5500t/d生产线熟料强度的提高

谌玉双，宋建存

5500t/d生产线熟料强度的提高

The Increase of Clinker Strength in 5500t/d Clinker Production Line

谌玉双，宋建存

我公司拥有两条Φ4.8m×72m回转窑，其中2号窑于2009年6月点火投产，采用天津院有限公司最先进的5500t/d第四代步进式稳流冷却机、第三代改进型预热器（相比以前型号阻力更小，换热效率更高，更节约钢材）以及某国外公司的四风道燃烧器。

投产以来熟料3d、28d强度都不高，3d强度26MPa左右，28d强度55MPa左右，给水泥熟料的销售带来较大困难。随市场竞争加剧以及国家宏观调控的影响，客户对熟料的质量提出了更高的要求。

1 影响熟料强度的原因分析

1.1 窑内煅烧强度不够

由于我厂燃煤品质偏差，火焰疲软无力，煤粉燃尽时间长，温度不够集中，烟室温度较高，结皮严重，黄心料多。燃烧器对火焰的调节难于满足生产的需要。

1.2 熟料率值的影响

我公司二线配料方案为KH=0.890±0.020，SM=2.60±0.10，AM=1.60±0.10，通过数据观察，熟料中C3S的含量较少。众所周知，熟料强度主要来源于硅酸盐矿物，而C3S的多少对熟料3d、28d强度的高低起决定性的作用。

1.3 硫碱对熟料强度的影响

据相关资料介绍，含碱熟料早期强度高，后期强度增进率降低。碱含量在一定范围内，早期强度与碱含量之间为正的相关关系，后期强度与碱含量为负的相关关系。当碱含量过高时,早期和后期强度均下降。少量的碱对熟料形成过程具有一定的矿化作用，对熟料强度无较大影响。但在1450℃时碱的存在使CaO吸收缓慢，R2O浓度越大,延缓程度越严重。过量的碱会阻碍fCaO的吸收，甚至会破坏硅酸盐矿物的稳定性，使其分解形成KC23S12及大量fCaO，这种二次fCaO一般很难再被硅酸钙所吸收，使硅酸盐矿物含量减少。并且随碱含量的提高，烧成范围变窄，极易起大块形成黄心料，严重影响熟料的强度。

从图1可以看出，随熟料中硫含量的降低，熟料28d强度增加非常明显。少量的SO3含量，降低了液相形成温度和液相粘度，主导作用有利于熟料矿物的形成；但当SO3含量超过一定含量后，虽然在一定程度上降低了液相形成温度，改善了熟料矿物的结晶形态，但整体作用上不利于C3S的形成。一方面原因是，SO3使液相粘度降低，晶核形成速率减小，而晶体生长速率较高，使为数不多的晶核长成大晶体，总数量减少。另一方面，SO3在C3S中固溶量是受到严格限制的，即小于1%。当SO3浓度略高于极限浓度时，导致含SO3的C3S固溶体晶格强烈畸变、破坏并产生新相，致使熟料中C3S减少、C2S增加，熟料质量下降[1]。

1.4 冷却制度对强度的影响

熟料慢冷会使生成的C3S分解，降低熟料的强度；在500℃时β-C2S转化为γ-C2S，使物料粉化，由于γ-C2S水硬性较小，因而降低了水泥熟料的强度。我厂冷却机各风室冷却篦板的风量自动调节阀始终处于常开状态，不能根据各点阻力自动平衡冷却风量；随产量的提高冷却机风量严重不足，并伴随风机时常空载情况，熟料温度达到200℃以上，严重影响熟料质量及输送设备安全。

表1 熟料化学组成（%）及率值

表2 熟料矿物组成（%）及物理指标（MPa）

2 采取的措施

2.1 降低石灰石中K2O和煤中SO3的含量

（1）矿山要按计划开采，分采点按K2O高低搭配进行均化，降低生料中K2O的含量，保证熟料中K2O含量低于0.70%。

（2）严格控制进厂煤硫的含量，确保原煤均化后SO3的含量小于或等于0.7%，加强煤均化的管理。

2.2 调整配料方案

根据我厂石灰石和原煤情况，8月1日将熟料三率值由KH=0.890±0.020，SM=2.6±0.1，AM=1.6±0.1，调整为KH=0.900±0.020，SM=2.6±0.1，AM=1.5±0.1。

2.3 控制煤粉细度和水分

煤粉细度由80μm筛筛余8%调整为4%，水分≤6%。

2.4 更换大推力喷煤管

由天津院根据我公司燃煤情况设计大推力喷煤管，加速煤粉燃烧速度，加强火焰强度，提高煅烧温度；并对原有喷煤管进行改造。

2.5 优化煅烧操作

2.5.1 采用薄料快烧的方法

适当提高窑速，采取薄料快烧的方法，以利于窑内物料填充率的降低，增加物料在窑内的翻滚次数以及减小在窑内过渡带的停留时间，加强物料的煅烧。

2.5.2 提高入窑二次风温

篦冷机采取厚料层操作，料层厚度保持在500～750mm，保证入窑二次风温在1020℃以上，提高煤粉燃烧速度和烧成带温度，降低烟室温度，防止液相提前出现形成黄心料。

2.5.3 分解炉温度的控制

根据风煤料，合理分配窑和炉的风量，控制分解炉温度在880℃左右，保证入窑分解率在90%以上，防止炉内燃料燃烧不完全，出现分解炉出口温度与五级下料管温度倒挂。

2.5.4增强熟料的冷却效果

对冷却机各风室风阀进行测量，更换满足要求的拉簧，保证风阀能够根据熟料的厚度、结粒大小自动平衡各自区域的风量，避免部分区域风量过剩或过少影响冷却效果。对风机叶轮进行加长改造，增加风机风量，提高熟料冷却效果。

通过采取以上措施，自8月起熟料3d、28d强度得到较大提高，熟料强度分别大于30MPa、60MPa（见表1、表2）。

3 结论

通过以上措施的实施，熟料3d、28d强度得到较大提高。我们的体会是，要保持强度的稳定，必须加强熟料煅烧，增强熟料冷却效果，严格控制熟料中硫碱的含量，统一操作思路。

[1]谢峻林,肖飞燕,狄东仁,朱战岭.高硫煤对熟料矿物形成及显微结构的影响[J],武汉理工大学学报,2010-8.

TQ172.622.29

B

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2011-12-15；

沈 颖