水泥技术|煅烧温度和时间对熟料质量的影响

   日期:2017-02-25     来源:建材之家    作者:防水之家    浏览:19    评论:0    
核心提示: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K
防水之家讯: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。
6月与7月份工艺参数对比。CO平均值持平。二次风温分别上升+15.0℃. f-cao合格率上升+9.23%,在同等喂料量情况下窑速相同,主窑皮长度增加+0.8m;窑皮厚度值持平(见表五),其它参数无明显变化。熟料3天、7天、28天强度分别增加+1.18 Mpa、+2.29 Mpa、+1.89Mpa,液相量略有增加+0.04%。通过参数对比分析: CO平均值持平和二次风温以及f-cao合格率上升,都能说明窑系统用风状况合适,窑内煅烧温度保持较高;主窑皮长度略有增加,说明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。
一、熟料煅烧温度、液相量
液相出现温度,即系统最低共融温度与组分的成分和性质有关。在CaO-Si2O3-Fe2O3四元系统中,最低共融温度1338℃,由于生料中含有氧化镁、氧化钾、氧化钠等次要组分,因此最低共融温度1250℃,1260℃液相开始出现,1300--1450℃ C3S开始形成,1450℃以上C3S形成非常迅速。此温度称之熟料煅烧温度。随着温度上升,液相量逐渐增加,粘度降低。有利益熟料C3S形成,熟料质量较好。但过高的液相量会给煅烧操作带来困难,如结大块、结圈或烧流损坏设备等。一般熟料在煅烧阶段液相量为20--30%。因各企业系统工况和设备差异,液相量的确定要根据本企业实际情况进行控制。在正常温度下液相量一般控制在22-26%。在系统工况正常情况下,液相量可偏中上限控制,这样有利于C3S形成,我厂液相量控制在25-26.5%。
从表一对比分析可以得出,6月份窑系统二风温提高和熟料f-cao合格率上升,表明窑内煅烧温度的提高。保证和适当提高窑内煅烧温度对熟料质量有利。
熟料在窑内煅烧温度与生料易烧性、喷煤管设计、煤粉质量等都有关系;系统用风是否合理(总风量大小、二、三次风比例)对窑内温度也有不同程度影响。所以窑内温度合理掌握,在生产运行中需要多方面考虑,根据某一因素变化作适当调整,在动态中寻找平衡,且不可死板硬套。
我厂在保证窑内煅烧温度方面有以下措施:
1、在控制煤粉质量方面
我公司使用的是国产喷煤管,煤工业分析(表二)根据生产需要我们制定了煤粉与细度对应关系(表三),缓解因煤粉水分上升带来的不利影响。当煤粉Aad上升时,煤粉细度也适当降低。



在原煤水分超出磨机设计要求时,为降低煤粉水分,在保证磨机安全运行基础上,可根据原煤挥发份适当提高磨机出口温度进行规范:见(表四)


2、保障总风量与料量合理配合,在窑系统达到或超过设计产能后控制依据:C1旋风筒出口O2含量:1.9-2.5%;CO含量:≤350ppm; C1出口温度在≤330℃。
3、二、三次风比例配合问题,我们正常情况下三次风闸板开度在50-60%;在线控制分解炉出口温度和C5下料管温度之间,一般控制解炉出口温度比C5下料管温度高10-20℃,严禁出现温度倒挂现象,如果出现倒挂现象,说明煤粉在分解炉内燃烧不好,这时可适当增加三次风量或改善煤粉质量进行必要控制。。
4、控制窑头二次风温≥1030℃,温度窑尾温度控制在1150±50℃,当发现窑尾温度偏高或二次风温偏低时,适当减少窑内通风量。窑头二次风温、窑尾温度高低除与窑内通风大小有关外,与窑头用煤量、煤粉质量以及燃烧器本身设计性能等都有关。
二、烧成时间
C3S形成不仅需要煅烧温度,还要有一定时间(一般在10-20min),熟料煅烧时间与合适的温度梯度场、烧成带长度、窑转速、窑衬内径、窑斜度等有关,煅烧时间与烧成带窑长度成正比,与窑转速、窑衬内径、窑斜度成反比。
合适的温度梯度场,即达到烧成温度1300--1450℃后的火焰要有一定长度,没有明显的峰值出现。使物料在正常烧成温度的时间延长,避免包壳熟料出现,这种熟料结粒正常,一般在¢20-30mm,但熟料破开后会发现,外部裹有一环致密坚硬的外壳,内部熟料颜色与外部一致,但密实度较外部差。这类熟料多数因为窑内温度较高,但温度场分布不均,是明显的短焰急烧熟料。这类熟料在正常烧成温度场内停留时间较短。质量方面表现为f-cao往往较低,但熟料28天强度不高,长时间存放容易出现粉化现象。在这种煅烧环境下烧成带局部温度上升,会造成耐火砖使用周期下降。
合理的窑皮长度、平整度是表明窑内温度梯度是否合适的标志。
物料在正常情况下通过窑内所用时间:
t = 11.4L/(n.Di.S)
式中t---运动时间min
L---烧成带窑长度m
n----窑转速r/min
Di---窑衬内径m
S---窑斜度°
熟料在(表一)三种情况下烧成带停留时间与窑速、窑皮长度之间关系(表五)


从表五中可以看出,第一种情况熟料在烧成带停留时间最短仅9.09min,3月与6月情况相比平均缩短-1.86min;7月与6月情况相比平均缩短-0.33min。综合表一、表五分析,主窑皮长度增加0.80m、3.1m和在同等喂料量情况下窑速降低约0.3rpm,都会延长熟料在窑内的煅烧时间。而适当延长熟料在烧成带停留时间,使熟料矿物晶体发育更加完全,可在一定程度上提高熟料强度和稳定熟料质量。
三、结论
正常结粒熟料的形成需要足够的熟料烧成温度和时间,而熟料烧成温度和烧成时间又与生料易烧性、煤粉质量、烧成带长度、厚度以及窑速等有关。在正常生产运行中,企业应根据实际生产工艺状况,及时调整系统有关工艺参数,以保障熟料能在合适的温度梯度范围内停留足够的煅烧时间,形成结晶良好的熟料矿物成分,已达到稳定或提高熟料质量的目的。

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