铜陵海螺飞砂料的诊断

李群峰，陈蕾，曹正，许刚

铜陵海螺飞砂料的诊断

李群峰11，陈蕾22，曹正22，许刚22

铜陵海螺12 000t/d生产线窑头飞砂料状况较为严重，本文从入窑生料和熟料的成分性质、熟料岩相等方面进行分析，梳理出在生产操作、生料细度、熟料率值和矿物组成等方面产生飞砂料的具体原因，并对如何治理提供诊断意见。

熟料；飞砂料；温度；岩相

1 飞砂料产生的原因

正常熟料颗粒是在液相作用下形成的，要结好粒必须有足够的液相量，并要求颗粒与液相分布均匀，且形成较高的表面张力、较低的液相粘度、适宜的结粒时间和温度等。飞砂料一般为1mm以下的细小熟料，易随气流飞扬，弥漫在整个空间里，影响窑内传热、看火和生产操作，严重时还会影响水泥熟料的质量。研究飞砂料的成因是治理和控制飞砂料的主要手段。飞砂料的产生是物料性质和操作工况共同作用的结果，经分析研究，飞砂料的形成主要有如下几个方面的成因：

（1）由于熟料中SiO2的含量较高而Al2O3和Fe2O3的含量较低所致。对于高硅低铝铁的熟料，其液相量形成相对较少且出现缓慢，导致熟料不易结粒而产生飞砂料。

（2）由于窑头火焰太长，无法满足熟料烧成需要的高温，导致物料难以充分结粒，待物料进入冷却带后，未结粒的细小物料随冷却风到处飞扬。

（3）窑内烧成带熟料液相的表面张力不足以形成粘结物料，使得熟料不能正常结粒而产生飞砂料。

基于上述飞砂料产生的几种原因，现结合海螺铜陵万吨线生料、熟料的化学成分以及熟料岩相结构等具体情况，分析研究如下。

2 系统情况及飞砂料现象

2.1 烧成系统配置

铜陵海螺万吨线窑尾预分解系统采用五级双列预热器及预分解炉系统；三支撑回转窑采用双传动驱动；熟料冷却机采用带辊式破碎机三段篦床的组合式冷却机，具体参数见表1。

2.2 生产中飞砂料的表现

铜陵海螺12 000t/d生产线窑头飞砂状况较为严重，从窑头罩负压趋势图中的波动情况不难判断，篦冷机热端每10～20min产生一次飞砂塌料现象。塌料瞬间窑头火焰昏暗，二次风温急剧下降（1 150℃左右瞬间下降至1 100℃以内），冷却机前四台风机电流下降明显（平均瞬间下降2A），造成窑内瞬间通风量减少、窑尾CO突升，严重影响了烧成系统的操作和控制。此外，飞砂料的存在也影响了窑前的工作环境，增加了人工清扫的工作量。同时，飞砂料还对水泥熟料的3d抗压强度产生一定的影响，其3d抗压强度低于正常生产水泥熟料2～3MPa。

表1 烧成系统工艺配置

表2、表3分别为铜陵海螺万吨线上半年的入窑生料、熟料的化学组成情况。

3 问题诊断

3.1 飞砂料产生的原因

飞砂料产生是预分解窑生产过程中经常出现的一种现象，一定程度上影响着生产。基于上述的生料和熟料的化学成分及岩相分析，我厂产生飞砂料的主要原因如下：

（1）中控画面显示，在生产中存在超产现象，窑产量有时会达到550t/h。根据我厂的烧成系统配置（如表1），由于冷却系统难以提供足够风量对熟料进行冷却，冷却缓慢导致β型硅酸二钙向γ型转变，硅酸二钙发育不良（如图1），体积膨胀10%导致熟料粉化而产生飞砂料现象。

（2）对不同粒级的生料进行分析，＞45μm生料中的酸不溶物含量为4.58%（正常约3.5%），不难看出生料中结晶型SiO2较多。在熟料中结晶型SiO2较难于和热生料分解的CaO化合，导致生料易烧性差，液相量相对较少，熟料难于结粒而产生飞砂料，从熟料升重（见表3）也可印证飞砂料的存在。同时，根据表2中的成分数据，在生料中结晶硅较高的情况下，生料细度偏粗，也造成生料的易烧性较差，烧成范围窄，煅烧不容易控制，从而产生飞砂料。

（3）表3中的熟料率值表明，铝氧率较低，在熟料中Al2O3有利于提高液相粘度和表面张力，Al2O3的存在可以使熟料具有较好的结粒度。由于表面张力较小，熟料不易结粒，且矿物发育不良，从熟料岩相分析（图1）看到，硅酸三钙矿物边界呈熔蚀现象，硅酸二钙矿物发育不良，呈脑状、树枝状、手指状存在。

（4）从熟料矿物成分（如表3）可以看出，由于石灰饱和系数导致硅酸三钙较高，理论上需要较高的煅烧温度才能降低熟料中的fCaO，在正常煅烧温度条件下，熟料中液相量相对不足，液相张力不足以浸润成粒，导致飞砂料的产生。

表2 入窑生料的化学成分、细度（%）及率值

表3 出窑熟料的化学成分及质量参数

图1 熟料岩相照片（1 075×）

3.2 避免飞砂料的措施

针对现场存在的现象和飞砂料测试分析结果，避免飞砂料的具体措施如下：

（1）在生产中稳定料流、料量，同时强化窑内通风条件，避免窑内存在还原气氛。尽量提高入窑物料分解率，改善篦冷机的操作，尽可能提高二次、三次风温，改善喷煤管火焰形状，延长物料在窑内过渡带和熔体烧成带的停留时间，在最高温度烧成带保持合适的烧成温度和停留时间。

（2）针对生料中存在较高结晶型SiO2的情况，应适当控制生料细度以改善生料易烧性，拓展熟料烧结范围。同时，适当调节原料中MgO、R2O（碱）的含量，使原料成分、生料易烧性、熔体表面张力、熔体粘度等均有利于结粒。

（3）在生料中适当提高Al2O3的含量，以提高熟料液相量和液相的表面张力，促使熟料更好地团聚结粒。

（4）控制熟料率值在如下范围：LSF=92.5±0.5，SM=2.50±0.1，AM= 1.60±0.1，加强进厂原燃料质量管理，严格控制出磨生料化学成分、细度，提高各项控制指标合格率，强化生料均化效果。

4 结语

飞砂料的产生是多因素共同作用的结果，为了解决飞砂料问题，应从预分解窑生产过程中窑内熟料形成的物理、化学作用来寻找飞砂料形成的机理，从根本上解决产生的原因。针对铜陵海螺万吨线产生飞砂料的具体原因，通过采取改善窑内通风条件和篦冷机冷却制度、调整生料成分、加强生料均化效果等措施后，烧成系统工况趋于稳定，水泥熟料强度达到了国家标准和企业要求。

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Analysis and Diagnose of the Powdery Clinker in Tongling Conch Cement Plant

LI Qunfeng1,CHEN Lei2,CAO Zheng2,XU Gang2
(1 Anhui Conch Cement Co.,Ltd.,Anhui,Wuhu 241070,China; 2 Sinoma International Engineering Co.,Ltd.(nanjing),Nanjing 211100,China)

The suggestion to adjustand control the quality of cement clinker has been provided in this paper,in order to dealwith the troubleofpowdery clinker during the cementproduction in Tongling Conch 12 000t/d line. Based on the chemical analysis of rawmealand clinker,aswellas the petrographic configuration of clinker,the main reasons of powdery clinker appearance,such as operation,fineness of rawmeal,clinkermodulus,mineral composition and etc.,have been presented.

clinker;powdery clinker;temperature;petrographic

TQ172.622.29

A

1001-6171（2015）06-0021-03

通讯地址：1安徽海螺水泥股份有限公司，安徽芜湖241070；2中国中材国际工程股份有限公司（南京），江苏南京211100；

2015-10-12；编辑：吕光