硫鋁酸鹽水泥熟料煅燒中的問題及對(duì)策
出現(xiàn)的問題
我廠自1993年開始試生產(chǎn)硫鋁酸鹽水泥，窯型為Φ2.6m/3.3m×75m中空回轉(zhuǎn)窯，Φ1.2m×22m單筒冷卻機(jī)，采用半干法生產(chǎn)。投產(chǎn)以來一直比較順利，熟料色澤好，化學(xué)成分比較理想，強(qiáng)度能達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。2000年為降低生產(chǎn)成本，采用低揮發(fā)分煤煅燒。單通道噴煤管改為雙通道噴煤管。改造后鋁酸鹽水泥熟料的煅燒較為順利，但是當(dāng)生產(chǎn)硫鋁酸鹽水泥熟料時(shí)，燒出來的熟料都為紅褐色或棕黃色，其外觀色澤與鋁酸鹽熟料接近，有些熟料外為紅褐色內(nèi)為灰黑色。雖多次調(diào)整熱工參數(shù)，仍改變不了熟料的顏色，致使燒出來的熟料都為廢品。
2 原因分析
2.1 生料、熟料的化學(xué)成分
表1為生料的部分化學(xué)成分，表2為棕黃色熟料及外呈紅褐色內(nèi)呈灰黑色熟料的部分化學(xué)成分。
注：1、2號(hào)樣為棕黃色熟料，3號(hào)樣為外呈紅褐色內(nèi)呈灰黑色熟料。
從表1、表2可以看出，熟料SO3比灼燒生料的SO3低得多。除SO3在煅燒過程中有部分揮發(fā)外，還有4%～6%的SO3沒有進(jìn)入熟料，損失掉的這部分SO3從窯尾放空。這部分SO3究竟是被分解了還是被還原了呢？當(dāng)燒成溫度大于1400℃時(shí)，已形成的硫鋁酸鈣(3CaO·3Al2O3·CaSO4)及CaSO4會(huì)分解生成CaO·Al2O3和12CaO·7Al2O3，而當(dāng)時(shí)煅燒的硫鋁酸鹽熟料容重為800～900g/L，窯尾溫度只有350～400℃，說明窯內(nèi)的燒成溫度并沒有高到使CaSO4分解的程度。那么只有可能CaSO4被還原成SO2，但是從理論上說使用雙通道噴煤管時(shí)煤的燃燒充分，窯內(nèi)通風(fēng)較好，不應(yīng)該形成還原氣氛。
2.2 對(duì)窯尾廢氣的化學(xué)成分分析見表3
從表3可看出，窯尾廢氣中SO2的含量非常高，按第1項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，SO2=11265×50000×10-6=563.3kg/h，每小時(shí)應(yīng)有563.3kg的SO2從窯尾排出。按表2中的1號(hào)樣(燒失量按0.00計(jì)算)與灼燒生料SO3之差算出，應(yīng)有8.62%的SO3被還原成SO2排空了，合SO2為6.90%，按窯產(chǎn)量為8t/h計(jì)算，理論上每小時(shí)產(chǎn)生SO2: 6.90%×8.00×1000=552.0(kg)
實(shí)測值與理論計(jì)算值比較接近，因此可判斷損失掉的SO3被還原成SO2排空，以致造成熟料中SO3含量過低，使熟料顏色接近鋁酸鹽熟料。從表2中可看出外呈紅褐色內(nèi)呈灰黑色的熟料中的SO3比棕黃色熟料中的SO3高，是因?yàn)橥獠康腟O3被還原成SO2排空，而內(nèi)部的SO3卻沒有被還原。
2.3 確定還原氣氛的來源
1)煤粉過粗。因當(dāng)時(shí)為雨季，煤比較濕(煤磨為風(fēng)掃磨，熱風(fēng)進(jìn)口溫度只有300℃左右，所以烘干能力有限)，不易粉磨，加之煤磨也存在一些工藝問題，造成細(xì)度最粗時(shí)達(dá)到34.0%；2)煤粉水分過大，入窯煤粉水分達(dá)3.5%；3)窯頭風(fēng)機(jī)功率小，一次進(jìn)風(fēng)量小，過?？諝庀禂?shù)過小。
3 采取的措施
1)選擇在大棚內(nèi)堆放較干的煤，降低入磨原煤水分；2)對(duì)煤磨進(jìn)行調(diào)整，使煤粉細(xì)度降至13.0%左右；3)窯尾負(fù)壓保持在80～100Pa，拉長火焰，順火煅燒，增大窯內(nèi)空氣量；4)增大窯頭風(fēng)機(jī)功率；5)在煅燒硫鋁酸鹽熟料前，將窯內(nèi)燒鋁酸鹽熟料形成的結(jié)圈打掉，使窯內(nèi)通風(fēng)良好。
采取上述措施后，在2000年10月份，我們又組織了一次硫鋁酸鹽熟料的煅燒，生料與熟料的成分見表4。
這一次煅燒的硫鋁酸鹽熟料色澤灰中發(fā)綠，結(jié)粒均勻，強(qiáng)度等指標(biāo)都達(dá)到了預(yù)期的目標(biāo)。
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