??? 1? 前言
??? 隨著國家西部大開發步伐的加快，屬于高鹽堿地區的新疆境內其隧道、涵洞、道路、橋梁等基礎工程對高抗硫水泥的需求量逐年增加。為了滿足市場需求，不斷開發新的水泥品種，我公司于2006年12月14日～31日在2號窯Φ3.2m×48m立筒預熱器窯上成功地煅燒出合格的高抗硫水泥熟料，該批熟料經過新疆自治區建材質檢站的檢測，各項指標均符合國家《GB748-2005抗硫酸鹽硅酸鹽水泥》標準要求，可以隨時交付使用。從此打破了塔里木公司多年來水泥品種單一的格局，向多元化生產邁進了一大步。
??? 2? 熟料現狀及方案設計
??? 2006年2月～2006年11月2號窯熟料C3S(平均56.8%)最高為60.7%，最低為52.6%；C3A(平均7.43%)最高為8.08%，最低為6.85%。2號窯生產的普通熟料中C3S>50%，熟料中C3A>3%，而高抗硫水泥熟料C3S≤50%，C3A≤3%才能滿足要求。
??? 綜合考慮2號窯的工藝特點，結合抗硫酸鹽熟料的特殊要求，生產抗硫酸鹽熟料必須采用“低鋁氧率、高鐵含量”的配料方案，將原來的四組分配料改用三組分配料，去掉頁巖，設計新的配料方案。該方案在熟料燒成過程中液相粘度會減小，對熟料質量和窯內熱工制度的穩定會帶來不良影響。同時，鋁氧率的降低、氧化鐵的增加，還會引起硅酸鹽系統熔點下降。另外看火工習慣大火快燒高鋁氧率物料，容易使液相較早出現，從而導致預熱器和上升煙道結皮堵塞。考慮到降低熟料鋁氧率可能帶來的影響，適當提高熟料硅酸率(表1、2)。
??? 配料方案的設計要符合國家標準GB748—2005中規定，高抗硫水泥熟料中C3S含量應<50%，C3A含量應<3.0%，由于對C3S和C3A含量要求較低，要選擇低飽和比、中硅酸率和低鋁氧率的配料方案。因此，將熟料三率值控制指標定為：KH=0.88±0．02：SM=2．3±0．1；AM=0.75±0.1。
??? 3? 采取的措施
??? (1)原燃料的質量控制。制訂新的進廠原料質量指標，對原燃料進行全面普查，要求進廠鐵礦Fe2O3>60%，原煤灰分<20%。a依據國標對高抗硫熟料的特殊要求，高鈣石定為州礦的石灰石，成分穩定，有害成分低，CaO含量一般在52%～55%之間，是理想的特種水泥原料；b高硅石為東山礦開采的石灰石，成分穩定，有害成分相對較低，SiO2含量一般在35%～45%之間，Al2O3含量一般在4%～6%之間，能夠滿足生產高抗硫熟料的要求；c試驗前使用的是低品位鐵礦(Fe2O3<40%和高灰分煤灰(灰分>22%)，試驗時使用的是高品位鐵礦(Fe2O3>60%)和低灰分煤灰(灰分<19%)。
??? (2)生料的質量控制。下達新的出磨CaO和Fe2O3控制指標，穩定生料喂料量，避免飽磨，對配料人員進行培訓。a車間在2006年12月15日對生料配料秤進行了重新校驗，對大塊的高鈣石和高硅石進行破碎處理，以穩定入磨原料的質量；b化驗室對堆場煤、高鈣石、高硅石、鐵粉進行檢驗開始調整生料，在操作上要求看磨工要避免飽磨，出磨生料CaO控制指標和Fe2O3的波動范圍控制在目標值42.4±0.35%和3.5±0.2%，確保生料KH合格率>75%，SM合格率>85%，AM合格率>85%。
??? (3)煅燒操作。加強煅燒操作，穩定窯的熱工制度，采用薄料快轉，長焰順燒，保證熟料結料細小均勻，勤移噴煤管，保持完整的火焰形狀。a車間在試生產前對看火工交待了對新配方生料煅燒操作的注意事項，窯從煅燒普通水泥熟料向煅燒特種水泥熟料轉產期間，容易出現較大波動。高鐵低鋁的配料方案，由于燒成范圍變窄，窯皮變薄，料易散，噴煤管應比正常往外拉，縮短火焰長度，提高燒成帶煅燒溫度，要避免燒大火，燒頂火，控制熟料升重≥1450g/L，fCaO≤0．8%，有資料表明，嚴格控制fCaO有利于穩定高抗硫水泥外加劑摻量，從而更好地滿足客戶的需求。
??? (4)熟料質量分析。取樣有代表性，數據收集全面，增加全分析的頻次，加強對現場情況的了解，對熟料質量數據進行統計分析。a從煅燒新配方生料開始，由工藝技術人員專門負責對現場進行監控，觀察窯情反應，分析室對出窯熟料質量進行快速分析，并增加全分析的檢驗頻次，由原來的ln/24h改為ln/8h；b對試驗前2d的數據進行統計分析，熟料中C3S達47.71%，C3A達2.94%，我們認為初步試驗成功，新配方繼續實施，試驗于2006年12月31日完成。
??? 4? 效果
??? (1)試驗前后熟料中C3S含量由56.8%下降至48.93%，平均下降7.87個百分點。
??? (2)試驗前后熟料中C3A含量由7.43%下降至2.82%，平均下降4.61個百分點。
??? (3)本公司對此批熟料的檢驗數據(平均值)與國家標準對比表見表3。
表3? 熟料的檢驗數據(平均值)與國家標準對比表
|
項目 |
礦物組成(%) |
化學成分 |
不溶物 |
比表面積 m2/kg |
線膨脹率 |
凝結時間 h:min |
抗折強度 MPa |
抗壓強度 MPa |
|
C3S?? ?C3A |
燒失量 SO3 ?R2O? MgO |
初凝? 終凝 |
3d? 28d |
3d? 28d | ||||
|
該批熟料 |
48.93 ? ??2.82 |
0.36? 0.62? 0.45 ?1.23 |
0.43 |
348 |
0.038 |
1:32? 2:11 |
5.7? 8.8 |
24.7 ?49.8 |
|
國家標準 |
≤50%? ≤3.0% |
≤3.0% ≤2.5% ?≤0.6% ≤5% |
≤1.5% |
350±10 |
≤0.04% |
≥0:45 ≤10:00 |
≤3.5% ?≤16% |
≤6.5% ≤42.5% |
??? (4)自治區建材質檢站檢測結果見表4。
??? 本次共生產高抗硫水泥熟料4000噸，按照260元/t熟料計算，在生產成本和普通熟料基本相等的情況下(按120元/t)，共創造利潤(260-120)×4000=560000元。
??? 在2號窯上生產特種水泥熟料在公司雖屬首次，但生產效果良好。轉產2d就生產出各項技術指標均合格的高抗硫熟料4000多噸。這說明在2號窯上生產高抗硫酸鹽等特種水泥熟料是可行的，也為塔水公司大量生產特種水泥打下了良好的基礎。目前，在特種水泥熟料的煅燒上，尚有待進一步總結經驗，統一操作，保證窯況和熟料質量更加穩定。