预分解窑生产中高硫碱比微组分控制的几个问题
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4 碱与硫碱比的监控
国内外大多数学者认为硫碱比等于 1 或接近 1 最好。但从试验结果和生产实践中发现, 珠江水泥厂 生产中合适的硫碱比控制指标为 1 3 ∃ 0 1, 已明显 超过了国内外有关的控制指标。笔者认为, 硫碱比影 响结皮堵塞和熟料质量, 这是问题的一个方面, 还应 与挥发性微组分配合, 特别是考虑碱含量: SO3 和 M g O 的因素。
等数据( 平均值) , 分别见表 1、表 2、表 3 和表4。
表 1 水泥熟料化学成分及矿物组成
表 2 水泥熟料的物理性能
表 3 水泥的物理性能
表 4 窑产量及有关参数
从表 1、表 2、表 3 和表 4 中的实际生产数据可 见, 此配料方案是可行的。窑熟料日产量达到 4 000t
的设计要求, 最高达 4 300t , 熟料 28d 抗压强度月平 均达 63 8M P a, 水泥的平均标号达 525 以上, 熟料标
CEMENT 1999. No. 12
14
水泥
1999 年 12 期
准煤耗为 112 68kg / t 。
2 MgO 含量的确定
适量的 M gO 可改善 高硫碱比微组分对阿利特 形成的不利影响。以化学纯试剂配制 T X 系列试验生 料, 熟料的率值为 K H = 0 90, SM = 2 5, I M = 1 5; 固定 K2O 的含量为 0 6% , N a2O 的含量为 0 1% , SO3 的含量为 1 6% , 改变 M gO 的含量, 作生料易烧 性试验, 结果见表 5。对在 1 450 ∀ 煅烧的试样作 XRD 分析, 并对阿利特特征峰以在 2 = 5 13~ 52 3%范围 内积分, 结果见表 6。
Abstract Mo deling study on the ef fect o f t he separat ing ef ficie nc y of ea ch g rade o f cyc lone on t he ov erall e ff iciency o f cy clone pre heat er series sy st em at idle stat e is conducte d in t his wo rk. T he result rev eals t hat t here is no need t o adopt lo ng disc ha rge tube tec hnique for cy clones of t he 2nd g rade or bel ow so as to ke ep t he he ight of suspensio n precalc ining syst em no t increased. T he 1st g rade cycl one, ho we ver, a s t he key co m po nent fo r t he o ve ra ll separat ing ef fic ie nc y of t he sy stem , ca n use lo ng tube discharg ing tec hnique t o ensure t he hig h separa ting ef f ic iency .
表 5 生料易烧性试验
3 SO3 的控制
适量的硫可降低液相出现温度和液相粘度, 对水 泥熟料矿物的形成是有利的, 但对于预分解窑较高的 含硫量对熟料矿物形成则是不利的, 对 28d 抗压强度 有较大的影响。以化学纯试剂配制 T Y 系列试验生 料, 其率值为 K H = 0 90, SM = 2 5, I M = 1 6, K 2O 的含量为 0 6% , N a2O 的含量为 0 1% , 改变 SO3 的 含量。对在 1 450 ∀ 的煅烧温度下的 T Y 系列的试验 熟料作物理性能试验, 结果见表 7 和图 1。
1 工艺配方的调整
国内外的预分解窑生产实践已经证明, 采用 高 硅率、高铝率、中饱和比 的配料方案, 取得了优质、高 产、低消耗的显著效果。但对于高硫碱比的预分解窑 生产, 在不采用旁路放风的情况下, 其工艺配方应如 何进行设计与调整? 笔者认为, 在预分解窑的生产中, 配方的设计与调整, 既要考虑配方对预分解窑煅烧的 适应性, 也要考虑率值对微组分的挥发与循环的影 响。在工艺配方的三个率值中, 硅率 SM 的影响更为
过高的硫含量不但影响水泥熟料的质量, 而且硫 在还原气氛下会挥发循环与富集。对于珠江水泥厂的 预分解窑生产, 一般控制入窑热生料中 SO3 含量小于 2 0% 左右, 每月只有 2~ 3 次的结皮现象, B55 P1 的压 力一般为 1 530~ 2 080P a, 且也较容易处理。因此, 可 把监控生料中 SO 3 的含量作为防止结皮堵塞的有效 措施。
( 编辑 胡如进)
CEMENT 1999. No. 12
表 7 T Y 系列试验熟料 28d 抗压强度
表 6 X RD 阿利特特征峰强度积分值
从表 5 和表 6 中可见, M gO 的含量为 1 6% ~ 2 0% 时, 试验生料的易烧性较好, 阿利特特征峰强度 较高。可见, 生料易烧性的试验结果与 XRD 的分析结 果是吻合的。因为当 M gO 含量在 1 6% ~ 2 0% 的范 围内, 可使原来 CaO- SiO2 - A l2O3 - Fe2 O3 四元系统 的最低共熔点 1 338 ∀ 降到 1 301 ∀ , 使液相量增多, 粘度和表面张力下降, 离子移动性能增强。且 Mg O 与 SO3 之间有一个相互配合的作用, 有利于强化核化过 程 3!。从岩相分析观察, A 矿发育良好, 小而均齐, 轮 廓清晰。这是由于镁的固溶, 较小的 M g2+ ( 六配位 M g 2A+ 半径为 0 7 ) 取代较大的 Ca2+ ( 六配位 Ca2 + 的 半径为 1 00 ) , 从而使晶胞变小 4!。但当其含量超过 2 0% 时, 则对熟料中的 A 矿有熔蚀作用, 使 C3S 晶 体边缘的轮廓变得模糊不清, 导致熟料的早期强度较 高, 而 28d 强度则偏低。
CEMENT 1999. No. 12
图 1 试验熟料中 SO3 与 28d 抗压强度关系
从表 7 和图 1 可以看出, 当 SO3 的含量为 0 9% 左右时, 试验熟料的强度较高。但当 SO 3 的含量超过 0 9% 时, 随着 SO3 含量的增加, 熟料 28d 抗压强度下 降。这是由于 SO3 可降低熟料液相出现的温度和粘 度, 且使晶核形成的速率变慢, 而晶体生长的速度加 快 2 !, 导致为数不多的晶核长成大的晶体, 阿利特的 尺寸虽大, 但其数量减少 5!。此外, 当 SO3 含量较高 时, 容易与熟料中的 C3A 反应形成易于膨胀的单硫型 水化硫铝酸钙 ( CaO & Al2 O3 & CaSO4 & 31H2 O ) , 从而 造成水泥熟料强度的降低 6!。图 2 是珠江水泥厂某段 时间熟料中 SO3 含量超过 0 9% 时, 28d 抗压强度相 应下降, 这与实验室的试验结果基本吻合。
1999 年 12 期
水泥
13
预分解窑生产中高硫碱比微组分控制的几个问题
黄其秀 潘三女 郑利强
华南理工大学材料学院( 广州, 510641) 广州珠江水泥厂( 510460)
在预分解窑的生产中常常碰到挥发性微组分的 挥发、循环与结皮堵塞乃至影响水泥熟料产质量等问 题。国内外的专家学者作了不少的研究与论述。本文 结合广州市珠江水泥厂的生产实践, 对预分解窑生产 中高硫碱比微组分控制的几个问题再进行一些研究 分析与探讨。
翻板阀卸料技术。但是, 当旋风筒作为悬浮预热过程 中的旋风预热分离器使用时, 如果将预热系统中的所 有各级旋风筒都采用长下料管翻板阀卸料技术, 势必 要增大整个系统的框架高度, 从而增大基建投资, 并 给操作维修带来不便。有鉴于此, 笔者通过各级旋风 筒分离效率对水泥旋风预热器串联系统总效率影响 的冷模模拟研究, 对长下料管翻板阀卸料技术在水泥 悬浮预热系统中的实用性进行了分析。
0 引言
在旋风筒翻板阀卸料过程中, 适当延长翻板阀安 装位置与膨胀仓卸料口之间下料管长度, 有助于提高 旋风筒, 特别是小型旋风筒的分离效率。在文献 1!中, 笔者对旋风筒翻板阀卸料过程进行了分析。据此, 对 旋 风筒长 下料管 翻板阀 卸料技 术的机 理进 行了研
究。当旋风筒作为一般气固( 固气比在 0 3 以上) 分离 设备使用时, 在工程实践中完全有条件采用长下料管
新鲜 明显。因为若硅率低, 煅烧时液相量增多, 较多地堵住 物料的孔隙, 从而阻碍了碱的挥发 1!。而高硅酸率, 液 相量少, 则能更好地适应预分解窑较高的煅烧温度和 较长的烧成带, 从而使熟料的硅酸盐矿物含量高, 熟料 的强度也随之提高。此外, 预分解窑生产大多都采用篦 式冷却机, 熟料 1 300 ∀ 左右离开回转窑进入篦冷机能 迅速冷却。这样, 可使高铝氧率的熟料在急冷情况下避 免 L( 液相) + C3 S # C3A + C2S 的转熔反应 2!, 从而可 提高 C3S 的含量, 生产优质的水泥熟料。为此, 珠江 水泥厂 采用的 配料 方案 从 K H = 0 90 ∃ 0 02 调 至 K H = 0 885 ∃ 0 02, 而 n = 2 5 ∃ 0 1, P = 1 55 ∃ 0 05 保持高值, 并控制适当的煅烧温度, 增产节能显 著。珠江水泥厂 1999 年 5 月份熟料的化学成分、矿物 组成、水泥熟料及水泥的物理性能、窑的产量及运转率
5 热百度文库制度与煅烧操作
在生产过程中, 除了严格监控微组分外, 还要对 窑系统的工艺热工等有关参数进行综合分析与诊断, 在煅烧操作中借助先进的自控技术进行精心操作与
控制。严格控制分解炉的温度, 适当提高二、三次风 温, 稳定窑内的热工制度, 确保燃料的完全燃烧, 控制 窑尾废气 CO 含量在 0 02% 左右, 防止还原气氛的发 生。珠江水泥厂通过采取这些技术措施, 有效地减少 了微组分的挥发、循环与富集, 减少结皮堵塞, 从而提 高了水泥熟料的产质量。 参考文献
图 2 珠江水泥厂熟料中 SO3 与 28d 抗压强度关系
1999 年 12 期
水泥
15
旋风筒长下料管卸料技术( ∋) (( ( 实用性分析
何廷树 嵇 鹰 程福安 徐德龙 西安建筑科技大学材料系( 710055)
摘要 各级旋风筒分离效率对水泥旋风预热器串联系统总效率影响的冷模模拟研究结果表明: 为了不增大水泥悬浮预 热预分解系统框架高度, 第二级以下旋风筒没有必要采用长下料管卸料技术。但是, 为了保证系统具有较高的总分离 效率, 对整个系统总分离效率起把关作用的第一级旋风筒, 可采用长下料管卸料技术, 以确保其具有高的分离效率。
1 苏达根, 黄其秀等 SL C 窑挥发性组分循环与结皮 水泥, 1992, ( 4) : 2~ 4 2 王善拔等 . 预分解窑的配料方案及微组分对熟料质量的影响 水 泥, 1997, ( 7) : 15~ 20 3 M aK i ) Rel at ionsh ip of processing paramet ers to clinker propert ies infl uence of minor components . 8t h ICCC, R io de janeiro, 1986, 1: 34~ 47 4 席耀忠 硅酸盐水泥中的少量镁和铬 硅酸盐学报, 1991, 19( 4) : 305~ 310 5 苏达根等 新型干法水泥生产使用高硫碱比物料的几个问题 水 泥技术, 1996, ( 4) : 50~ 53 6 冯修吉等 石膏对硫 铝酸盐水泥一些 性能的影响 硅 酸盐学报, 1984, 12( 2) : 166~ 177
国内外大多数学者认为硫碱比等于 1 或接近 1 最好。但从试验结果和生产实践中发现, 珠江水泥厂 生产中合适的硫碱比控制指标为 1 3 ∃ 0 1, 已明显 超过了国内外有关的控制指标。笔者认为, 硫碱比影 响结皮堵塞和熟料质量, 这是问题的一个方面, 还应 与挥发性微组分配合, 特别是考虑碱含量: SO3 和 M g O 的因素。
等数据( 平均值) , 分别见表 1、表 2、表 3 和表4。
表 1 水泥熟料化学成分及矿物组成
表 2 水泥熟料的物理性能
表 3 水泥的物理性能
表 4 窑产量及有关参数
从表 1、表 2、表 3 和表 4 中的实际生产数据可 见, 此配料方案是可行的。窑熟料日产量达到 4 000t
的设计要求, 最高达 4 300t , 熟料 28d 抗压强度月平 均达 63 8M P a, 水泥的平均标号达 525 以上, 熟料标
CEMENT 1999. No. 12
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水泥
1999 年 12 期
准煤耗为 112 68kg / t 。
2 MgO 含量的确定
适量的 M gO 可改善 高硫碱比微组分对阿利特 形成的不利影响。以化学纯试剂配制 T X 系列试验生 料, 熟料的率值为 K H = 0 90, SM = 2 5, I M = 1 5; 固定 K2O 的含量为 0 6% , N a2O 的含量为 0 1% , SO3 的含量为 1 6% , 改变 M gO 的含量, 作生料易烧 性试验, 结果见表 5。对在 1 450 ∀ 煅烧的试样作 XRD 分析, 并对阿利特特征峰以在 2 = 5 13~ 52 3%范围 内积分, 结果见表 6。
Abstract Mo deling study on the ef fect o f t he separat ing ef ficie nc y of ea ch g rade o f cyc lone on t he ov erall e ff iciency o f cy clone pre heat er series sy st em at idle stat e is conducte d in t his wo rk. T he result rev eals t hat t here is no need t o adopt lo ng disc ha rge tube tec hnique for cy clones of t he 2nd g rade or bel ow so as to ke ep t he he ight of suspensio n precalc ining syst em no t increased. T he 1st g rade cycl one, ho we ver, a s t he key co m po nent fo r t he o ve ra ll separat ing ef fic ie nc y of t he sy stem , ca n use lo ng tube discharg ing tec hnique t o ensure t he hig h separa ting ef f ic iency .
表 5 生料易烧性试验
3 SO3 的控制
适量的硫可降低液相出现温度和液相粘度, 对水 泥熟料矿物的形成是有利的, 但对于预分解窑较高的 含硫量对熟料矿物形成则是不利的, 对 28d 抗压强度 有较大的影响。以化学纯试剂配制 T Y 系列试验生 料, 其率值为 K H = 0 90, SM = 2 5, I M = 1 6, K 2O 的含量为 0 6% , N a2O 的含量为 0 1% , 改变 SO3 的 含量。对在 1 450 ∀ 的煅烧温度下的 T Y 系列的试验 熟料作物理性能试验, 结果见表 7 和图 1。
1 工艺配方的调整
国内外的预分解窑生产实践已经证明, 采用 高 硅率、高铝率、中饱和比 的配料方案, 取得了优质、高 产、低消耗的显著效果。但对于高硫碱比的预分解窑 生产, 在不采用旁路放风的情况下, 其工艺配方应如 何进行设计与调整? 笔者认为, 在预分解窑的生产中, 配方的设计与调整, 既要考虑配方对预分解窑煅烧的 适应性, 也要考虑率值对微组分的挥发与循环的影 响。在工艺配方的三个率值中, 硅率 SM 的影响更为
过高的硫含量不但影响水泥熟料的质量, 而且硫 在还原气氛下会挥发循环与富集。对于珠江水泥厂的 预分解窑生产, 一般控制入窑热生料中 SO3 含量小于 2 0% 左右, 每月只有 2~ 3 次的结皮现象, B55 P1 的压 力一般为 1 530~ 2 080P a, 且也较容易处理。因此, 可 把监控生料中 SO 3 的含量作为防止结皮堵塞的有效 措施。
( 编辑 胡如进)
CEMENT 1999. No. 12
表 7 T Y 系列试验熟料 28d 抗压强度
表 6 X RD 阿利特特征峰强度积分值
从表 5 和表 6 中可见, M gO 的含量为 1 6% ~ 2 0% 时, 试验生料的易烧性较好, 阿利特特征峰强度 较高。可见, 生料易烧性的试验结果与 XRD 的分析结 果是吻合的。因为当 M gO 含量在 1 6% ~ 2 0% 的范 围内, 可使原来 CaO- SiO2 - A l2O3 - Fe2 O3 四元系统 的最低共熔点 1 338 ∀ 降到 1 301 ∀ , 使液相量增多, 粘度和表面张力下降, 离子移动性能增强。且 Mg O 与 SO3 之间有一个相互配合的作用, 有利于强化核化过 程 3!。从岩相分析观察, A 矿发育良好, 小而均齐, 轮 廓清晰。这是由于镁的固溶, 较小的 M g2+ ( 六配位 M g 2A+ 半径为 0 7 ) 取代较大的 Ca2+ ( 六配位 Ca2 + 的 半径为 1 00 ) , 从而使晶胞变小 4!。但当其含量超过 2 0% 时, 则对熟料中的 A 矿有熔蚀作用, 使 C3S 晶 体边缘的轮廓变得模糊不清, 导致熟料的早期强度较 高, 而 28d 强度则偏低。
CEMENT 1999. No. 12
图 1 试验熟料中 SO3 与 28d 抗压强度关系
从表 7 和图 1 可以看出, 当 SO3 的含量为 0 9% 左右时, 试验熟料的强度较高。但当 SO 3 的含量超过 0 9% 时, 随着 SO3 含量的增加, 熟料 28d 抗压强度下 降。这是由于 SO3 可降低熟料液相出现的温度和粘 度, 且使晶核形成的速率变慢, 而晶体生长的速度加 快 2 !, 导致为数不多的晶核长成大的晶体, 阿利特的 尺寸虽大, 但其数量减少 5!。此外, 当 SO3 含量较高 时, 容易与熟料中的 C3A 反应形成易于膨胀的单硫型 水化硫铝酸钙 ( CaO & Al2 O3 & CaSO4 & 31H2 O ) , 从而 造成水泥熟料强度的降低 6!。图 2 是珠江水泥厂某段 时间熟料中 SO3 含量超过 0 9% 时, 28d 抗压强度相 应下降, 这与实验室的试验结果基本吻合。
1999 年 12 期
水泥
13
预分解窑生产中高硫碱比微组分控制的几个问题
黄其秀 潘三女 郑利强
华南理工大学材料学院( 广州, 510641) 广州珠江水泥厂( 510460)
在预分解窑的生产中常常碰到挥发性微组分的 挥发、循环与结皮堵塞乃至影响水泥熟料产质量等问 题。国内外的专家学者作了不少的研究与论述。本文 结合广州市珠江水泥厂的生产实践, 对预分解窑生产 中高硫碱比微组分控制的几个问题再进行一些研究 分析与探讨。
翻板阀卸料技术。但是, 当旋风筒作为悬浮预热过程 中的旋风预热分离器使用时, 如果将预热系统中的所 有各级旋风筒都采用长下料管翻板阀卸料技术, 势必 要增大整个系统的框架高度, 从而增大基建投资, 并 给操作维修带来不便。有鉴于此, 笔者通过各级旋风 筒分离效率对水泥旋风预热器串联系统总效率影响 的冷模模拟研究, 对长下料管翻板阀卸料技术在水泥 悬浮预热系统中的实用性进行了分析。
0 引言
在旋风筒翻板阀卸料过程中, 适当延长翻板阀安 装位置与膨胀仓卸料口之间下料管长度, 有助于提高 旋风筒, 特别是小型旋风筒的分离效率。在文献 1!中, 笔者对旋风筒翻板阀卸料过程进行了分析。据此, 对 旋 风筒长 下料管 翻板阀 卸料技 术的机 理进 行了研
究。当旋风筒作为一般气固( 固气比在 0 3 以上) 分离 设备使用时, 在工程实践中完全有条件采用长下料管
新鲜 明显。因为若硅率低, 煅烧时液相量增多, 较多地堵住 物料的孔隙, 从而阻碍了碱的挥发 1!。而高硅酸率, 液 相量少, 则能更好地适应预分解窑较高的煅烧温度和 较长的烧成带, 从而使熟料的硅酸盐矿物含量高, 熟料 的强度也随之提高。此外, 预分解窑生产大多都采用篦 式冷却机, 熟料 1 300 ∀ 左右离开回转窑进入篦冷机能 迅速冷却。这样, 可使高铝氧率的熟料在急冷情况下避 免 L( 液相) + C3 S # C3A + C2S 的转熔反应 2!, 从而可 提高 C3S 的含量, 生产优质的水泥熟料。为此, 珠江 水泥厂 采用的 配料 方案 从 K H = 0 90 ∃ 0 02 调 至 K H = 0 885 ∃ 0 02, 而 n = 2 5 ∃ 0 1, P = 1 55 ∃ 0 05 保持高值, 并控制适当的煅烧温度, 增产节能显 著。珠江水泥厂 1999 年 5 月份熟料的化学成分、矿物 组成、水泥熟料及水泥的物理性能、窑的产量及运转率
5 热百度文库制度与煅烧操作
在生产过程中, 除了严格监控微组分外, 还要对 窑系统的工艺热工等有关参数进行综合分析与诊断, 在煅烧操作中借助先进的自控技术进行精心操作与
控制。严格控制分解炉的温度, 适当提高二、三次风 温, 稳定窑内的热工制度, 确保燃料的完全燃烧, 控制 窑尾废气 CO 含量在 0 02% 左右, 防止还原气氛的发 生。珠江水泥厂通过采取这些技术措施, 有效地减少 了微组分的挥发、循环与富集, 减少结皮堵塞, 从而提 高了水泥熟料的产质量。 参考文献
图 2 珠江水泥厂熟料中 SO3 与 28d 抗压强度关系
1999 年 12 期
水泥
15
旋风筒长下料管卸料技术( ∋) (( ( 实用性分析
何廷树 嵇 鹰 程福安 徐德龙 西安建筑科技大学材料系( 710055)
摘要 各级旋风筒分离效率对水泥旋风预热器串联系统总效率影响的冷模模拟研究结果表明: 为了不增大水泥悬浮预 热预分解系统框架高度, 第二级以下旋风筒没有必要采用长下料管卸料技术。但是, 为了保证系统具有较高的总分离 效率, 对整个系统总分离效率起把关作用的第一级旋风筒, 可采用长下料管卸料技术, 以确保其具有高的分离效率。
1 苏达根, 黄其秀等 SL C 窑挥发性组分循环与结皮 水泥, 1992, ( 4) : 2~ 4 2 王善拔等 . 预分解窑的配料方案及微组分对熟料质量的影响 水 泥, 1997, ( 7) : 15~ 20 3 M aK i ) Rel at ionsh ip of processing paramet ers to clinker propert ies infl uence of minor components . 8t h ICCC, R io de janeiro, 1986, 1: 34~ 47 4 席耀忠 硅酸盐水泥中的少量镁和铬 硅酸盐学报, 1991, 19( 4) : 305~ 310 5 苏达根等 新型干法水泥生产使用高硫碱比物料的几个问题 水 泥技术, 1996, ( 4) : 50~ 53 6 冯修吉等 石膏对硫 铝酸盐水泥一些 性能的影响 硅 酸盐学报, 1984, 12( 2) : 166~ 177