CN101607793A - 一种硅酸盐水泥熟料的生产方法 - Google Patents

一种硅酸盐水泥熟料的生产方法 Download PDF

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    • C04B7/36—Manufacture of hydraulic cements in general
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Abstract

一种硅酸盐水泥熟料的生产方法，利用沙漠沙子代替粘土配料，利用新型干法旋窑工艺生产。所用设备包括φ3.2×50m五级旋浮预分解窑，充气梁箅式冷却机。配方为：石灰石80－82％，沙漠沙子13－14％，铁矿石3－4％。工艺参数为：分解窑顶部温度为880－895℃，入窑生料分解率92－95％；窑尾烟室温度1000－1045℃；箅式冷却机操作，料层厚度350－400mm，入窑二次风温1050－1150℃，三次风温850－950℃；三风道燃烧器内外风比例为内风72％，外风81％；头煤比例38－42％，尾煤比例58－62％。有益效果：由于利用新型干法旋窑工艺，成功应用了沙漠沙子作为配料。解决了熟料烧结较困难，烧结范围较窄等问题；解决了因沙漠沙子碱含量高，易产生液相，窑尾预热器易产生结皮堵塞，窑内结后窑皮，结料球等困难；避免了黄心料的出现，消除了飞沙料的产生，使熟料结料均齐，并且节约了大量的耕地面积。

Description

一种硅酸盐水泥熟料的生产方法
技术领域
本发明涉及水泥，具体为一种硅酸盐水泥熟料的生产方法。
背景技术
硅酸盐水泥熟料的生产是一种传统技术，随着水泥工业技术的不断发展，全国水泥产量已达到13.9亿吨，居世界产量首位，生产水泥所用的资源每年消耗量亦逐年递增，每年消耗粘土数亿吨，浪费了大量的耕地面积。随着水泥技术的不断发展，以粉煤灰等工业废渣为原料代替粘土生产水泥，节约了部分粘土，但因生产工艺的限制，粉煤灰还不能满足水泥生产。
沙漠沙子存于我国西部沙漠地区，其主要成分为SiO2、Al2O3，是水泥配料所需成分，但是其晶体结构不同于粘土中SiO2，其中碱含量较高，在熟料煅烧过程中会带来工艺故障，预热器出现结皮堵塞，窑内出现结料球等，配料不适还会出现飞沙料等。因为不同于粘土及其它硅质原料，因此在内地新型干法窑上没有使用，西部地区也没有使用沙漠沙子代替粘土配料在新型干法窑上煅烧水泥熟料。具体原因：(1)沙漠沙子配料由于其晶体结构不同于粘土，生料易磨性较差，影响磨机台时产量。(2)熟料烧结较困难，烧结范围较窄。(3)碱含量高，易产生液相，窑尾预热器易产生结皮堵塞，窑内结后窑皮，结料球等。
为了探讨使用沙漠沙子代替粘土的可行性，我们研究了水泥熟料原料的成分如下表：
  名称   Loss   SiO2   A12O3   Fe2O3   CaO   MgO   SO2   K2O   Na2O   total
  石灰石   38.70   6.03   1.86   0.59   52.15   0.37   0.02   0.14   0.14   100.0
  沙漠沙   5.11   65.65   11.05   2.68   6.59   2.27   0.02   1.81   2.01   97.19
  铁矿石   7.41   0.92   0.51   32.06   29.23   3   21.33   1.52   1.59   97.57
发明内容
本发明的目的在于通过调整工艺，实现利用沙漠沙子代替粘土成分，用新型干法旋窑生产水泥熟料。
本发明所采用的技术方案为：一种硅酸盐水泥熟料的生产方法，其特征在于利用沙漠沙子代替粘土配料，利用新型干法旋窑工艺生产。
所述新型干法旋窑工艺所用设备包括φ3.2×50m五级旋浮预分解窑，充气梁篦式冷却机。
所述沙漠沙子代替粘土配料的配方为：石灰石80-82％，沙漠沙子13-14％，铁矿石3-4％。
所述新型干法旋窑工艺控制参数为：分解窑顶部温度为880℃-895℃，入窑生料分解率稳定在92％-95％。；窑尾烟室温度1000℃-1045℃；篦式冷却机操作，料层厚度保持在350mm-400mm，保证入窑二次风温在1050℃-1150℃，三次风温在850℃-950℃；三风道燃烧器内外风比例为内风72％，外风81％；头煤比例在38％-42％，尾煤比例在58％-62％。
所述分解窑顶部温度最佳控制值为890℃-895℃。
所述的充气梁式复式篦式冷却机为倾斜篦床和水平篦床组合而成的复式冷却机。
所述新型干法旋窑工艺，下列生产参数的控制采用微机在中央控制室进行集中控制：窑转速、生料下料量、窑头喂煤量、分解炉喂煤量、风机机压、风量、各岗位主机设备的开停。
本发明的有益效果：由于利用新型干法旋窑工艺生产水泥，成功应用了沙漠沙子配料。解决了熟料烧结较困难，烧结范围较窄等问题；解决了因沙漠沙子碱含量高，易产生液相，窑尾预热器易产生结皮堵塞，窑内结后窑皮，结料球等困难；避免了黄心料的出现，消除了飞沙料的产生，使熟料结料均齐。变沙漠为水泥生产资源，节省了粘土配料，节约了大量的耕地面积。
具体实施方式
1、生料配料采用微机计量，DCS系统集中控制，生料粉磨采用φ2.2×6.5m球磨机进行粉磨，出磨的生料进入空气搅拌库进行均化、储存。
2、熟料煅烧采用φ3.2×50m五级旋浮预分解窑进行煅烧，熟料冷却采用篦式冷却机进行冷却。
3、优化煅烧操作参数
(1)、提高窑系统温度，在生料较充足的情况下，煤粉质量得到保证，加大窑的喂煤量，因窑尾分解炉保证了两点喂煤，煤粉进入分解炉内能够与风充分混合，迅速燃烧，分解炉温度能够提高，入窑生料的分解率由原来的75％提高到89％-95％，在调整过程中，每隔半小时取一次样，进行分解率的测定，根据生料分解率情况进行调整窑尾生料的喂料量和喂煤量。
(2)、提高窑尾烟室温度，由968℃提高到1000-1045℃，入窑生料分解率提高，进入窑后，生料的吸热相应减少，加大生料喂料量，提高窑产量，同时加大窑尾排风，使之风煤料相匹配，同时也减少了窑内的还原气氛，避免了黄心料的出现。
(3)、提高烧成带温度，增加了熟料的液相量，有较充足的液相产生，粘挂正常窑皮，保护了窑内衬及窑胴体，同时熟料结料均齐，消除了飞沙料的产生，窑内通风正常。
(4)、加强篦冷机操作，提高窑前及二次风温度。适当提高篦冷机料层厚度，料层厚度保持在350mm-400mm，保证入窑二次风温在1050℃-1150℃，三次风温在850℃-950℃，提高煤粉的燃烧速度和烧成温度，由于生料入窑分解率提高，在窑内吸热量减少，相应易提高烧成温度，使熟料出窑温度提高，有利于二次风温的提高，使窑前喷入的煤燃能够迅速燃烧，起火快，熟料烧结良好，窑内观察火焰明亮，不再出现浑浊现象，熟料结料均齐，形成良性循环，保持风、煤、料和窑速的动态平衡，在同样生料成分的情况下，不再发生飞沙现象。
(5)、调整燃烧器内外风比例
合理调整燃烧器内外、风的比例，对烧成带的长度及火焰形状有直接的影响，过小的外风喷出速度将影响直流风的穿透能力，减弱对入窑二次风的卷吸，导致煤粉与二次风不能很好地混合，煤粉预热不好，燃烧不完全，生产还原气氛；过大的外风喷出速度将会引起过大的回流，强化煤粉的后期混合与燃烧，使火焰核心区拉长，亦导致煤粉燃烧不完全，且窑尾温度过高，产生结皮，结后圈等，内风的大小控制着火焰形状。根据窑筒体温度曲线和窑皮长度，优化调整三风道燃烧器内外风比例由66％和89％调整为内风72％，外风81％，火焰细长有力，窑皮长度在22m左右，保证煤粉的充分燃烧。
(6)、降低原燃料中的SO3含量
采用SO3含量比较低的煤和铁矿石，控制进厂原煤中全硫含量＜1.3％，使熟料中SO3＜0.6％，k2O＜0.6％，Na2O＜0.70％，硫碱比＜0.8％，减少窑尾的循环富集，同时加强对窑尾烟室工艺参数的监控，发现有异常现象，及时用空气炮及人工进行处理，减少窑尾烟室结皮的发生。
(7)、适当降低窑头用煤量
当窑烧成温度偏低，出窑熟料f-CaO上升，窑前火焰不明亮时，不要不能盲目地增加头煤，要观察工艺参数的变化，进行全面分析，要以加尾煤为基础，合理调整头煤的用量，头煤比例控制在38％-42％，尾煤比例控制在58％-62％。
(8)、调整喷煤管的相对位置
喷煤管在窑截面圆中象限位置，对窑皮冲刷，窑衬保护至关重要。若太靠II象限，喷煤管偏离有料的一侧，火焰易冲刷窑皮，使窑砖挂不上窑皮，有时窑皮偏薄，在第一次试生产完停窑检查时发现，窑内窑皮并不太平整，在距窑口5.5m-8.5m处有一周圈窑皮比其它部位偏薄约200mm，呈现凹沟，有甚者无窑皮。第二次试生产时进行调整，首先将喷煤管象限位置由(6mm，5mm)调整为(2mm，-3mm)即由II象限调到第IV象限，使火焰远离窑皮，靠近熟料，同时喷煤管位置每隔半小时进行一次小范围的伸入拉出，防止火点集中于一个位置，通过调整，火焰与窑皮角度合理，不冲刷窑皮，保护窑衬，延长窑砖使用寿命。
调整后操作参数表：
Figure G2009100170726D00051
Figure G2009100170726D00052

Claims (7)

1.一种硅酸盐水泥熟料的生产方法，其特征在于利用沙漠沙子代替粘土配料，利用新型干法旋窑工艺生产。
2.如权利要求1所述的一种硅酸盐水泥熟料的生产方法，其特征在于所述新型干法旋窑工艺所用设备包括φ3.2×50m五级旋浮预分解窑、充气梁篦式冷却机。
3.如权利要求1所述的一种硅酸盐水泥熟料的生产方法，其特征在于所述沙漠沙子代替粘土配料的配方为：石灰石80-82％，沙漠沙子13-14％，铁矿石3-4％。
4.如权利要求1或2所述的一种硅酸盐水泥熟料的生产方法，其特征在于所述新型干法旋窑工艺控制参数为：分解窑顶部温度为880℃-895℃，入窑生料分解率稳定在92-95％。；窑尾烟室温度1000℃-1045℃；篦式冷却机操作，料层厚度保持在350mm-400mm，保证入窑二次风温在1050℃-1150℃，三次风温在850℃-950℃；三风道燃烧器内外风比例为内风72％，外风81％；头煤比例在38-42％，尾煤比例在58-62％。
5.如权利要求4所述的一种硅酸盐水泥熟料的生产方法，其特征在于所述分解窑顶部温度为890℃-895℃。
6.如权利要求2所述的一种硅酸盐水泥熟料的生产方法，其特征在于所述的充气梁式复式篦式冷却机为倾斜篦床和水平篦床组合而成的复式冷却机。
7.如权利要求1或2或3所述的一种硅酸盐水泥熟料的生产方法，其特征在于所述新型干法旋窑工艺，下列生产参数的控制采用微机在中央控制室进行集中控制：窑转速、生料下料量、窑头喂煤量、分解炉喂煤量、风机机压、风量、各岗位主机设备的开停。
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