炉渣代替煤矸石配料在水泥熟料生产中的应用漆宝清

炉渣代替煤矸石配料在水泥熟料生产中的应用漆宝清
发布时间：2021-10-19T06:31:30.143Z 来源：《防护工程》2021年20期作者：漆宝清
[导读] 近年来，随着科学技术的不断发展，国家对环境和生态保护工作提到了很高的程度，各种原料在开采时规范规划设计、实施，增加环保设施，同时物价上涨，造成开采成本上升，进而直接影响到我公司的直接材料成本大幅度升高。

漆宝清
新疆天山水泥股份有限公司塔什店分公司新疆库尔勒市 841011
一、概述：
近年来，随着科学技术的不断发展，国家对环境和生态保护工作提到了很高的程度，各种原料在开采时规范规划设计、实施，增加环保设施，同时物价上涨，造成开采成本上升，进而直接影响到我公司的直接材料成本大幅度升高。

我公司拥有一条2500t/d的熟料生产线，2009年4月投产运行，长期以来采用石灰石（大理岩）、砂岩、煤矸石、铁矿粉四组分配料，由于公司没有自备矿山，所有原料全部采用外购形式。

经过初步调查，公司所在地100公里范围内有大量的电石渣、炉渣等工业废渣需要消化处理。

使用工业废渣代替原料生产水泥熟料对于降低直接材料成本是一个利好之举。

为解决有限资源对生产带来的限制，我公司本着充分利用工业废渣，降低生产成本，达到资源综合利用的目的，2020年3月从节约资源能源、降本增效、提质提产方面出发，充分考虑到炉渣的一些特性，提出利用炉渣替代铝质原料配料烧制水泥熟料。

二、实施方案
1、炉渣与煤矸石的搭配
在原料生料环节，炉渣的给料采用单独上料口给料，由皮带秤进行控制给料量，与出破碎机的煤矸石在输送皮带机上混合，生产时根据煤矸石破碎胶带输送机的电流来控制炉渣给料皮带秤给料量来控制掺入比例，可达到均匀搭配的目的。

2、配料方案的选择确定
2.1各种原燃材料的化学成分
2.2使用炉渣代替部分煤矸石时的配料方案
炉渣属于高温烧制并淬冷的物质，本身含有一定的硅酸盐矿物，在熟料烧制过程中有一定的晶种作用，具有较好易烧性，活性明显优于煤矸石，是一种易烧性和活性均较好的粘土质材料。

一般在800℃左右时，它就与氧化钙或者直接与碳酸钙进行固相反应，生成低钙矿物，这样就可以加快碳酸钙的分解速度，促进碳酸钙的分解过程。

鉴于炉渣本身含有一定的硅酸盐矿物，又具有较好易烧性，在配料方案的选择上采用两高一低（高饱和比0.895、高硅酸率2.7、低铝氧率1.6）的方案，液相量一般控制在23—24%。

由于使用炉渣代替部分煤矸石配料时，生料的易烧性得到了较大改善，在保证熟料质量的前提下，为我们调整熟料配料方案提供了有利条件。

2020年4月份在窑外分解窑上进行实验，经过反复调整摸索，稳定后的熟料配料方案如下：
（1）在整个生料配料中炉渣代替煤矸石的比例为5%。

（2）三率值的控制：
KH：0.895±0.010，SM：2.70±0.1，IM：1.60±0.10。

3、煅烧操作方面的控制
炉渣属于高温烧制并淬冷的物质，本身含有一定的硅酸盐矿物，在熟料烧制过程中有一定的晶种作用，一般在800℃左右时，它就与氧化钙或者直接与碳酸钙进行固相反应，生成低钙矿物，能加快碳酸钙的分解速度，促进碳酸钙的分解过程。

在煅烧操作时对预热器系统的温度控制十分关键，在炉渣的掺加比例达到5%以后，改变了生料粉中物料的预热分解规律，碳酸钙的分解速度在炉渣的作用下变快，液相
提前出现，容易使物料的粘度增加，所以在使用炉渣替代煤矸石配制的生料时预热器C4的温度控制在680℃以下，分解炉的温度相对于烧制纯煤矸石配制的生料时降低10--15℃，控制870℃左右为宜。

三、实施过程及效果
在2020年4月-10月期间进行试验，炉渣代替煤矸石的比例从3%逐渐增加，最终达到5%。

从运行情况来看，各方面运行效果比较理想，达到了预期效果。

与纯煤矸石配料时相比较，预热器系统未出现严重的结皮现象，台时产量有所提高，分解炉温度、吨熟料实物煤耗有所降低；具体如下：
使用纯煤矸石配料及使用煤矸石+炉渣配料熟料台产、煤耗、质量情况如下表：
熟料化学成分及质量一览表
由于使用炉渣配料时，生料的易烧性得到了较大改善，在保证熟料质量的前提下，为我们调整熟料配料方案提供了有利条件。

从整个使用的过程数据来看，分解炉温度一直控制在865-880℃左右，较纯煤矸石配料时分解炉温度降低10-15℃，吨熟料煤耗降低约3.5kg。

分解炉以及窑尾烟室的结皮清理一班一次，与纯煤矸石配料时基本相同，台时产量纯煤矸石配料时提高2.0-3.0t/h，使用炉渣部分代替煤矸石配料后熟料28天抗压强度提高0.3—0.5MPa。

四、结束语
2020年4月开始在生产中投入试验，经过反复调整配料、煅烧系统操作参数，实验取得了成功，效果显著，代替比例达到了3.0%，之后在此基础上不断提高替代比例，最后在生料配料中炉渣代替煤矸石的比例达到了5.0%，在降成本、提产提质、节能降耗方面均取得了很好的效果。

1、在使用炉渣部分替代煤矸石生产时，搭配环节需采用计量手段，必须保证炉渣与煤矸石的搭配比例稳定均匀。

2、由于炉渣属于高温烧制并淬冷的物质，本身含有一定的硅酸盐矿物，在熟料烧制过程中有一定的晶种作用，具有较好易烧性，回转窑台产提高了2-3t/h，熟料强度提高0.3-0.5MPa。

3、利用炉渣代替煤矸石配料后，分解炉温度下降了10-15℃，降低了熟料煤耗，节约了大量能源，减少浪费。

4、处理了大量的工业废渣，减少了工业废渣的排放量，既改善社会大环境，也提高了资源综合利用量，使有限的矿产资源得到更好地有效再利用，达到了循环经济发展的目的。