电石渣100%代替石灰石生产熟料的优化改进措施
水泥 水泥杂志 2017-06-16
我公司有2条3000t/d电石渣制熟料生产线，一线为三级预热器，从2010年采用电石渣100%代替石灰石生产以来，由于经验不足，生产中遇到了不少问题。本文主要介绍我公司熟料生产中出现的质量问题和采取的相应措施。
1 工艺流程
化工厂生产PVC后的电石渣，经压滤含水在30%左右，输送至烘干锤式破碎机，利用窑尾预热器废气烘干，经过旋风分离器分离后电石渣干粉入干粉库，电石渣干粉通过库底计量与硅质原料、铁质校正原料调配后，100%替代石灰石配料生产水泥熟料。
2 存在的问题
1）熟料外观发黄，黄心率平均占50%，回转窑易掉窑皮，熟料结粒不均齐，fCaO含量高，生产的水泥与外加剂相容性差。
2）熟料易结大球，篦冷机易被压死，回转窑常结后圈，C3下料管易堵塞。
3）熟料3d抗压强度高，平均为33.0MPa，28d抗压强度较低，平均为52.5MPa。
电石渣化学成分见表1，熟料成分及物理性能见表2、表3。
表1 电石渣的化学成分 %
表2 熟料成分
表3 熟料物理性能
3 原因分析
1）由于没有设计单独存放的窑灰库，把窑灰与烘干后的干电石渣存放在1号干粉库内，电石渣不能与窑灰混合均匀，造成生料三率值波动，生料均化库均化系数仅为1.6，入窑生料成分的波动造成熟料结粒难以均齐，表2中＞20mm结粒料含量为50%，大结粒球不易烧透，基本上为黄心料，影响熟料质量。
2）化工电石渣压滤时将废水再利用，增大了电石渣的氯离子含量，表2中熟料氯离子含量为0.105%。
3）煅烧操作时对电石渣配料的操作方法掌握不全面，有些工艺操作参数还与石灰石配料时的相同。
4）湿电石渣入烘干破碎机烘干时，不能均匀上料，导致窑系统负压变化大，稳定性差。
4 改进措施
1）协调化工厂将电石渣压滤用水改为一次性用水，控制电石渣中的氯离子含量≤0.04%。湿电石渣每4h取样做氯离子检验，若氯离子含量超0.04%时，湿电石渣外排单独存放。
2）稳定湿电石渣的上料，在电石渣下料仓锥体底改装可调速皮带，保持化工来料与用铲车上料时进入烘干破碎机的电石渣总量均匀不变。
3）在煅烧操作上主要对用风做了调整，窑头送煤风机的开度由原来的50Hz降为30Hz，使煤粉能快速燃烧，窑头温度控制在1000～1100℃，提高烧成带的温度，有利于窑皮的形成和熟料的烧结；三次风阀的开度由原来的85%调整为75%，使窑内有足够的氧气供入，减少了黄心料的产生。
4）燃烧器的内旋风开度控制在20%，防止火焰过长，结后圈。
5）分解炉与窑头的用煤比例为45%∶55%，入窑生料分解率控制在87%～92%，分解炉温度不大于845℃，烟室温度控制在950～1020℃，控制C3入口温度不大于820℃，防止C3下料管的堵塞。
6）煤粉80μm筛余控制在6%～10%(煤的挥发分为26%～30%，灰分为14%～16%，热值为23.4～24.2MJ/kg，内在水分为3%)，使煤粉充分燃烧，避免火焰拉长。
7）由于100%电石渣配料，生料的烧失量在23%左右，窑内废气量少，阻力小，在正常投料的情况下，窑速为3.6r/min，高温风机的开度为80%，同时也可减少过多窑灰的产生。
8）控制出烘干破碎机的电石渣水分≤2.0%，保证干电石渣在库内下料流畅，减少生料成分的波动。
9）熟料三率值按KH=0.92±0.02，n=2.4±0.1，P=1.4±0.1控制，Fe2O3≤3.6%。
10）生料配料时，干电石渣与窑灰混合的1号干粉库固定配比为25%±5%，其余电石渣配比与调整配比在2号干粉库实行，这样可减少窑灰对生料成分造成的波动(现计划建窑灰库)，有利于熟料结粒均齐和稳定熟料质量。
11）将粉状物料的计量秤更换为科氏秤，固体物料的皮带计量秤及时维修与标定，保证物料计量的准确，化验室每小时对出磨生料取瞬时样做荧光分析，并将分析结果及时报中控室，稳定生料成分，防止因入窑生料中Al2O3 和Fe2O3过多，在煅烧操作未及时调整时，将熟料烧流，出现篦冷机压死的现象。
5 措施实施后的效果
以上措施在2013年5月底逐步得到实施，6月份熟料质量提升明显，熟料结粒比较均齐，黄心料减少，熟料28d强度增幅较大，全月没有因熟料结皮、结蛋以及C3下料管堵塞而停窑，窑皮不易脱落，而且出磨生料的三率值合格率比原来提高10%，水泥与混凝土外加剂适应性好，窑台时产量比以前提高了12%。熟料化学成分及物理性能分别见表4和表5。
表4 2013年6月份熟料分析结果
表5 2013年6月份熟料平均物理性能
6 总结
采用100%电石渣代替石灰石生产熟料，某些工艺操作参数与石灰石配料有所不同，在操作上应时刻掌握入窑生料的变化情况，用风是关键，用煤要掌握窑头与窑尾的比例，化验室在配料中要根据电石渣的成分和氯离子含量选用与匹配其他原料，优化配料方案，每道工序必须认真操作严格管控，抓细节管理与操作，在探索和总结经验的基础上不断完善生产工艺，完全能生产出优质熟料，并且能降低生产成本，减少环境污染。
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