水泥原燃料对生产工艺及水泥质量的影响

水泥原燃料对生产工艺及水泥质量的影响
摘要:原燃材料是工厂的基础,也是稳定热工制度的基础,对预分解窑的质量控制,首先要从原材料质量着手。熟料烧成过程中所用原燃材料为:石灰质原料、硅铝质原料、辅助校正原料及燃料煤,这样其生产工艺和水泥质量都有着巨大的好处。
关键词:原燃材料;热工制度;质量控制
水泥产品质量的好坏关系到用户生命财产的安全,水泥厂将水泥质量视为企业生存的根本,水泥科研工作者一直在探索各种影响水泥质量的因素。笔者认为要从根本上保证水泥质量,必须从水泥厂设计谈起,只有完善的工艺设计,才有可能稳定生产出好的水泥产品。
一、有害元素对烧成的影响
原燃料中钾、钠、氯、硫通称为有害元素。在煅烧中这些挥发性成分在窑系统中处于闭路循环状态。它在高温下挥发后到低温区又重新凝集。钾、钠的氯化物和硫化物在凝集后又使物料熔点降低.引起预热器内结皮、堵塞、料流不畅,有时还会引起窑内结圈和结大块,严重影响烧成系统正常运行。如果富集钾、钠的生料进^熟料中,超过一定限量时.会影响熟料的
强度,因此在新型干法水泥生产中,必须重视对有害元素的限量控制,以达到降低投资.提高生产能力和水泥质量的目的。
(一)钾、钠含量的控制
根据我国各年代石灰石资源赋存情况分析,大多数石灰石中钾、钠含量都在0.6%左右,再加上北方粘土的钾、钠含量在4.0%以上,南方砂岩中钾、钠含量也往往偏高,因此生料中O总量一般都偏高,如果原燃料中硫、氯也偏高,窑尾就会引起结皮堵塞。根据国外生产经验.一般认为生料中钾、钠总量控制在1%以内,熟料中钾、钠总量控制在1.5%以内,对烧成和熟料质量影响不大,如果超过限量,工艺上要考虑相应措施。
(二)氯、硫含量的控制
在新型干法生产中,氯、硫在生料中的含量超过一定限度.对窑的煅烧、正常运转和熟料质量均有不良影响,应引起足够重视。
经研究表明,新型千法生产中窑结皮的典型矿物组成是2CaS水泥磨·S,2CS·CaC和2S·CaS,氯化碱可促进这些矿物的形成,这是因为进^预热器的气体温度高于1000℃时,所有碱、硫等挥发性组分都以气态进入预热器内,当温度降低到800°C以下时.碱首先氰化合成,剩下的碱和硫化合成硫酸碱,都凝聚在生料颗粒表面.重新返回窑内。由于硫酸碱沸点较高,相对在窑内挥发较低,有部分进入熟料排出窑外,而氯化碱沸点较低,在窑内再次循环.造成碱和氯化物的循环富集,是窑结皮的促进剂。根据国外长期探索的经验,当人窑热生料中氯化物含量超过2.O%~2.2%时,如不放风,结皮比较严重,如果按生料中氯含量0.015%推算,在预热器和分解炉中氯化物的富集程度达到100多倍,所以我们建议在选择原燃料时,生料中含量控制在0.015%以内为宜。
二、水泥生产工艺
(一)破碎及预均化
(1)破碎。水泥生产过程中,大部分原料要进行破碎,如石灰石、黏土、铁矿石及煤等。石灰石是生产水泥用量最大的原料,开采后的粒度较大,硬度较高,因此石灰石的破碎在水泥厂的物料破碎中占有比较重要的地位。
(2)原料预均化。预均化技术就是在原料的存、取过程中,运用科学的堆取料技术,实现原料的初步均化,使原料堆场同时具备贮存与均化的功能。
(二)生料制备
水泥生产过程中,每生产1吨硅酸盐水泥至少要粉磨3吨物料(包括各种原料、燃料、熟料、混合料、石膏),据统计,干法水泥生产线粉磨作业需要消耗的动力约占全厂动力的60%以上,其中生料粉磨占30%以上,煤磨占约3%,水泥粉磨约占40%。因此,合理选择粉磨设备和工艺流程,优化工艺参数,正确操作,控制作业制度,对保证产品质量、降低能耗具有重大意义。
(三)生料均化
新型干法水泥生产过程中,稳定入窖生料成分是稳定熟料烧成热工制度的前提,生料均化系统起着稳定入窖生料成分的最后一道把关作用
(四)预热分解
把生料的预热和部分分解由预热器来完成,代替回转窑部分功能,达到缩短回窑长度,同时使窑内以堆积状态进行气料换热过程,移到预热器内在悬浮状态下进行,使生料能够同窑内排出的炽热气体充分混合,增大了气料接触面积,传热速度快,热交换效率高,达到提高窑系统生产效率、降低熟料烧成热耗的目的。
(1)物料分散
换热80%在入口管道内进行的。喂入预热器管道中的生料,在与高速上升气流的冲击下,物料折转向上随气流运动,同时被分散。
(2)气固分离
当气流携带料粉进入旋风筒后,被迫在旋风筒筒体与内筒(排气管)之间的环状空间内做旋转流动,并且一边旋转一边向下运动,由筒体到锥体,一直可以延伸到锥体的端部,然后转而向上旋转上升,由排气管排出。
(3)预分解
预分解技术的出现是水泥煅烧工艺的一次技术飞跃。它是在预热器和回转窑之间增设分解炉和利用窑尾上升烟道,设燃料喷入装置,使燃料燃烧的放热过程与生料的碳酸盐分解的吸热过程,在分解炉内以悬浮态或流化态下迅速进行,使入窑生料的分解率提高到90%以上。将原来在回转窑内进行的碳酸盐分解任务,移到分解炉内进行;燃料大部分从分解炉内加入,少部分由窑头加入,减轻了窑内煅烧带的热负荷,延长了衬料寿命,有利于生产大型化;由于燃料与生料混合均匀,燃料燃烧热及时传递给物料,使燃烧、换热及碳酸盐分解过程得到优化。因而具有优质、高效、低耗等一系列优良性能及特点。
(五)水泥熟料的烧成
生料在旋风预热器中完成预热和预分解后,下一道工序是进入回转窑中进行熟料的烧成。在回转窑中碳酸盐进一步的迅速分解并发生一系列的固相反应,生成水泥熟料中的矿物。随着物料温度升高矿物会变成液相,进行反应生成大量(熟料)。熟料烧成后,温度开始降低。最后由水泥熟料冷却机将回转窑卸出的高温熟料冷却到下游输送、贮存库和水泥磨所能承受的温度,同时回收高温熟料的显热,提高系统的热效率和熟料质量。
三、原料预均化厦生料均化
稳定生料成分是稳定窑热工制度的先决条件,尤其在新型干法生产中显得更关键、更重要。从矿山搭配开采、原料预均化、原料配料控制到生料均化各个环节相互制约、相辅相成。矿山搭配开采是一个基本环节.不论是新建厂还是扩建厂.都要十分重视矿山问题。因为原料是工厂的粮食.不仅要有足够的储备,而且要有合格的质量,尤其是挥发分组分偏高或成分波动较大,更要精心设计矿山开采方案。新建厂的矿山开采设计是以合乎勘探规范的资源勘探报告为依据的。是作为工厂质量控制的先决条件。在新型干法生产水泥厂,由于对原料的要求十分严格,做好矿山开采规划.有计划地进行开采,对降低原料成率延长矿山使用年限十分重要。
原料配料控制是生料成分的关键,包含原料储存、出料、计量及控制。在新型干法水泥厂中,对出磨生料成分控制一般采用x荧光分析控制仪。它可以及时精确地调整原料配比,提高出磨生料合格率。
结语:
原燃料对新型干法水泥厂的生产工艺和水泥质量影啊巨大,如果撇开原燃料去谈生产工艺是毫无意义的,从设计角度来讲,研究原燃料的化学成分,因地制宜地确定生产工艺、制
定生产方案是非常重要的。这也是设计成败的关键所在,必须给予足够的重视。
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本文发布于:2024-09-21 20:42:11,感谢您对本站的认可!

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