1、高抗硫酸盐水泥在小规格窑外分解窑生产技术及经验作者单位：红古祁连山水泥公司技术管理处 王志红 何弘毅一、前言在西部高盐碱地区，境内其隧道、涵洞、道路、桥梁等基础工程对高抗硫水泥的需求量逐年增大。为 满 足 市 场 需 求 ， 不 断 研 发 新 水 泥 品 种 ， 增强 市 场 竞 争 能 力 ， 公 司 于 3 月 21 日 在 2#水 泥 （ 3.3m50m 窑 外 分 解 窑 ）试 生 产 高 抗 硫 酸 盐 水 泥 ， （ 主 要 以 生 产 42.5 高 抗 硫 硅 酸 盐 水 泥 为 主 ） 。 顺利 煅 烧 出 合 格 高抗硫水泥熟料 9000 吨，该批熟料经检验，各项指标均符合
2、国家GB748-2005 抗硫酸盐硅酸盐水泥 标准要求，现已顺利出厂。二、 熟料现状及方案设计：公司 2#窑一直烧制硅酸盐水泥熟料熟料，C 3S 平时控制在 55%，C 3A平时控制在 8%左右。而高抗硫水泥熟料 C3S50%，C 3A3%才能满足要求。由于 C3S 和 C3A 含量均要求较低，因此要选择饱和比和低铝氧率的配料方案。控制重点：只要将生料中 Fe2O3含稳定在 4.20.2%的范围内，高抗硫酸盐水泥最关键指标 C3A（也是最难控制的指标）就会在控制范围之内。出磨水泥要求：C 3A 控制在 2.8%，C 3S 控制在 36.7%。考虑 2#窑工艺特点和抗硫酸盐熟料的特殊要求，生产抗
3、硫酸盐熟料必须采用“低铝氧率、高铁含量” 的配料方案，将原来的四组分配料改用三组分配料，去掉页岩，设计新的配料方案。该方案在熟料烧成过程中液相粘度会减小，对熟料质量和窑内热工制度的稳定会带来不良影响。同时，铝氧率降低、氧化铁增加，会引起硅酸盐系统熔点下降。中控操作员习惯大火快烧，在氧化铁增加后，容易使液相较早出现，从而导致预热器和上升烟道结皮堵塞。考虑到降低熟料铝氧率可能带来的影响，适当提高熟料硅酸率，熟料三率值控制指标为：KH：0.900.02% SM=2.00.1 IM=0.750.1，在相应控制中，熟料中铝含量控制在 4.5%以下，铁含量在6.0%以上。才能完全满足工艺要求。1、原 燃
4、材 料 质 量 要 求 ：(1)石 灰 石 原 料 ： 依据国标对高抗硫熟料的特殊要求，CaO 含量一般在 52%55%之间，是理想的特种水泥原料；石 灰 石 原 料 要 求 质 量 稳 定 ，CaO 含 量 50%左 右 ， 碱 含 量 暂 不 要 求 ， 为 控 制 熟 料 各 率 值 ， 可 适 当 放 宽 对SiO2的 要 求 。表 1 原料化学成分（%）：物料 配比% LOI SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO K2O Na2O SO3 Cl-石灰石 85.0% 32.50 5.25 0.94 0.28 40.78 1.237 0.1162 0.1411 0.0166
5、0.0022粘 土 10% 0.95 5.39 1.19 0.37 0.91 0.257 0.1349 0.0371 0.0000 0.0000硫酸渣 5% 0.01 2.60 0.54 3.43 0.20 0.256 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000合计 100% 33.46 13.24 2.67 4.09 41.89 1.749 0.2511 0.1782 0.0166 0.0022 根据配料方案，各种原料的配合比为石灰石：粘土：铁粉=85%： 10%：5%；生料的质量控制，出磨生料 CaO 和 Fe2O3 控制指标调整：CaO：42.30.3%， Fe 2O3：4.
6、30.20%。(2)粘 土 质 原 料 ： 为 自 备 粘 土 矿 ， 进厂硫酸渣 Fe2O350%。(3)原 煤 ： 生 产 高 抗 硫 水 泥 应 选 择 发 热 量 高 、 灰 分 含 量 较 低 的 煤 作 为 煅烧 用 煤 。 原 煤 控 制 指 标 为 ： 灰 分 不 超 过 22%， 热 值 5100Kcal/Kg。 表 2 煤 工 业 分 析 （ %）名 称 煤 粉 水 分 煤 挥 发 分 煤 灰 分 热 值 固 定 碳煤 2.0 24.5 21.5 5150 522、煅烧高抗硫酸盐熟料注意事项：（1）、在配制高抗硫盐熟料前，对配料秤进行认真校正，以满足生产需要；（2）、稳定生
7、料喂料量，避免饱磨，对配料人员进行培训。（3）、对生料均化库料位控制在 10m 左右，以利于生料均化；（4）、要求中控室生料配料时加强操作，以避免配料时断料现象； （5) 、 煅烧操作。加强煅烧操作，稳定窑的热工制度，采用薄料快转，将窑速由原来 3.00rpm 提高到现在的 3.4rpm,；（6）、长焰顺烧，保证熟料结料细小均匀，勤移喷煤管，保持完整的火焰形状，保护烧成带窑皮平整均齐。（7）、在煅烧过渡期，窑从煅烧普通水泥熟料向煅烧特种水泥熟料转产期间，容易出现较大波动。高铁低铝的配料方案，由于烧成范围变窄，窑皮变薄，料易散，喷煤管应比正常往外拉，缩短火焰长度，提高烧成带煅烧温度，要避免烧大火
8、，烧顶火，注意烧成带窑皮保护，控制熟料立升重1250g/L，fCa O0 8%至 1.5%。(8)、熟料质量分析。取样有代表性，每班都做熟料全分析，增加做熟料全分析的频次，加强对现场情况的了解，对熟料质量数据进行统计分析。三、高抗硫熟料煅烧:入窑生料波动见下表生料全分析：时间 III SiO2 AL2O3 Fe2O3 CaO MgO KH n P 22 日夜班 33.18 12.78 2.94 4.49 42.95 0.98 1.021 1.72 0.65 97.3222 日早班 34.88 12.92 3.12 4.55 43.11 1.09 1.005 1.68 0.69 99.0722
9、日中班 34.06 12.74 3.02 4.68 42.55 1.26 1.007 1.65 0.65 98.3123 日夜班 33.28 13.88 2.78 5.00 42.15 1.38 0.921 1.78 0.56 98.4723 日早班 33.68 13.38 3.05 4.72 42.95 1.15 0.968 1.72 0.65 98.6323 日中班 34.06 13.10 2.94 4.38 42.55 1.38 0.986 1.79 0.67 98.411、烧高抗硫酸盐熟料初期，过渡期由于出磨生料调整引起窑烧成带窑皮频繁垮落，窑皮不易粘结，加强生料配料工艺管理和现场窑皮
10、保护后，窑系统稳定运行；2、由于高铁配料，篦冷机前端极易结料，篦冷机篦速过快，篦床料层薄，窑头正压偏大，窑前二次温度波动很大；篦冷机篦速过快，出篦冷机熟料冷却不好，温度过高；3、窑生料喂料量不稳，波动很大，对窑工况影响很大；4、窑口结熟料圈严重，处理难度大，窑内通风影响较大，窑煅烧有较大影响；5、在烧制高抗硫酸盐熟料阶段，为了预防窑尾烟室和上升烟道结皮堵塞，工艺管理要求，每小时处理窑尾烟室和上升管道一次；并根据中控室要求，随时进行处理，从而杜绝了结皮堵塞的工艺故障；6、在生产高抗熟料初期，分解炉出口温度控制在 830，入窑生料分解率 85.76%，较偏低；将分解炉温度出口温度提高到 850，分
11、解率90.98%,基本满足窑工艺煅烧要求。7、控制煤粉细度和水分，为了将煤粉细度控制在 10%以下，粗风分离器转速由 700rpm 提高到 950rpm，煤粉细度下降到 8%左右；提高入磨热风温度，将热风温度由 300提高到 350以上，出磨温度提高到 55，煤粉水分下降到 2.5%左右，煤粉质量满足窑煅烧需要。8、3 月 30 日下午 18:00 时，高抗硫酸盐熟料煅烧结束，化验室下达烧制普通硅酸盐熟料配料指标，指标调整为：CaO： 42.30.2%，Fe 2O3：2.30.2%指标调整后，由于生料波动，窑内结三个大球，引起窑工艺故障；9、煅烧高抗硫酸盐熟料，由普通硅酸盐熟料向高抗硫酸盐熟料
12、过度到时工艺参数：窑用煤 一级出口 分解炉 篦冷机时间 投料量 窑速 窑电流窑头 窑尾 温度 负压 温度 负压 分解率窑尾烟室温度 篦速 电流五级温度窑前温度3 月 21 55 3.2 80 2.4 3.5 281 4600 830 800 86.28 940 720 10 至40A 775 9403 月 22 57 3.2 60 3.0 3.6 276 4300 831 750 85.76 935 750 35A 780 9763 月 23 55 3.2 82. 2.1 5.0 260 4660 850 750 90.98 938 750 8 至40A 799 10183 月 24 60 3
13、.4 80 2.1 5.2 250 4609 830 630 87.8 993 780 10 至45A 799 1040下表为烧成高抗硫酸盐熟料期间，3 月 26 日到 3 月 28 日高抗硫酸盐熟料全分析：化学全分析 煤分析化学成分 特性系数 矿物组成班次日期LOSS SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO f-CaO 合计 KH KH-f n p C3S C2S C3A C4AF水 分挥发份灰分热值3.26 夜 0.06 21.68 4.48 6.05 63.29 2.00 2.10 97.56 0.886 0.851 2.06 0.74 45.65 27.75 1.61 18.
14、39 3.56 24.27 22.59 5104早 -0.04 21.94 4.33 6.10 63.45 1.88 1.68 97.66 0.882 0.854 2.10 0.71 46.97 27.50 1.13 18.54 2.36 26.26 23.82 5095中 -0.06 21.90 4.78 6.33 63.53 2.19 0.76 98.67 0.871 0.859 1.97 0.76 47.99 26.61 1.93 19.24 2.1 25.32 24.82 50393.27 夜 0.18 21.48 4.76 6.56 63.37 1.77 1.26 98.12 0.8
15、85 0.864 1.90 0.73 48.30 25.17 1.49 19.94 1.95 24.22 22.63 5165早 0.22 21.34 4.68 6.56 63.29 2.45 1.34 98.54 0.892 0.869 1.90 0.71 49.25 24.05 1.28 19.94 1.86 25.06 24.39 5004中 0.34 21.16 4.68 6.67 63.45 1.94 2.69 98.24 0.901 0.856 1.86 0.70 45.62 26.27 1.09 20.28 1.95 25.86 23.64 50663.28 夜 0.28 21.
16、60 4.92 5.20 65.04 2.17 1.93 99.21 0.911 0.879 2.13 0.95 46.22 26.52 2.20 20.14 1.64 26.62 23.46 5095早 0.14 21.90 4.96 6.44 63.37 2.05 0.59 98.86 0.863 0.854 1.92 0.77 46.67 27.61 2.22 19.58 1.76 25.55 24.32 5100中 0.18 21.20 5.03 6.50 62.81 1.71 2.81 97.43 0.880 0.833 1.84 0.77 40.11 30.55 2.31 19.7
17、6 1.99 25.11 24.25 50803、熟料变化(1) 试验前后熟料中 C3S 含量由 56.8%下降至 49.97%，但波动较大，熟料中 C3A 含量由 7.43%下降至 2.0%左右，平均下降5 个百分点左右。（2）、熟料三天强度较稳定，在 25Mp 左右,熟料满足抗硫酸盐熟料要求。表 3 为烧制高抗硫酸盐熟料期间熟料平均强度情况熟料抗折强度 熟料抗压强度3d 28d 3d 28d5.1 8.4 22.7 51.2四、高抗硫酸盐水泥粉磨(1)、 石 膏 ： 石 膏 用 天 祝 白 石 膏 ， 控 制 水 泥 中 不 溶 物 小 于 1.50%， SO3大 于 45%。（2） 、水
18、泥配比熟料：95%石膏：5%（3） 、注意事项：3.1 做好合格高抗硫酸盐水泥熟料筛选,高抗硫酸盐水泥生产标准要求严，生产难度大，做好格高抗硫酸盐水泥熟料筛选工作。3.2 强水泥粉磨及包装过程控制,水泥粉磨及包装是生产的最后一道工序，也是特种水泥生产的关键环节之一，稍有不慎，将会前功尽弃，由于熟料铁含量较高，不惨加混合材，易磨性差。3.3、加强入磨熟料管理，粉磨高抗硫水泥时，绝对不能有普通熟料混入。3.4、加强水泥出入库的管理，严格出入库通知，不得混库，岗位卫生也不能进入高抗硫酸盐水泥。3.5、下表是送国家质检中心高抗水泥统计数据：生产日期 编号安定性比表面积细度 初凝 终凝 CL- 密度三氧
19、化硫(%)氧化镁(%)烧矢量14 天线膨胀率不溶物 C3S C3A3d抗折强度(Mpa)28d抗折强度（Mpa实际3d抗压强度(Mpa)实际28d抗压强度（Mpa)备注2011.3.28 试-76合格 384 1.3 03:28 04:13 1.96 3.00 0.51 40.29 2.49 4.70 8.30 19.3 47.8 北京样自检2011.3.28 K0-001合格 330 03:08 04:09 3.24 2.00 2.90 0.80 0.022 0.46 33.90 2.20 4.70 8.30 22.5 47.2 国家质检中心2011.3.28 K0-002合格 332 03
20、:05 04:00 3.24 1.90 2.80 0.80 0.033 0.53 31.50 1.50 4.80 8.20 21.9 46.0 国家质检中心2011.3.28 K0-003合格 332 03:20 04:18 3.24 2.00 2.90 0.80 0.026 0.54 32.70 2.00 4.50 7.8 20.2 43.6 国家质检中心4.67 8.10 21.5 45.6 五、总结本次高抗硫酸盐水泥试生产证明，只要配料方案和煅烧制度合理，在小规格窑外分解窑熟料生产线生产附加值较高的特种水泥是可以实现的，对于避免其淘汰是一种很好的尝试。2011 年 4 月 14 日作者：红古祁连山水泥公司技术管理处：王志红 何弘毅 联系电话：13669347399通讯地址：红古祁连山水泥股份有限公司技术管理处 甘肃 兰州 邮编：730080
