3200t/d熟料生产线的优质高产实践

黄三军

黄石成美建材有限公司3200t/d熟料生产线于2009年11月10日点火，11月16日投料生产。2010年3月6～8日实现72h达标达产（2010年1～2月因总降故障停产45d）。经过近一年的探索改进，实现了4000t/d的优异成绩。

1 生产线窑系统设备（表1）

2 原材料选用和配料程序的优化

2.1 原材料质量的优化

该生产线矿山为新建矿山，石灰石品位较高，但含有1～5m分布不均的表皮土，少量高镁石和页岩夹层，地质条件复杂。根据现代矿山开采理念，结合现代水泥工业的均化设施功效和质量控制手段，这些表皮土和少量几条高镁石和页岩夹层按一定比例与优质石灰石搭配开采、运输和均化使用，可降低开采成本，保证矿山开采废料的零外排。

根据各物料质量数据及各物料开采储存量比例，确定均化堆场石灰石CaO的控制值为48.50%±0.50%，石灰石堆放在36m×270m、储量5万吨的矩形预均化堆场，分AB两区。为落实石灰石搭配开采计划，派驻两名专职石灰石矿山质量管理员从事现场管理工作，负责取样送检，下达物料配比通知单，并督促检查各物料挖机装车比例、堆料机的规范操作以及石灰石均化堆场综合样的取样送检工作，以确保石灰石质量在正常控制范围以内（见表2）。

砂岩前期按其他厂家的做法，用30km外的黄石产硬块状砂岩,其SiO2达89.96%，石英结晶程度高、难磨难烧，窑上常产生较重飞砂，煅烧困难，升重常偏轻，虽然熟料强度较高，但热耗高。根据相关资料介绍[1],需要选择性能优良的砂岩原料。通过对附近矿区采点检验，在20km的金山店镇找到SiO2含量在75.26%左右的粉质砂岩，易于开采、易磨易烧，生料易烧性得到改善，总体运行成本降低。页岩选用本厂矿山矿区，易于开采、成分合适。

铁质原料选用当地钢厂尾渣加工磁选后的副产品钢渣，其粒度在5mm以下，水分10%左右，适当存放沥出水分，品位按Fe2O3在30%以上，因其含有部分硅酸盐矿物和部分FeO，在熟料煅烧过程中起到晶种和矿化剂作用，能改善生料易烧性，节约能耗和提高熟料质量[2]。

表1 主机配置

表2 石灰石矿山各物料成分和搭配比例范围,%

表3 生料、熟料化学成分（%）及率值

表4 2010年从达标生产到优质高产的情况

燃煤选用烟煤，入窑煤粉挥发分控制在22%～26%,发热量Qnet，ad为23000～23800kJ/kg，质量稳定。进厂煤、砂岩、页岩、钢渣分别进入预均化堆场供配料使用。

2.2 配料实施程序优化

生料配料采用四组分率值控制法，采用ARL、ADVANT’X+荧光分析仪和生料率值控制系统，与生料配料微机联网，输入原料化学成分、煤的工业分析和煤灰化学分析、出磨生料三率值、熟料热耗等指标，并配备ZL4/y型螺旋式智能粉体取样器，整点取样粉末法制样，待荧光分析后，在线自动调整配比。考虑到配比调整后，辊磨依靠风力带料，出磨物料在分级、配比调整20min左右后才能取到有代表性的出磨生料，加上检验时间，所以调整取样器的每整点内的后30min作为质量控制取样时间段，保证了出磨生料取样检验与配比调整相对应，保证配料调整的有效性。

2.3 工序过程优化

初期调试生产期间，因石灰石取料机取料量明显大于辊磨消耗量，石灰石库位不断下降，造成库内石灰石与粘土、页岩等物料分级逐渐明显，CaO含量波动较大。因配料调整周期为1h，致使生料三率值波动。后经研究决定，降低取样机取料速度，与磨机消耗量基本保持平衡，并控制配料站石灰石库80%左右的储料量，问题得到解决。通过以上综合措施，出磨生料KH合格率达到75%以上，入窑生料达到85%以上，SM和AM合格率出磨和入窑达到80%和90%以上，为窑的优质高产创造了良好条件。

3 配料工艺、窑工艺和水泥质量的优化

考虑到本企业原燃材料质量较优，水泥配料以矿渣、石灰石、粉煤灰、煤渣为主的混合材，为确保熟料优质、高产、低耗并与混合材料良好匹配，选定一高一中一低的配料方案，即 KH=0.93±0.015、SM=2.45±0.05，AM=1.50±0.05。2010年 11月份出磨生料、入窑生料和熟料化学成分及率值见表3。此配料方案有如下优点：

3.1 窑系统产量高、消耗低、熟料质量比较理想

（1）窑预热系统设计采用大蜗壳，合适的内筒插入深度，控制适当的进出口风速，以达到高效低压损目的。在投料量270t/h窑产量4000t/d时，C1温度325℃、负压5223Pa。分解炉采用分料技术和撒料盒的优化设计，保证炉内温度场均匀，入窑生料分解率控制达到95%左右，为窑系统高产创造良好条件，也降低了预热系统的运行消耗。

（2）消除飞砂料。生产前期，使用高石英质砂岩，沿用高硅酸率配料，产生较严重飞砂料现象，甚至发生飞砂料沉积在三风闸处降低三次风量、生料预分解不好、熟料质量严重下降的工艺故障。后改用粉砂岩配料，飞砂料有所减少，并进一步降低熟料硅酸率，从2.55降至2.45，保持烧成液相量在26%左右，飞砂料得到了有效的控制，并能适应高饱和比熟料的煅烧，对C3S形成有利，熟料产质量得到了进一步提高。

（3）中等铝氧率，促进熟料结粒和强化煅烧。

投产初期，铝率偏低，加上硅酸率低，熟料结粒不规则，块料过多，内部烧不透；如操作不当，甚至同时出现粉料，不利熟料煅烧和冷却，强度降低。后采用中等铝氧率方案，熟料色泽灰黑、光滑、结粒细小，升重1200～1300g。游离钙＜1.0%。2010年11月份，熟料3d抗压强度31.1MPa，28d抗压强度59.6MPa。

3.2 水泥质量的优化

此熟料选用矿渣、石灰石、粉煤灰作混合材，用带辊压机的ϕ3.8m×13m开路磨机生产P.O42.5水泥，熟料配比75%～76%，水泥比表面积控制在350±10m2/kg，也兼顾水泥磨产量，水泥质量达到优等品，出厂水泥3d、28d强度分别控制在26±1MPa和51±1.5MPa范围内，水泥的各项性能优良，与混凝土外加剂的相容性很好，实现了熟料与混合材的性能的良好匹配。

至2010年11～12月，入窑生料投料量最高达到275t/h，稳产在4000t/d，设备管理也得到了加强，避免了工艺故障。窑运转率达到了98.8%，同时标准煤耗得到了进一步的降低，整个系统运行达到了理想状态（表4）。

[1]沈威.水泥工艺学[M].武汉：武汉理工大学出版社,2008(6):37-38.

[2]邹伟斌、张颂蛟.利用钢渣、还原渣配料煅烧高强水泥熟料[J].山西建材,2000(3):22-25.■