1、影响回转窑操作的几个重要参数窑的任务就是煅烧熟料,而组成熟料的矿物都是通过固相反应形成的,因此要搞好窑的操作,就必须把握好影响熟料固相反应的因素。这个道理大家都懂,在各种资料上也都有讲解,但在实际操作中却往往被忽视。这里也只是把他们提炼出来,再次作一提醒,以引起操作者的重视。一、生料细度不难理解,生料磨的越细,颗粒尺寸越小,比表面积越大,组分之间的接触面就越大,同时表面质点的自由能也越大,使得扩散和反应机会增多、能力增强,因此固相反应加快。但是,生料磨的越细,其粉磨电耗就越高,细度磨到多少合适,应该根据各厂的实际情况,找一个最佳的平衡点。就现在一般的分解窑来讲,对于烧成熟料,小于 100um
2、的方解石和小于 55um 的粗粒石英是没有任何问题的,因此过细的粉磨没有意义,我们的重点应放在抓少数大颗粒上,做到既要能烧又要省电。大多数水泥厂的生料细度以考核 0.08mm 筛余为主,而实际上起主要影响的却是 0.2mm 筛余,应该抓住这个重点。按通常的经验:当 0.2mm 筛余1.5%时,0.08mm 筛余以控制在 12%以下为好;当 0.2mm 筛余控制1.0%时,0.08mm 筛余可以放宽到 15%;当 0.2mm 筛余控制0.5%时,0.08mm 筛余可以放宽到 18%;二、液相量水泥熟料的主要矿物硅酸三钙是通过液相烧结进行的。在高温液相作用下,硅酸二钙和游离氧化钙都逐步溶解于液相中
3、,以离子的形式发生反应,形成硅酸三钙,水泥熟料逐渐烧结,物料由疏松状态转变为色泽灰黑、结构致密的熟料。在硅酸盐水泥熟料中,由于含有氧化镁、氧化钠、氧化钾、硫酐、氧化钛等易熔物,其最低共熔温度约为 1250。随着温度的升高和时间的延长,液相量会增加,液相黏度会减小,使参与反应的离子更易扩散和结合,也就是说液相在熟料的形成过程中起着非常重要的作用,而且受到水泥熟料化学成分和烧成温度的影响。既然液相量与化学成分有关,那么在配料上将如何控制呢?根据以往的经验,先定义为 1450下(比较接近于生产实际)的液相量,液相量按下式计算:L=3.0A+2.25F+M+R式中 L、A、F、M、R 分别表示水泥熟料
4、的液相量、氧化铝、氧化铁、氧化镁、氧化钠和氧化钾的合量。水泥熟料的烧成在现阶段的工艺条件下(预分解窑),液相量一般控制在2030%的范围内。这个范围是对所有水泥厂而言的,就某个厂来讲显然是太宽了,各厂应根据自己的实际情况摸索出适合自己厂情的最佳控制范围。三、液相黏度前文提到液相黏度影响着硅酸三钙的形成,黏度小,有利于液相中质点的扩散,能加速硅酸三钙的形成。那么,如何控制液相黏度对熟料烧成的影响呢?我们知道,影响液相黏度的因素有温度和化学成分,我们同样先把温度定义为 1450(比较接近于生产实际),液相黏度就只与化学成分有关了。再通过一定条件下的实验,测得每种组分在该温度下的液相黏度与其含量的关
5、系,然后把他们加起来,就可以得到该熟料的一个有关“液相黏度”的值了,这个值与配料有关,可以人为控制。值得说明的是,这个加起来所得来的液相黏度值,并非该熟料真正的的液相黏度,因此加一“准”字以示区别。但对于大工业生产来讲,重在控制其变化趋势,控制其稳定性远比控制其绝对值来得重要,因此有这么个加起来所得来的“准液相黏度”概念,也能在一定程度上指导生产。根据在一定条件下的有关实验,建立起来的有关因素与液相黏度的一些关系如下。虽然这些关系是有条件的,但我们可以先甩开条件,仅看看某因素对液相黏度的影响方向和影响力度,也已经是很有意义了。液相黏度与铝率(AI 2O3/Fe2O3)的关系: 1=0.77P+
6、0.92液相黏度与碱(K 2O 和 Na2O)的关系: 2=0.35R+1.65液相黏度与三氧化硫(SO 3)的关系: 3=1.64-0.38S液相黏度与硫酸碱(K 2SO4和 Na2SO4)的关系: 4=1.75-0.25Q液相黏度与氧化镁(MgO)的关系: 5=1.42-0.06M (MgO=13%) 5=1.30 (MgO3%)该水泥熟料的“准液相黏度” := 1+ 2+ 3+ 4+ 5四、烧结范围在前面提到,液相量与烧成温度有关,温度越高液相量越多。就大工业生产来讲,在熟料烧成中并非液相量越多越好,而是要照顾到各方面的因素,有一个比较适中的范围。在工业生产中,由于影响熟料烧成的因素很多
7、,因此烧成温度的波动是不可避免的,这就要造成烧成液相量的波动。反过来讲,液相量的波动必须受到一定的控制,那么允许波动的温度也就受到了制约,这个制约的温度范围就是烧结范围,与原料的成分有关。所谓烧结范围,指生料加热到出现烧结所必须的最少液相量时的温度(开始烧结的温度),与开始出现大块(超过正常液相量)时温度的差值。生料中的液相量随温度升高而缓慢增加,其烧结范围就较宽;如果生料中的液相量随温度升高而增加很快,其烧结范围就窄。我们希望烧结范围越宽越好,这样窑的抗干扰能力强,热工制度稳定,当窑内温度波动时,不易发生跑黄料或结大块等现象。一般硅酸盐水泥熟料的烧结范围在 150左右。在其他条件允许的情况下
8、,降低铁的含量、增加铝的含量,烧结范围变宽。五、易烧性所谓易烧性,是就实现煅烧目标所需花费的代价。在某种特定的设备中,把生料煅烧成具有期望性质的熟料,各种生料的性质不同,所需花费的代价也不一样,反应了这种生料煅烧成熟料的难易程度。生料易烧性在经过不断的摸索后,进一步将煅烧过程的目标定义为熟料中未化合 CaO 的含量,仅当游离 CaO 足够低时才表明煅烧完全;煅烧所花的代价则为在一定温度下煅烧所需的时间。将一定代价下达到目标的程度,或达到一定目标所需的代价,作为衡量生料易烧性的尺度。实践证明,生料的易烧性不仅与其细度和化学成分有关,还与组成其的矿物结构甚至形成条件等有关,其最终的易烧性好坏只能靠
9、实验。比如在中国,一般长江以南的原料普遍比长江以北的原料既好磨又好烧。但基于实验下的细化研究,对探究易烧性的变化还是很有意义的。瑞士的Kock 等曾对全世界 15 个地区的 168 种生料样进行了 35 项物理特性参数与易烧性的关系实验研究,从中选出了相关性较强的前 10 项供参考:特性参数 相关系数 备注LSFSM 0.1257 生料的石灰饱和系数与硅酸率的积SM 8.91 生料的硅酸率R88 0.135 生料的 88um 筛余R2O 1.5 生料中 K2O 和 Na2O 的含量GL -0.15 生料中云母结构矿物的含量MgO -0.9 生料中 MgO 的含量Q -0.08 生料中石英、氧化铝、页岩的含量R200 -0.2 生料的 200um 筛余SMIM -0.15 生料的硅酸率与铝氧率的积Fe -0.27 生料中含铁矿物的含量