一次改善生料易烧性的尝试_陆启宝.pdf

2023年第1期0引言葛洲坝钟祥水泥有限公司位于湖北省钟祥市双河镇，公司#1熟料强度持续偏低，与相聚15km左右的葛洲坝荆门公司熟料强度相差较大，掣肘公司生产经营，公司技术人员通过原燃料、生熟料化学成分对比统一操作参数等方面反复查找原因，我们将生料送葛洲坝集团水泥公司实验检测中心测定公司生料易烧性，检测结果显示公司生料易烧性指数低，易烧性较差，公司技术人员分析想要解决#1熟料强度问题，必须想办法解决生料易烧性问题。1试验准备及试验可行性分析为改善生料易烧性，公司技术人员找供应部调查周边的磷化工企业，找到某化工厂尾渣，尾渣化学成分见表1，通过添加一定量的某企业尾渣，在实验室进行生料易烧性试验，生料易烧性大大改善，生料易烧性指数得到较大提升，通过配料计算、实地调研、测算该方案的可行性后，应用于工业批量生产。在对某厂尾渣微量元素化学分析时发现，尾渣中CaF2含量为 1.62%，P2O5含量为 3.06%，增加微量元素符合降低共融温度的化学反应机理。表2中生料加煤灰在马弗炉中煅烧游离氧化钙3.11%，K1450指数39.59，分别反应易烧性很差。进行了尾渣的成分分析后，在实验室将#1窑生料分别添加1%、1.2%，1.5%、2.0%尾渣编号为1、2、3、4号生料后进行易烧性实验，实验数据见表3。2试验结果与分析经过实验室易烧性试验后，得出掺加尾渣1.5%时生料易烧性得到较大改善，随着掺入量的增加，生料氟离子逐渐递增，我们确定#1窑于9月5日11:00中图分类号：TQ172.6文献标志码：B文章编号：1007-0389（2023）01-45-03【DOI】10.13697/ki.32-1449/tu.2023.01.014一次改善生料易烧性的尝试陆启宝1，方 达1，杨莉荣2，袁明河1，孙 康1，邹 磊1，罗 哲1（1.葛洲坝钟祥水泥有限公司，湖北 钟祥431913；2.中国葛洲坝集团水泥公司试验检测中心，湖北 武汉 443002）摘要：葛洲坝钟祥水泥有限公司1#窑规格为4.8m74m,由于矿山石灰石氧化钙含量偏低、尾渣、氧化镁、碱含量偏高，投产运行多年来，熟料质量受影响较大，经过多次生料易烧性检测，生料的易烧性较差，熟料游离氧化钙煅烧较困难，公司技术人员搜寻周边磷化工企业的尾渣，通过计量后配入生料入窑煅烧，大大改善生料的易烧性，提高熟料游离氧化钙合格率，提高熟料的28d抗压强度2MPa，降低PO42.5水泥熟料掺入比例5%。关键词：水泥；生料；易烧性；熟料An attempt to improve the burnability of raw mealLu Qibao1,Fang Da1,Yang Lirong2,Yuan Minghe1,Sun Kang1,Zou Lei1,Luo Zhe1(1.Gezhouba Zhongxiang Cement Co.,Ltd.,Zhongxiang,431913,China)Abstratct:The specification of#1 kiln of Gezhouba Zhongxiang Cement Co.,Ltd.is 4.8 m 74 m,due to the low calcium oxide content of limestone in the mine and the high content of tailings,magnesium oxide and alkali,the clinker quality has been greatly affectedsince it was put into operation for many years.After many times of raw meal burnability testing,the raw meals burnability is poor,andit is difficult to calcine the free calcium oxide of clinker.The companys technicians have greatly improved the burnability of raw mealby searching for the tailings of surrounding phosphorus chemical enterprises and adding raw meal into the kiln for calcination after measurement,Increase the qualified rate of free calcium oxide of clinker,increase the 28 d compressive strength of clinker by 2 MPa,andreduce the proportion of P O42.5 cement clinker by 5%.Key words:Cement;raw material;burnability;clinker表1尾渣化学成分%w（SO3）0.85烧失量30.36w（SiO2）45.13w（Al2O3）9.09w（Fe2O3）0.24w（CaO）0.78w（MgO）0.22w（K2O）0.01w（Na2O）0.02w（R2O）0.19w（Ca2F）1.62w（P2O5）3.06合计91.38表2钟祥公司生料易烧性结果%样品名称成分#1钟祥生料+1.35%煤灰国标f-CaO 指数易烧性分级表(1450)w（f-CaO）数字大表示难烧烧失量35.091.5较好1.52.5一般w（SiO2）14.162.5较差w（Al2O3）3.49K1450易烧性指数分级表K1450数字大表示好烧w（Fe2O3）2.60w（CaO）42.59030非常不好w（MgO）1.253045不好w（f-CaO）3.114570一般K145039.5970100好到样日期4月24日100140很好生产技术陆启宝，等：一次改善生料易烧性的尝试-452023年第1期开始生料配料带入1.5%尾渣进行大窑煅烧试验，9月4日至5日为空白对比期，9月5日至7日为过渡期，9月8日至9月17日为试验稳定期，试验前后窑系统运行整体平稳，试验前后窑系统工况和质量、能耗变化总结汇报如下：试验开始后生料易烧性检测验证情况见表4，由表4可知，与试验前大磨生料的易烧性数据对比，游离氧化钙K1450指数明显改善。试验前后产量及能耗对比见表5，从整个试验过程看，空白数据为窑况稳定期间的煤耗和工艺参数；投加尾渣至9月17日，稳定期窑系统运行稳定,稳定期熟料煤耗为 115.39 kg/t，较空白期下降3.190kg/t，环保局窑尾烟气在线检测系统排放数据无异常情况。熟料质量情况及物理性能见表 6。从熟料 KH值高低和游离钙变化看正相关性强，尾渣掺入1.50%时，在实际生产中对易烧性改善效果，后期熟料 KH值日均值控制在 0.9160.918，熟料游离钙日均值可以控制在 1.5%以下，但比预期的效果要差（预期熟料 KH 值提到 0.920 以上，游离钙控制在1.00%附近或以下），见图1。熟料物理性能方面，试验初期6d熟料的标准稠表3钟祥公司生料易烧性检测结果样品名称生料#1生料#1+煤灰生料#2生料#2+煤灰生料#3生料#3+煤灰生料#4生料#4+煤灰中心编号S202206171S202206172S202206173S202206174烧失量%34.9934.8734.9634.88w（SiO2）14.6214.9513.9113.89w（Al2O3）3.513.593.493.62w（Fe2O3）2.522.542.572.51w（CaO）41.3041.0441.9942.04w（MgO）1.791.751.791.76w（SO3）0.220.230.230.25w（F-）0.1920.2200.1990.389w（f-CaO）0.560.490.750.55K145074.1264.88102.50116.17来样日期：6月24日表4钟祥#1生料易烧性结果样品名称#1生料+1.25煤灰评价中心编号S20220998烧失量%35.40w（SiO2）13.64w（Al2O3）3.46w（Fe2O3）2.54w（CaO）41.61w（MgO）2.09w（f-CaO）1.60一般K145072.10好来样日期9月20日实验阶段空白期过渡期稳定期日期（2022年）9月4日5日9月5日7日9月11日9月17日熟料产量/t5 83211 68135 385熟料台时产量/(th-1)243.00243.35245.73煤粉用量/t691.531 360.704 083.03实物煤耗/(kgt-1)118.58116.49115.39表6试验期间熟料物理性能比较日期9.39.49.59.69.79.89.99.19.119.129.139.149.159.16熟料三率值KH0.9050.9000.9020.9160.9190.9150.9140.9100.9030.9010.9030.9040.9120.916SM2.642.672.642.642.682.712.662.642.612.562.512.522.482.49IM1.471.481.491.51.531.521.461.441.451.481.451.441.381.37升重(gL-1)1 3451 3501 3591 3511 2851 3411 3541 3511 3571 3671 3501 3571 3641 368w（f-CaO）%1.291.181.171.492.341.611.431.321.181.101.161.121.191.46标准稠度用水量/%25.125.225.424.824.724.425.124.724.825.025.025.225.525.2凝结时间/min初凝187180185147163179203224196220215244269229终凝240229234194216229257291266274285300327289抗压强度/MPa27.730.028.932.731.233.233.933.032.232.731.633.536.036.73d7d40.841.041.743.841.844.145.844.044.344.745.046.249.848.028d53.554.054.755.554.355.658.257.959.558.160.657.857.057.9表5实验期间能耗对比生产技术陆启宝，等：一次改善生料易烧性的尝试-462023年第1期度用水量有所下降，后期反弹至和空白期接近；凝结时间随着试验进行明显逐步上升，最高初凝和终凝比空白期上升约80100min，试验结束后明显下降。熟料的3d强度从稳定期开始提升至32.0MPa以上，试验最后两天的强度高达 36MPa，有明显增长,7d强度也比空白期高，28d抗压强度增长效果明显。0.000.501.001.502.002.500.8900.8950.8950.9000.9050.9100.9100.9201 2 3 4 5 6 7 8 9 10111213141516KHw（f-CaO）KH值w(f-CaO)/%图1熟料KH值和f-CaO的相关性从试验前和试验稳定期分别取入窑生料，送检测中心进行易烧性分析，加入尾渣后生料易烧性还略差，后在试验结束前再送一个，结果显示略有好转，易烧性指数达到72.10，整个易烧性有较大提高。从荧光XRD衍射分析看，M1型的C3S强度高于M3型的C3S，使用尾渣后明显变化是C3S总量和M3型C3S的量都高，反应到熟料强度也高；方镁石含量明显升高主要跟我们掺入高镁石有关，但它会影响M3型C3S的形成，从9月16号熟料XRD看出硅酸盐矿物总量较为稳定，C3S矿物晶型中M1/M3占比较前期有所提高，C3A 含量降低，方镁石含量依旧较高，结合熟料强度看出，熟料强度提高，见表7。表7熟料矿物晶型统计%C3A立方1.070.600.40斜方2.751.711.49合计3.822.311.89C4AF14.9813.9615.91CaO0.390.450.75Ca(OH)20.150.230.13方镁石1.182.512.20石英0.020.000.023总结从试验数据分析得出，尾渣对改善生料易烧性有明显作用，带入的微量元素对熟料提产、降低煤耗有一定促进作用，试验过程窑况较稳定，窑尾烟室无明显结皮，回转窑无明显长圈迹象，通过本次尾渣试验各主要参数对比证实，实现实物煤耗下降3.19kg/t，熟料强度有明显提高，对后续粉磨工艺降低熟料掺量有益，较大程度的降低了生产成本，但由于尾渣掺入对熟料凝结时间有较大影响，后期可把掺量降低到1.0%，将熟料凝结时间控制在合理区间，避免引起水泥凝结时间过长，水泥混凝土凝结异常。参考文献1 宋海燕.工业废弃物在水泥中的应用研究D.太原理工大学，2010.10.2 刘鹏飞，王亚丽，王图强，等.评价方法及若干因素对水泥生料易烧性的影响J.建筑材料学报.2021,24(05)：1117-1122.（收稿日期：2022-09-08）不彻底，仍然存在严重的环保隐患。开展脱硫灰作为水泥替代原料的研究可以实现脱硫灰的资源化处置，降低玻璃企业处置成本和水泥企业生产成本，创造经济效益，同时也是贯彻落实 固体废物污染环境防治法，推动高质量发展、促进生态文明建设、实现我国双碳目标的重要举措。但是在脱硫灰的实际使用时一定要慎重，因为脱硫灰中的化学元素的波动可能会对水泥产品性能产生影响，使用脱硫灰作为水泥生产替代原料前应开展相关的样品测试分析，充分评估可能对水泥生产及产品质量带来的影响，了解不同化学元素对水泥质量的影响，优化脱硫灰作为替代生料在水泥生产线上的搭配比例及最佳掺入方式。在实际应用过程中应根据前期试验分析的结果制定合理的进厂验收指标，做好进厂脱硫灰的质量监控，从而稳定水泥产品的质量，进一步降低玻璃企业脱硫灰处置成本和水泥企业的生产成本。参考文献1 王俊.不同半干法脱硫技术在玻璃熔窑应用对比分析J.资源节约与环保,2019(10):4-4.2 赵蕊.试析脱硫、除尘、脱硝技术在玻璃熔窑烟气治理中的运用 J.资源节约与环保,2015(07):24-24.3 成钢，季平，孟峰，等.某浮法玻璃厂干法脱硫渣返生产利用工程 J.玻璃,2018(10):35-37.4 陈亮.浮法玻璃行业固体废弃物资源化利用研究 J.广东化工,2013(10):124-125.5 陈旭晔，丁明，张洪涛，等.浮法玻璃熔窑烟气治理和利用J.材料科学与工程学报,2012(01):145-149.6 GB 307602014.水泥窑协同处置固体废弃物技术规范S.北京：中国标准出版社，20147 T/CCAS 0222022.水泥工业大气污染物超低排放标准S.北京：中国标准出版社，2022（收稿日期：2022-10-14）（上接第6页）生产技术陆启宝，等：一次改善生料易烧性的尝试-47