影响水泥回转窑煅烧效果的因素分析.docx

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1、影响水泥回转窑煨烧效果的因素分析目录1.序言12 .影响回转窑操作的几个重要参数12. 1.生料细度13. 2.液相量24. 3.液相黏度25. 4.易烧性33 .时间与温度44 .原料与生料64.1.原料的选择65,风量的分配与稳定86.燃煤与喷煤管101 .序百影响回转窑煨烧效果有多种因素，其中有些是不可控因素，有些是可控因素。不可控因素是指工艺线设备的先天性因素，如窑系统各组成部分，回转窑、预热器、分解炉等的设计参数，设备性能的不可变参数等，这些参数设计是否合理，设备选型和配置是否合理，有待系统运转后加以肯定，有缺陷的参数和设备设施只有通过技术改造加以完善和改进。本文仅就通过科学管理和精

2、心操作可以人为加以控制、完善和改进的影响因素叙述如下：2 .影响回转窑操作的几个重要参数2.1.生料细度不难理解，生料磨的越细，颗粒尺寸越小，比表面积越大，组分之间的接触面就越大，同时表面质点的自由能也越大，使得扩散和反应机会增多、能力增强，因此固相反应加快。但是，生料磨的越细，其粉磨电耗就越高，细度磨到多少合适，应该根据各厂的实际情况，找一个最佳的平衡点。就现在一般的分解窑来讲，对于烧成熟料，小于IoOUm的方解石和小于55Um的粗粒石英是没有任何问题的，因此过细的粉磨没有意义，我们的重点应放在抓少数大颗粒上，做到既要能烧又要省电。大多数水泥厂的生料细度以考核0.08mm筛余为主，而实际上起

3、主要影响的却是0.2mm筛余，应该抓住这个重点。按通常的经验：当0.2mm筛余W1.5%时，0.08mm筛余以控制在12%以下为好；当0.2mm筛余控制W1.0%时，0.08mm筛余可以放宽到15%；当0.2mm筛余控制W0.5%时，0.08mm筛余可以放宽到18%；2.2.液相量水泥熟料的主要矿物硅酸三钙是通过液相烧结进行的。在高温液相作用下，硅酸二钙和游离氧化钙都逐步溶解于液相中，以离子的形式发生反应，形成硅酸三钙，水泥熟料逐渐烧结，物料由疏松状态转变为色泽灰黑、结构致密的熟料。在硅酸盐水泥熟料中，由于含有氧化镁、氧化钠、氧化钾、硫酊、氧化钛等易熔物，其最低共熔温度约为1250C。随着温度

4、的升高和时间的延长，液相量会增加，液相黏度会减小，使参与反应的离子更易扩散和结合，也就是说液相在熟料的形成过程中起着非常重要的作用，而且受到水泥熟料化学成分和烧成温度的影响。既然液相量与化学成分有关，那么在配料上将如何控制呢？根据以往的经验，先定义为1450C下（比较接近于生产实际）的液相量，液相量按下式计算：1=3.0A+2.25F+M+R式中1、A、F、M、R分别表示水泥熟料的液相量、氧化铝、氧化铁、氧化镁、氧化钠和氧化钾的合量。水泥熟料的烧成在现阶段的工艺条件下（预分解窑），液相量一般控制在2030%的范围内。这个范围是对所有水泥厂而言的，就某个厂来讲显然是太宽了，各厂应根据自己的实际情

5、况摸索出适合自己厂情的最佳控制范围。2.3.液相黏度前文提到液相黏度影响着硅酸三钙的形成，黏度小，有利于液相中质点的扩散，能加速硅酸三钙的形成。那么，如何控制液相黏度对熟料烧成的影响呢？我们知道，影响液相黏度的因素有温度和化学成分，我们同样先把温度定义为1450C(比较接近于生产实际)，液相黏度就只与化学成分有关了。再通过一定条件下的实验，测得每种组分在该温度下的液相黏度与其含量的关系，然后把他们加起来，就可以得到该熟料的一个有关“液相黏度”的值了，这个值与配料有关，可以人为控制。值得说明的是，这个加起来所得来的液相黏度值，并非该熟料真正的的液相黏度，因此加一“准”字以示区别。但对于大工业生产

6、来讲，重在控制其变化趋势，控制其稳定性远比控制其绝对值来得重要，因此有这么个加起来所得来的“准液相黏度”概念，也能在一定程度上指导生产。根据在一定条件下的有关实验，建立起来的有关因素与液相黏度的一些关系如下。虽然这些关系是有条件的，但我们可以先甩开条件，仅看看某因素对液相黏度的影响方向和影响力度，也已经是很有意义了。1)液相黏度与铝率(AI2O3Fe2O3)的关系：1=0.77P+0.922)液相黏度与碱(&0和Na2。)的关系：2=0.35R+1.653)液相黏度与三氧化硫(SO3)的关系：3=1.64-0.38S4)液相黏度与硫酸碱(K2SO4和Na2SO4)的关系：4=1.75-0.25

7、Q5)液相黏度与氧化镁(MgO)的关系：5=1.42-0.06M(Mgo=I3%)s=1.30(MgO3%)6)该水泥熟料的“准液相黏度”：=1+2+3+4+52.4.易烧性所谓易烧性，是就实现煨烧目标所需花费的代价。在某种特定的设备中，把生料煨烧成具有期望性质的熟料，各种生料的性质不同，所需花费的代价也不一样，反应了这种生料煨烧成熟料的难易程度。生料易烧性在经过不断的摸索后，进一步将煨烧过程的目标定义为熟料中未化合Cao的含量，仅当游离CaO足够低时才表明煨烧完全；煨烧所花的代价则为在一定温度下煨烧所需的时间。将一定代价下达到目标的程度，或达到一定目标所需的代价，作为衡量生料易烧性的尺度。实

8、践证明，生料的易烧性不仅与其细度和化学成分有关，还与组成其的矿物结构甚至形成条件等有关，其最终的易烧性好坏只能靠实验。比如在中国，一般长江以南的原料普遍比长江以北的原料既好磨又好烧。但基于实验下的细化研究，对探究易烧性的变化还是很有意义的。瑞士的KoCk等曾对全世界15个地区的168种生料样进行了35项物理特性参数与易烧性的关系实验研究，从中选出了相关性较强的前10项供参考：Na特性参数相关系数说明备注11SF-SM0.1257生料的石灰饱和系数与硅酸率的积2SM8.91生料的硅酸率3R880.135生料的88m筛余4R2O1.5生料中K2O和Na2O的含量5G1-0.15生料中云母结构矿物的

9、含量6MgO-0.9生料中MgO的含量7Q-0.08生料中石英、氧化铝、页岩的含量8R200-0.2生料的200Um筛余9SM-IM-0.15生料的硅酸率与铝氧率的积10Fe-0.27生料中含铁矿物的含量3 .时间与温度水泥熟料煨烧是一个渐进的化学反应过程，即需要一定的温度条件，又需要一定的时间过程，温度和时间是相辅相成的伴进条件，强调、缺少和忽视其中哪一个因素都不可能烧出合格的优质熟料。熟料煨烧主要是在回转窑内进行并完成的，而分解炉和预热器的主要任务是通过生料与高温气体在湍流、旋流和悬浮过程中完成热交换并实现CaCo3的分解。回转窑则担负熟料的煨烧与生成，为满足熟料煨烧所需要的温度与时间条件

10、，回转窑内应设置具备不同长度的温度区域，或温度间隔。物料在回转窑(5000td)内的运行速度大致为每分钟2.53m,总的运行时间在30分钟左右，其中窑尾分解带的长度为56m,运行时间约2分钟，该段温度为IIOO1150。分解带的煨烧作用，一是继续完成CaCO3的分解，第二是逐渐产生液相，促进C4AF、C3A的生成，以这两种矿物为粒核，逐渐把CaO、SiO2粘附在一起并在回转窑的不断转动中扩大到一定粒径。C4AF.C3A是融媒性矿物，它的生成数量和速度是熟料煨烧成果的前提条件，保护液相促进C4AF、C3A生成是熟料煨烧中的重要环节。窑尾温度过低，将延迟这种结粒的过程；温度过高，将使结粒干烧，使其

11、丧失所需液相特征，使熟料结粒不好，因此液相量的生成效果除与生料率值有关系外，与温度条件更有直接的关系。从生料产生液相到熟料结粒这是一个渐进的时间过程，在生料从I1OOC到1250C的温度过程中，是从液相产生到结粒的过程，大致需要67分钟的时间。这一时间间隔过短将使液相生成量不足，不能达到预期的结粒效果；时间过长，说明回转窑热力强度不足，熟料的后期煨烧效果变差，其直观效果是熟料结粒小、黄心、窑头罩内飞砂大等。结粒生料在进行到过渡带时，CzS大量生成，这一过程同样也是一个渐进过程，并非一蹉而就，这一过程进行的越充分，CzS的生成越多，就越有利于C2S向C3S的转化，这一过程也是控制游离CaO的重要

12、阶段。从粒状生料到CzS形成的过程时间长一些，CzS的生成就越充分，反之C2S的生成反应就越不充分，不参加熟料生成反应的CaO就越多。过渡带与分解带的分区并不明显，从功能上看，分解带中有过渡带，过度带中有分解带。过渡带的温度应在12501400C之间，其时间间隔在10分钟左右，窑长为25m,过度带与分解带的总窑长应在30m左右，这一过程为贝利特反应阶段。这阶段的物料可视作为初始熟料，当初始熟料前进到烧成带且自身温度达到14001450C时，C2S将积极吸收吸附在粒径中剩余的CaO进行C3S的生成反应，所以CzS是C3S生成的前提，CzS生成量不足则C3S的转化量就少，反之就多。这一过程是熟料煨

13、烧的关键时刻，C3S的生成反应时间大致为13分钟，这一温度段的窑长应为3035m,这一过程为阿利特反应阶段。烧成带之后熟料进入冷却带，温度由135(C下降到1200C,窑长57m。该区段的作用是以较高的冷却和结晶速度，使亚稳定状态下的熟料矿物固定下来，稳定和巩固此前的化学反应成果。回转窑的长度是在充分考虑熟料运动速度和熟料煨烧不同区段的温度所需时间需要而设计的，因此在实际生产中必须考虑上述煨烧过程所需的时间和温度要求，这是熟料煨烧过程的关键条件，操作的随意性，不合理的改变不同区段的温度，就必然同时破坏熟料煨烧所需的时间要求，其中最为关键就是要准确把握燃煤的火头位置，最常见的毛病就是火头位置在窑

14、前2830m处，造成过渡带和烧成带过短，总长度不超过55m,虽然物料在回转窑内通过的总时间不变，但其有效的煨烧时间几乎减少了三分之一，其熟料的煨烧效果就要大为下降。这种煨烧时间不足和熟料急烧的结果是熟料结粒不好，熟料黄心、飞砂大、质密度下降等，窑尾一把火，本己温度较高，操作人员的“煨烧时间”观念不强，仍使用大风大煤煨烧，火头靠后，是破坏熟料煨烧效果的根本原因。对于本企业回转窑的煨烧情况，要充分利用停窑检修的间隙和机会，把回转窑内存留物料进行逐段取样，分析各段矿物的生成情况，在反复不断分析的基础上，调整、制定出一套确实可行的窑操规程。4 .原料与生料原料的选择和生料的制备对熟料煨烧效果有着直接而

15、密切的关系和影响，是企业管理和技术人员必须十分注意的问题。4.1. 原料的选择石灰石原料从地质年代上分，大致有震旦纪、寒武纪、奥陶纪和石炭纪石灰岩及新生纪的泥灰岩、白垩土等。但对煨烧熟料质量影响较大的功能因素主要应从纯度和硬度上加以区分。一般来说1）纯度高、CaO含量高、硬度低的石灰石易磨好烧；2）而杂质多，纯度低、硬度大、CaO含量较低的石灰石难磨难烧。其中硬度大，荷点高是其难磨难烧的主要因素，如同样的伯力休斯立磨，一企业粉磨镁含量1%的低镁石灰石，产量可以达到450th,最高达480th,使用8个月后，磨辑磨损50m；一企业粉磨镁含量34%左右的高镁石灰石，产量可以达到430th,使用8个月后，磨辑磨损IOOmm。粉磨低镁与高镁石灰石，磨帽的寿命相差一倍。纯度高、硬度低的石灰石荷点低，分解率高，CaO可以较大的数量参加熟料的生成反应；纯度低、杂质多、硬度大的石灰石，荷点高，分解率低，在相同的热力强度下，能以较快速度参与熟料生成反应的CaO数量相对较少，可通过对不同企业CaCo3分解率的测定加以验证，从而降低了C3A的生成数量，使熟料强度降低。因而大力寻找震旦