提高立筒預熱器窯產質量的技術措施
我集團公司F·J廠Φ2.5m×42m強化型立筒預熱器窯1997年投產初期,熟料產量僅為4.5t/h,標號為 #525。后針對存在的問題采取了一系列技術措施,目前,該窯的產量已能穩定在 7.0 t/h~7.5 t/h,熟料標號可達到#600。現就這一方面情況作一介紹,供參考。
1 配料
1.1 采用硅、鋁質校正料配料
F·J廠立筒預熱器窯投產初期,采用石灰石、頁巖和鐵粉配料,后改用石灰石、粘土和鐵礦石配料。由于工廠石灰石礦山為低鈣高鎂石灰石(CaO:47%~48%,MgO:3%~4%),頁巖或粘土中SiO2含量為57%~60%,
Al2O3含量12%~13%,導致投產初期配料方案為高飽和比、低硅酸率、低鋁氧率.為了彌補粘土中的硅、鋁之不足,1998年分別采用地產粉砂巖和鋁釩土作硅質和鋁質校正料,以提高熟料中的SiO2和Al2O3含量。兩種配料方案的生、熟料化學成分見表1,熟料物理性能見表2。
從表1、表2可知,方案Ⅱ由于熟料的硅酸率、鋁氧率相對提高,硅酸鹽礦物(C3S、
C2S)總重及C3A含量增加明顯。此外原粘土中堿含量(Na2O+K2O)約為
2.8%,而粉砂巖堿含量約為2.0%,因此,方案Ⅱ熟料早期強度、后期強度明顯提高。
兩種配料方案易燒性分析結果見表3。
表3,兩種配料方案易燒性比較.
從表3可知,方案Ⅱ生料易燒性優于方案Ⅰ。實踐表明,在更改配料方案后,由于物料易燒性的改善,窯速可提高0.5r/min,下料量可達11.5t/h~12.5t/h,熟料產量為7t/h~7.5t/h,熟料煤耗為171.5kg/t較原來下降近40kg,節煤幅度約為18%。
1.2 添加晶種配料
為了降低煤耗,提高窯的產質量,降低f-CaO含量,F·J廠曾于1997年7月~8月在生料(方案Ⅰ)中添加了3%~4%的熟料晶種。添加晶種后,最突出的是可節煤15%,熟料中f-CaO約降低0.7%,窯產量可增加0.5t/h,熟料28d抗壓強度可提高5MPa~7MPa。表4、表5分別是添加晶種生料、熟料的化學分析結果及物檢結果。
從表4、表5可知,采用相同生產原料,基本相近的配料方案時,采用晶種煅燒技術,可有利于熟料產質量的提高。
2 燒成
2.1 改造煤粉燃燒器
F·J廠Φ2.5m×42m窯原噴煤管口徑為140mm,直通式。實踐表明,該噴煤管火焰形狀不穩定,黑火頭長,白火頭短,火焰常呈笤帚頭狀,已掛好的窯皮經常被刷成凹形,致使窯皮不平整,影響窯的安全運轉。后將其口徑改成158mm,并改直通式為拔哨式,拔哨角度為5°~6°,平頭長度為45mm。
改造后的噴煤管火焰形狀順暢,易于調整,正常狀態成毛筆狀,窯作業時火焰不刷窯皮。這一改造為穩定窯的熱工制度創造了有利的條件。
2.2 掛好窯皮
回轉窯掛好窯皮受兩個方面的因素影響:一是要求物料成分合適,尤其熔劑性礦物含量要適當。當熟料中C3A+C4AF含量為20%~22%時(其中C4AF的含量為14%~15%左右),F·J廠Φ2.5m×42m回轉窯窯皮易于掛好。開窯初期,有一段時間C3A+C4AF=18%~20%,由于液相較少致使窯皮不太好掛。二是精心操作,尤其是第一次掛窯皮時,必須計算好物料從窯尾到燒成帶的時間。根據吉布斯公式:T=11.4L/NDS,L--窯長,m;N--窯速,r/min;D--窯內徑,m;S--窯斜度,%;T--移動時間,min。
F·J 廠Φ2.5m×42m窯物料到達燒成帶的時間約為90min。點火后,火焰溫度不能過高,以免損傷火磚,待物料臨近燒成帶時,此時加大風煤,提高窯前溫度,使火磚表面燒得微發融,但不能燒流,物料通過時就可以與火磚表面發生化學反應
, 生成一層堅固的窯皮。掛窯皮時初始下料量不應太多 ,
約為
4t/h~5t/h,待窯皮掛上后,逐漸加大喂料量。掛窯皮時窯電機轉數為250r/min,隨著喂料量的增加,窯速慢慢加快。升溫72h左右,恢復到正常的下料量和窯速。此間,要求一、二次風及加煤量很好配合,使風、煤、料和窯速四者協調統一,處于平衡狀態。如果操作不細心,物料過多,會降低窯溫,使火磚表面受熱不夠,物料中液相產生不足,此時,窯皮不可能掛牢,容易脫落。在操作時,還須掌握好噴煤管往里推的深度和向外拉的時間及拉出的距離。
根據F·J廠的經驗,就該種窯型而言,掛窯皮時,生料KH一般稍偏高,比正常時高0.02~0.03左右,達到1.060~1.090,這樣才能保證物料不致于過粘,而使窯皮掛得均勻,熟料結粒細小均齊。這樣也便于保護窯皮。該窯窯皮厚度一般在150mm左右。
2.3 提高立筒預熱器中生料的碳酸鈣分解率
Φ2.5m×42m回轉窯窯尾帶有切線進風強化型的立筒預熱器,設計入窯生料碳酸鈣表觀分解率為25%~30%,預熱器內,氣體溫度越高,則生料的分解率越高。
F·J廠生產測定結果表明,當立筒中部溫度為780℃(尾溫為880℃)時,分解率為26%;當立筒中部溫度為700℃(尾溫為800℃)時,分解率降為16%。在窯正常作業時,尾溫實際控制溫度為880℃±20℃為宜。若尾溫超過900℃,預熱器容易堵塞,于窯產質量均不利。實踐證明,當生料表觀分解率在25%左右時,窯的產量可以達到7.5t/h。
2.4 防結堵措施
防結皮、堵塞是立筒預熱器窯實現優質高產低耗的一個重要環節。我們采用的具體措施有:
(1)從原料抓起,嚴格控制粘土中W(R2O)<3%,石灰石中W(R2O)<1%,煤的全硫量要求<1.5%。以保證生料中W(R2O)<1.0%,W(SO3)<1.0%,N(SO3)/N(R2O)<1.0%。
(2)尾溫控制<900℃。超過900℃,切線部位、立筒下部均容易產生結皮,堵塞。
(3)減輕堿循環,適時放出一部分回灰,非常必要,在回灰量<5%時,減輕堿循環后,結堵自然會減輕。
(4)定時清堵。對易堵部位,如切線管道、立筒下部每8h用壓縮空氣清理1次,必要時用空氣炮清堵。這樣,基本上可保證窯的正常作業。
F·J廠Φ2.5m×42m立筒預熱器回轉窯正常作業時,窯的操作參數見表6。與同類型窯的技經比較見表7。
分析表7,L·L廠因在窯尾加了一把火,故熟料產質量均較高,但其熟料熱耗也較高,而F·J廠Φ2.5m×42m立筒預熱器窯,由于采取了上述系列措施,其熟料熱耗較低,熟料質量較好。
3 結語
(1)改善生料的易燒性,采用"一高兩中"方案,可以使Φ2.5m×42m立筒預熱器回轉窯產量達到7t/h~7.5t/h,熟料標號在600號以上,熟料實物煤耗為171.5kg/t煙煤發熱量平均為26377kJ/kg,折成熱耗為4522kJ/kg。
(2)采用添加晶種技術,可以節煤15%左右從原來煤耗210kg/t下降為180kg/t。增產約22%~33%。熟料標號可提高60號以上。
(3)掛好窯皮,防止結皮堵塞,生料的表觀分解率達到25%,窯內火焰順暢,操作時能達到風、煤、料、窯速的協調統一,做到"四平衡",回轉窯的產、質量即可以得到提高,煤耗亦可降低。
參考文獻
(1)三木等.水泥生產新技術.北京:中國建材工業出版社,1996(144~148)
編輯:
監督:0571-85871513
投稿:news@ccement.com