③、煅烧操作不当。如加料、卸料和底火位置控制不当,容易影响窑内通风,低火不均匀,使煅烧温度和时间不足。特别是当窑内出现火柱、炼边结瘤、龇火、偏火、跨边塌窑等情况时,更容易产生生烧,有部分从风眼风洞漏下的料球,甚至完全是生料球。
④、生料成分不适当或波动大,生料KH值和N值过高,熔剂矿物不足,物料不易烧结;生料磨得粗,粘土中含砂量高等。
粉化料
粉化料有两种情况,一种是出窑后立即粉化;一种是放置一段时间后粉化。熟料粉化大致有三种方式:
晶型转变:在窑内或出窑后立即粉化,快冷可以防止此转变。
亚铁的水化:可以看到一些疏松的棕色熟料块存放一定的时间后表面就显示溪水现象,颜色变深并逐渐溃解成豆腐渣状的疏松砂粒。
石灰的消解:当熟料中有较多f-CaO时,在潮湿的空气中能够吸水,发生石灰的消解反应,其体积增加10%,从而使熟料胀裂而粉化。
产生粉化料主要有以下原因:
①、配料不当。KH过低,造成C2S含量高,窑内易结大块,底火拉长,熟料冷却慢,C2S发生晶型转变。
②、配煤不当。配煤不足或不均时,引起煅烧温度不均,C3S形成比较困难,C2S含量相应增多。或用煤量过多,风量、风压低时,窑的中心区往往形成还原气体,Fe2O3部分还原成FeO,FeO促使C3S分解成C2S和二次f-CaO还原块冷却慢,C2S易发生晶型转变而粉化。
③、煤灰含量过高。煤灰中SiO2含量高,尤其在煤粒度大,且料煤混合不均时,生成较多C2S,加上熟料冷却不好而产生粉化,以局部粉化为多。
④、KH值过高或熟料煅烧质量不好,熟料中就会残留较多的游离石灰,发生石灰的消解反应而粉化。
六、效果及经济效益计算:
1、节煤率的计算
若配热控制采用烧失量法,应通过配煤比或烧失量控制范围的降低多少来计算节煤率(加剂前后一定时期平均值的变化)若配热控制采用氧弹仪或热量仪测定方法,可直接通过加剂前后一定时期配热平均值的变化来计算节煤率。
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2、熟料台时产量提高率的计算
可取加剂前一周熟料台时产量的平均值和加剂后的熟料台时产量的平均值进行计算,应扣除因机械故障、操作等原因造成的停窑时间。
3、熟料3天强度提高率的计算
可取加剂前一周熟料3天强度的平均值和加剂后的熟料3天强度的平均值进行计算,(加剂后平均值—加剂前平均值)/加剂前平均值即为熟料3天强度提高率。
4、经济效益计算(以30万吨/年产量的企业为例) (1)、节煤产生的效益
例如某厂年耗煤5万吨,若节煤率10%,年节煤5000吨,平均煤价500元,年节煤款5000*500=2500000元,所需改性剂款=(50000—5000)*0.2%*15000=1350000元,纯利润=2500000—1350000=1150000元
(2)、提高台时产量产生的效益
若提高台时产量10%,年提高水泥产量约25000吨,吨水泥利润按20元计,全年可多获利500000元。
(3)、提高熟料强度产生的效益
若提高熟料强度5%可全年增加辅材15000吨左右即少用15000吨左右的熟料,剔除生产费用,每吨按130元计,可获效益为:15000×130=1950000元。
综合效益1150000+500000+1950000=360万元。相当于在30万吨/年的机立窑上应用,吨水泥提高效益12元左右。以上节电和人工费的节省未计算在内。
附三率值及液相量的计算公式
KH值--石灰饱和系数,表示熟料中全部氧化硅生成硅酸二钙和硅酸三钙所需的氧化钙含量及全部氧化硅生成硅酸三钙所需的氧化钙最大含量的比值。KH高,反映出熟料中C3S含量高,熟料强度高,凝结时间短,熟料质量好;但若KH过高,则生料易烧性差,底火发散,很难形成稳定的底火,操作难,熟料f-CaO含量增加,安定性不好,而且熟料热耗增加,产量低,当生料中结晶SiO2含量低、石灰石结晶均为微晶,煤的发热量、挥发份较均匀稳定、且符合立窑煅烧要求,生料成分均匀稳定,窑体结构基本合理,且预热带与烧成带保温较好,料球粒度、强度等均匀稳定,在这些情况下饱和系数应偏高掌握,否则相反;一般可控制KH值在0.92左右较好。
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CaO—1.65Al2O3—0.35Fe2O3 KH=
2.8SiO2
N值(也有用SM表示)--硅酸率,是控制熟料中氧化硅与氧化铝、氧化铁之和重量比的参数。硅酸率高的熟料磨制水泥强度下降少,反之则多。熟料硅酸率高,则熟料中硅酸盐矿物(C3S+C2S)含量高,在KH值相同时,硅酸率N高,熟料中C3S也相应提高。,但N值过高使熟料煅烧中液相量过少,料发散,对烧成不利。一般可控制N值在2.1左右较好。
SiO2
N =
Al2O3+ Fe2O3
P值(也有用IM表示)—铝氧率,是控制熟料中氧化铝与氧化铁含量重量比的参数。铝氧率高,熟料中生成的C3A多,有利于熟料早期强度的发挥,凝结快、凝结时间缩短,同时铝含量增加,液相粘度增加,使底火坚实有利于用大风提高立窑产量,但铝率过高使粘度过大,也不利于熟料烧成。一般可控制P值在1.5左右较好。
Al2O3 P =
Fe2O3
其中CaO、SiO2、Al2O3、 Fe2O3代表熟料全分析化验所得重量百分比值。三率值越高料越不好烧。一般水泥厂KH=0.92,N=2.1,P=1.5,高于5%的料较难烧。自从实施新的强度检验方法(ISO法)后,条件具备的水泥厂配料都往高硅低铁方案靠近。
液相量的计算:在生产水泥熟料的过程中,当煅烧温度达到一定高度时,物料就会
产生液相,其多少与温度高低成正比关系。温度越高,产生的液相越多,否则相反。液相量多少,决定物料是否好烧,同时也决定硅酸三钙能否快速形成,完全反应。当温度不变而液相过多时,则说明物料中Al2O3、 Fe2O3含量过多,表现出易烧结大块,形成硅酸三钙含量相对降低,烧成的熟料强度不会高,一般液相量控制在20%—30%之间。不同温度下液相量的计算公式也不一样:
(1)P大于1.38时 W=6.1F+R (2)P小于1.38时 W=8.2A-5.22F+R W—熟料中液相的百分含量
R—熟料中MgO、K2O、Na2O、CaSO4及其它杂质的百分含量 P—铝氧率
A—三氧化二铝的百分含量
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F—三氧化二铁的百分含量
当温度在1340℃左右时计算公式如下: W=3.03 Al2O3+1.75 Fe2O3+R
当温度在1400℃左右时计算公式如下: W=2.95Al2O3+2.2 Fe2O3+R
当温度在1450℃左右时计算公式如下: W=3.0Al2O3+2.2 5Fe2O3+R
一般都按1450℃的公式计算液相量 物料从窑顶加入到烧成熟料卸出的时间 T=H/ω
其中T为卸出的时间,单位为小时,H为窑的高度,单位为米,ω为物料平均向下运动速度,单位为米/小时
G ω= 0.785×D2×1.3
其中G为熟料台时产量,单位为吨/小时,D为窑径,单位为米。
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