熟料煅烧质量的影响因素
原燃材料质量波动对熟料煅烧的影响
27 . 27 .5
27 .4
9 .8 95
9 . ’ l 97 37 6
6 中 国 水 泥 2 1 .0 0 11
项 目 铜 矿 渣 含铁 量 / % 熟 料 2 d强 度 /MP ) 8 ( a
Fl — 4. 02 53 8
F2 一 3- 94 5. 79
高 ,当然较用最理 想 的煤 粉仍然有 些差距 。分 析原 因 是 。 生料率值均 没有变化 的情况 下 , 在 煤的发热量 越低
的差异 和液 相性 的不 同 , 熟料 煅 烧温 度 和形成 晶体 反
应时 间 的不 同 .原燃 材料 质量 的波 动及 品位 的高 低 ,
耗煤就会 增加 , 熟料整个 预热 、 在 分解 、 烧过程 中 , 煅 因
A 灰 石 石
B 灰 石 石
4. 3 5
4. 1 9
0 0 3 0 1 5 . 36 _ . 4 34
12 1 6 05 5 . 3 . 4 0 26
1 . 6
1 . 8
9 . 08 6 28 1 2 O9 9 .9 . 2 4 . .8 4
(h t) /
l 11 2.
头 煤 l 尾 煤
69 . 99 .
合 计
l. 68
a O合 格 率/ %
9. 09
强 度/MP ) a 3 d 2d 8
3. 08 5. 88
B 煤
24 . 4
2. 05 5
2 72 4
4. 92 6
‘
∑ fO K S C H a M
9 .4 73 14 . 7 0 O8 .5 O8 1 .9 08 9 8
.
I M
如何提高熟料煅烧质量
二 日常操作中的调整
烧成ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ温度:
窑前火焰发浑 熟料呈滑落状态 窑主电机持续降低 细粉料结粒较少 熟料外观发白,并疏 松多孔 立升重偏低 可以判断熟料温度偏 低,应立即调整
二 日常操作中的调整
熟料煅烧时间:
在三率值不变,喂料料不变的情况下 1、C3S形成不仅需要温度,还需要一定时间,提高熟料煅
2、熟料急冷效果较差,会造成C3S分解成C2S+f-CaO,造 成熟料游离钙升高,造成出篦冷机熟料温度过高
二 日常操作中的调整
熟料急冷效果:
熟料快速冷却,有助 于提高二次风温、三次 风温 在保持篦冷机料层 500mm-700mm的情 况下,加大一二室风量、 适度使用三四室风量、 尽量减少五六室的风量 尽量保证熟料既可以 吹透,但不可吹穿
吸收形成C3S的能力,提高熟料强度 2、窑内温度低,物料黏散,结粒困难,熟料不密实,烧成
不充分,造成熟料强度下降 操作中应多关注窑头摄像头,根据情况调整,可增加窑头
看火次数,确认熟料结粒情况
二 日常操作中的调整
烧成带温度:
窑前火焰白亮 熟料带起高度较高 窑主电机电流高 熟料结粒均齐,细粉 料结粒较少 熟料外观发黑并有光 泽,结构致密 立升重较高 可以判断熟料煅烧较 好
质量总结会 ——窑操作经验交流
主要内容
一 熟料煅烧中影响强度的因素 二 日常操作中的调整
一 熟料煅烧中影响强度的因素
因素:
1、分解炉温度 2、烧成带温度 3、熟料煅烧时间 4、熟料急冷效果 5、煤粉质量和
窑内通风的影响
影响熟料强度
二 日常操作中的调整
分解炉温度:
1、适当提高分解炉温度可提高窑尾温度,提高入窑分解率, 减少窑内温度的损耗
煅烧温度和时间对熟料质量的影响
375.3 385.0 377.0
940 820 837
3.7 2.3
2.2
185.4 141.o 140.2
1020
l
176
l
—348 —313 —3II
94.2
8.2
3.9
23.O
30.4
56.4 60.6
58.7
26.3 26.4
26.3
1045 】030
199 198
328 333—4885来自—4791 —946月与7月相比,CO平均值持平,二次风温高 出15℃,fCaO合格率高出9.2%。在同等喂料量情况 下,窑速相同,主窑皮长度多出0.8m;窑皮厚度值持 平,其它参数无明显变化。熟料3d和28d强度分别高 出1.2MPa和1.9MPa,液相量略有增加(0.1%)。以上 参数也说明,6月份窑系统各项参数较好,通过适当延 长主窑皮长度,来延长熟料在窑内煅烧时间,熟料强 度会有所改善。
≤60
卜窑转速,r/min;
D广一窑衬内径,m;
|s——窑斜度,(o)。
表1中3种情况下物料在烧成带停留时间与窑 速、窑皮长度之间关系见表5。
表5物料在烧成带停留时间、窑速及窑皮长度和厚度
时间
3月 6月 7月
投料量
/(t/h) 375.3 385.0 377.0
窑速 /(dminl
3.9
窑皮长度
/m
节,尽量将每一个部位都恢复到初始状态;对设备进 行定期、定人巡检,保证系统风量与风压的均衡、稳 定;定期检查与检修设备,确保收尘系统的密封良好, 脉冲正常。 2)中控操作时,一定要稳定选粉机操作。在系统
万方数据
2010.No.2
季良平,等:煅烧温度和时间对熟料质量的影响
煅烧温度和时间对熟料质量的影响
煅烧温度和时间对熟料质量的影响纯阅读作者:刘天振单位:淮海中联水泥有限公司来源:发布日期:2013—08-15影响熟料质量方面因素很多,但熟料在窑内煅烧是最重要环节之一.熟料矿物形成实际上是在液相量出现以后进行的.影响熟料质量方面因素很多,但熟料在窑内煅烧是最重要环节之一。
熟料矿物形成实际上是在液相量出现以后进行的.液相主要有氧化铁、氧化铝、氧化钙所组成(包括其他次要组分氧化镁、氧化钾、氧化钠等),在高温液相作用下,C2S逐渐溶解于液相中与f-cao化合成C3S,随着温度升高和时间延长,C3S晶核不断形成,小晶体逐渐长大,最终形成阿里特晶体.完成熟料的烧结过程。
实践证明,C3S的生成,如果熟料配料时三率值KH、N、P适当,生料成分稳定的条件下,主要取决于熟料煅烧温度、液相量、液相性质以及形成晶体反应时间。
本文重点介绍熟料煅烧温度和晶体反应时间对熟料强度的影响。
淮海中联水泥(287.08元/吨,0%)有限公司2#窑是由南京凯盛水泥设计院设计,2005年3月投产的5000t/d 熟料生产线,2007年8月公司利用现有1条日产5000t/d 熟料生产线的窑尾、窑头废气余热,配套建设了1*9MW的纯低温余热发电系统。
该厂3、6、7月份窑系统工艺参数平均台帐(一)6月与3月份工艺参数对比.CO平均值下降-44.12ppm。
二次风温上升+25。
2℃。
f—cao合格率上升+5.81%,在同等喂料量情况下窑速降低—0。
3rpm,主窑皮长度增加+3。
10m;由于窑皮厚度较3月份降低(见表五)。
窑内填充率下降窑功率同比降低—120A。
其它参数无明显变化。
熟料3天、7天、28天强度分别增加+1.38 Mpa、+5。
59 Mpa、+4.19Mpa,液相量略有增加+0.1%。
通过参数对比分析:CO平均值下降和二次风温以及f-cao合格率上升,都能说明窑系统通风状况较好,二、三次风比例合适,窑内煅烧温度同比较高;在同等喂料量情况下由于窑速降低和主窑皮长度增加,延长了熟料在窑内煅烧时间,使熟料矿物结晶更加完全,熟料强度提高明显。
影响熟料强度的因素
浅谈新型预分解窑熟料强度的影响因素【中国水泥网】作者:郑建国单位:山西焦煤集团公司西山水泥厂【2010-07-30】水泥生产的核心部分是熟料煅烧,提高水泥熟料质量,可相应的提高水泥和混凝土标号及混凝土工程的耐久性,更多的节约熟料,有效降低能源消耗和企业生产成本、减少环境污染。
我厂于2006年投产1500t/d新型预分解窑生产线,笔者经过长期的生产实践,统计分析,总结了一些影响熟料强度的因素,现简述如下:一、原料的影响。
原燃料品质主要指原燃材料的主要控制指标,石灰质中的CaO、砂岩中的SiO2、铁粉中的Fe2O3;原煤中的灰分、挥发分、热值等。
原燃材料的质量波动会引起出磨生料的质量波动,进而导致熟料煅烧操作困难,热工制度不稳定,使窑操作参数频繁调整,引起熟料质量波动,强度偏低。
石灰石、砂岩、铁粉等原材料进厂后应预均化,要有最低的储存储量。
二、煤质的影响。
煤质的好坏直接影响着水泥企业熟料产、质量及综合效益。
企业需根据地理环境合理定位,并严格按定位基准进行采购,保证窑产量、质量,降低消耗,最大限度的提高企业整体效益。
煤灰分的变化,使掺入到熟料中的煤灰发生改变,会引起熟料的化学成分和率值变化,从而影响熟料强度。
通过数据对比发现,煤灰每变化1%,熟料KH变化约0.008,可见煤质变化对熟料质量的影响。
煤的挥发分低,着火温度低;煤的挥发分高,着火温度高,燃烧速度快。
煤的灰分高,热值低,容易造成不完全燃烧,预分解系统结皮赌塞;煤灰参量过多,使窑内的煅烧温度降低,易造成烧成带长厚窑皮。
实践证明,煤的不完全燃烧是导致窑内结圈、结蛋的主要原因之一。
三、配料方案中三率值的匹配配料的内涵就是合理匹配KH、SM、IM三率值,根据本厂原燃材料和烧成系统的特点,配制出的生料应易于煅烧,使回窑熟料优质高产。
我厂预分解窑投产初期,率值控制范围KH:0.90±0.02,SM:2.0±0.1,IM:1.6±0.1。
生料成分对熟料煅烧的影响
生料成分对熟料煅烧的影响生料成分对熟料煅烧的影响一硅酸盐水泥熟料的组成1. 化学组成及矿物组成硅酸盐水泥熟料中的主要化学成分是CaO,SiO2,Al2O3,Fe2O3四种氧化物,其总和通常占熟料总量的95%以上。
此外还有少量的其他氧化物,如:MgO,SO3,Na2O,K2O,TiO2,P2O5等,它们的总量通常占熟料的5%以下。
硅酸盐水泥熟料中各主要氧化物的波动范围一般为:CaO(62%~67%),SiO2(20%~24), Al2O3(4%~7%), Fe2O3(2.5%~6%).硅酸盐水泥熟料中的四种主要矿物:C3S(45%~65%), C2S(15%~32%), C3A(4%~11%),C4AF(10%~18%)。
另外,还有少量的游离氧化钙,方镁石,含碱矿物以及玻璃体等。
通常,熟料中硅酸三钙和硅酸二钙的含量为75%左右,合称为硅酸盐矿物,它们是熟料中的主要组分,铝酸三钙和铁铝酸四钙含量占22%左右。
在煅烧过程中,它们与氧化镁,碱等在1250~1280度开始,会逐渐熔融成液相以促进硅酸三钙的顺利形成,因而把它们称之为溶剂型矿物。
硅酸盐矿物和溶剂型矿物在熟料中占总量的95%左右。
2.化学成分与矿物组成间的关系熟料中的主要矿物均由各主要氧化物经高温煅烧化合而成,熟料矿物组成取决于化学组成,控制合适的熟料化学成分是获得优质水泥熟料的中心环节,根据熟料的化学成分也可以推测出熟料中各种矿物的相对含量高低。
(一)CaOCaO是水泥熟料中的最重要的化学成分,它能与SiO2,Al2O3,Fe2O3经过一系列复杂的反应过程生成C3S, C2S, C3A C4AF等矿物,适量增加熟料氧化钙含量有利于提高硅酸三钙含量。
但并不是说氧化钙越高越好,因氧化钙过多易造成反应不完全而增加未化合的氧化钙(即游离氧化钙)的含量,从而影响水泥的安定性如果熟料中氧化钙过低,则生成硅酸三钙太少,硅酸二钙却相应增加。
会降低水泥的胶凝性。
矿化剂对熟料煅烧和质量的影响
矿化剂的分类:矿化剂:能改善水泥生料的易烧性,加速熟料矿物形成的少量外加剂。
助熔剂:能降低液相出现温度的少量外加剂。
氟化钙的影响:其它组分的影响:萤石、石膏复合矿化剂:掺氟硫复合矿化剂,形成熟料矿物的影响因素较多:熟料组成、CaF2/SO3的比值、烧成温度的高低。
(1)多采用高饱和系数、低硅率和高铝率配料。
(2)石膏掺量,以熟料中SO3=1.0~1.5%为宜;萤石掺量,以熟料中CaF2=0.4~0.8%为宜;CaF2/SO3=0.35~0.6%为宜。
(3)降低液相出现的温度,降低液相粘度,使A矿形成温度降低150~200℃,促进A矿形成。
有时出现不正常凝结现象:CaF2/SO3比偏高,煅烧温度偏低,KH偏低,IM偏高,窑内出现还原气氛,形成较多的C11A7·CaF2,若所加石膏不足以阻止其迅速水化,就会发生闪凝。
CaF2/SO3比偏高,煅烧温度过高,KH偏高,IM偏低,形成C6AF2,C3A少;C6AF2和氟固溶在C3S中,减缓C3S的水化,从而慢凝。
碱:(1)降低液相出现的温度,增加液相量,起助熔作用;(2)增加液相粘度,液相中质点扩散困难,烧结后料散;当有矿化剂时,R2O转变为R2SO4,液相粘度下降;(3)粘附在旋风预热器上形成结皮,严重时堵塞卸料管,影响窑正常生产;(4)取代CaO形成KC23S12、NC8A3等无胶凝性含碱化合物,析出CaO,使C2S难以再吸收CaO形成C3S,增加fCaO含量,C3S发育差,影响28天强度;当有矿化剂时,可促使含碱矿物分解;(5)水泥中含碱量高,易生成钾石膏(K2SO4·CaSO4·H2O),使水泥快凝;(6)在混凝土中,水泥中的碱能与活性集料发生“碱集料反应” ,使混凝土膨胀破坏;(7)碱还能使混凝土表面起霜(白斑)。
氧化钙:(1)降低熟料烧成温度,增加液相量,降低液相粘度,具有助熔作用;(2)主要固溶于铁相,能改善水泥色泽;(3)MgO过多,形成游离方镁石结晶,影响水泥的安定性。
生料质量对煅烧的影响
一、专题--- 生料质量对窑煅烧及熟料质量的影响。
熟料煅烧是水泥生产的中心环节,能否做到优质、高产、低耗,对一个企业的经济效益和竞争能力,都是一个举足轻重的问题。
然而要做到熟料煅烧的优质、高产、低耗,与生产过程控制和窑的工艺管理及操作技术有关外,保证生料的质量就更为重要。
生料的质量包括很多内容•主要有:生料的三率值饱和比(KH,硅酸率(SM,铝氧率(IM),生料水份,生料细度,生料的化学成份及有害成份,均匀性等,下面对影响熟料煅烧及质量因素分别进行阐述。
生料的三率值饱和比(KH,硅酸率(SM,铝氧率(IM)对窑煅烧及熟料质量的影响石灰饱和比:熟料中全部氧化硅生成硅酸钙(GS+GS)所需的氧化钙含量与全部二氧化硅理论上生成硅酸三钙所需的氧化钙含量的比值,表示熟料中氧化硅被氧化钙饱和形成的硅酸三钙程度。
CaO-1.65Al2O-0.35Fe2OKH= ----------------------------2.80SQ2KH过高,熟料煅烧困难,必须延长煅烧时间,否则会出现f-CaO,同时窑的产量低,热耗高。
KH过低,熟料煅烧容易,但熟料强度也低。
硅酸率:表示熟料中而SiO2的百分含量与AI2O3和Fe2O3百分含量之比。
SiO2SM= --------------------Al2O3+Fe2O3硅率随硅酸盐矿物与溶剂矿物之比而增减。
如果熟料中硅率过高时,则煅烧时由于液相量显著减少,熟料煅烧困难,特别当氧化钙含量低,硅酸二钙含量高时,熟料易于粉化。
硅率过低则熟料中硅酸盐矿物太少而影响水泥强度,且由于液相过多,易出现结大块,结圈等,影响窑的操作。
铝氧率:又称铝率或铝氧率,是表示熟料中氧化铝和氧化铁含量的质量比,也表示熟料熔剂矿物中铝酸三钙与铁铝酸四钙的比例。
AbOIM= -------------Fe?C3铝率高,熟料中铝酸三钙多,相应铁铝酸四钙就较少,则液相粘度大,物料难烧。
铝率过低,虽然液相粘度较小,液相中质点易于扩散,对硅酸三钙形成有利,但烧结范围变窄,窑内易结大块,不利于窑的操作。
熟料质量控制及煅烧方面的影响因素
培训材料熟之三料质量控制及煅烧方面的影响因素一、熟料质量控制的重要性1、熟料质量是确保水泥质量的核心,熟料质量达不到要求,难以磨制优质的水泥产品。
其中配料和煅烧是决定熟料质量的关键。
2、从生料到熟料,是一个化学反应过程。
化学反应,最基本的核心就是要求参预化学反应的物质间的比例要满足理论要求。
参预化学反应的某一物质的量,不得过剩或者不足,否则,化学反应形成的结果,不是当初设计的结果。
因此,熟料生产过程实际上要求是很精细的,不是表面上的那种粗糙现象。
3、设计合理的熟料率值,通过良好的煅烧,才干生产出优质的水泥熟料。
1、原料磨工艺变化现代水泥企业,以节能高效为主要导向,装备和工艺流程日益简化和高效。
2、原料磨由过去的球磨机改为现代立磨,原料磨工艺装备的改变,对产品质量的影响。
3、球磨机的工艺特点,决定了生料细度更加均匀,900 孔细度小,只在 3.0%以内, 1800 孔细度在 12%以内。
立磨的生料细度粗, 900 孔细度在 6.0-8.0%, 1800 孔细度在 22%摆布。
由上看出,现代水泥工业改成立磨后,生料的颗粒级配产生了较大的变化,立磨的生料粗大颗粒占比例明显上升,中等颗粒的比例,也较球磨机增加了一倍。
4、现代水泥工业、细度标准的变化。
80 年代,国家旋窑管理规程对细度有控制要求,最开始的标准规定生料细度小于等于 10%,作为一次水泥工艺管理的标准来执行,其后更改为 12%。
后来随着先进水泥工艺发展,生料细度作为一次过程控制指标,再也不强制执行,由企业根据自身生产需要自行控制。
质量体系认证,也将细度标准作为企业自行制定来审核,细度标准被企业自身不断放松标准。
按照现行立磨的生产工艺,生料细度按 10%、12%、16% 等等标准,已经无法满足当前立磨工艺的要求,根据立磨的特点及与窑的产能关系,细度只能控制在 20-22%之间,即使控制较好的工厂细度也在 8 摆布。
但是 , 目前的细度控制指标,不表示细度粗对煅烧没有影响。
配料中硫、碱成分对煅烧的影响及控制
1、配料中硫、碱成分对煅烧有什么不利的影响?①影响煅烧过程的正常运行。
碱与硫的单独影响是,当熟料中碱的总量或SO3超过熟料重量的1%时,过量的碱(K、Na)会影响窑后烟室的结皮;过量的硫会引起窑内结圈。
当熟料中SO3含量在1%左右时,会有利于改善生料易烧性,并提高熟料强度,但要以硫的含量增加不降低饱和比为前提。
考虑硫碱比对生产的影响就更复杂。
在预分解窑中,保持硫碱比值的恒定是动态的。
由于物料在窑内停留时间特别短,热负荷又小,碱(K、Na)很容易随熟料带走,而硫化物仍在窑内挥发循环,此时由于碱的缺乏,在窑的后部会形成结皮的恶性循环。
如果窑的煅烧温度高,或火焰直扫到物料上,这种循环更会加剧,直到结皮或预热器堵塞发生。
而一旦在窑的低温区域,这些硫化物还要释放出来,使生成的熟料中SO3变高。
硫在窑内的循环与富集机理是:窑内的硫化物主要形式是SO2,它在窑内的来源是燃料中硫的氧化及硫酸盐的分解,理论上SO2低温下可氧化成SO3,但实际上99%的气态硫化物将是SO2,这样形成的SO2几乎都被旋风预热器中的K2O、Na2O和CaO所结合,当大量CaSO4在烧成区域再度挥发,并在窑尾和四、五级预热器形成硫循环结皮时,碱性硫酸盐的低挥发性将使它们存在于熟料中,这种循环严重时将引发预热器结瘤和堵塞出现。
②不合理的硫碱比值会影响熟料质量及易烧性。
熟料中因SO3过量会阻止C3S的形成。
成为形成黄心料的另一种原因。
熟料的褐色核心一般都认为是窑内的还原气氛所致,但是由于形成高贝利特和硫酸盐浓缩减少了熟料的渗透性,阻止了冷却期间亚铁(Fe2+)氧化成三价铁(Fe3+),这就成为黄心料出现的另一条途径,这本身又是由窑喂料的化学成分变化和硫化物在窑内的低挥发性所造成的。
褐色熟料的不良结果就是热耗增加、降低易磨性、损失水泥强度和造成水泥快凝。
2、生料配料中的硫碱含量应控制在什么范围?生料配料中的硫碱控制范围建议如下。
①热生料中SO3应小于3%,SO3和Cl-的总和应小于4%,其中Cl-含量对硫碱的比值影响很大,因为碱先是与氯化合为氯化碱,剩余的碱与硫结合成为硫碱化物。
熟料煅烧质量的影响因素
优质熟料主要特征是C3S+C2S矿物含量高,碱含量低,矿物晶粒粒径较细小均匀,发育良好,当生料工艺质量参数和粉磨细度、颗粒粒径分布、化学成分、有害成分、率值等保持稳定不变的情况下,回转窑煅烧操作热工制度和煅烧温度、升温速率、峰值温度、保温时间、窑速和冷却速率等就决定了熟料硅酸盐矿物C3S和C2S的含量和活性,熟料中阿里特晶体尺寸发育大小,主要决定于水泥生料的易烧性和窑的煅烧操作热工制度的稳定。
因此,回转窑的煅烧操作热工制度对硅酸盐水泥熟料煅烧质量产生重要影响,以下结合煤质,火焰形状和温度,熟料和煅烧温度,烧成带长度,窑型规格,窑速、升温速率和冷却速率等对熟料煅烧质量的影响作一初步探讨。
一、煤质的影响一般回转窑煅烧用煤质量要求灰分A≤30%,挥发分V在18%~30%,发热量QDW≥5000kcal/kg,煤粉细度要求控制在8%~15%,实际上,我国当前由于优质煤炭供应紧张且价格较高,许多厂家实际达不到这一要求,由于煤粉燃烧后灰分全部沉落在烧成带的熟料颗粒表面上,造成熟料颗粒表面富硅化,从而改变熟料表层矿物成分,C3S含量下降,C2S 含量上升,从而影响熟料质量,当前相应的对策措施,一是适度调整增加干法窑尾分解炉用煤量和降低窑头喷煤量,其比例控制在6:4左右,以增加分解炉中煤灰分与灼烧生料的混合程度,降低窑头煤灰对熟料质量的负面影响;二是采取窑尾分解炉与窑头喂煤质量分别控制,分解炉喂低热值煤,窑头喂高热值煤,可降低劣质煤对窑头熟料质量的不利影响。
二、火焰形状和温度的影响火焰形状的调节一方面取决于煤粉的热值、灰分、细度和挥发分的大小,另一方面还取决于一次风的风速和风量大小,即窑头燃烧器的规格和性能,调整好窑火焰长度也就是调整好烧成带长度,也即调整控制了熟料在高温烧成带停留时间,火焰形状和长度影响到熟料中C3S 矿物的晶粒发育大小和活性。
因此,在烧高强优质熟料时,必须调整火焰长度适中,既不拉长火焰使烧成带温度降低,也不缩短火焰使高温部分过于集中,从而烧垮窑皮和耐火砖而不利于窑的安全运转,回转窑内火焰形状粗细必须与窑断面积相适应,要求比较充满近料而不触料,正常形状保持其纵断面为正柳叶形状。
影响优质熟料生产的因素
影响熟料质量的诸多因素
1
烧成带位置对熟料质量的影响
烧成带前移应是煅烧工作的重心和核心,务必要认真仔细研究、落实、做好;其中 煤粉质量、三次风阀的开度、一次风压、风速,窑内风速的影响较为突出,并决定烧成 带的位置。
影响熟料质量的诸多因素
2
烧成带长度的影响
C3S形成不仅需要煅烧温度,更需要一定的煅烧时间,即高温时段,一般需12min ~15min。延长熟料在烧成带的停留时间,即延长熟料在窑内的煅烧时间,可使熟料矿 物晶体的发育更加完全,强度提高,质量稳定。熟料煅烧时间与烧成带长度成正比,与 窑转速、窑内径、窑斜度成反比;窑内风速、煤粉质量(热值、细度)、入窑物料分解 率、火焰形状等因素,同样影响物料在窑内各带的停留时间及熟料结粒的大小;如原料 不易煅烧,入窑物料分解率低,物料在过渡带需要的时间就长,而在烧成带停留的时间 就短,并易生成大晶格的C2S。此类C2S与f-CaO很难结合,也难结粒。 对于熟料“双高”(高K H、高SM)配料的厂家,煅烧温度应稍高一些,烧成带长度 也应稍长一些,即“高温长带”煅烧,有利于熟料烧结和熟料质量的提高,烧成带长度一 般控制在4.5D~5.5D(窑内直径)为好。 例如:1、φ4.0*58m;2、φ4.8*72m。 1:4.5*4.0=18;5.5*4.0=22。 2:4.5*4.8=21.6;5.5*4.8=26.4。
6
窑气氛的影响
煤粉燃烧过剩空气系数应控制在1.10~1.15左右,废气氧含量应以2%以下为好,即 保持微氧化气氛;若二次风不足,过剩空气系数过低,易产生还原气氛,产生CO气体。 熟料中的Fe2O 3会被CO还原成FeO , 影响熟料液相成分和粘度,影响熟料烧结,易产 生大量黄心熟料,从而影响熟料质量。二次风温对煅烧质量有着重要影响,如窑内出现 还原气氛,应减小窑头风机排风量、适当增大窑尾高温风机的风量等,即提高二次风温 、增加风量;同时,还应注意窑内风速的稳定,控制煤粉细度,使火焰集中,避免硫酸 盐在还原气氛下分解,造成窑后部结长厚窑皮等,以减缓MgO含量较高的生料在高温下 出现结圈、结蛋等。
浅析影响熟料煅烧煤耗的主要因素与降耗措施
摘要:降低熟料煅烧煤耗,应针对主要影响因素,从减少热损失、降低热消耗、增加热收入入手,对系统分部优化。
C1筒分离效率低、废气温度高、熟料烧成热耗高、系统漏风严重等是造成热损失的主因;设备表面散热和冷却机系统损失热,也是不可忽略的重要因素。
降低热消耗,要重视生料易烧性的影响和余热浪费现象。
可采取优化篦冷机性能,挖掘余热发电潜能,优化烧成工艺,利用替代燃料,使用新型耐火保温材料等措施,回收余热增加热收入。
0 引言节约能源,提高能源利用率,是企业保障生产经营,实现可健康发展的长久之计。
结合生产实际,分析影响煤耗的主要因素,采取措施,降低熟料煅烧煤耗,既是企业提高经济效益,控制环境污染义不容辞的社会责任,也是适应市场需要,提高企业竞争力的必然选择。
更是我们每个水泥工作者应尽的社会义务。
1 影响因素与降耗途径1.1 主要的影响因素熟料煅烧过程是一个复杂的热工过程,虽然影响预分解窑熟料煤耗的因素很多,但对主要因素进行综合归纳,具体可划分为三类影响:(1)生产热损失的影响:生产热损失,主要指在熟料煅烧过程中,废气、熟料带走热,设备筒体散热等造成的热损失。
主要表现为C1出口废气量大、废气温度高、分离效率低。
废气热量不能得到合理回收利用。
耐火材料使用不合理、冷却机热回收效率低等,也是导致系统热损失大的直接原因。
(2)物料易烧性的影响:生料易烧性,是指在回转窑实际操作中,熟料煅烧的难易程度。
一般是以在一定温度下,生料经过一定时间煅烧后,生成熟料中所含游离钙的多少来表示。
因物料配料方案、熟料煅烧过程质量控制指标或中控操作中工艺参数匹配合理性欠缺等原因,导致物料易烧性差、热能浪费,使熟料煅烧热耗增加。
(3)系统热收入的影响:系统热收入是指在生产过程中,损失的热量被回收利用的程度。
因对系统散热损失回收利用的观念更新不及时、设备维护保养或技术改造不到位、能够回收的热量得不到回收,导致系统散热损失增大,热回收效率降低,热收入减少,进一步增大了熟料煅烧热耗。
生料质量对水泥熟料煅烧的影响_1
生料质量对水泥熟料煅烧的影响发布时间:2022-07-26T07:35:20.309Z 来源:《新型城镇化》2022年15期作者:栾科军[导读] 生料的质量是熟料质量的基础,并在很大程度上影响着熟料烧成热耗和窑的产量。
生料质量主要包括生料的易烧性、均匀性和生料细度。
新疆圣雄能源股份有限公司水泥厂新疆吐鲁番 838100摘要:生料的质量是熟料质量的基础,并在很大程度上影响着熟料烧成热耗和窑的产量。
生料质量主要包括生料的易烧性、均匀性和生料细度。
用降低石灰饱和度和C3S,增加液相量来改善易烧性的方法势必降低水泥熟料的强度。
因此,在实际生产中,最好加入生料易烧性的改良剂(如矿化剂),提高生料的均匀性,本文简要论述了这些改良剂的机理及应用实例,并就提高生料的均匀性提出了自己的看法。
关健词:易烧性;均匀性;细度;熟料;煅烧熟料煅烧是水泥生产的中心环节,能否做到优质、高产、低耗,对一个企业的经济效益和竞争能力,都是一个举足轻重的问题。
然而要做到熟料煅烧的优质、高产、低耗,与生产过程控制和窑的工艺管理及操作技术有关外,保证生料的质量就更为重要。
1生料的易烧性对熟料煅烧的影响1.1易烧性的基本概念水泥生产中,生料在烧结过程中受其自身化学、矿物成份和颗粒组成的影响很大,特别对窑的产量、熟料煤耗以及熟料质量的影响最为显著。
一般来讲,水泥生料易烧性是说明其煅烧过程中形成熟料的难易程度的特性指标,受生料的化学、物理性质及矿物组成等多种因素的影响。
易烧性好则生料的煅烧温度可较低。
习惯上,生料在一定的温度(T)条件下经过一定时间(Q)煅烧后,通过测定f-CaO来衡量其易烧性,即:f-CaO=f(Q∶T),当温度超过1 300℃时,熔融相形成,易烧性随f-CaO的增大而降低。
易烧性通常用下列两个量中的一个表示。
在给定温度条件下,准等时线(Q=常数),测定f-CaO的值。
f-CaO的值增加,易烧性降低。
准等温线(T=常数),f-CaO≤1%的时间(Q)长,易烧性降低。
挥发性组分碱、氯、硫对熟料烧成的影响
挥发性组分碱,氯,硫对熟料煅烧的影响碱,氯,硫主要来源于原料和燃煤之中,它们在熟料的煅烧过程中表现为有利和不利的两个方面:一方面是微量的碱氯硫的存在可以降低最低共熔点温度,增加液相量,降低液相粘度,起助熔作用,促进C3S的形成。
另一方面是含量太高产生不利的影响,危害熟料质量。
1.挥发性组分的挥发凝聚循环(1).挥发凝聚循环。
碱氯硫化合物在熟料煅烧过程中,先后分解,气化和挥发,并随窑内气流由低温区窑尾系统逸散。
在温度降低到一定程度时挥发性组分中的一部分凝聚,聚集。
粘附于生料颗粒表面并随生料重又返回高温区,然后再度挥发凝聚,如此循环过程称作挥发凝聚循环。
在挥发凝聚循环中,随生料和燃料带入的碱氯硫所造成的凝聚循环称内循环。
随窑内气流及所含粉尘离开窑系统的挥发性组分,在利用窑尾废气余热烘干生料和煤粉的系统中,部分又凝聚于生料或煤粉中,收尘装置收集的粉尘也含有一部分挥发性组分,这些挥发性组分或混入生料中,或单独喂入窑内,这些就构成了挥发性组分的外循环。
(2).挥发凝聚循环的危害及防范措施。
危害主要是窑尾烟室,缩口,下料溜子及五级筒内壁结皮,堵塞,熟料结大块和窑内结圈。
防范措施主要是限制原燃材料中的碱氯硫含量.生料中K2O+Na2O小于1.0%,CL控制在0.015~0.020%.生料中SO3控制在0.4%~0.7%。
2.较高碱含量对熟料煅烧和质量的影响 (1)破坏熟料矿物C3S,C2S. C3A 的形成 (2)影响液相粘度。
(3)水泥结块,快凝。
(4)水泥制品性能变坏 。
碱(K2O,Na2O)使熟料液相粘度提高,因此常使煅烧温度提高,但碱的存在又使C3S和C3A等矿物水化加速,造成水泥凝结快,早强较高而28d强度却有所降低。
如果采用含硫煤或在高碱熟料煅烧过程中加入一定SO3,使之达到适宜的硫酸盐化程度,则可减轻碱的不良作用,但即使如此,熟料强度仍然是下降的。
熟料煅烧过程中的质量控制
熟料煅烧过程中的质量控制水泥的质量主要决定于熟料的质量,要获得优质的熟料,根据预分解窑生产的工艺特点,除要控制原材料和燃料外,还要有合格的生料,同时也要控制合理的熟料化学成分、矿物组成及率值。
但熟料煅烧过程中质量控制直接决定于熟料质量的优劣,从以下两个方面简述:1.熟料煅烧过程中的质量控制的目的游离氧化钙(f-CaO)的含量和熟料立升重是预分解窑熟料煅烧过程中检查熟料的重要指标。
游离氧化钙含量升高影响到水泥的安定性和强度,严重时引起安定性不良,使水泥制品变形和开裂。
熟料立升重的测量是检验熟料烧结过程中结粒的致密程度,确保熟料的强度,反映熟料的矿物组成,指导窑系统操作和配料。
因此,熟料煅烧过程中的质量控制的目的是结合工艺生产条伴及各项生产经济指标,通过对窑系统的正常操作控制游离氧化钙和熟料立升重在适当的范国内,一般预分解窑游离氧化钙可以控制在1.5%以下,熟料立升重大于等于1250kg/L,但根据不同窑型的生产状况,不同水泥企型对f-CaO含量、熟料立升重控制范围不尽相同。
2.熟料煅烧过程中质量控制的影响因素在窑系统工艺操作中,由于配料率值、生料细度和均化效果、燃料成分、煅烧、冷却制度、窑内气氛及不正常操作的影响,会使烧结熟料的f-Cao含量、立升重的检测结果不在熟料质量控制的指标内,造成生产工序质量事故。
因此,在窑系统工艺操作中,通过分析各相关工艺参数,判断造成生产工序下质量事故的影响因素,作出响应的工艺调整是非常必要的。
3.1配料率值的影响率值表明熟料各氧化物之间相对含量的系数,用来控制矿物组成,满足熟料的强度的控制;在窑系统操作中,常因生料的率值的波动而导致窑热工制度的破坏,一般生料的饱和比高,会导致生料很难烧,f-CaO偏高,操作员被迫增加喂煤,从而很容易烧坏窑皮;IM过低,会导烧结范围变窄,窑内容易结大蛋,严重破坏热工制度。
4.2生料细度和均化的影响生料细度和均化对熟料的烧成和熟料的质量均有重要意义,生料细度控制在12~15%(0.08mm方孔筛筛余),如采用立磨可放宽到16%。
熟料煅烧中的有关问题的解析
有害组分 循环富集 硫碱比 失 调 局部温 度过高 外来物造 成的堵塞
漏
风
外 漏 风
喂 料 量 的 波 动 窑灰不均 匀 掺 入
结 皮 堵 塞
五、防止结皮堵塞的措施
• 1)减少或避免使用高硫和高氯的原料,这是减少 结皮的前提。 • 2)如过量的硫和氯难以避免,建议丢弃一部分窑 灰,以减少有害组分的循环。 • 3)采用旁路放风系统 。 • 4)避免使用高灰分及灰分熔点低的煤。 • 5)采用新型耐火材料,即在容易结皮的部位使用 抗结皮的耐火材料。 a:含ZrO2的耐火材料 ;b: 含石墨的耐火材料 。
重庆小南海水泥厂
水泥制造基础知识
——熟料煅烧中的有关问题的解析
二0一三年十一月
一、预分解窑结蛋机理分析
大 蛋 形 成 的 条 件
生料、燃料有害成 必要条件: 分含量高 煤粉的不完全燃烧 充分条件 :
其它条件:
配料方案不合理
入窑生料成分均匀性差
有害成分的循环:
内循环
液相开始 出现的温 度降低
促进
外循环
2、熟料圈的形成
在熟料煅烧过程中,当物料温度达到1280℃ 时,其液相粘度较大,熟料圈最易形成,冷却后比 较坚固,不易除掉,在正常煅烧情况下,熟料圈体 的内径部分,往往被烧熔而掉落,保持正常的圈 体内径。如果在1250~1280℃温度范围内出现 的液相量偏多,往往形成妨碍生产的熟料圈。熟 料圈一般结在烧成带的边界或更远,开始是烧成 带后边的窑皮逐渐增长,逐渐长厚,发展到一定 程度即形成熟料圈。严重熟料圈的窑皮长度有 的甚至长出正常窑皮长度的几倍。
粉 化
C2S多
生料过粗 固相反应不完全
(四)、放置一段时间后粉化原因:
①硫化亚铁水化 ②石灰的消解
煅烧对熟料显微结构和质量的影响
煅烧对熟料显微结构和质量的影响--------------------------------------------------------------------------------作者:-王正蓉贵州水泥厂王正蓉几年来,通过对我厂生产的熟料岩相检验,所观察到熟料的显微结构能够反映出窑内的煅烧情况,并与熟料强度之间有着密切的关系。
下面就此作一些简单的介绍。
一、熟料的显微结构与煅烧我厂水泥熟料中存在的主要矿物有:A矿、B矿、黑色中间相、白色中间相、fCaO、金属铁相,有时还有含碱B矿KC23S12,方镁石少见。
由于P小于1.38,我厂熟料中A矿以板状为主。
熟料的显微结构随着生产工艺条件的变化而显示出不同的特征。
下面将我厂熟料中常见的几种显微结构特征及所反映的工艺因素列举如下:(1)正常高强熟料(如图1)。
A矿板状,B矿圆形或椭圆形,A矿、B矿结晶清晰,晶体尺寸大,A 矿含量多,液相量丰富。
这种结构特征说明配料合理、高温煅烧反应较完全。
这种熟料强度很高。
图1 A矿板状,B矿圆形或椭圆形1%NH4Cl 反光250×(2)生料KH偏高(如图2)。
显微结构显示出CaO过剩,这种熟料虽然已生成许多C3S,但仍然残留着未化合的CaO,以圆形粒状散布在液相中。
生料KH值过高或生料混合不均匀时,常出现这种结构。
图2 A矿状板,fCaO圆形麻面1%NH4Cl 反光250×(3)生料中的粗粒子石灰石形成的fCaO矿巢(如图3)。
由于石灰石供应不足等原因,使料浆池中料浆存量小于900吨时,池底沉降下来的粗粒子石灰石也被泵送入旋窑,这些未磨细的大颗粒石灰石反应能力很差,在镜下就可以看到大堆聚集的fCaO矿巢。
含石灰石粗粒子多的生料,往往会导致窑内热工制度紊乱,煅烧不稳定,物料大部分呈顶火急烧状态。
图3 大面积的fCaO矿巢1%NH4Cl 反光100×(4)生料中含有大颗粒石英晶体时形成的B矿巢(如图4)。
试析生料质量对水泥熟料煅烧的影响
试析生料质量对水泥熟料煅烧的影响摘要:生料品质是水泥熟料品质的根本,对水泥熟料的烧成热消耗及窑产有重要影响。
生料的品质主要有易烧性、均匀性及细度三个方面。
通过减少石灰饱和度、减少C3、S含量、提高液相含量等措施来提高易烧性,必然导致水泥熟料强度的下降。
文章对几种改性剂的作用机制和应用实例进行了简单探讨,并对如何改善生料均匀度提出了一些见解。
关键词:生料质量;水泥;熟料;煅烧引言:在水泥生产过程中,熟料锻烧质量好,产量高,能耗低,它与企业的经济效益、市场竞争能力有直接的联系。
然而,要达到优质、高产、低耗的熟料锻烧,除了涉及到生产过程的控制、窑炉的工艺管理和操作技术外,生料的质量也起着举足轻重的作用。
影响水泥熟料的品质有很多因素,接下来,我们将分别阐述这几个影响熟料锻烧的因素[1]。
一、生料易烧性对熟料锻烧效果的影响(一)易烧性的概念在水泥工业中,生料的化学成分、矿物成分及颗粒成分对其烧结率、熟料煤耗及熟料品质有较大的影响。
生料可烧性通常是反映水泥的一个重要特性,与水泥的物理化学特性及矿物学特性等有关。
随着可燃性的提高,生料的焙烧温度也随之降低2]。
一般来讲,在一定的温度(T)下,通过对一定时间(Q)的锻烧后,通过对f-CaO的测定来度量其易烧性,即:f-CaO= f (Q: T),在温度高于1300℃时,会产生熔融相,易烧性随着f-CaO的增大而降低。
可燃性一般由以下两个参数之一来表示。
然后,通过准等时线(Q为常量),在一定的温度下,测量f-CaO的含量。
氟钙氧含量提高,可燃性下降。
F-CaO含量低于1%时,呈现出准等温线(T为常量),其耐火性能下降[3]。
(二)易烧性的影响因素煤灰和炉子的气体是生料控制的问题,而不是生料本身。
但是需要指出的是,很多企业在生产过程中并没有充分考虑到生料的易烧性,只考虑了生料的化学成分、熟料的相态成分,而没有讨论生料的矿物成分、粒度成分等。
在反应动力学方面,除了生料的化学成分外,还应考虑生料中的矿物成分,生料中的碳酸盐岩在生料中的分解过程与生料中的碳酸盐岩的类型及粒度密切相关。
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熟料煅烧质量的影响因素
优质熟料主要特征是C3S+C2S矿物含量高,碱含量低,矿物晶粒粒径较细小均匀,发育良好,当生料工艺质量参数和粉磨细度、颗粒粒径分布、化学成分、有害成分、率值等保持稳定不变的情况下,回转窑煅烧操作热工制度和煅烧温度、升温速率、峰值温度、保温时间、窑速和冷却速率等就决定了熟料硅酸盐矿物C3S和C2S的含量和活性,熟料中阿里特晶体尺寸发育大小,主要决定于水泥生料的易烧性和窑的煅烧操作热工制度的稳定。
因此,回转窑的煅烧操作热工制度对硅酸盐水泥熟料煅烧质量产生重要影响,以下结合煤质,火焰形状和温度,熟料和煅烧温度,烧成带长度,窑型规格,窑速、升温速率和冷却速率等对熟料煅烧质量的影响作一初步探讨。
一、煤质的影响
一般回转窑煅烧用煤质量要求灰分A≤30%,挥发分V在18%~30%,发热量QDW≥5000kcal/kg,煤粉细度要求控制在8%~15%,实际上,我国当前由于优质煤炭供应紧张且价格较高,许多厂家实际达不到这一要求,由于煤粉燃烧后灰分全部沉落在烧成带的熟料颗粒表面上,造成熟料颗粒表面富硅化,从而改变熟料表层矿物成分,C3S含量下降,C2S含量上升,从而影响熟料质量,当前相应的对策措施,一是适度调整增加干法窑尾分解炉用煤量和降低窑头喷煤量,其比例控制在6:4左右,以增加分解炉中煤灰分与灼烧生料的混合程度,降低窑头煤灰对熟料质量的负面影响;二是采取窑尾分解炉与窑头喂煤质量分别控制,分解炉喂低热值煤,窑头喂高热值煤,可降低劣质煤对窑头熟料质量的不利影响。
二、火焰形状和温度的影响
火焰形状的调节一方面取决于煤粉的热值、灰分、细度和挥发分的大小,另一方面还取决于一次风的风速和风量大小,即窑头燃烧器的规格和性能,调整好窑火焰长度也就是调整好烧成带长度,也即调整控制了熟料在高温烧成带停留时间,火焰形状和长度影响到熟料中C3S矿物的晶粒发育大小和活性。
因此,在烧高强优质熟料时,必须调整火焰长度适中,既不拉长火焰使烧成带温度降低,也不缩短火焰使高温部分过于集中,从而烧垮窑皮和耐火砖而不利于窑的安全运转,回转窑内火焰形状粗细必须与窑断面积相适应,要求比较充满近料而不触料,正常形状保持其纵断面为正柳叶形状。
当烧灰分高、热值低的劣质煤时,其一次风风速应适度加大,对于使用多通道喷煤管的窑应增加内、外净风风速和风量,使其火焰形状尽量控制不发散而形成正常火焰。
干法窑窑头火焰温度控制,视窑型大小而异,对于2000t/d以下的窑型一般控制在1650~1850℃之间,对于大型窑如5000t/d以上窑型,火焰温度控制在1750~1950℃的较高范围内比较有利,预分解窑内火焰温度取决于两部分因素:一是煤粉热值、灰分和细度,二是取决于二次风温大小,对于烧劣质煤的厂家提高二次风温尤其重要。
对于易烧性差的生料和含碱高的生料,适当提高火焰温度,采用高温烧成有利于熟料质量的提高和碱分的充分挥发可获得低碱熟料。
三、熟料煅烧温度的影响
一般情况下控制熟料煅烧温度在1300~1450~1300℃可确保熟料质量和烧结,对于当前我国相当部分厂家由于采用双高配料(高KH、高SM)生产高强熟料,其生料易烧性变差,相应熟料煅烧温度应适度偏高控制,控制在1300~1500~1300℃左右比较有利。
四、烧成带长度的影响
对于双高(高KH、高SM)熟料配料的厂家,要求控制烧成带长度比正常情况偏长一些,煅烧温度高一些,即"高温长带"煅烧,有利于熟料烧结和熟料质量的提高,一般控制烧成带长度在4.5~5.5Di左右为最好。
五、窑型规格的影响
窑的长径比对熟料煅烧质量有较大影响,如日产2000吨预分解窑的L/D当前趋向于较短一些设计控制,以设计控制在10~11左右的厂家较多,这样有利于熟料质量的提高,主要由于低长径比短窑相应缩短了过渡带的长度,有利于熟料升温速率的提高,也缩短了预分解系统入窑灼热生料的低温陈化时间,有利于熟料C2S和f-CaO及时溶入熟料液相和C3S的形成和结晶,对优质熟料的形成较为有利。
窑的直径大小也对熟料煅烧质量有一定影响,一般认为大直径窑比小直径窑有利于熟料煅烧质量的提高,一方面是因为大窑在配料时采用高SM、高KH配料,SM控制在2.8~3.2,KH控制在0.88~0.92,而大直径窑窑头喷入燃煤量大,火焰温度高,有的甚至高达2000℃以上,仍然可以将以上双高配料的熟料煅烧充分,质量良好。
六、窑速的影响
对于短小型预分解窑,由于其长度比大型窑短,窑速应偏低控制较好,如:Φ3×48m、Φ4×43m预分解,窑速控制在3.0~3.2转/分。
对熟料质量比较有利,主要是因为其窑长较短,为确保熟料在短窑内的高温停留时间,窑速偏低控制较为有利。
七、升温速率和冷却速率的影响
优质熟料形成要求预热器分解炉气固换热效率高,传热快,在窑内过渡带升温阶段要求快速升温,主要操作要求就是要适度提高窑速、加大灼烧生料翻滚频次,缩短过渡带长度,延长烧成带长度,促进熟料的矿物形成和烧结,烧高强优质熟料要求快烧急冷,窑头篦冷机操作要求强化一室、二室高压风风量迅速,强化冷风对高温熟料的冷却效果,这样有利于熟料质量的提高。
八、窑气氛的影响
回转窑内燃煤燃烧过剩空气系数一般要控制在1.10~1.15左右,以窑尾废气中氧浓度控制在2%~3%左右为较好,即保持微氧化气氛操作,若过剩空气系数控制过低,二次风不足,易导致还原气氛产生,窑内出现还原气氛,会产生CO气体,且熟料中Fe2O3
成分被CO还原成FeO,影响熟料液相成分和黏度,影响熟料烧结,易产生大量黄心熟料,也浪费热量和燃煤消耗量,从而影响到熟料质量的提高。