2015-07-22 08:46:57 來源:水泥人網

邢臺中聯完全使用工業廢物生產優質熟料的實踐

我公司2 000t/d 生產線于2003 年5 月投產試運行, 回轉窯規格為Φ4.0m×56m, 生料立磨規格為MLS3626,配置Φ2.8m×(5+3)m 風掃煤磨。為了合理利用和節約資源,保護環境,降低生產成本,實現可持續發展, 我公司自2013 年2 月開始完全利用工業廢渣生產水泥熟料,并取得了較好的效果。

1 工藝方案

1.1 原材料的來源及調配

1.1.1 石灰石碎屑

石灰石碎屑是巖石開采過程及破碎過程中產生的細粒副產品。顆粒多棱角,針片狀含量大,化學成分與塊狀石灰石相似,CaO 含量較低(40%~45%)。

對于礦點和骨料廠而言, 石灰石碎屑產量較小,為了保證供應,在周邊選擇了6 家供應商,這就造成對均化的要求特別嚴格。供貨時,每個供應商的儲量不得小于3 000t,并且要鏟車上垛,完成初步均化。指派兩名質檢人員每兩天對所有貨源進行抽檢,拿出合理的搭配比例,協調車輛運輸至我公司,根據搭配方案進行卸車。然后使用自動堆料機進行預均化,自動取料機取出后,入調配庫。

1.1.2 硫酸渣

硫酸渣中Fe2O3含量≥18%, 進廠后經上料皮帶運送至自動堆料機進行預均化, 然后通過鏟車上料,運輸至調配庫。

1.1.3 砂巖碎屑

砂巖碎屑是玻璃廠產生的工業廢物,SiO2≥80%。由于在玻璃的生產工藝過程中,已經經過了類似均化的工藝過程,品質非常穩定,利用鏟車實現均化即可。

1.1.4 煤矸石

煤矸石的礦物組成主要為高嶺石和水云母等黏土礦物。進廠后經過破碎機二次破碎后運送至自動堆料機進行預均化,然后運輸至調配庫。

1.2 生料控制指標

控制出磨生料80μm 篩余≤18%,200μm 篩余<1.5% ,KH 合格率≥75% ,n 合格率≥85% ,P 合格率≥85%,粉磨后入生料均化庫。

1.3 檢驗項目及頻次

石灰石碎屑堆場每天兩次,硫酸渣、煤矸石和砂巖碎屑每批一次,調配庫下混合料每2h 一次,出磨生料每1h 一次,入窯生料每2h 一次。

1.4 生料配料計算

原材料化學分析見表1,煤的工業分析見表2,原料配比見表3,生料和熟料的化學分析見表4。

2 遇到的問題及解決方法

2.1 破碎機臺時產量低、電耗高

由于石灰石碎屑大部分為粉狀物料, 粒徑≤5mm,物料輸送緩慢,造成了破碎機臺時產量低(平均在250t/h 左右),電耗高,不能滿足生產需求。

解決方法:經過研究決定,投資20 萬元,在破碎機出料皮帶上面設計添加一個漏斗狀喂料裝置,停止使用破碎機,物料直接到達輸送皮帶,這樣臺時產量提高到350t/h,滿足了生產的需要。

2.2 生料磨振動大,料層不穩定

由于原材料中只有煤矸石為顆粒狀,其他原材料均為粉狀,物料與料床的摩擦力減小,料層不穩定,并且由于物料顆粒變小, 在磨盤上所受離心力相應減小,排渣量減小,磨內物料懸浮顆粒增多,磨內壓差變大,當增加產量時,容易造成塌料。

解決方法:

1)調整磨輥壓力,由12MPa 調整為10.5MPa。

2)對磨內噴水系統進行重新整改,改造前噴水管為三根直管成120°角對稱分布, 并且水管離磨盤偏近,容易對料層形成沖擊。經過改造,在選粉機下料管周邊安裝了環狀噴水裝置,噴灑更加均勻,并且該位置離風環較遠,旋風對水流的影響減小。

3)對選粉機進行了改造。原來選粉機下料管距離磨盤的距離為800mm,選粉機內漏風嚴重,容易造成塌料,將下料管與磨盤距離改為400mm,并且在周圍加一圈耐高溫鎖風鐵皮,解決了選粉機內漏風現象。生料磨運行參數對比見表5。

2.3 鵝頸管積料、煙室結皮嚴重

由于工業廢渣中堿、鎂含量較高,成分比較復雜,物料最低共熔點降低, 在保證入窯分解率的前提下,分解爐出口鵝頸管積料嚴重,影響通風,造成分解爐本體和出口溫度高, 正常值為900℃, 結皮后達到950~1 000℃,并且還塌料;煙室處結皮嚴重,窯內出現還原氣氛,熟料夾雜黃心,游離氧化鈣偏高,熟料強度偏低。

解決方法:

1) 在鵝頸管水平位置和煙室各設置了兩個空氣炮,進行定期吹噴。

2)將煤粉80μm 篩余由8.0%降低到6.0%,將煤粉水分由4.0%降低到3.0%,縮短煤粉的燃燒時間。

3)制定新的工藝制度,在鵝頸管處搭建平臺,增開兩個200mm×200mm 側門,每隔3h 人工清理一次,煙室處每隔2h 人工清理一次, 保證窯尾壓力為-150~-250Pa,窯尾溫度為1 000~1 100℃。

2.4 燒結困難,窯皮偏薄

由于使用了夾雜白色或者淺色大塊的煤矸石,導致生料中結晶二氧化硅偏多,燒結困難,窯皮偏薄,筒體溫度高。

解決方法:通過對周邊幾個煤矸石貨源的調查和試驗,為了控制結晶硅的含量,制定了新的驗收標準,要求Al2O3≥20%,SiO2≤56%,煤矸石顏色必須純正。

2.5 熟料結粒較差,冷卻不好

熟料結粒較差,冷卻不好,二次風溫降低,篦冷機頻繁壓死,起料堆,有時堆到窯口位置,甚至形成大塊,造成篦床內風的分配不均勻,有部分風短路,加劇了堆雪人和起料堆的頻次,如此惡性循環。

解決方法:

1)由于熟料結粒差,生料煅燒困難,對原有的皮拉德燃燒器磨損處進行了修復,提高出口風速。

定制了一套新的燃燒器頭,并且將旋流風風翅的角度由原來的20°改為25°, 將籠焰罩長度由20mm調節到40mm,將內風開度由40%增加到60%,將三次風閘板由原來的100%關至80%,加強窯內通風,通過這些調整,提高了風煤混合的程度,提高了燒成帶的溫度,增加了燒成帶的長度。

2)對篦冷機篦縫進行調整,由原來的6mm 調整到3~4mm。將一室、二室風管與動梁連接的膨脹節進行改造,由原來的可撓性接頭改為金屬膨脹節,提高了密封效果。并通過在風管上加插板閥,對篦下風進行了重新分配,加大厚料層處的風量,減小薄料層處風量。

3)由于原材料發生變化,對熒光分析儀進行重新標定,以提高熒光檢測的準確度,并對配料方案作出調整。

通過以上調整,出窯熟料細小均齊,熟料強度和產量也有所增加, 出篦冷機熟料溫度由原來的150℃降低到80℃,堆雪人和起料堆現象得到解決。采取措施后回轉窯運行參數及熟料性能對比見表6。

3 結束語

通過我公司管理人員和技術人員的共同努力,從原材料的選用和驗收,到立磨和燒成工藝一系列的改造和優化,尤其是在生產過程中由于使用石灰石碎屑替代了石灰石,省去了石灰石破碎過程,降低了熟料電耗, 并且摸索出了使用立磨粉磨粉料的方案等,使得全部使用工業廢物生產優質熟料得以實現。

水泥人網】我公司2 000t/d 生產線于2003 年5 月投產試運行, 回轉窯規格為Φ4.0m×56m, 生料立磨規格為MLS3626,配置Φ2.8m×(5+3)m 風掃煤磨。為了合理利用和節約資源,保護環境,降低生產成本,實現可持續發展, 我公司自2013 年2 月開始完全利用工業廢渣生產水泥熟料,并取得了較好的效果。

1 工藝方案

1.1 原材料的來源及調配

1.1.1 石灰石碎屑

石灰石碎屑是巖石開采過程及破碎過程中產生的細粒副產品。顆粒多棱角,針片狀含量大,化學成分與塊狀石灰石相似,CaO 含量較低(40%~45%)。

對于礦點和骨料廠而言, 石灰石碎屑產量較小,為了保證供應,在周邊選擇了6 家供應商,這就造成對均化的要求特別嚴格。供貨時,每個供應商的儲量不得小于3 000t,并且要鏟車上垛,完成初步均化。指派兩名質檢人員每兩天對所有貨源進行抽檢,拿出合理的搭配比例,協調車輛運輸至我公司,根據搭配方案進行卸車。然后使用自動堆料機進行預均化,自動取料機取出后,入調配庫。

1.1.2 硫酸渣

硫酸渣中Fe2O3含量≥18%, 進廠后經上料皮帶運送至自動堆料機進行預均化, 然后通過鏟車上料,運輸至調配庫。

1.1.3 砂巖碎屑

砂巖碎屑是玻璃廠產生的工業廢物,SiO2≥80%。由于在玻璃的生產工藝過程中,已經經過了類似均化的工藝過程,品質非常穩定,利用鏟車實現均化即可。

1.1.4 煤矸石

煤矸石的礦物組成主要為高嶺石和水云母等黏土礦物。進廠后經過破碎機二次破碎后運送至自動堆料機進行預均化,然后運輸至調配庫。

1.2 生料控制指標

控制出磨生料80μm 篩余≤18%,200μm 篩余<1.5% ,KH 合格率≥75% ,n 合格率≥85% ,P 合格率≥85%,粉磨后入生料均化庫。

1.3 檢驗項目及頻次

石灰石碎屑堆場每天兩次,硫酸渣、煤矸石和砂巖碎屑每批一次,調配庫下混合料每2h 一次,出磨生料每1h 一次,入窯生料每2h 一次。

1.4 生料配料計算

原材料化學分析見表1,煤的工業分析見表2,原料配比見表3,生料和熟料的化學分析見表4。

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2 遇到的問題及解決方法

2.1 破碎機臺時產量低、電耗高

由于石灰石碎屑大部分為粉狀物料, 粒徑≤5mm,物料輸送緩慢,造成了破碎機臺時產量低(平均在250t/h 左右),電耗高,不能滿足生產需求。

解決方法:經過研究決定,投資20 萬元,在破碎機出料皮帶上面設計添加一個漏斗狀喂料裝置,停止使用破碎機,物料直接到達輸送皮帶,這樣臺時產量提高到350t/h,滿足了生產的需要。

2.2 生料磨振動大,料層不穩定

由于原材料中只有煤矸石為顆粒狀,其他原材料均為粉狀,物料與料床的摩擦力減小,料層不穩定,并且由于物料顆粒變小, 在磨盤上所受離心力相應減小,排渣量減小,磨內物料懸浮顆粒增多,磨內壓差變大,當增加產量時,容易造成塌料。

解決方法:

1)調整磨輥壓力,由12MPa 調整為10.5MPa。

2)對磨內噴水系統進行重新整改,改造前噴水管為三根直管成120°角對稱分布, 并且水管離磨盤偏近,容易對料層形成沖擊。經過改造,在選粉機下料管周邊安裝了環狀噴水裝置,噴灑更加均勻,并且該位置離風環較遠,旋風對水流的影響減小。

3)對選粉機進行了改造。原來選粉機下料管距離磨盤的距離為800mm,選粉機內漏風嚴重,容易造成塌料,將下料管與磨盤距離改為400mm,并且在周圍加一圈耐高溫鎖風鐵皮,解決了選粉機內漏風現象。生料磨運行參數對比見表5。

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2.3 鵝頸管積料、煙室結皮嚴重

由于工業廢渣中堿、鎂含量較高,成分比較復雜,物料最低共熔點降低, 在保證入窯分解率的前提下,分解爐出口鵝頸管積料嚴重,影響通風,造成分解爐本體和出口溫度高, 正常值為900℃, 結皮后達到950~1 000℃,并且還塌料;煙室處結皮嚴重,窯內出現還原氣氛,熟料夾雜黃心,游離氧化鈣偏高,熟料強度偏低。

解決方法:

1) 在鵝頸管水平位置和煙室各設置了兩個空氣炮,進行定期吹噴。

2)將煤粉80μm 篩余由8.0%降低到6.0%,將煤粉水分由4.0%降低到3.0%,縮短煤粉的燃燒時間。

3)制定新的工藝制度,在鵝頸管處搭建平臺,增開兩個200mm×200mm 側門,每隔3h 人工清理一次,煙室處每隔2h 人工清理一次, 保證窯尾壓力為-150~-250Pa,窯尾溫度為1 000~1 100℃。

2.4 燒結困難,窯皮偏薄

由于使用了夾雜白色或者淺色大塊的煤矸石,導致生料中結晶二氧化硅偏多,燒結困難,窯皮偏薄,筒體溫度高。

解決方法:通過對周邊幾個煤矸石貨源的調查和試驗,為了控制結晶硅的含量,制定了新的驗收標準,要求Al2O3≥20%,SiO2≤56%,煤矸石顏色必須純正。

2.5 熟料結粒較差,冷卻不好

熟料結粒較差,冷卻不好,二次風溫降低,篦冷機頻繁壓死,起料堆,有時堆到窯口位置,甚至形成大塊,造成篦床內風的分配不均勻,有部分風短路,加劇了堆雪人和起料堆的頻次,如此惡性循環。

解決方法:

1)由于熟料結粒差,生料煅燒困難,對原有的皮拉德燃燒器磨損處進行了修復,提高出口風速。

定制了一套新的燃燒器頭,并且將旋流風風翅的角度由原來的20°改為25°, 將籠焰罩長度由20mm調節到40mm,將內風開度由40%增加到60%,將三次風閘板由原來的100%關至80%,加強窯內通風,通過這些調整,提高了風煤混合的程度,提高了燒成帶的溫度,增加了燒成帶的長度。

2)對篦冷機篦縫進行調整,由原來的6mm 調整到3~4mm。將一室、二室風管與動梁連接的膨脹節進行改造,由原來的可撓性接頭改為金屬膨脹節,提高了密封效果。并通過在風管上加插板閥,對篦下風進行了重新分配,加大厚料層處的風量,減小薄料層處風量。

3)由于原材料發生變化,對熒光分析儀進行重新標定,以提高熒光檢測的準確度,并對配料方案作出調整。

通過以上調整,出窯熟料細小均齊,熟料強度和產量也有所增加, 出篦冷機熟料溫度由原來的150℃降低到80℃,堆雪人和起料堆現象得到解決。采取措施后回轉窯運行參數及熟料性能對比見表6。

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3 結束語

通過我公司管理人員和技術人員的共同努力,從原材料的選用和驗收,到立磨和燒成工藝一系列的改造和優化,尤其是在生產過程中由于使用石灰石碎屑替代了石灰石,省去了石灰石破碎過程,降低了熟料電耗, 并且摸索出了使用立磨粉磨粉料的方案等,使得全部使用工業廢物生產優質熟料得以實現。

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