熟料结“黄块”的原因分析及处理措施

杨立辉 魏林叶

（左权金隅水泥有限公司， 山西 晋中 032600）

0 引言

硅酸盐水泥熟料是生产水泥的主要原料，约占水泥组分的 60%以上。因此，熟料的质量和性能就成为水泥质量和性能是否优良的决定性因素。尤其是客户对熟料质量的鉴定往往依赖于最直观的外观质量判定：结粒是否均齐、断面是否致密等。故而，熟料外观质量就显得尤为重要。

1 存在的问题

某公司 2500吨/日的熟料生产线自投产以来由于受市场无序竞争和行业限产的影响，期间断断续续的生产，产、质量一直没有达标。尤其是熟料的外观质量较差：结粒不均齐，部分面料，部分“夹生”大块黄料。此问题一直困扰着企业的质量提升，一度严重影响企业的生存和发展。

为此，该公司技术装备部技术人员组织技术攻关，从设备、工艺、电气等多方面进行排查分析，最终找到了影响熟料外观质量的“瓶颈”问题，并进行了改造处理，效果显著，现与各位同行分享并商酌。

2 现状及分析

从熟料斜拉链随机取样，对熟料的外观质量进行现场判定：目测大块黄料均为不规则的块状，表层发黑，内芯为疏松的生烧黄料，且飞砂面料占比较大。用立升重套筛筛分后称重，其中大块黄料约占比20%，筛余飞砂料占比约30%，结粒均齐的正常熟料占比约50%。其中立升重测定1350g/L，这说明烧成带实际温度并不低，这一点从窑电流也可以判定，基本上排除因煅烧温度偏低而导致的煅烧不良，熟料出现“生烧黄料”的现象。为此，技术人员从配料调整、中控操作、设备管理等多方面进行了逐一排查。

1）从大块黄料的外观形貌来看：它不属于传统上由于配料不当，液相偏大或“过烧”导致的结大块现象。应该属于液相提前出现而导致窑尾“结蛋”的一种现象。大蛋熟料在正常的情况下自然无法烧透，成为了表皮发黑、内芯夹生的包裹蛋状料球，经过篦冷机破碎后成为了不规则的大块黄料。

2）从化验室熟料的化学分析数据来看：熟料的三率值控制范围较为合理，其中 KH：0.890、SM：2.50、AM:1.60.但有害成分氧化镁含量较高，平均在 4.0%，最大值5.5%，基本突破GB/T21372-2008对氧化镁技术指标限值不超过5.0%的要求（如压蒸安定性检验合格允许放宽到6.0%）。

3）从中控操作参数来看：煤粉的瞬时流量波动大，基本在±3吨/小时左右。因该套计量系统头秤一般设定在6吨/小时、尾秤在10吨/小时左右。已达不到设计计量准确度优于±0.5%的技术要求。

4）通过在线运行发现只有在煤磨同步运行时煤秤“窜煤”较为严重；而仓满停磨后窜煤现象时有消失。由此判断可能是煤粉入仓时冲击力太大，导致煤粉流动性加强。同时由于给料机使用时间太久，密封板长时间摩擦，间隙变大，造成给料机密封性严重下降。当“冲料”使煤粉的流动性增强时，给料机密封板边缘就会发生漏煤，从而产生“窜煤”现象，造成煤秤的计量波动。

综上所述：熟料外观质量出现大块黄料的主要原因是窑尾结蛋导致的。

一是，熟料配料中由于石灰石矿山矿体复杂，高镁石搭配使用不合理，熟料中氧化镁含量控制偏高，直接导致一方面熟料中液相量相对增加；另一方面由于氧化镁含量高，液相的性质发生改变，液相的表面张力增大，熟料小晶体不宜团聚成粒，料子黏而散；

二是，煤秤运行不稳定，系统窜煤现象较为严重。目前的尾煤秤频繁的大股窜煤，一方面温度倒挂，现场在三、四级打开人孔门也可看到料里的明火星，这就导致生料的液相前提出现；同时大股未燃尽的煤裹在料里，发生二次燃烧、滞后燃烧，粘结成球核；同时生料喂料秤也时有大幅度波动，中控操作为了不窜黄料，一方面频繁调整窑速，另一方面头煤顶火烧（煤粉水分大，平均5.0%），导致烧成带后移，更加剧的大蛋的形成。

3 技术措施

1）为确保连续均匀稳定喂煤，仓内煤粉最低保有量必须保持在每小时正常喂煤量的 4倍以上。以缓减低料位进料造成的冲击力对煤秤的影响。同时对给料机密封板的间隙进行调整，为确保调整的平衡性，采用对角同时调整的方法。

2）对石灰石矿山进行合理规划开采，按钻孔岩粉的质量情况指导矿山的开采、搭配和剥离。确保“合理搭配、剥离先行”，严格控制入均化库石灰石的质量，确保石灰石氧化镁小于2.5%以下，熟料中氧化镁力控3.5%左右。

3）煤粉仓锥体部分压缩空气的使用应高度重视，及时调节。当中控给定值长时间大于反馈值（瞬时流量），此时现场操作工应打开压缩空气对煤粉仓进行充气，增加煤粉的流动性。当下料正常时，应及时关闭充气阀门，同时应保证气路压力在0.1～0.17Mpa之间为宜。

4）在煤粉稳料给料机的上部分别安装分格轮卸料器，以实现连续稳定的给煤，缓减“冲料”现象。为了实现自控控制和调节，我们将分格轮卸料器的变频电机和流量计将进行联锁，变频器受控于DCS控制系统，流量计的瞬时反馈值与中控操作员站的设定值进行比较，实现同步给料、自动调速。由DCS控制系统自动完成显示、运算、判定、补偿、调节等任务。具体改造后的煤秤结构见图1所示。

图1：技改后的结构简图

5）调整熟料配料方案，KH：0.910、SM:2.65、AM:1.35,在确保熟料易烧性的前提下，保证料子“难烧但不发散、好烧而不结块”为原则。

4 效果及结论

经上述技术改造，并通过生产实际运行的验证，目前经改造后的科氏力煤秤运行稳定，基本消除了长期以来影响稳定运行的“窜煤”现象。同时熟料的结大蛋现象也随之消除，熟料外观质量结粒均齐、断面致密，油亮。经物理检验，熟料的三天抗压强度基本稳定在30±2兆帕，二十八天抗压强度稳定在56±2兆帕，受到了市场和客户的一致好评，并在2018年全国质量月活动期间被中国质量检验协会评为“质量信得过”产品。