浅谈G级(HSR)油井水泥的生产控制与与质量管理
水泥 2011-09-21
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一、企业的基本情况
新疆青松建材化工（集团）股份有限公司水泥厂从1989年研制G级油井水泥，1990年研制成功，并投放市场至今。油井水泥的出厂量随着市场的需求由最初的2万吨增加到目前的10万吨以上。该生产线拥有Ф3.0×12m开流生料磨一台,65t/h, Ф3.6×74m干法中空带余热发电的旋窑一台, Ф2.5/3.0/2.5×45m 立筒预热器旋窑一台,21.5t/h ,Ф2.4×10m闭流水泥磨二台, 17t/h。2004年企业的G级油井水泥通过了美国API产品/质量管理体系认证。
二、原燃料的的质量要求
1、石灰石：CaO≥52%，MgO≤2.5%,碱含量≤0.15%；
2、砂岩: SiO2≥75%,Al2O3≤5%,碱含量≤1.0%；
3、铁矿石: Fe2O3≥45%；
4、原煤: 灰分≤15%,挥发分18-35%.低位发热量≥26MJ/kg；
5、石膏: SO3≥40%,二水石膏,不含杂质。
三、生熟料率值控制
|
|
kH |
n |
p |
C3S |
f-CaO |
C3A |
C4AF |
立升重 |
|
生料 |
1.0±0.02 |
2.6±0.1 |
0.8±0.1 |
|
|
|
|
|
|
熟料 |
0.92±0.02 |
2.6±0.1 |
0.8±0.1 |
53%—65% |
≤1.0% |
≤2.8% |
≤16% |
1.475±0.075 |
|
检验频次 |
|
6小时 |
2小时 |
6小时 |
6小时 |
1小时 | ||
1、当KH值偏高，生料的易烧性就不好，出窑熟料f-CaO高,当kh偏低,生料易烧，且熟料的f-CaO也低,偏低就达不到C3S的的标准要求。
2、n值过高，铁铝溶剂矿物含量少，液相量低，生料难烧，熟料结粒不好，开成飞砂，熟料升重达不到要求。n值过低,液相量高，窑内歇脚结大蛋，结厚窑皮，窑内通风差，产量下降。
3、p值过高，生料中Al2O3应高，Fe2O3低，料子在窑内发粘，C3A高可能超标。
四、G级熟料质量控制
出窑熟料在控制三率值的同时，一般还要控制f-CaO，立升重和熟料矿物组成。出窑熟料设有两个交替使用的料仓，一个是进料仓，一个是待检仓，满足G级熟料指标要求的熟料放入G级熟料库或堆棚，不符合G级熟料要求的选为其它熟料放入指定堆场。料仓容积应满足6小时产量的储量，以便分析检验。
1、立升重过低，熟料不密实，易磨性较好，磨制的水泥活性较高，制得水泥浆的性能不好；立升重过高，窑速慢，过烧，煤耗高，产量低，不经济。
2、熟料f-CaO高，磨出的水泥安定性不好，水泥制浆后水化迅速，水泥浆温度高，初始稠度高，浆体性能不好。
3、熟料C3S要求过高，熟料难烧，易造成f-CaO高，而C3S过低，熟料活性低，磨出的水泥浆体稠化时间较长，易超过120min，同时水泥的38oC、60 oC强度也低，达不到水泥标准的要求。
4、熟料C3A过高，磨出的水泥浆体稠化时间容易短，由于C3A水化快，造成水泥浆初始稠度高，与外加剂的配伍性也不好，尤其是大量吸附缓凝剂，造成外加剂掺量变大，同时水泥的抗硫酸盐性能变差，所以要对其含量进行限制。
5、熟料中C4AF过高，制成水泥的活性低，水化速度慢，稠化时间变长，且强度也不高，稠化曲线呈台阶状。
五、水泥质量控制
水泥制成过程中主要控制比表面积、SO3，尽可能使用存放时间较长的熟料，比表面积一般控制在315±15m2/kg，比表面积过高，细度细，水化快，稠化时间短，使水泥浆体性能变差，且初始稠度高，在磨制时，由于比表面积过高，水泥在磨内磨制时间长，水泥温度造成不断升高，在夏季易造成石膏脱水，造成水泥浆假凝、触变。水泥比表面积过低，水泥稠化偏长，游离液增大，浆体中的粗细颗粒产生分层，最后粗颗粒沉降在底部，水泥的和比重发生变化，且强度也低。所以在磨制水泥时，尽可能不改变比表面积指标，要根据水泥稠化时间等物理性能检验结果，在工艺上进行调整，达到合理的水泥颗粒级配，来保证水泥的物理性能。用微粒度分析仪每班测定水泥的颗粒级配，使≤3um粒径的颗粒控制在11%以内，3-32um、32-56um、56-80um粒径的颗粒分别占24%、5.5%左右。使≥80um粒径的颗粒控制在11%以内。同时测定磨机循环负荷率，控制在150%左右，在夏季高温期测定出磨水泥温度，使出磨水泥温度控制在92oC以下，防止石膏脱水。做水泥浆静置10min以上倒出，观其浆体流动性，还可以利用油田的常用外加剂配方，做出磨水泥的外加剂配伍试验，以保证出厂水泥的质量。SO3指标一般控制在2.2±0.2%,石膏是调整SO3指标的原料,掺量过低对G级油井水泥的稠化时间影响较大(时间变短),掺量过高稠化时间延长的不多。
六、出厂水泥质量管理
出厂水泥除达到国家和企业标准外，还要做到：
1、多建水泥储库，使磨制的水泥有7天以上存放期，进行沉化，达到 降低出厂水泥温度，改善水泥浆体性能。
2、根据出磨水泥的物理性能、化学性能结果，采取多库搭配倒库，缩小出批次油井水泥的稠化时间差异。
3、严禁因设备维修、清理卫生的拉圾入库，经常检查出厂水泥的过滤筛网，严防杂物掺入水泥中。
4、加强运输管理。做好散装罐车装车前清洁验收工作，防止多物料运输因清扫不洁，影响出厂水泥质量。
联系方式：
联系人：徐井军
通讯地址：北京市海淀区三里河路11号建材老干部楼307
邮编：100831
电话：13621310336
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