進(jìn)行了對(duì)比分析,見表3~5。我廠生料SO3含量多在2.6%~3.0%之間。
表3 調(diào)整前后生料全分析率值
| Loss
| SiO2
| Al2O3
| Fe2O3
| CaO
| KH
| n
| P
|
調(diào)整前
| 40.04
| 12.48
| 3.64
| 2.75
| 38.86
| 0.91
| 1.95
| 1.32
|
調(diào)整后
| 38.48
| 12.86
| 2.83
| 2.77
| 41.41
| 0.99
| 2.30
| 1.02 |
表4 調(diào)整前后熟料化學(xué)成分及礦物組成
時(shí)間
| Loss
| SiO2
| Al2O3
| Fe2O3
| CaO
| fCaO
| C3S
| C2S
| C3A
| C4AF
| KH
| n
| P
|
調(diào)整前
| 4.78
| 19.48
| 5.39
| 4.38
| 60.60
| 4.9
| 36.27
| 28.48
| 6.90
| 13.32
| 0.92
| 1.99
| 1.23
|
調(diào)整后
| 1.12
| 20.62
| 4.57
| 5.01
| 65.31
| 4.6
| 52.50
| 19.51
| 3.61
| 15.23
| 0.97
| 2.15
| 0.91 |
表5 調(diào)整前后熟料主要物理性能對(duì)比
| 篩余/%
| 凝結(jié)時(shí)間/(h:min)
| 抗折強(qiáng)度/MPa
| 抗壓強(qiáng)度/MPa
|
初凝
| 終凝
| 1d
| 3d
| 28d
| 1d
| 3d
| 28d
|
調(diào)整前
| 4.8
| 1:05
| 2:05
| 4.0
| 5.5
| 8.9
| 15.6
| 27.3
| 57.9
|
調(diào)整后
| 7.0
| 1:50
| 2:50
| 4.6
| 6.4
| 9.6
| 20.3
| 36.5
| 60.6 |
從前述各表數(shù)據(jù)看,我們將飽和比作了較大幅度提高,礦物組成也相應(yīng)發(fā)生了很大變化,液相量有所降低,熟料的1d、3d強(qiáng)度有了明顯的提高。
4 外摻石膏對(duì)水泥強(qiáng)度的影響
在生產(chǎn)實(shí)踐中,我們發(fā)現(xiàn)熟料中帶入的SO3在水泥水化過程中有惰性作用,對(duì)促進(jìn)水泥各齡期強(qiáng)度的發(fā)揮有一定影響。于是,在實(shí)際生產(chǎn)中外摻少許石膏,其結(jié)果見表6。
表6 外摻對(duì)比試驗(yàn)
試樣編號(hào)
| 配方/%
| 比表面積 /(m2/kg)
| 安定性
| 凝結(jié)時(shí)間 /(h:min)
| 抗折強(qiáng)度 /MPa
| 抗壓強(qiáng)度 /MPa
|
熟料
| 沸騰爐渣
| 石灰石
| 石膏
| 硬石膏
| 激發(fā)劑
| 初凝
| 終凝
| 1d
| 3d
| 28d
| 1d
| 3d
| 28d
|
J-1
| 98.5
|
|
| 1.5
|
|
| 306.1
| 合格
| 0:57
| 1:27
| 3.4
| 5.6
| 10.0
| 15.7
| 28.4
| 65.0
|
J-2
| 83.5
| 15
|
|
|
| 1.5
| 318.6
| 合格
| 0:59
| 1:32
| 4.1
| 6.6
| 10.5
| 15.1
| 33.1
| 64.4
|
J-3
| 83.5
| 15
|
| 1.5
|
|
| 306.1
| 合格
| 0:57
| 1:34
| 3.8
| 6.6
| 10.3
| 17.1
| 32.8
| 63.6
|
J-4
| 83.5
| 15
|
|
| 1.5
|
| 304.0
| 合格
| 0:50
| 1:36
| 3.9
| 5.8
| 10.2
| 17.4
| 31.5
| 64.0
|
J-5
| 90
|
| 10
|
|
|
| 324.7
| 合格
| 0:55
| 1:58
| 3.2
| 5.8
| 10.4
| 14.3
| 29.4
| 65.0 |
從表6數(shù)據(jù)看(我廠抗折強(qiáng)度數(shù)據(jù)與省質(zhì)檢站數(shù)據(jù)對(duì)比偏高),在水泥中外摻1%~1.5%的石膏比不摻效果要好得多。盡管在水泥中外摻了活性較差的沸騰爐渣15%,其強(qiáng)度發(fā)揮也很理想。
5 結(jié)論
1)從我廠生產(chǎn)實(shí)踐證明,煅燒高硫生料把飽和比提高到0.95~0.98較為適合。同時(shí),要注意適當(dāng)降低熔劑礦物含量,這對(duì)提高熟料產(chǎn)質(zhì)量有好處。
2)熟料中帶入的SO3,由于多種原因,在水泥水化過程中作用不是十分積極。從我廠實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看出:高硫熟料在水泥粉磨時(shí)外摻少許石膏,會(huì)對(duì)水泥強(qiáng)度,特別是早期強(qiáng)度的提高產(chǎn)生積極作用。不過,由于熟料中SO3含量已經(jīng)很高,在外摻石膏時(shí)需特別慎重,以防SO3超標(biāo)。