水泥生料配料

水泥生料配料（共4篇）

水泥生料配料 篇1

CBX分析仪可在线测定煤、水泥原料、未经搅拌的材料和原料混合物料化学成分。2008年5月我公司在新建2号ATOX50生料磨进磨皮带机 (带宽1 000mm、槽角35°、带速1.6m/s、最大喂料量500t/h) 上, 安装美国热电公司生产的CBX分析仪, 用于生料配料质量自动控制。根据半年来使用情况, 谈谈该分析仪的应用情况, 供同行参考。

1 CBX分析仪的分析原理

CBX采用γ中子激活分析 (PGNAA) 的方法进行分析。皮带上的物料受到锎252 (Cf-252、半衰期2.6年) 产生的中子的照射, 屏蔽了皮带上的物料放慢了中子的速度或使其热能化, 物料的原子核捕获放慢了速度的中子, 捕获中子的原子核被激活, 但很快又恢复到稳定状态, 并产生γ射线。每种元素在恢复到稳定状态过程中产生的γ射线能量级别分布是唯一的, γ射线被闪光探测器检测到产生光脉冲, 装在分析仪电子模块中的高速电子线路将持续不断地分析氧化物, 每分钟用计算机进行元素分析, 物料质量流量速度由安装在CBX分析仪上端皮带秤测量。氧化物按分子元素和相应的氧化物的质量比率进行计算, 由此得到各氧化物成分。该仪器可直接分析:Si、Al、Fe、Ca、Mg、K、Na、S、Ti、Mn、C、H、N和Cl元素, 间接分析:KH、SM和IM等。

2 CBX分析仪的构造及特点

CBX分析仪主要由分析仪总成、电子模块、操作员控制台和参照标准等组成。它可根据现场水平或以一定角度倾斜安装在原料配料站到磨的皮带机上, 模块化结构组件, 安装方便, 使用维护工作量小, 对安装环境条件无特别要求;它可在线测量, 无需对物料进行破坏性处理, 消除了人为取样、制样和测量产生的偏差, 分析结果不受物料粒度、种类和皮带输送速度的影响, 分析速度≤1min, 能准确、高效和实时地进行工艺质量控制。各元素的测量精确度:Si O2≤0.15%、Al2O3≤0.17%、Fe2O3≤0.04%、Ca O≤0.27%、Mg O≤0.30%、K2O≤0.04%、Na2O≤0.13%和SO3≤0.07%。

3 原材料混合优化系统软件功能

CBX分析仪配有原材料混合优化系统软件 (RAMOS) , 它提供流程控制信息, 如皮带秤需求 (设置点) 、监视和决策的趋势、控制和评估的原材料数据, 以调配原材料的配比。RAMOS为与原材料相关联的皮带秤提供设置点, 根据进入的石灰石来控制进料速度, 从而以最低的成本对质量进行优化。它根据每个质量控制参数 (如KH、SM和IM等) 需求和估计的石灰石、砂岩、煤矸石和硫酸渣等的化学成分计算生料的化学成分。每个质量控制参数的需求是基于虚拟的设置点、每种原料的最小成本、皮带秤和其它约束。RAMOS具备输入原材料成分、质量控制参数显示、实时分析、实时曲线和实时调速功能, 在实现率值控制基础上, 选择多用低成本的原材料, 同样的生料质量, 所需的原材料成本最低。

4 CBX分析仪的应用分析

我公司有2条5 000t/d生产线, 两线工艺流程、装备和配料方案基本相同, 辅料和煤各建有预均化堆场, 2座储量5万t的石灰石均化库, 可单独或同时向配料站供料, 配料站各仓有2个下料口, 分别向ATOX50磨供料。质量控制配备Magix (PW2424) 荧光分析仪。两磨质量控制情况如下:

Ⅰ线磨采用自动取样器对出磨生料连续取样, 由人工制样, 荧光分析, 操作员根据荧光分析结果调整各秤配比进行生料的质量控制。此方式基本能满足生产控制要求, 但磨机系统存在着滞后问题, 样品制备和仪器的检测也需要一定时间, 因此某一时刻的取样分析结果是与在此之前的某一段相当长时间的实际配比有关;在样品制备、检测中存在偏差, 人员业务水平存在差异;遇到设备频繁开停、磨机操作波动大和入磨原料均匀性差时, 不能及时有效地调整配比, 不能使出磨生料成分尽量接近控制目标值, 且波动小, 不能及时补偿平均值同控制目标值的差值。

Ⅱ线用CBX分析仪控制, 启用前首先对仪器进行静态校准 (连续运行6h, 每分钟进行分析) , 数据见表1。各元素的测量精确度符合标准要求后, 再进行动态标定 (1h做一次化学全分析, 同CBX分析1h的平均结果进行对比, 至少要进行30次以上的分析) , 数据见表2。

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从表2可以看出, CBX的分析结果完全达到同一实验室误差要求。正常生产情况下, 磨机运行30min后可切换到CBX分析仪分析进磨物料的化学成分, 通过RAMOS软件控制信息流, 根据质量控制参数, 1min分析一次, 调整皮带秤的配比一次, 同时设定7min (时间可在5~30min内选取) 对分析结果滚动计算一次, 得一平均值同参考值进行比较, 得出一个偏差, 用于偏离跟踪, RAMOS控制每次从分析器接到新的分析时会修改偏离, 用以差值补偿, 可做到“实时、在线、快速”进行出磨生料的质量自动控制。

两磨同一时间运行质量控制情况对比见表3和图1~图3。

Ⅰ、Ⅱ线生料KH、SM和IM控制指标分别为:1.06±0.02、2.68±0.10、1.55±0.10和1.04±0.02、2.68±0.10、1.50±0.10。从表3可以看出, Ⅱ线KH、SM合格率比Ⅰ线高10%、20%, Ⅱ线KH、SM标准偏差为0.01、0.03比Ⅰ线低50%, Ⅱ线分析结果的极差比Ⅰ线低很多;从趋势图看, Ⅱ线控制质量平稳、波动小、均匀性好, Ⅰ线连续偏高或偏低, 调整补偿差, 时间滞后;从质量配比看, Ⅱ线波动大, 说明Ⅱ线配比能实时、在线、快速进行调整, Ⅱ线对原材料及生料库均化要求可降低。进厂原料价格:石灰石9元/t、煤矸石10元/t、砂岩30元/t、硫酸渣48元/t, 煤矸石Si O2:52%~56%、Fe2O3:7%~8%, 砂岩Si O2:80%~85%、硫酸渣Fe2O3:40%~45%, 多用煤矸石可减少砂岩、硫酸渣的用量, 能降低成本, 按表3制备生料的化学分析看, Ⅱ线生料成本要高于Ⅰ线, 但CBX有高性价比原料控制系统, 实际生料成本Ⅱ线为11.497元/t、Ⅰ线为11.721元/t, Ⅱ线比Ⅰ线低0.224元/t, 每天降低成本:0.224元/t×400t/h×24h=2 150.4元。

统计2008年8~11月份生产数据, Ⅰ/Ⅱ线磨原料配比石灰石∶煤矸石∶砂岩∶硫酸渣为83.0%/83.2%∶6.6%/8.2%∶7.5%/6.0%∶2.9%/2.6%, 窑产量分别为5 480t/d和5 800t/d, Ⅰ/Ⅱ线出磨生料和出窑熟料质量情况见表4。

从表4可以看出, Ⅰ线质量差于Ⅱ线, 除前面所述, 还有如下原因:由于Ⅱ线矿山施工延后, Ⅰ线矿山石灰石不能满足两线生产要求, 需外购1/3用量, 外购部分为生产碱石等筛后的细料, 含土多、品位低, 加上两堆料机只能定点堆料, 不能自动布料, 换堆频繁, 做不好两堆搭配使用, 石灰石的均化差。辅料用同一条皮带输送, 通过三通阀分料, 煤矸石、硫酸渣由仓顶双向皮带从仓中心注料, 砂岩由三通阀从仓顶开口直接向仓内注料, 砂岩分级严重, 均化差。两线共用一个配料站, 两磨台时产量有差异、各秤的喂料量又不同、两磨有时不同步运行, 加上各仓料位变化大, 有分级现象, 这对Ⅰ线生料质量影响程度较大。

5 结束语

Ⅱ线应用CBX分析仪, 出磨生料合格率高, 标准偏差低, 对原材料均化程度要求降低, 生料的质量成本低, 中控操作、检验人员的工作量小, Ⅱ线窑所生产的熟料产质量优于Ⅰ线。实践证明, CBX分析仪在水泥生料自动配料中具有广阔的发展应用前景。

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水泥生料配料 篇2

1原料成份 (见表1)

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2原料比例

新型干法水泥的配料计算过程实际是先从原料的灼烧基成份开始, 算到干基原料比例结束, 其结果是计算出湿基原料的比例和干基生料的成份含量和率值。

(1) 例如白生料中原料的各基态比例见表2。

(2) 干基原料配比及白生料成分见表3所示。

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注:白生料的KH:0.98、n:2.71、P:1.58。

(3) 干基原料配比计算好以后就是计算湿基物料配比。

为了更好地表达效果, 虚设原料水分为:石灰石:2%、砂岩:10%、铁矿:8.0%, 由干基比例求取湿基比例的方法有两种:

(1) 在干基原料配比的“干燥基配比”部分计算:

湿石灰石=123.61×100/ (100-2.0) =126.13 kg

湿砂岩=18.69×100/ (100-10.0) =20.77 kg

湿铁矿=3.56×100/ (100-8.0) =3.87 kg

上述重量数换算成百分比为:

湿石灰石=126.13 kg/ (126.13+20.77+3.87) kg×100%=83.66%

湿砂岩=20.77kg/ (126.13+20.77+3.87) kg×100%=13.78%

湿铁矿=3.87 kg/ (126.13+20.77+3.87) kg×100%=2.57%

(2) 在“干燥基百分比”部分计算:

湿石灰石=84.75×100/ (100-2.0) =86.48 kg

湿砂岩=12.81×100/ (100-10.0) =14.23 kg

湿铁矿=2.44×100/ (100-8.0) =2.65kg

上述重量数换算成百分比为:

湿石灰石=86.48 kg/ (86.48+14.23+2.65) kg×100%=83.67%

湿砂岩=14.23 kg/ (86.48+14.23+2.65) kg×100%=13.77%

湿铁矿=2.65kg/ (86.48+14.23+2.65) kg×100%=2.56%

由上可见, 在这两个部分计算出的湿料百分比是一致的, 这是很容易理解的。

问题在于, 在新型干法工艺中, 入生料磨的物料很湿, 当然是以湿基比例下最初的生产配比, 但是出磨生料却是干基的结果, 这往往令人疑惑。而这个现象也不仅仅是局限于白生料的初配料, 而是贯穿于整个生料的配料调整过程中。

很显然, 如果以湿原料的百分比而引用原料的干燥基成分计算白生料的成分, 计算得出的结果将是错误的, 在理论上也是说不通的。由干燥基的原料成分、干燥基的物料百分比, 计算得到干燥基的生料成分, 这是大家所熟悉的;同样以湿基的比例、湿基的原料成分, 可以通过计算得到湿基的生料成分。这个结论应用于生料日常调整很有用途。

我们一般得到的和要求的白生料成分是干燥基的, 而调整配比却必须使用湿基, 如果按照一般低水分原料调整的方式 (基本不考虑水分, 也即是干燥基调料) 处理的话, 尽管调整的方向可能是对的, 但每次调整一般是不到位的, 有时也可能会出现调整过量的问题, 这就会增加调整的滞后性和不确定性, 而且这种滞后和不确定, 在引用原料湿基成分计算之前是永远的。这也无关于是人工调料还是计算机自动调整 (当然现代新型干法生产线基本是不存在人工调料的) , 尤其是现在各厂普遍在使用生料率值控制系统, 按照某些系统的使用规程, 要求输入原料的化学成分, 但是该系统却没有强调要输入原料的湿基成分, 或原料的水分含量, 实际上也就犯了用干基的生料成分、干基的原料成分、不经水分校正直接计算出湿基的原料调整比例这样的错误, 这也是这种系统在有的厂家控制效果不好, 出磨生料率值合格率达不到要求的原因之一。

3具体的调整计算过程

(1) 假如已知出磨生料的成分, 并且设计的白生料KH为1.12 (为简化计算, 不考虑其它率值的调整) , 调整计算的过程见表4。

(2) 用湿基原料成分调整的过程:在干燥基白生料成分的基础上, 用湿基原料的成分计算调整比例, 计算的当时由于存在综合水分的影响, 计算出的生料成分绝对值会与干基调整计算的结果不一致, 但是率值是一致的, 理论上应该符合计算结果的。这种计算的过程演示如下。

首先将干燥基原料成分换算成相应水分含量下的湿基成分 (见表5) 。

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注:KH:1.118、n:2.68、P:1.44

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注:Loss湿基= (100-水分含量) /100×Loss干燥基+水分含量

(3) 湿基调料计算见表6所示。

(4) 以上的调整, KH略为高了一点, 再稍微调整一下 (见表7) 。

(5) 再稍提一点KH值 (见表8) 。

由以上计算过程, 石灰石的调整比例为:+2.5%-0.5%+0.2%=+2.2%;砂岩的调整比例为:-2.5%+0.5%-0.2%=-2.2%。

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注:KH:1.139、n:2.67、P:1.43

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注:KH:1.106、n:2.68、P:1.46

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注:KH:1.120、n:2.68、P:1.46

比较表4和表8数据, 可以看出, 用湿基原料成分调整, 最后得出的生料率值与干基调整时的率值是一致的, 但是物料调整的幅度有所不同, 配比变动在干基调整时是石灰石和砂岩对应调整2.0%, 而湿基调整时是对应调整2.2%, 足以说明在新型干法生产的调料中正确应用不同基态的物料成分含量是至关重要的 (本文由于所列数据的局限, 计算出的干湿基调整的比例差比较小, 实际调整中的差值有时会大很多) , 绝不能想当然!

这是在配比调整和湿基生料成分计算上的效果, 当把湿基生料成分换算成干基生料成分以后所得的结果与用干基调整计算的结果是一致的。

4总结

水泥生料配料 篇3

昆钢嘉华水泥建材有限公司日产2 000吨和4 000吨水泥熟料线生料配料站中粘土配料秤上方均配有进口的“外部驱动旋转锥体型筒仓卸料器”装置, 刚投入使用的一段时期效果很好, 各项经济技术指标均能满足设计要求。使用三年后由于卸料器的内锥体 (减压锥) 和卸料臂磨损严重, 切割或清理仓壁和底盘上物料的能力逐渐减弱, 致使仓内物料堵塞、起拱现象频繁发生, 而且处理极为困难 (每次处理必须停机8小时左右, 进到仓内将锥体上部的物料清出仓外方能恢复生产) , 时逢雨季几乎达到了半停产状态。如果要使该装置恢复初始效果保正正常生产, 则必须更换卸料器的内锥体 (减压锥) 和卸料臂等部件, 由于价格昂贵而且采购周期长, 对生产极为不利。为保证生产顺利运行, 公司领导及技术人员经多方考察研究, 制定出了解决粘土配料秤易堵塞的技改实施方案, 该实施方案投资省、施工周期短。技改完成后配料操作简单方便, 不易堵料, 即便堵料处理起来也较为省时省力。

1 粘土配料秤的改造方案

2008年8月公司停产检修期间, 对生料配料站的粘土配料秤进行了整体技术改造, 技改内容分为机械部分和电器自控两部分。机械部分是将原来的配料装置 (见图1) 改造成图2所示装置;将粘土配料仓底部的“外部驱动旋转锥体型筒仓卸料器”拆除, 加装一个直径大于粘土仓筒体直径1.0m的敞开式锥斗见图2, 这样可减少或避免粘土仓卡料和起拱现象, 且方便捅堵料操作。再在锥斗下口处加装一台GBQ500×6000型带调速功能的板式喂料机, 将物料输送到皮带秤上见图2, 防止物料直接大量堆积在配料秤皮带上导致堵料或皮带打滑, 确保配料工作正常运行。

电气自控部分的技改是板喂机采用ABB ACS550变频器调速, 控制电机容量为7.5kw。定量给料机续用原配置 (无锡港晖电子有限公司生产的申克电子皮带秤) , 其控制采用INCENT PLUS VEG20610仪表;版面见图3。测量原理为:该仪表通过皮带速度控制皮带负荷, 从而控制喂料流量。连续测量皮带负荷Q和皮带速度V, 并把它们相乘得到喂料量I;计算公式:I=Q×V×3600

I单位:kg/h Q单位:kg/m V单位:m/s

将实际流量I与设定流量P进行比较的差值, 通过PI调节后, 送到皮带秤变频器的信号输入端, 通过变频器控制交流电机的转速, 从而调整输送皮带速度, 改变V值, 使得I和P一致达到定量给料的目的;见图4。

图注:下列数据表明了基本的输入/输出符号。

V-速度传感器;Q-负荷传感器;Y-模拟输出控制;SET-设定模拟输入;ANALOG-可用模拟输出流量、皮带负载、带速或偏差;SERLAL-串行打印机与主计算机联接24V-输出电压;MIN-MIN值输出监测器;Open-超过下限;MAX-MAX值输出监测;Open-超出上限;流量、皮带负载或带速的MIN、MAX值均可分别被测控;ALARM-秤体报警;CONTROL DEV-偏差输出;ACKNOWLEDGE-应答信号;HRIVE-皮带驱动控制输出;PREFEEDER-预给料机控制输出;START-开始秤量、累积;STOP-停止秤量; (释放) L-停止;START-秤体连接; (输出) closed-START;Z-外接累加器的脉冲输出。

在DCS系统程序中设置中控手自动控制, 中控选择手动控制时, 板喂机有备妥信号, 就可启动板喂机, 并可给定运行频率调节速度;中控选择自动时, 必须具备下游配料秤运行信号、板喂机备妥, 才可启动。用配料秤的模拟量给定信号乘以物料重量系数作为板喂机的给定信号, 实现配料秤和板喂机的联锁控制。

2 技改方案的实施及原理

2.1 实施仪表自动控制

在配料秤控制柜内增加WS15242双回路控制隔离器, 该隔离器为一路输入, 两路输出。把VEG20610控制仪表输出的差值信号4~20m A转换为两路4~20m A信号, 一路控制配料秤, 另一路送入DCS系统的AI模块, 作为板喂机给定条件, 在板喂机选择自动控制时, 经程序控制从AO模块输出4~20m A信号, 作为板喂机的变频频率给定输入。增加DCS控制程序, 配置点位, 根据控制要求更改原配料秤的控制信号线, 并编制控制程序, 加载程序到现场控制器。控制逻辑见图5。

程序中I1为板喂机备妥, I2为板喂机运行, I3为配料秤运行启动条件, I4为板喂机电流反馈输入, I5为板喂机频率反馈输入, I6、I9为联锁跳停条件, Q1为板喂机启停, Q4为板喂机模拟量给定, Q5、Q6是I4、I5的转换输出, 作为在控制画面的模拟量显示。PV为VEG20610控制仪表输出的差值信号, 为模拟量AO。

控制逻辑为:具备板喂机的备妥I1和板喂机启动条件I3、I6无变频故障输入, 方可启动板喂机, 利用配料秤的反馈PV作为给定AO信号, 取消原程序自带的PID控制模块, 信号不从OUT输出, 但最小给定频率不低于5Hz, 避免频繁启动和因料仓仓压过大、板喂机启动力矩过小, 而使启动不正常。

2.2 实施电气自动化控制

连接变频器到DCS柜的控制信号线, 电缆均采用KVVP2×1.5mm2屏蔽蔽电缆, 并使接线柜可靠接地, 防止干扰发生以避免影响正常使用。配置开关量信号四个点 (备妥、运行、故障、启停) , 模拟量信号三个点 (电流反馈、频率反馈两个点, 给定频率信号一个点) 。连接动力回路, 确认无误后上电。根据电机铭牌, 对变频器进行参数设定。设定变频器为现场启动, 开启板喂机确认电机方向。确认电机转向正常后把变频器改为外部控制。

2.3 实行联动试机

在没有物料的情况下, 按照正常的开机顺序, 先开启进料皮带, 再开皮带秤, 最后开板喂机, 皮带秤给定量为50t, 反馈为0.0t, 皮带秤随着差值的增大逐渐加速, 这时板喂机的给定频率随着逐渐增加, 最终达到50Hz, 空载试机成功。带料试机, 经过VEG20610控制仪表PI调节一段时间使物料平衡后, 稳定在49.5~51t正常运行, 板喂机在12Hz左右运行, 加减皮带秤给定量, 板喂机均能快速的调节料量, 稳定皮带秤的供料, 系统进入正常状态。图6为技改前后效果对比曲线:

图中:A线代表配料秤给定值;B线代表技改后配料秤反馈值;C线代表技改前配料秤反馈值。

(1) A线条上升代表了配料秤运行, 并给定50t;

(2) C线开始下降时, 说明秤已经开始缺料, 或者发生了轻微的堵料;

(3) 当C线条开始很接近0位时, 说明秤已经严重缺料, 甚至已经被堵住了;而之所以没有到0, 那是因为秤的皮重变化而产生的误差, 或者仍然有少量的料通过;

(4) A线下降, 代表了配料秤被停止, 并且给定量变为0;

(5) 当秤停止后, 技改前后秤反馈都迅速变为了0;

图中B线显示, 技改后系统运行得比较平稳, 说明改造是成功的。

3 结束语

粘土配料秤的改造, 最大限度的解决了下料不畅、卡料、断料的困扰, 优化了自动化程度, 方便了操作, 同时消除了大块物料砸落对设备的冲击隐患, 延长了皮带秤的使用寿命。

改造后与使用“外部驱动旋转锥体型筒仓卸料器”装置比较, 可节能20%~40%。该装置可根据需要任意设定供料和进料量, 且带有故障自动诊断报警功能, 为准确判断电器故障的发生部位提供了方便。

自改造至今经受了五年的雨季考验, 使用效果良好。借鉴昆钢嘉华水泥建材公司的成果经验曲靖嘉华水泥建材公司、保山嘉华水泥建材公司也相继进行了改造, 同样取得良好效果, 真正体现了资源共享的意义。

摘要：新型干法水泥生产对进厂原材料的水分基本不做预先烘干处理, 只能在粉磨时靠窑系统提供的热源进行烘干。进入雨季, 由于原料水分的增大给生产带来极为不便, 特别是生料配料环节, 粘土配料秤下料堵塞、料仓起拱现象更为频繁, 如果不及时处理, 不但造成磨机实际产量下降, 而且各种原料不能按预期比例进入磨机混合, 出磨生料的成分波动就会非常大, 给水泥熟料煅烧带来极大的危害。本文介绍了拆除昆钢嘉华水泥建材有限公司日产2000吨和4000吨水泥熟料线生料配料站粘土仓底部“外部驱动旋转锥体型筒仓卸料器”装置, 在粘土配料皮带秤上方新安装一台变频控制的板式喂料机, 通过配料秤的反馈来控制板喂机的运行频率, 形成闭环控制, 防止物料大量堆积在配料秤皮带上导致堵料或皮带打滑的解决办法措施。

关键词：筒仓卸料器,堵塞,板式喂料机,闭环控制

参考文献

[1]无锡港晖电子计量股份有限公司.定量给料机操作说明书.

[2]彭鸿才.电机原理及拖动[M].北京:机械工业出版社, 1994:18-27.

[3]昆钢嘉华水泥建材有限公司ABB AC800F DCS系统控制程序及趋势图.

[4]盛克仁.过程测量仪表.化学工业出版社.2001.3.第一版.

[5]乐嘉谦.仪表工手册.化学工业出版社.1998.4.第一版.

[6]仇慎谦.PID调节规律和过程控制.江苏科学技术出版社.1987.12第一版.

[7]ABB公司生产的ACS355系列变频器说明书;149-294.

水泥生料配料 篇4

我公司两条2 500 t/d熟料生产线投产至今已有8年时间。由于公司石灰石矿山存在先天不足, 石灰石原料主要依靠外购。长期以来, 外购石灰石中Al2O3含量偏高且不稳定, 硅质原料砂岩中SiO2含量在78%～83%范围内波动, 铁质原料使用附近炼金厂的硫酸渣, Fe2O3含量偏低, 仅为20%～24%, 采用这3种原料配料经常导致生料中Al2O3含量偏高, 熟料中的液相量增加。液相量过高不仅导致熟料产质量下降, 而且使篦冷机及熟料皮带输送机等设备受到损害, 影响设备的使用寿命和设备运转率, 而且对后续的水泥粉磨过程也有很大的影响, 甚至还严重影响到水泥产品的适应性。

熟料中液相量高、C3A含量高的危害主要表现在以下几个方面:

(1) 造成窑内液相过早出现, 易结蛋、结圈, 操作不当时容易长厚窑皮, 影响窑的安全稳定运行和产量的提高。

(2) 严重影响熟料的冷却效果, 易造成出篦冷机熟料温度过高。

(3) 对篦冷机、皮带机等输送设备的安全运行造成危害。

(4) 熟料中C3A过高, 造成水泥水化热过大, 易引起大体积混凝土开裂。

(5) 由于熟料温度高, 易磨性差, 水泥磨的台时产量降低, 磨内温度高易造成糊球、糊段, 严重时还会造成石膏脱水, 致使水泥出现急凝、需水量增大等现象。

(6) 生产出的水泥与混凝土外加剂的适应性差。

多年来, 我公司技术人员为解决熟料硅率偏低、C3A含量过高的问题, 进行过多种尝试, 如选用破碎石灰石选矿设备、使用铁矿石替代低品位硫酸渣、用高品位的硅质材料-玻璃厂尾矿石英砂全部或部分替代砂岩配料等措施, 但由于各方面原因收效甚微, 最后决定用钢渣替代硫酸渣进行试生产, 现将生产方案和使用效果介绍如下。

1 原材料化学成分

各种原材料的化学成分见表1至表4。

2 钢渣替代硫酸渣后的配料方案

确定钢渣完全替代硫酸渣后的率值为:KH=0.92±0.02, n=2.6±0.1, p=1.5±0.1。

熟料矿物组成设计方案见表5。

3 生产过程控制

3.1 过程质量控制

(1) 严把进厂砂岩和原煤的质量关, 严格按公司规定的《原燃材料进厂管理办法》进行质量控制, 并做好原煤的均化搭配工作。

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(2) 针对钢渣含铁量高、硬度大的特点, 为防止硬质块状钢渣损坏辊压机辊面, 在上料篦子上增加筛分装置, 钢渣通过筛分装置进入原硫酸渣输送皮带, 进入硫酸渣配料库。

(3) 为了避免含铁量较高的铁质物料进入磨机和辊压机, 各配料站每小时要巡检一次除铁器, 并及时清理铁质物料, 确保除铁器处于正常运行状态。

(4) 加强原料磨的操作管理, 发现异常及时处理, 确保磨机正常运行。

3.2 过程操作控制

(1) 为降低熟料的液相量, 配料时尽量提高熟料的硅率, 钢渣全部替代硫酸渣配料, 率值严格按设计指标控制。

(2) 优化工艺操作参数。为减少预热器结皮, 严格控制分解炉出口温度≤870℃, 在确保f CaO含量和熟料KH值正常的情况下, 尽量减少窑头用煤量, 窑尾温度≤1 030℃。

(3) 在均化库库位允许的情况下, 尽量增大生料投料量至215 t/h以上, 并根据窑内情况, 适当提高窑速, 严格控制窑电流在600 A以下。

(4) 各班要统一操作, 班班要勤动喷煤管, 避免窑内结厚窑皮或结圈现象的发生。

(5) 在不影响窑煅烧的情况下, 适当放宽出磨生料的细度, 0.08 mm筛余可放宽至14.0%以内。

4 生产过程中出现的问题和解决办法

4.1 生产中出现的问题

(1) 由于钢渣的易磨性比硫酸渣差, 1号线两台生料磨和2号线生料辊压机的台时产量均有所下降, 导致生料供应不足, 这就对生料粉磨系统的连续运转提出了更高的要求。

(2) 使用钢渣配料后4级和5级预热器锥体及下料管结皮频率加大, 窑尾烟室结皮较严重, 窑内从窑头方向向后27～42 m位置易长副窑皮, 正常运行中采用测温枪检测筒体表面温度为230～250℃, 停窑时进窑检查, 这段筒体窑皮厚度在70～110 mm, 对窑内通风造成影响。

(3) 窑前火焰发混, 有憋火现象, 用看火镜现场看火, 火焰发白, 且时有正压发生。

(4) 熟料外观颜色正常, 但黄心咖啡色料增多, 对水泥的颜色有影响。

4.2 解决办法

(1) 为解决使用钢渣配料后窑生料供应不足的难题, 对生料磨进行了改造。改造前, Ф3.8 m× (2.5 m+8.5 m) 烘干兼粉磨系统磨机Ⅰ仓为烘干仓, Ⅱ仓、Ⅲ仓为破碎仓、研磨仓, 磨机台时产量在100 t/h左右, 出磨生料0.08 mm筛余在13.0%以内。考虑到使用钢渣后, 入磨物料综合水分降至3.0%以下 (进厂钢渣的水分为3.2%, 进厂硫酸渣水分为13%～15%) , 改造时将Ⅰ仓烘干仓扬料板改为提升衬板, 并加研磨体, 烘干仓改为初破仓, Ⅱ仓、Ⅲ仓仍为破碎仓、研磨仓, 磨机运行过程中继续使用窑尾热风。另一方面因生料易烧性变好, 将出磨生料细度0.08 mm筛余放宽至16.0%之内后, 单台磨机台时产量提高到118 t/h左右, 两台生料磨产量共提高约36～40 t/h, 解决了入窑生料供应不足的难题。

(2) 使用钢渣后, 对工艺参数虽进行了优化, 但预热器结皮现象仍较严重, 通过对系统进行全面分析, 认为配料方案较为正常, 主要原因是操作方面的问题。然后从以下两方面进行了改进:一是将熟料中f CaO严格控制在0.8%～1.5%, 绝不允许有f CaO过低的熟料形成, 熟料KH值由0.92±0.02提高至0.925±0.02;二是加大窑尾用风量, 高温风机转速由755 r/min提高至780 r/min, C1出口负压由5 400 Pa提高到5 600 Pa左右, 窑速由3.7 r/min提高到3.9 r/min, 投料量由210 t/h提高至218 t/h。经过调整后, 系统趋于正常, 结皮、结圈现象明显减少, 熟料产质量得到了提高。

5生产效果

(1) 使用钢渣配料后, 生料的易烧性明显提高, 窑产量提高125 t/d, 熟料标准煤耗下降5.9 kg/t, 两窑若按年产熟料180万t计算, 年节约标准煤约10 620 t, 折合实物煤12 500 t, 熟料煅烧电耗降低1.5 k W·h/t, 熟料年节电量约270万kW·h, 以上两项年节约成本780万元。

(2) 采用钢渣完全替代硫酸渣进行生料配料是可行的。通过工艺改进, 熟料质量得到了改善, 3 d抗压强度由原来的30.1 MPa提高到31.7 MPa, 28 d抗压强度由原来的56.3 MPa提高到58.9 MPa。

(3) 水泥与外加剂的适应性发生了变化。例如P·O 42·5水泥与TX-3外加剂的适应性扩散度由205 mm左右提高到225 mm左右, 产品深受用户欢迎, 提高了我公司的市场竞争力。

摘要：介绍了用钢渣替代劣质硫酸渣进行生料制备的配料方案、生产过程控制、工艺参数调整措施以及生产效果。