5000t/d生产线煅烧高镁熟料的生产实践

摘要:

我公司2×5 000t/d生产线I期于2004年底投产，石灰石矿山其一属奥陶纪马家沟组地层(OM)，北庵庄段中薄层灰岩、云斑灰岩中夹白云质灰岩，而且由于受较多断层影响，接触东黄山段白云岩较多，造成石灰岩矿层结构复杂。我公司自开始生产即搭配使用高镁石灰石，在生产过程中，注意总结工艺操作、熟料质量等方面的经验，并采取了积极有效的措施，取得了较好的效果。
 
1 高镁石灰石的应用情况

原材料化学分析见表l，熟料质量见表2和表3。

表1 原材料的化学成分分析(%)

项目	Loss	SiO2	A12O3	Fe2O3	CaO	MgO	K2O	Na2O
低镁石灰石	42.08	3.31	0.88	0.75	50.06	2.21	0.19	0.09
高镁石灰石	41.96	3.46	0.86	0.69	49.02	3.35	0.17	0.08
砂岩	3.76	68.43	13.29	4.64	1.89	1.35	1.57	0.53
页岩	12.13	50.83	14.63	6.08	7.80	2.46	3.77	0.58
铁矿石	1.35	56.33	2.53	30.55	2.10	3.45	0.31	0.24

表2   调整前熟料化学成分、率值及矿物组成

方案	化学成分/%							率值			矿物组成/%
	Loss	SiO2	Al2O3	Fe2O3	CaO	MgO	fCaO	KH	n	p	C3S	C2S	C3A	C4AF
配方l	0.20	21.54	4.98	3.52	64.98	3.16	0.81	0.914	2.53	1.41	57.42	18.45	7.23	10.70
配方2	0.26	21.44	4.98	3.36	64.86	3.70	1.26	0.918	2.57	1.48	56.36	18.96	7.50	10.2l
配方3	0.31	21.32	4.96	3.46	64.60	4.36	1.55	0.920	2.53	1.43	55.19	19.51	7.28	10.52

3  调整前熟料物理性能

方案	80μm筛余/%	比表面积（m2/kg）	标准稠度用水量/%	SO3 /%	凝结时间		抗折强度 /MPa		抗压强度/MPa
					初凝	终凝	3d	28d	3d	28d
配方2	2.3	353	23.6	2.3	105	150	6.2	9.0	32.5	62.6
配方3	2.3	350	23.6	2.2	100	145	6.0	8.9	32.1	61.9

在实际生产过程中，随着MgO含量的升高，出窑熟料结粒明显增大，而且大小不均匀，飞砂严重，黄块较多；大粒熟料外观颜色发黑，但破碎后多数黄心，结构疏松，f-CaO严重偏高，升重值大幅度下降，熟料质量明显降低。同时工艺上表现为窑内通风不畅，因强加煤而造成还原气氛明显，长厚窑皮、结大球，窑况明显恶化，窑内热工制度很不稳定，多次出现因大料块和结大蛋而停篦冷机处理。并出现预热器堵塞等连锁反应，给窑稳定操作带来了很大困难，熟料产量大幅度降低，熟料质量受到严重影响，熟料MgO含量从3.2%提高到4.8%，3d抗压强度下降了0.9MPa，28d抗压强度下降了2.6MPa。
 
2 MgO对熟料烧成和质量影响的原因分析

在近几年的生产实践中，我们总结和验证了熟料MgO含量对熟料煅烧和质量的影响。
 
如果熟料MgO含量偏高(<3.2%)，熟料煅烧时，MgO有一部分与熟料矿物结合成固溶体并存在于中间相中，多余的MgO则如同提高了Fe2O3的含量，可降低液相出现的温度并增加液相量，降低液相的表面张力，从而促进C2S对CaO的吸收，有利于煅烧。
 
如果熟料MgO含量较高(3.2%～4.2%)，液相表面张力大幅度下降，含4%MgO时的表面张力为0.51N/m，迫使其煅烧温度要比正常温度低，煅烧范围要比正常窄，不利于f-CaO的吸收和晶体发育。表现在熟料外观结粒细小，飞砂严重。同时，在煅烧方面表现为易烧性好，但烧结范围变窄，操作难度大。
 
如果熟料MgO含量过高(>4.2%)，熟料出现结球严重，窑电流平均达450A以上，频繁出现结大球，冷却破碎之后的熟料大多数为黄块，窑头飞砂严重。我们采取常规的降铁措施，现象不但没有扭转，反而更加恶劣，反常规调整，却有效果。从资料[1]得知，MgO含量>4.2%时，熟料液相黏度增加，使阿利特结晶困难，从而使结粒变大，窑内极易结圈、结蛋。
 
综上分析，我公司熟料强度偏低的根本原因是出窑熟料MgO含量偏高，而配料方案和煅烧操作又没有及时或有效地作出适应性的调整，从而造成不正常窑况的出现和熟料强度的降低。