劣质石灰石的使用措施及效果..docVIP

劣质石灰石的使用措施及效果 我公司拥有2×2500t/d新型干法水泥生产线，于2005年投产。公司所用石灰石均为外购，因当地石灰石矿山质量较差，前几年为提高石灰石质量以高价从外地购进质量较好的石灰石搭配使用。为充分利用当地石灰石资源，降低石灰石采购成本，我公司从2010年开始通过优化配料、优化操作和优化用煤等实现完全使用当地品位较低的劣质石灰石生产熟料，取得一定效果。 1 当前生产状况及存在问题 当地石灰石矿山多为石灰石、白云岩和页岩伴生矿，开采剥离难度较大，CaO品位较低，只有46.0%左右，且MgO较高，一般在2.6%左右。2009年上半年以前，为提高石灰石质量而从沂水等地购进质量较好的石灰石（CaO含量在50.0%以上）搭配使用，但两种石灰石采购价格差别5～6元/吨。近三年石灰石质量情况见表1。 表1 近三年石灰石质量情况 （%） 从2009年下半年开始，为降低生产成本，停止外地优质石灰石的采购，完全依靠当地品位较低的劣质石灰石生产熟料。但同时也带来了熟料碱含量升高，窑系统易结皮，熟料结粒较大，欠烧料、还原料增多，熟料强度下降等一系列问题。 2 原因分析及改进措施 经过对窑系统的结皮和熟料成分进行化学分析，结合原燃材料的质量变化情况，确认造成窑系统产生结皮和结大块产生欠烧料、还原料的主要原因是碱含量的升高。因为使用品位较低的石灰石，带入部分页岩和粘土杂质，而这些杂质多数为含碱的铝酸盐，在900℃左右即分解生成K2O和Na2O。在无旁路放风的情况下，分解产生的K2O和Na2O在窑系统内循环富集，最终在窑尾烟室和分解炉缩口等部位生成结皮，影响了系统通风量，造成了尾煤不完全燃烧，严重时因通风量减小而产生还原气氛造成还原料。同时，因碱和MgO的熔点较低，造成液相提前出现，熟料结粒不均匀，部分大块存在欠烧料。石灰石质量变化前后的熟料和分解炉结皮成分的化学分析见表2。 表2 熟料和分解炉结皮成分化学分析 从表2中熟料化学成分的变化情况来看，主要是熟料中碱含量升高，使系统具备了生成结皮的条件。为此，针对结皮生成的原因，制定了从用煤、配料到煅烧操作等方面的改进措施。 2.1优化用煤 因煅烧用煤具有配热和配料的双重影响，因而从配料角度和利于煤粉燃烧配热角度采取优化措施。首先，为减少煤粉燃烧带入熟料中的煤灰数量，从而通过降低生料饱和比（KH）而相对降低石灰石用量，故将入窑煤粉的热值提高约1250 kJ/kg；同时，结合生料中有害成分含量和入窑煤粉细度情况适当调整煤粉挥发分和全硫量的控制指标。调整前后对比情况见表3。 表3 燃料的优化 煤粉质量提高后，煤粉燃烧效果得到提高，同时因用煤量的减少，相应降低了0.5%左右的石灰石配比。 2.2 优化配料 因熟料中碱含量的升高，使易烧性提高，煅烧时液相量增加，物料更容易结块。为此，从配料方案上针对降低液相量进行调整、优化，熟料三率值的控制由：KH：0.90±0.02，SM：2.85±0.1，IM：1.6±0.1，逐步调整到KH：0.90±0.02，SM：3.00±0.1，IM：1.6±0.1。 2.3 优化窑操作 因劣质石灰石带入的杂质，使生料分解温度降低。为此，适当降低分解炉出口控制温度，保持在入窑生料分解率在90%～92%的前提下，将分解炉出口温度由895℃±5℃降低到880℃±5℃；并适当降低窑头用煤，避免窑尾温度过高，尽可能使烟室温度小于1100℃。同时，坚持每班对分解炉下缩口及烟室处的结皮至少清理二次，既要减小清理结皮时降温对煅烧的影响，又要防止结皮因清理不及时越结越厚。 3 实施后的效果 通过上述措施的采取，熟料结粒状况好转，欠烧料、还原料减少，熟料质量好转，同时产量也恢复到搭配使用好石灰石时的水平。2009年下半年与2010年上半年熟料质量对比情况见表4。 表4 2009年下半年与2010年上半年熟料质量变化情况 从表4可以看出，完全使用劣质石灰石后，通过用煤、配料方案和煅烧操作的优化调整，熟料中Al2O3和Fe2O3含量降低，硅酸率明显提高，熟料3天和28天抗压强度分别提高1.2MPa和2.2MPa，取得较好的效果。 同时，因为停止购进价格较高的优质石灰石，使吨石灰石采购价格平均降低约1.5元，年可节约采购成本330万元。 4 结束语 劣质石灰石在回转窑使用时，物料易烧性提高，降低了生料最低共熔温度，只要合理调整配料、配煤和煅烧操作，不但能够保证熟料质量，还能够降低煤耗和石灰石采购成本。