水泥熟料质量过程控制

水泥熟料质量过程控制水泥分厂化验室水泥生产中的原、燃材料及配料一、化验室四个组分别检验的项目二、主要原燃材料技术要求三、原燃材料质量控制四、生料质量控制五、硅酸盐水泥熟料中的主要矿物六、硅酸盐水泥熟料的率值及其意义七、配料方案设计八、熟料质量控制一、化验室四个组分别检验的项目控制组检测项目：窑的立升重、游离钙、出磨细度、入窑细度、煤灰份、煤粉细度、烧失量、滤饼水份、浓缩水分、分解率。水泥的细度、比表面积、三氧化硫、烧失量、游离钙。分析组•检测项目：烧失量（CO3）、不溶物、二氧化硅（SiO2）、三氧化二铁(Fe2O3)、三氧化二铝(Al2O3)、硫酸盐-三氧化硫含量、二氧化钛(TiO2)、一氧化锰(MnO)、氧化钾(K2O)、氧化钠(NaO)、氧化镁(MgO)、氧化钙(CaO)、氯离子(Cl)等。物检组检测项目：水泥的物理性能：细度、比表面积、安定性、密度、凝结时间（初凝和终凝）、熟料的龄期、强度（抗折和抗压）。出磨水泥的龄期、强度（抗折和抗压）。出厂水泥的龄期、强度（抗折和抗压）。配料组检测项目：出磨和入窑的三率值：KH、SM、IM。熟料的三率值：KH、SM、IM。配料的关键是严格控制生料中的CaO、SiO2、Al2O3和Fe2O3在规定的范围内。通过控制生料三率值来实现。即：KH:1.06±0.02SM:2.45±0.1IM:1.30±0.1当然“煤料对口”也十分重要，只有生料成份合理，才能通过煅烧实现熟料矿物组成的合理，即C3S、C2S、C3A和C4AF的比例合适，最终实现熟料的强度和性能。当“多组分配料方案“确定好了，最终形成熟料产品要靠煅烧。二、主要原燃材料技术要求1、石灰石石灰石主要是碳酸盐矿物，常用的天然石灰质原料有白云石、燧石、泥灰岩、贝壳等。外购石灰石的企业在签订供货合同前，化验室应先了解该矿山的质量情况，同时按不同的外观特征取样检验，制成不同质量品位的矿石标本。化验室根据本厂生产水泥熟料的配料要求，制定出石灰石的质量指标。类别CaO（%）MgO（%）R2O（%）SO3（%）燧石或石英石灰石一级品二级品＞4845～48＜2.5＜3.0＜1.0＜1.0＜1.0＜1.0＜4.0＜4.0泥灰岩35～45＜3.0＜1.2＜1.0＜4.0圆形堆场长形堆场黏土质原料的质量指标类别nPR2OSO3MgO黏土质一级品2.7-3.51.5-3.5＜4.0＜2.0＜3.0二级品2.0-2.7或3.5-4.0不限＜4.0＜2.0＜4.02、硅质原料天然粘土质原料的种类很多，有粘土、黄土、页岩、粉砂岩、泥岩、河泥等。3、铁粉校正原料用以补充配合生料中氧化铁不足的原料。Fe2O3≥40%，目前使用较多的是硫酸渣（Fe2O3）红色、，其次是铁尾渣、铁矿石、铜矿渣黑色带光泽等。4、原煤煤作为水泥熟料烧成的燃料，供给熟料烧成所需的热量。但是其中所含的灰分，绝大部分落入水泥熟料中，而影响水泥熟料的成份和性质，从这一点讲，煤又是生产水泥的一种“原料”。因此对于水泥厂用煤的质量有一定的要求。类别挥发份（%）灰份（%）全硫（%）发热量kcal/kg无烟煤≥5.0≤25.0≤1.0≥5500烟煤≥22≤28.0≤1.0≥50005、粉煤灰：从煤粉炉烟道气体中收集的粉末称为粉煤灰。水泥生产中作为活性混合材料的粉煤灰应满足下表要求：烧失量F（低钙）≤8.0%C（高钙）≤8.0%含水量F≤1.0%C≤1.0%SO3F≤3.5%C≤3.5%f-CaOF≤1.0%C≤4.0%安定性F≤5.0mmC≤5.0mm活性指数F≤70%C≤70%放射性应符合GB6566标准要求。碱含量用于砼中小于0.6%。三、原燃材料质量控制生、熟料质量控制应以配料为纲，从原燃材料的质量抓起，强化过程均化.原材料质量是制备成分合适，均匀稳定的生料基础条件，生料质量是熟料质量的基础。1、石灰石的质量控制•①依据资源状况及配料要求，确定石灰石控制指标，日常检测品位、水份、粒度。•②全面掌握矿山石灰石质量状况及变化规律。•③做好不同质量石灰石的台段搭配，确保进厂石灰石品位。•④易磨性对原料磨产能影响我厂石灰石资源来自附近的马脊山，属优质石灰石，为了综合效益可搭配边坡料，虽说是优质石灰石，但岩也夹杂着少量的隧和石英硅，因此搭配需谨慎。2.1、石灰石的质量要求名称SiO2Al2O3CaoMgO水份石灰石（内控指标）≤5%≤2.5%≥48%≤1.5%≤2.0%我厂石灰石基本能满足质量要求，但对有害成份难以预知，有时煅烧会出现”飞砂料甚至“跑黄粉”。我们厂石灰石总体质量优良，为了使成分更加稳定，资源开发实行“多台段搭配”，由于石灰石中镁和碱含量很低，因此对其他校正原材料中的镁和碱的含量要求条件可以放宽，生产中堆取料机故障停车时有发生，石灰石料位跟不上造成“装载机加料”和“人工放料”。均化效果欠佳，生料成份出现波动。在“热工弹性”不大的情况下会影响熟料煅烧。2、硅质原料质量控制①日常控制项目：化学成份、水份、卵石粒度。②依据实际生产质量情况确定卵石掺加比例。③掺加卵石对磨机产质量的影响。抓好对卵石粒度及卵石比例的监控，以稳定配料。•我厂高低硅砂岩资源来自巢湖周边地带，储量丰富但有开采资质的矿山较少，造成资源的不稳定性，高硅的硅含量一般在70％～85％，低硅的铝含量一般在14％～22％，低硅的碱含量时常超过4％，高低硅水分波动在3％-13％。因此高低硅成分的波动难以避免。但是高硅属页岩，低硅属粉砂岩，晶体结构小，利于粉磨和煅烧。2.1、高低硅砂岩资源在生产中的利用我厂高低硅砂岩总体成份波动大，时有碱超标，为了防止有害成份，每开发一个新资源都要到矿区采样预检，合格后允许进厂，为了减小成份波动，对进厂每批砂岩实行定点堆放，待检测结果出来后方可使用。使用时也考虑不同批次的搭配，由于砂岩的干湿受天气影响，库棚的储量又较小，难以避免潮湿砂岩结库断组分，当务之急是对砂岩库的改造，或用空气喷堵，或库内加钢衬板。2.2、高低硅砂量要求名称SiO2Al2O3K2O+Na2O3水份高硅（内控指标）≥78%≤4%≤6%低硅（内控指标）≥15%≤4%≤6%低硅砂岩时常出现碱超标，此时应慎用低硅配料方案，有时采用高低硅和粉煤灰以及炉渣混合搭配，以降低生料的碱含量。3、铁质原料质量控制我厂铁粉资源来自马鞍山、庐江，繁昌等地区的选铁厂和选硫厂，现代选铁工艺较先进，因此铁尾砂的品位较低，一般铁30％左右，如果选硫不充分，就会造成铁尾砂含硫高，如果使用影响窑尾结皮，影响熟料质量。“铁矿石”实际上铁矿石尾矿，经过市场调研筛选，最终确定繁昌牛岭矿适合我厂使用，品位稳定，铁32％左右，含泥量少，不易结库，颗粒适中均匀，赤铁含量丰富，有利于煅烧。3.1、铁粉铁矿石的质量要求名称Fe2O3K2O+Na2O3SO3水份铁粉（内控指标）≥34%≤2%≤4%≤14%铁矿石(内控指标)≥34%≤2%≤4%≤7%3.2、铁粉铁矿石资源在生产中的利用我厂铁粉采购渠道较多，品质难以稳定，时常出现有害成份，为此，对每批铁粉实行进厂前预检，合格后进厂。实行定点堆放，定点取料，或者搭配使用，外观控制以“流动性”好为标准，粒径不能小于1mm，铁粉铁矿石结库现象很少。4、原煤资源的特点和选择4.1、燃料质量控制①燃料种类：烟煤、无烟煤等。②进厂原煤质量控制工业分析、水份。③入窑煤粉质量控制细度、水份、工业分析。抓好原煤均化。我厂原煤资源主要来自淮化集团，国投新集和贸易煤，品质中低，发热量20000KJ/Kg左右，属有烟煤，灰份波动大一般在22％-32％之间。煤的燃烧首先是挥发份的燃烧，挥发份是由烃类的CO、O2、N2等组成的混合气体，固定碳发热量大约是挥发份的1.5倍。二者共同构成火焰形态，灰份大则燃烧慢火焰长，适当的水份可提高煤粉燃烧的辐射热。4.2原煤的质量要求原煤（内控指标）固定碳≤40%灰分≤30%挥发分≥25%水分≤8%进厂煤要原则上应按供应产地分批对方，搭配使用，以稳定烧成用煤的灰分与热值，同时采取必要的预均化措施。储存量要保证至少10天以上，做到先进先用。当进厂煤质量发生较大变化时，一般通知供应部门查明原因，必要时暂停进场。并采取应急措施，调整控制指标，以适应其变化情况。我厂和热电分厂共用一个原煤堆场，全公司日均用煤约1600吨左右，堆场容量约2万吨，场地有限，没有预均化设施，加上采购渠道多，窑用煤成份波动难以避免，造成配料频繁调整和操作频繁调节。窑“热工制度”难以稳定。为此，我厂对每批进厂原煤及时预检，明确每批堆放位置和使用期限，以确定近期配料方案和操作手段。煤质的好坏对窑的产量及热耗有重大意义。高热值得煤能够强化煅烧，增加产量，降低热耗。煤的灰分绝大部分掺入熟料中，所以煤质的波动不但影响发热量的变化，同时影响熟料的化学成分，对熟料质量产生直接影响，因此尽可能稳定燃料的灰分波动幅度一般控制在目标值±2%。4.3、煤粉质量对入窑煅烧及熟料质量的影响：①影响窑热工稳定。②煤灰参与配料，灰份对熟料化学成份的影响，低灰份、高热值最好煤灰组分对熟料质量的影响：煤灰中的各组分直接参与熟料的化学反应。据新型干法窑优点是可使用劣质煤，但对原煤中的硫含量必须限制，一般全硫控制在小于1.0%。以防止预热器结皮。统计：由于煤灰的掺入，使熟料KH:降低0.04-0.16。SM:降低0.05-0.20IM:提升0.05-0.30。因此稳定原煤灰分是熟料率值稳定的基础。进厂原煤必须要求采取均化措施。5、粉煤灰炉渣的选择和利用我厂粉煤灰炉渣资源主要来自热电分厂，也有部分粉煤灰来自周边电厂，二者都是煤的燃尽物，成份大体相同，是铝质校正原料。5.1粉煤灰和炉渣的质量要求•粉煤灰烧失量≤8%水分≤1%fCaO≤1.5%Al2O3≥30%炉渣水分≤6%Al2O3≥25%5.2粉煤灰和炉渣资源在生产中的利用我厂“粉煤灰”通过空气输送和出磨生料一起参加在线配料，由于粉煤灰仓下料稳定性较差，时常会造成出磨生料成份波动，现在正着手技术改造或加气管吹堵或增加风送压力。“炉渣”在配料站参加在线配料，稳定性较好，但资源有限，一般阴雨天不能使用，避免堵料。6、电石渣资源的特点我厂电石渣是乙炔站利用电石生产乙炔的废渣，主要成份是Ca(OH)2，由于采购电石的渠道不同，因此电石渣成份有波动，有时CL离子超标，影响熟料质量，电石渣中Ca(OH)2较石灰石中CaCO3分子量小，分解温度低，但Ca(OH)2分解产物是水份，水份过多容易造成生料粉结球和预热器热交换效率低，因此生产中电石渣加量不宜过大。我厂“渣水平衡”环保任务重，因此电石渣的浓缩和压滤没有充分时间，水份控制难度大，必要时可采用新型絮凝剂和新型滤布，适当提高泵压。6、1电石渣的质量要求名称CaO浓缩水份滤饼水份电石渣（内控指标）≥65%≤70%≤38%6.2电石渣资源在生产中的利用我厂每天约消化400t电石渣干基，经浓缩压滤后的电石渣滤饼加入生料立磨参加在线配料，配合比约7％左右。因此加渣的稳定性至关重要。滤饼粘连滤布和下料口都会影响配料。针对如何降低滤饼水份，减少粘连和改变输送方式，正在进行探讨，摸索和尝试。四、生料质量控制1、生料均化链：矿山搭配开采→工厂内原料预均化→磨内粉磨过程均化→生料均化库均化2、控制项目①生料化学成份及三个率值②细度：细度对煅烧影响大，细度越细比面积越大，反应快，但要求过细会影响磨机产能且使电耗增加。③水份：水份小生料流动性良好，确保均化效果。3、入磨物料粒度：①从石灰石粒度及卵石粒度入手②粒度对产质量影响：a、粒度大，影响磨机产量。b、粒度大，致使喂料量产生较大波动，使各种物料配合比不能按要求均匀喂料，另外粒度大切不均齐的硬质物料在磨头仓中离析，磨内平衡被破坏使生料成份、细度不易控制。4、生料均化库均化。5、生料成份波动的原因及防范措施。原因：a、原燃材料成份波动。b、各种物料配比的波动。工艺设备不能满足配料要求：①、粒度不均齐，或粒度过大。②、计量设备精度差，计量不准确。③、磨头仓容量小，造成断料及物料压力难以稳定，影响下料量准确，均匀。④、物料水份波动。c、磨机工况影响d、生料化学分析不正确，误导配料，