黃三軍

黃石成美建材有限公司3200t/d熟料生產(chǎn)線于2009年11月10日點火，11月16日投料生產(chǎn)。2010年3月6～8日實現(xiàn)72h達標達產(chǎn)（2010年1～2月因總降故障停產(chǎn)45d）。經(jīng)過近一年的探索改進，實現(xiàn)了4000t/d的優(yōu)異成績。

1 生產(chǎn)線窯系統(tǒng)設(shè)備（表1）

2 原材料選用和配料程序的優(yōu)化

2.1 原材料質(zhì)量的優(yōu)化

該生產(chǎn)線礦山為新建礦山，石灰石品位較高，但含有1～5m分布不均的表皮土，少量高鎂石和頁巖夾層，地質(zhì)條件復(fù)雜。根據(jù)現(xiàn)代礦山開采理念，結(jié)合現(xiàn)代水泥工業(yè)的均化設(shè)施功效和質(zhì)量控制手段，這些表皮土和少量幾條高鎂石和頁巖夾層按一定比例與優(yōu)質(zhì)石灰石搭配開采、運輸和均化使用，可降低開采成本，保證礦山開采廢料的零外排。

根據(jù)各物料質(zhì)量數(shù)據(jù)及各物料開采儲存量比例，確定均化堆場石灰石CaO的控制值為48.50%±0.50%，石灰石堆放在36m×270m、儲量5萬噸的矩形預(yù)均化堆場，分AB兩區(qū)。為落實石灰石搭配開采計劃，派駐兩名專職石灰石礦山質(zhì)量管理員從事現(xiàn)場管理工作，負責取樣送檢，下達物料配比通知單，并督促檢查各物料挖機裝車比例、堆料機的規(guī)范操作以及石灰石均化堆場綜合樣的取樣送檢工作，以確保石灰石質(zhì)量在正?？刂品秶詢?nèi)（見表2）。

砂巖前期按其他廠家的做法，用30km外的黃石產(chǎn)硬塊狀砂巖,其SiO2達89.96%，石英結(jié)晶程度高、難磨難燒，窯上常產(chǎn)生較重飛砂，煅燒困難，升重常偏輕，雖然熟料強度較高，但熱耗高。根據(jù)相關(guān)資料介紹[1],需要選擇性能優(yōu)良的砂巖原料。通過對附近礦區(qū)采點檢驗，在20km的金山店鎮(zhèn)找到SiO2含量在75.26%左右的粉質(zhì)砂巖，易于開采、易磨易燒，生料易燒性得到改善，總體運行成本降低。頁巖選用本廠礦山礦區(qū)，易于開采、成分合適。

鐵質(zhì)原料選用當?shù)劁搹S尾渣加工磁選后的副產(chǎn)品鋼渣，其粒度在5mm以下，水分10%左右，適當存放瀝出水分，品位按Fe2O3在30%以上，因其含有部分硅酸鹽礦物和部分FeO，在熟料煅燒過程中起到晶種和礦化劑作用，能改善生料易燒性，節(jié)約能耗和提高熟料質(zhì)量[2]。

表1 主機配置

表2 石灰石礦山各物料成分和搭配比例范圍,%

表3 生料、熟料化學(xué)成分（%）及率值

表4 2010年從達標生產(chǎn)到優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的情況

燃煤選用煙煤，入窯煤粉揮發(fā)分控制在22%～26%,發(fā)熱量Qnet，ad為23000～23800kJ/kg，質(zhì)量穩(wěn)定。進廠煤、砂巖、頁巖、鋼渣分別進入預(yù)均化堆場供配料使用。

2.2 配料實施程序優(yōu)化

生料配料采用四組分率值控制法，采用ARL、ADVANT’X+熒光分析儀和生料率值控制系統(tǒng)，與生料配料微機聯(lián)網(wǎng)，輸入原料化學(xué)成分、煤的工業(yè)分析和煤灰化學(xué)分析、出磨生料三率值、熟料熱耗等指標，并配備ZL4/y型螺旋式智能粉體取樣器，整點取樣粉末法制樣，待熒光分析后，在線自動調(diào)整配比?？紤]到配比調(diào)整后，輥磨依靠風力帶料，出磨物料在分級、配比調(diào)整20min左右后才能取到有代表性的出磨生料，加上檢驗時間，所以調(diào)整取樣器的每整點內(nèi)的后30min作為質(zhì)量控制取樣時間段，保證了出磨生料取樣檢驗與配比調(diào)整相對應(yīng)，保證配料調(diào)整的有效性。

2.3 工序過程優(yōu)化

初期調(diào)試生產(chǎn)期間，因石灰石取料機取料量明顯大于輥磨消耗量，石灰石庫位不斷下降，造成庫內(nèi)石灰石與粘土、頁巖等物料分級逐漸明顯，CaO含量波動較大。因配料調(diào)整周期為1h，致使生料三率值波動。后經(jīng)研究決定，降低取樣機取料速度，與磨機消耗量基本保持平衡，并控制配料站石灰石庫80%左右的儲料量，問題得到解決。通過以上綜合措施，出磨生料KH合格率達到75%以上，入窯生料達到85%以上，SM和AM合格率出磨和入窯達到80%和90%以上，為窯的優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)創(chuàng)造了良好條件。

3 配料工藝、窯工藝和水泥質(zhì)量的優(yōu)化

考慮到本企業(yè)原燃材料質(zhì)量較優(yōu)，水泥配料以礦渣、石灰石、粉煤灰、煤渣為主的混合材，為確保熟料優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低耗并與混合材料良好匹配，選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、入窯生料和熟料化學(xué)成分及率值見表3。此配料方案有如下優(yōu)點：

3.1 窯系統(tǒng)產(chǎn)量高、消耗低、熟料質(zhì)量比較理想

（1）窯預(yù)熱系統(tǒng)設(shè)計采用大蝸殼，合適的內(nèi)筒插入深度，控制適當?shù)倪M出口風速，以達到高效低壓損目的。在投料量270t/h窯產(chǎn)量4000t/d時，C1溫度325℃、負壓5223Pa。分解爐采用分料技術(shù)和撒料盒的優(yōu)化設(shè)計，保證爐內(nèi)溫度場均勻，入窯生料分解率控制達到95%左右，為窯系統(tǒng)高產(chǎn)創(chuàng)造良好條件，也降低了預(yù)熱系統(tǒng)的運行消耗。

（2）消除飛砂料。生產(chǎn)前期，使用高石英質(zhì)砂巖，沿用高硅酸率配料，產(chǎn)生較嚴重飛砂料現(xiàn)象，甚至發(fā)生飛砂料沉積在三風閘處降低三次風量、生料預(yù)分解不好、熟料質(zhì)量嚴重下降的工藝故障。后改用粉砂巖配料，飛砂料有所減少，并進一步降低熟料硅酸率，從2.55降至2.45，保持燒成液相量在26%左右，飛砂料得到了有效的控制，并能適應(yīng)高飽和比熟料的煅燒，對C3S形成有利，熟料產(chǎn)質(zhì)量得到了進一步提高。

（3）中等鋁氧率，促進熟料結(jié)粒和強化煅燒。

投產(chǎn)初期，鋁率偏低，加上硅酸率低，熟料結(jié)粒不規(guī)則，塊料過多，內(nèi)部燒不透；如操作不當，甚至同時出現(xiàn)粉料，不利熟料煅燒和冷卻，強度降低。后采用中等鋁氧率方案，熟料色澤灰黑、光滑、結(jié)粒細小，升重1200～1300g。游離鈣＜1.0%。2010年11月份，熟料3d抗壓強度31.1MPa，28d抗壓強度59.6MPa。

3.2 水泥質(zhì)量的優(yōu)化

此熟料選用礦渣、石灰石、粉煤灰作混合材，用帶輥壓機的?3.8m×13m開路磨機生產(chǎn)P.O42.5水泥，熟料配比75%～76%，水泥比表面積控制在350±10m2/kg，也兼顧水泥磨產(chǎn)量，水泥質(zhì)量達到優(yōu)等品，出廠水泥3d、28d強度分別控制在26±1MPa和51±1.5MPa范圍內(nèi)，水泥的各項性能優(yōu)良，與混凝土外加劑的相容性很好，實現(xiàn)了熟料與混合材的性能的良好匹配。

至2010年11～12月，入窯生料投料量最高達到275t/h，穩(wěn)產(chǎn)在4000t/d，設(shè)備管理也得到了加強，避免了工藝故障。窯運轉(zhuǎn)率達到了98.8%，同時標準煤耗得到了進一步的降低，整個系統(tǒng)運行達到了理想狀態(tài)（表4）。

[1]沈威.水泥工藝學(xué)[M].武漢：武漢理工大學(xué)出版社,2008(6):37-38.

[2]鄒偉斌、張頌蛟.利用鋼渣、還原渣配料煅燒高強水泥熟料[J].山西建材,2000(3):22-25.■