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过程质量对水泥生产电耗的影响与控制
过程质量对水泥生产电耗的影响与控制
——水泥行业节电工作专题会议演讲材料刘仁德
一、正确评价和认识过程质量对电耗的影响:
水泥工业是耗能大户。
近年来,随着新型干法水泥生产的迅猛发展,回转窑在热利用水平上有了大幅度提高。
有效热利用率由过去的25-30%提高到了≥60%。
但是,在电能的有效利用方面,我国大部分水泥企业,目前还没有显著的提高,水泥生产综合电耗一般都在90kw.h/t左右。
其中:
生料粉磨电能消耗约:
18—23kw.h,水泥粉磨电能消耗约30—35kw.h.。
在水泥生产中,粉磨原燃材料和水泥所消耗的电能占了水泥生产总耗的60~70%,但该部分电能的有效利用率仍处于较低水平。
面对水泥市场的激烈竞争,必须采取有效措施降低生产成本,而降低生产综合电耗的节约空间最大。
因此,分析研究并梳理在水泥生产过程中,各个生产环节的节电工作控制要点,降低水泥生产的过程分步电耗,是挖潜增效、降低生产成本的重要手段。
水泥生产过程中,影响电能消耗的因素是多方面的,降低电能消耗,不能完全寄托于先进的生产设备和优化的生产工艺,应该充分认识:
质量参数对电能消耗同样会产生巨大影响。
掌控质量参数对电耗的影响也是至关重要的。
要提高质量参数对电能消耗影响的认识,就需要进一步提高对产品品质评判标准的认识。
对产品是否优质的评价,不能仅评价产品品质的优劣,还要结合产品在生产过程中的能源消耗情况进行综合评价。
过程质量决定产品质量,产品质量必须从源头抓起。
评价质量参数对电能消的耗影响,也不能仅对单个工序进行评价,而应该对整个生产系统的能源消耗状况进行综合评价。
二、生料粉磨过程的质量控制:
2.1、将生料磨的更细一点.
将生料磨的更细一点:
将节省熟料煅烧所用的燃料;将节约水泥粉磨所耗用的电能。
生料的粉磨细度与其成分配比,原料的性质、均匀性系数、物料的水分等关系密切。
是优质高产低能耗生产水泥熟料的前提条件。
生料细度之所以重要,原因在于它将对物料的易烧性构成影响。
众所周知,熟料煅烧的主要过程是原料之间固相反应的过程。
回转窑内的物料煅烧,在C3S形成之前,首先进行的是固相反应。
物料之间在温度1100—1200℃的区间范围内,通过固相反应产生大量的C3A、C4AF。
同时,C2S含量亦达到最大值。
固相反应是固体物质通过表面接触进行的反应。
生料粉磨的越细,组分之间接触面积就会越多,固相反应速度就会随细度的增加而加快。
有利于熟料的煅烧和硅酸盐矿物的形成。
但是,过高的粉磨细度,又势必导致磨机台产的降低,粉磨电耗的增加。
所以,要做到在降低粉磨电耗的同时,又能优化回转窑内物料的固相反应速度,就必须对粉磨物料的细度做出恰当的选择。
更细的生料细度,应根据原料中各种物料的性质具体确定,磨细的细度就是适宜的细度!
武工大曾通过不同生产条件的试验和实践,提出生料适宜细度为80µm筛余<12%;大于150µm的粗颗粒筛余<1.5%。
目前,得到生产企业较为普遍认可的比较优化的控制指标是:
80µm筛余:
12—15%。
磨细的细度≡适宜的细度=固相反应速度的提高+生料粉磨电耗的降低。
2.2、最佳生料筛余量:
由于窑内物料的反应速度与颗粒尺寸的平方成反比,因而在生料粉磨过程中,即使有少量的粗颗粒物料存在,也会导致延缓固相反应过程的完成。
通过粉磨作业可以证实,在生料中存在的粗颗粒物料,主要就是原料中带入的粉磨难度大的成分,同时它还会加剧物料间固相反应的困难。
因此,在进行粉磨作业,控制生料细度时,保证生料中细颗粒含量固然重要,但更要重视对大于200µm粗颗粒的控制,保证生料质量的均匀性。
生料质量的均匀性包括化学成分的均匀和细度的均匀,两者相互干扰影响,并直接影响到熟料的易烧性。
因此,同是粉磨作业,对生料粒径分布范围的要求与对水泥的要求却迥然不同。
在粉磨生料时,要重点控制颗粒粒径的均匀性,生料的颗粒分布范围越窄,均匀性越好,越有利于熟料煅烧。
对过程质量的控制,就是要采取措施尽力保证生料颗粒的均齐,使颗粒粒径分布在较窄的范围内。
国内外很多企业的生产实践证明,小于200µm的生料就能满足于煅烧需要。
为充分发挥粉磨系统综合性能,合理控制生料颗粒粒径,减轻熟料煅烧难度,就应逐步调整质量控制理念,把现在的细度控制指标的以80µm筛余为主,调整为以控制200µm筛余为主。
对生料细度控制,最佳生料筛余量可控制为200µm<2%。
实践证明:
这样的设计可以实现良好的易烧性目标。
2.3、控制石灰石中游离硅:
减少生料的筛余,尤其是硅质的筛余,会降低熟料煅烧温度,降低研磨电耗。
同时也会有利于熟料和水泥强度性能的发挥。
随着科技的进步,目前水泥生产原料的利用已经实现了石灰质原料低品位化,硅、铝质原料岩石化,铁质原料废渣化。
随着低品位石灰石被广泛采用,在原料中不可避免地会混入某种杂质和有害成分。
为保证生料的易烧性,就必须高度重视对有害成分的处理。
当石灰石中燧石(f-SiO2)或石英含量增大时,由于燧石结构致密、质地坚硬、耐压强度高,很难磨细。
并且化学活性还很差,反应能力较无定型SiO2低的多,这种石灰石对粉磨及煅烧的负面影响都非常大。
据实测,石灰石中燧石含量每增加3.5%,易磨性则要增大20%。
生料的粗颗粒中主要就是含有这两种组分。
为减少有害成分对物料易烧性的影响,只能对生料的粉磨细度提出更高的要求,导致粉磨电耗增加。
Heilmann对此进行了专门研究,并导出石英、燧石的粉磨极限粒径为44µm,方解石的极限粒径为100—150µm。
国外也习惯用此控制生料的粉磨细度。
如:
美国控制方解石为150µm筛余<5%;石英75µm筛余<0.5%,前苏联控制方解石<100µm;石英<30µm。
由此可见,既要满足生料筛余量,同时也要满足筛余颗粒的允许粒径,是生料粉磨的主要任务。
为减轻有害成分对粉磨和煅烧的影响,在水泥生产的原料选取时,要尽量做到原料中不含或少含燧石结核。
控制石灰石中游离硅含量≤4%。
当f-SiO2含量高时,为了减少影响,还需要采取对应措施降低游离硅的筛余量45µm(<2.5%)。
2.4、优化生料易磨性:
用于生料配料的各种物料,由于各自的粉磨特性不同导致易磨性分布范围很宽,对粉磨作业的影响也因为易磨性不同而差距较大。
对导致各种原料易磨性不同的影响因素,许多资料大致定性为,与物料的风化程度、断裂结构、晶型变态程度、胶结性质、颗粒尺寸和水分,以及f-SiO2的含量等有关。
以石灰石、粘土、铁粉三组分配料的生料,易磨性主要取决于石灰石的易磨程度。
虽然由于地质成因的特征类型决定,不同地域的石灰石矿山,生成环境不同,石灰石的理化指标不同。
易磨性也不相同。
但在石灰石原料选取时,都要把控制f-SiO2的含量作为的优化生料易磨性的重点,
为优化生料易磨性,对硅质原料的选取也非常重要。
当硅质原料中含有较多的石英砂(结晶型SiO2)时,由于结晶型SiO2质地坚硬,易磨性差,对设备的磨损严重,很难磨细;而更重要的不良影响,是由于结晶型SiO2在加热过程中只会发生晶型转变,晶体并未受到破坏。
而未被破坏的晶体很难参加固相反应。
在熟料煅烧过程中,固相反应的速度就会明显降低,特别是原料中含有粗颗粒石英时,这种影响更大。
生料中的硅质原料,现已逐渐由粘土类向岩石类转化。
以采用页岩、泥岩、粉砂岩等据多。
因此,在选择硅质原料时一定注意,要求减少原料中的石英砂含量。
选取硅质原料,当主导矿物是高岭土时,由于其活性大,在加热时就能将其晶体破坏,分解出游离态的SiO2和Al2O3,在800℃以下就能和石灰石中的CaO甚至直接和CaCO3进行固相反应。
可以促进CaCO3的分解过程生成低钙矿物,是首选原料。
反之,如果原料中的主导矿物是蒙脱石或伊利石,由于其活性差,导致CaCO3的分解速度变慢,就应该不选或少选。
2.5、配制易烧性好的生料:
生料的易烧性是指生料在煅烧过程中形成熟料的难易程度。
易烧性指标与生料率值特别是KH、SM有关,评价生料易烧性有很多经验公式。
利用生料的化学成分和率值可得到生料易烧性算式。
配制易烧性好的生料,要注意控制以下几点:
(1)要高度重视生料细度对易烧性的重大影响。
由于物料反应速度与颗粒尺寸的平方成反比,要使煅烧过程的固液相反应容易进行,就必须增大物料之间接触面,生料的粉磨过程,也就是保证细度能够满足易烧性要求所必要的生产过程。
要通过生产经验的积累,找出最适宜的细度和最佳生料筛余量。
(2)为充分利用不可再生资源,各企业都扩大了资源的利用范围,这就可能会导致用于生料配料的物料中带入的杂质增加,某些组分会给熟料的矿物形成带来困难。
影响易烧性。
如:
石灰石中的燧石、石英,硅质原料中的石英砂(结晶型SiO2)等;为保证易烧性需要,就要求粉磨的细度更细;否则,为满足配料和易烧性要求,就需要调整或进行原料资源搭配,届时采取何种措施,要慎重进行系统经济分析决定取舍。
(3)充分认识生料化学成分和细度均匀性的关系,调整生料细度控制方式和生产操作手段,把生料细度逐步转移到以控制200µm筛余为重点;保证生料颗粒的均齐,使颗粒粒径分布在较窄的范围。
为实现生料质量的均匀性奠定基础。
(4)根据各地不同原燃材料的特性,制定、优化生料配料方案,坚决落实并严格考核。
同时要密切关注生产过程中原燃材料品质的变化,及时予以调整。
以保证生料化学成分的均匀性。
达到生料质量均匀性的控制目标,提高生料易烧性。
三、煅烧质量对生产电耗的影响:
3.1、煅烧过程中的熟料质量控制指标:
根据质量参数对电能消耗的要求,对优质熟料的判定标准,是在f-CaO含量和熟料立升重控制合理,熟料强度高的基础上,达到实现进一步优化的能源消耗目标。
熟料煅烧过程中的质量控制指标,是对入窑物料配比的合理性和回转窑操作技能的综合考核。
f-CaO含量和熟料立升重是检验熟料煅烧质量必需的基本指标。
由于对熟料品质的影响因素较多,配料率值、生料细度与均化效果、熟料煅烧、窑内气氛及操作人员的技术水平等,任何因素发生波动,都会导致熟料品质产生异常。
熟料中的f-CaO含量高,影响水泥的安定性和强度。
安定性不良的水泥,会导致水泥制品的变形或开裂。
对熟料立升重的检测则反映了熟料结粒的致密程度。
参考f-CaO含量、熟料的结粒情况,并结合对熟料的外观检测,可以对熟料强度和矿物组成进行初步定性判断。
在生产过程中,依据对控制指标的检测结果,就可以及时地跟踪分析造成异常的原因,判断并纠正主要的影响因素,调整相关工艺参数,指导回转窑操作,并且还可作为对配料适宜性调整的参考。
这对于提高熟料质量,降低生产能耗是非常必需和行之有效的。
随着用于配料资源利用范围的不断扩大,各种工业废渣也开始用于生料配料。
这就需要重点关注物料中带入的SO3=、R2O、Cl—等有害成分在煅烧过程中对熟料质量的影响。
在配料时,注意硫、碱含量的平衡和对配料的适宜性。
若熟料中的SO3增加,超过了碱对SO3饱和度的要求,则熟料的细度和电耗均会增加。
生产过程中对硫酸盐饱和度(SG)的控制计算可采用下式:
SG=SO3÷(1.292Na2O+0.85K2O)%
一般要求:
控制SG在40--70%之间。
如果SG过低,就会提前出现高粘度的液相量,如果熟料中增加了过量的SO3,就会产生易磨性很差的飞砂料。
……如果:
SO3>Na2O.K2O。
就需要更细的熟料;
就要增加水泥磨研磨电耗。
+1%过量的SO3→+5Kwh/t(350㎡/kg时)。
过量的SO3=SO3熟料-1.292×(%总的Na2O当量)。
3.2、合理控制熟料中的f-CaO含量:
水泥从业人员无不熟悉,f-CaO是熟料煅烧过程中质量控制的重要指标。
它量化了在熟料煅烧过程中CaO与SiO2、Ai2O3、Fe2O3结合后的余量值。
f-CaO的剩余程度会直接影响到熟料的安定性与强度。
因此,各企业对f-CaO指标都比较重视,把f-CaO≤1.5%的通用指标作为控制熟料质量和考核中控操作的重点控制项目。
有些企业甚至片面地认为f-CaO越低,熟料的煅烧质量越好。
并没有认真分析过低的f-CaO给生产管理带来的负面影响。
只强调了≤1.5%的f-CaO合格率。
虽然通常都会认为,f-CaO的变化波动主要是中控操作不当造成的;把操作员当作了主要考核对象。
而实际上,导致f-CaO波动变化的原因是多方面的。
固然,由于操作原因,窑内热工发生了较大变化,会造成f-CaO波动;但是,当物料配比、生料细度发生变化,操作跟进尚未见到收效时,也会产生较高的f-CaO;不好一概而论。
而且,当生料成分中CaO过高或生料中存在粗颗粒晶体时,采取强制煅烧压低f-CaO,煅烧的熟料往往会呈过烧甚至“死烧”状态,强度不高且缺乏活性。
不仅影响熟料质量,还造成电耗和煤耗的升高。
这种片面追求低f-CaO方式是很不可取的。
同时,还应认识到,f-CaO指标不仅是一个过程质量的控制指标,更是一个与生产成本密切关联的重要经济技术指标。
据有关资料报导,在熟料煅烧过程中,f-CaO每降低0.1%,熟料煅烧热耗就要增加58.5Kj/kg-cl,这种相关性,在f-CaO≤0.5%时更为密切。
并且,用这种熟料磨制水泥时,水泥的系统电耗要增加0.5%。
因此,应避免为追求低f-CaO,进行“过烧”操作。
同时,还需要对f-CaO的控制指标定一个合理的下限,以控制过烧,而不应该只是笼统的将控制指标订在1.5%以下。
为发挥控制指标的经济实用性,综合考虑f-CaO考核的质量控制和经济技术双重职能,有必要对熟料f-CaO的上下限都进行考核,放宽上限指标,增加下限指标。
在操作中熟料f-CaO控制在0.5—2.0%之间。
下限指标定在≥0.5%。
将熟料f-CaO控制指标调整为1--2%。
是相对更为符合生产实际的。
3.3、对燃料筛余量的控制:
燃煤的燃烧反应能力与其挥发分含量成正比,碳粒的燃烧速度则与颗粒粒径的平方成反比。
煤质不同,挥发分不同,烟煤与无烟煤之间的差距更大。
由于燃料中粗颗粒燃烧需要更长的时间,为保证煤粉的燃烧充分,在煤粉燃烧时,对煤粉细度控制,还要对粗颗粒粒径进行控制。
煤粉在燃烧时要达到足够的反应能力,煤质和颗粒细度是两个重要的必备条件。
粉磨煤粉的目的,就是为保证煤粉的充分燃烧提供所要求实现的颗粒粒度。
研究表明:
在相同的停留时间下,煤的挥发分越高,煤粉粒度可以略粗;煤粉的细度相同,挥发分越高,燃烧速度越快。
在回转窑内,当挥发分含量降低时,煤粉的燃烧速度也相应降低,但窑产量及温度的变化并不十分明显。
可是当煤粉颗粒变粗时,熟料的热耗也随之增大,两者成正比发展。
并且熟料中的f-CaO也有所增加。
由此可得出结论:
煤质不同,煤粉细度不同,虽然对熟煅烧的影响程度不同,但都会对燃烧时间构成影响;在生产中,当煤质发生变化时,应根据煤粉中挥发分的含量来确定煤粉的细度。
选择合理的煤粉细度是节能降耗、优化回转窑热工制度的基础。
煤的易磨性具有两大特点:
一是煤的产地不同,粉磨功指数的分布很宽,实际测量显示值在16--30Kwh/t之间,最大差值可以成倍增长。
二是难磨性突出,生料的粉磨功指数一般仅为9—12Kwh/t,熟料的功指数普遍也仅在20Kwh/t左右。
但即使功指数为16Kwh/t较易粉磨的煤,其难磨性也高于生料接近熟料。
可见,对煤粉细度选择的合理,既能优化煤粉燃烧条件,又能降低粉磨电耗,能够取得一举两得的效益。
根据挥发分含量来确定煤粉细度经验式有很多,现例举几个生产简易算式:
90µm筛余量≤0.5×挥发分%。
也有推荐:
80µm筛余量≤0.4×挥发分%。
或:
75µm筛余量≤0.5×挥发分%;
为优化回转窑煅烧,有的专家对细粉中的粗粒,根据煤的类型作出如下规定:
200µm筛余<1.0%;也有建议采用:
150µm筛余<0.5%的,至于哪个算式的计算结果更符合生产实际,各企业需据情况确定。
同时,对煤粉中水分的要求:
控制范围以<1.5%为宜。
3.4、熟料中的主要矿物与电耗:
在水泥熟料中,C3S是对性能起主导作用的最重要矿物。
在所有矿物组成中占据比例最大,熟料中的C3S含量最高可达65%,在我国水泥企业中C3S含量现已逐步控制到55--60%左右。
水泥的凝结和强度的发展,主要是依靠C3S逐步水化为各种组成的C-S-H胶凝体(雪硅钙石)所起的作用。
C3S从开始水化直到28天都在发挥作用。
与C2S比较,C2S主要是对后期强度的影响,而在前六个月内对熟料强度作出的贡献主要是C3S。
在强度的发挥上,主要取决于C3S和C2S的比值。
比值越高,C3S发挥的作用越大。
虽然C3S有着优异的水化性能,并且矿物的易磨性也优于C2S。
但经研究发现,C3S的结晶发育程度,对粉磨电耗有很大影响。
国外有专家通过试验室测试技术,归纳出一个易磨性系数经验式(比表面积:
350㎡/kg):
K=33.4×0.32C3SN+0.27C2S-13.2TEA
式中:
C3SN:
为平均阿利特尺寸。
µ
C2S:
为贝利特占有百分比。
%
TEA:
磨内助磨剂用量。
%
由上式可以看出,当水泥比表面积控制在350㎡/kg时,熟料的易磨性系数与阿利特平均尺寸的约10倍成正比。
即:
阿利特结晶平均增大1µ,电耗就要增加9倍。
而与C3SN比较,贝利特的影响就小很多。
从C3S的岩相观测知道,快速升温时阿利特尺寸在15—20µm,而慢速加热生成的阿利特尺寸为40—60µm或更大。
因此,C3S在熟料中占有比例的大小和结晶发育的好坏,不仅关系到熟料和水泥的强度指标,而且还要影响到熟料易磨性的经济消耗指标。
C2S在熟料中含量一般在20%左右。
熟料中的C2S并不是以纯的形式存在,而是溶进了少量其它氧化物形成固溶体,称为B矿,或称贝利特。
B矿凝结硬化慢,早期强度低,但在28天以后,强度仍能很快增长。
约一年后能达到A矿的强度。
正常熟料的C2S都以β-C2S形式存在,当回转窑烧成带温度低、液相量不足,窑内还原气氛严重时,在熟料中生成的C2S含量升高;熟料冷却速度慢,温度在低于500℃时,C2S容易由β--C2S型转变为几乎无硬性的γ-C2S,体积要膨胀10%,并且要造成熟料粉化。
与C3S相比,C2S的易磨性很差。
在相同的比表面积下,研磨电耗随C2S含量的增加而增加,随C3S的减少而减少。
是难于研磨的C2S。
+10%C2S(或-10%C3S)=>+5Kwh/t(3500cm2/g)。
3.5、“快烧急冷”是优化熟料活性的重要措施:
良好的反应活性和水化速度、相对较高的熟料强度和较低的粉磨电耗,是熟料品质优良的表现。
要实现上述目标,除了熟料要具有有合理的化学成分和矿物组成外,还必须使原料得到充分合理的煅烧。
化学成分和计算矿物组成相同的水泥,水化速度也可能会显现出明显的不同。
熟料的生产方法和烧成过程,如:
窑型、烧成温度、烧成制度和冷却速度等不同,都要会影响到熟料的物相组成和分布,影响到所形成晶粒的大小,晶体的缺陷浓度。
真实的晶体总不会完善,会存在缺陷,它们的固熔体更是这样。
正是晶体结构的差异和位错密度影响着它们的水化速率。
回转窑燃烧带的热力强度和煅烧气氛、升温速率、煅烧温度和保温时间,熟料的冷却速度和效果,对熟料的晶相组成、结构和形状都有很大影响。
试验结果表明:
煅烧充分、温度高,、升温速率快和急冷的硅酸盐水泥熟料28天的抗压强度最高,熟料的易磨性最好。
因此,“快烧急冷”是提高熟料品质的重要措施。
所谓“快烧”:
就是在有足够高的烧成温度,能够保证熟料充分煅烧的前提下,使熟料快速烧成并通过高温带。
这样就可以得到晶体细小、发育不完全、晶体缺陷浓度大,且f-CaO含量不高的熟料。
经过“快烧”的熟料反应活性大、水化速度快,对水泥的各龄期强度尤其是3天强度发挥都很有利。
“急冷”即:
使出窑熟料在冷却机内得到迅速冷却。
熟料被迅速冷却后,可使阿利特晶体停止发育,继续保持晶体细小,晶格缺陷、位错密度大的特性。
通过快速冷却的熟料,A矿尺寸能够达到<30µm。
同时,通过急冷可以有效抑制有水化活性的β-C2S转变成无水化活性的γ-C2S。
熟料中的液相也会较多地凝固成玻璃相。
高温熟料在急冷过程中,形成的方镁石晶体细小,甚至部分还是玻璃态。
会加快MgO的水化速度,改善含镁较高水泥的安定性。
使熟料强度和水化速度进一步提高。
由于粗大的晶体在粉磨时要消耗更多的能量,采用“快烧”法烧成的熟料矿物晶体细小,发育不良,有较好的易磨性,“急冷”使熟料中液相形成晶体的数量减少,玻璃相增加,更进一步改善了易磨性。
因此,在化学成分和矿物组成近似的情况下,快烧急冷的熟料具有更高的水化活性,熟料强度甚至可以提高一个标号,易磨性也大为改善。
3.6、烧成带热且短烧出易磨熟料:
为了给回转窑产质量的提高提供可靠保障,企业首先就要做到,根据生产实际尽最大能力保证原燃材料的“均质”。
而中控操作的控制目标,就是在原燃材料“均质”的基础上,保证烧成系统热工参数在生产运行中控制的平衡稳定:
1、保证预分解系统的分解能力和回转窑烧结能力的平衡稳定。
2、保证回转窑的发热能力和传热能力的平衡稳定。
3、保证窑内物料填充率和回转窑转速的平衡稳定。
在上述的三个平衡稳定中,回转窑的烧结能力:
是指窑内物料固相反应和熟料烧成的能力。
根据热化学反应理论,在熟料烧成阶段,主要是C2S与CaO起化学反应生成C3S。
C3S的形成是CaO溶解,并以Ca2+的形式在高温液相中向C2S扩散来实现的。
溶解过程耗用的时间长,在液相中扩散的速度快,C3S的形成主要被CaO溶解过程所控制。
为提高烧成温度,促进C3S的快速生成。
在中控操作中,就要时刻注意原、燃材料成分和细度均匀性的变化,保持风、煤、料的适当配合,保证煤粉的完全充分燃烧。
在提高预分解系统分解能力的基础上,保证回转窑的发热能力和传热能力的平衡稳定,以快速提高窑内的升温速率和物料煅烧温度。
这样,不仅能够提高CaO的溶解和扩散速度,同时,C2S的溶解和扩散速度也会提高,使化学反应速度加快。
据资料报道,煅烧温度从1360℃提高到1420℃时,就会使烧成时间减少一半左右。
温度愈高,熟料形成速度愈快,烧成时间缩短。
就可使回转窑速得以提高。
为提高熟料烧成温度,中控操作中还要注意二次风温度的提高。
回转窑内火焰温度是在入窑二次风温的基础上提高的。
二次风温度高,为满足烧成带对火焰温度的要求奠定了基础。
火焰可能达到的温度就越高。
温度较高的二次风有利于窑内火焰的传播,会明显地缩短并有利于保持一个稳定火焰的黑火头长度,为控制煤粉燃烧过程,提高燃烧速度,保持合理的火焰形状创造了条件。
同时,由于二次风温的提高,缩短了回转窑内冷却带长度,出窑熟料温度升高使熟料易磨得到改善。
但是在操作中,烧成温度也不能过度提高,当烧成温度过高时,高温熟料会被窑壁带的很高,回转窑的转动力矩增大。
同时,烧成温度控制过高,即使没有造成生产事故或埋下隐患,也会因“过烧”影响熟料质量,并导致窑电流升高,增加烧成电耗。
因此,一般认为,烧成带的温度以稳定保持在1600--1800℃为宜。
相对较短的烧成带可提高熟料的易磨性并增加水泥的强度。
窑电流在操作稳定、熟料产质量均好的情况下达到最小值,即是优化操作。
在这种煅烧状态下烧出的熟料熟料的强度高、活性大,易磨性好。
四、最大限度地节省水泥粉磨电耗:
4.1、实现对水泥比表面积的最佳控制:
在粉磨过程中对水泥粉体状态进行合理控制,主要就是控制水泥的磨细程度。
即:
水泥细度和比表面积,颗粒分布和颗粒形貌。
4.1.1、目前控制方法的缺陷:
(1)对水泥细度的控制:
水泥细度直接影响着水泥的凝结、水化、硬化和强度等一系列物理性能。
在一定的粉磨工艺条件下,水泥强度与其细度有着一定关系。
水泥的筛余量越小表示水泥越细,强度越高。
但是,目前采用的0.08mm方孔筛筛余控制细度的方法,暴露出较多问题:
A、为充分发挥水泥的水化活性,现在水泥粉磨得都非常细,如仍沿用0.08mm方孔筛作筛余,筛余量基本都在1%左右甚至更低,0.08mm的筛余已不具备对水泥粉体状态的代表性,失去了控制意义。
B、细度值是指0.08
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