技术丨我公司熟料f-CaO异常的原因及处理方法

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楼主 2019-02-10 14:53:03
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我公司熟料f-CaO异常的原因及处理方法


我公司Φ4.8m×74m新型干法预分解窑于2012年8月投产,一年多来熟料整体质量良好,获得客户较高的评价。但在生产中,由于各种原因也会出现f-CaO高的异常情况。


通常我们将f-CaO异常的情况分为两种:一是熟料立升重低而游离钙高;二是立升重高,游离钙也高。因熟料立升重能反映出熟料的烧结情况,而f-CaO含量反映CaO的吸收程度,两者相结合更能及时对f-CaO异常时给予原因的判断和问题的解决。本文就我们采取的方法作一介绍,供同仁们探讨。


1 熟料立升重低而游离钙高的原因及处理措施


这种情况下,熟料立升重低,一般只有1.0~1.20kg/l,而w(f-CaO)>1.5%,且这种游离钙就是所谓的一次f-CaO。一次f-CaO高的熟料,粉料较多,5~20mm的熟料颗粒料少;颗粒料外观粗糙、结构松弛,砸开后孔隙多、不致密,明显存在欠烧现象。


我公司熟料一次f-CaO高主要有二种情况产生。一是为了追求熟料强度,一味提高原料配料中石灰石的配比,造成生料中CaO成分过高,熟料KH高达0.920左右,导致熟料存在没有与SiO2、Al2O3、Fe2O3反应的死烧f-CaO;二是因石灰石换堆时的头尾离析料或由于石灰石品质太好所致。我公司原料配料时,入窑生料三率值为KH=0.987,SM=2.52,IM=1.40,出窑熟料三率值KH=0.889,SM=2.42,IM=1.53;其石灰石的湿基配比正常控制在81%左右,在换堆时或石灰石品质太好时,石灰石湿基配比最低可降至75%左右。


正常情况下,煅烧这种熟料率值的物料易烧性特别好,熟料升重及游离钙指标均特别好;但换堆时或石灰石品质太好时,石灰石湿基配比最低在75%左右时,就会出现煅烧效果差、热耗高、熟料游离钙也高(会高达3.0%)的情况;且窑头会有大量的飞砂料,熟料立升重特别低,仅有1.1kg/l。这是因为石灰石越纯,晶体越大,晶体越完整且有规则,煅烧就特别困难。


生产中当遇到这两种情况,我们一方面减料运行(从380t/h减至350t/h),同时窑尾高温风机从770r/min减至740r/min,窑速从3.8r/min降至3.7r/min;再通过中控操作画面看窑尾烟室温度是否能从正常的1050℃左右提高到1100℃左右。

如烟室温度不能达到1100℃左右,则应在保证煤粉在窑内充分煅烧的情况下适当增加头煤量。此外,要通知企业品管部门与矿山沟通,及时调整石灰石的开采方案和搭配比例,并及时调整原料配料方案。


2 熟料立升重和游离钙均高的原因及处理措施


这种熟料立升重一般在1.25~1.35kg/l,w(f-CaO)>1.5%,熟料中明显大块较多或者颗粒偏大(熟料颗粒尺寸大于50mm),而粉料少;熟料外观颜色正常,但里面明显有呈灰色的料粉。这种f-CaO异常情况的产生,主要有以下几种情况。


2.1烧成带厚窑皮引起


我们Φ4.8m×74m回转窑烧成带长度在24m左右,当在24~26m处有厚窑皮(筒体温度在140℃左右)时,从过渡带过来的物料在此受阻,很难通过;加上烧成带的末端温度高达1280℃左右,液相量很容易出现。这样随着窑的高速旋转,物料在此范围会结成较大的球粒,其内部难以烧透,就造成了熟料立升重高,游离钙高的状况。


出现这种状况时,一方面通过调整喷煤管烧掉厚窑皮,另一方面要将回转窑的窑速由3.6r/min提高到3.8r/min,使生料快速通过厚窑皮区,减少结大球粒的发生。


2.2窑内还原气氛引起


窑内存在还原气氛时,物料中三价铁被还原成二价铁,二价铁是低熔点共融物,导致窑尾液相量提前出现,窑内提前出现结球现象,到达烧成带后,内部难以烧透,就造成了立升重高、游离钙高的状况。


这种窑况现象,明显是头尾煤比例不正常所致(该线的头尾煤比例正常时应控制在38∶62左右,还原气氛时会在44∶56)。若简单采用增加窑头煤时,会出现窑电流下滑、窑尾温度不升反而降,以及预热器系统整体负压上升(会由正常生产时的1kPa左右上升至1.3kPa左右)的不良状况。


窑内是否存在还原气氛,可通过窑尾在线高温气体分析仪检测的氧含量和一氧化碳含量进行判断;若无高温气体分析仪,则通过以下方法也可进行分析判断。


第一,依据C5筒下料管物料中的硫含量判断。我公司使用原煤中硫含量稳定,其w(SO3)值基本在1.0%左右,所以窑内氧化气氛下,入窑物料中的硫含量不高,C5筒下料管物料中的硫含量基本在w(SO3)=1.5%左右,出窑熟料中游离钙均正常。若存在还原气氛,入窑物料中亚硫酸钙中的硫到达烧成带后又被还原成二氧化硫,造成硫的恶性循环而重新进入预热器并粘附在物料粉上,因此C5筒下料管内物料中硫的含量会偏高,达w(SO3)=2.0%左右,此时出窑熟料就会出现升重和游离钙都高的情况。


第二,依据分解炉缩口结皮情况判断。如果窑尾火焰颜色呈现暗红色且温度基本在1100℃以内,而分解炉缩口产生结皮较重,当排除了原、燃料成分因素和窑尾密封因素(采用气缸式密封,密封效果好,不存在漏气现象),基本上就可确定窑内存在还原气氛,分解炉缩口结皮是还原气氛所致。


生产中防止还原气氛的产生,保证窑内煤粉的充分煅烧是关键。具体措施有:


(1)要保证煤粉的细度和水分,天晴时可露天堆场对原煤晒干,以降低入

磨原煤水分(我公司原煤晒过之后,出磨煤粉水分从原先的2.2%降到1.8%);


(2)要调整窑头一次风机的压力,保证窑内通风顺畅,风量与煤量匹配,以确

保煤粉的完全燃烧。有一段时间,该线窑尾缩口结皮严重,将头煤减少,三次风闸板从40%的开度降到30%,效果仍然不是太明显,后停窑检查发现三次风

闸板板体下部已全部烧掉,利用大修补好闸板后,窑尾结皮现象基本上消除。


2.3配料不当(铝率过高或者铝率过低)引起


在2012年8月17日,发现个一班连续四个点游离钙值超过2.0%,最高达到3.1%,测得对应的熟料率值:KH=0.910,SM=2.36,IM=1.64,显然硅率偏低,铝率偏高。这种料发粘,物料在窑尾就提前出现结大颗粒现象,因而造成烧成带易烧性差。对此,一方面联系品质部门及时调整配料,同时进行操作调整,即把分解炉温度从正常的880~890℃降到870~880℃,入窑生料的分解率偏下限控制(从95%左右降到92%);且在保证窑内氧化气氛条件下,适当提高窑头用煤量(约提高了3%左右)和窑头一次风机压力,以强化窑前的煅烧。

另外入窑物料硅率过高,熟料结粒不好,引起冲刷窑皮及挂窑皮困难而导致窑皮的脱落;或窑况波动,也会引起窑皮的脱落。这二种情况下,出窑熟料也会出现f-CaO偏高和升重偏高现象。主要是要操作好窑前、窑后的“两把火”,保证窑况的稳定。


2.4冷却效果不好产生二次f-CaO


因C3S是不一致熔化合物,在2150~1250℃比较稳定,在1250℃会分解为C2S和f-CaO。所以在生产时,必须采取急冷措施,使熟料快速通过1250℃,这样才能保证C3S的稳定性。对此,一方面采取把煤管从原来在窑内热态200mm拉至与窑口平齐,减少窑内冷却带长度,强化冷却机的急冷效果;另就是每次停窑,都应检查冷却机一段的篦板篦缝有没有堵塞、篦板间隙是否磨损偏大、仓室之间是否串风,并要注意对风机风量及风压的标定,以保证熟料的冷却效果。


2.5生料秤波动大引起


由于该线回转窑喂料计量用的固体流量计与电动流量阀不配套,电动流量阀的灵敏度滞后,导致生料秤波动大(达20~30t/h),喂煤跟不上调整,窑内难以形成稳定的热工制度,生料过多时造成欠烧料,生料过少时窑内过烧,液相量提前出现,就会产生大颗粒熟料出现,从而导致熟料中游离氧化钙高。对此,要定期检查固体流量计的使用情况,校正其测量精度;同时调整生料库卸料的PID程序及固体流量计卸料的PID程序。经过以上处理,固体流量计波动明显减小,可控制在15t/h以内。此外,还要控制好生料小仓的料位,保证卸料的稳定性。


2.6二次风温偏低引起的


二次风温偏低,导致回转窑内煤粉燃烧效果不好并出现后燃烧现象,这一方面造成过渡带老是长副窑皮,另一方面窑尾温度偏高,生料结球机会加大,熟料结粒大,内部难以烧透,结果导致熟料立升重高,游离钙高。处理时,通过调整系统用风、窑头煤管的内外风及篦冷机一段料层厚度,可以逐步来提高二次风温。


3结语


生产中遇到游离钙不正常时,结合熟料升重并综合分析各种情况,易于找准原因;再采取相应的措施,就可使问题得到的满意解决。


作者:彭中贵

机构:江苏信宁新型建材有限公司


来源:《水泥工程》杂志


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