我公司2 000t/d 生產(chǎn)線于2003 年5 月投產(chǎn)試運(yùn)行， 回轉(zhuǎn)窯規(guī)格為Φ4.0m×56m， 生料立磨規(guī)格為MLS3626，配置Φ2.8m×(5+3)m 風(fēng)掃煤磨。為了合理利用和節(jié)約資源，保護(hù)環(huán)境，降低生產(chǎn)成本，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展， 我公司自2013 年2 月開始完全利用工業(yè)廢渣生產(chǎn)水泥熟料，并取得了較好的效果。
1 工藝方案
1.1 原材料的來源及調(diào)配
1.1.1 石灰石碎屑
石灰石碎屑是巖石開采過程及破碎過程中產(chǎn)生的細(xì)粒副產(chǎn)品。顆粒多棱角，針片狀含量大，化學(xué)成分與塊狀石灰石相似，CaO 含量較低(40%～45%)。
對于礦點(diǎn)和骨料廠而言， 石灰石碎屑產(chǎn)量較小，為了保證供應(yīng)，在周邊選擇了6 家供應(yīng)商，這就造成對均化的要求特別嚴(yán)格。供貨時，每個供應(yīng)商的儲量不得小于3 000t，并且要鏟車上垛，完成初步均化。指派兩名質(zhì)檢人員每兩天對所有貨源進(jìn)行抽檢，拿出合理的搭配比例，協(xié)調(diào)車輛運(yùn)輸至我公司，根據(jù)搭配方案進(jìn)行卸車。然后使用自動堆料機(jī)進(jìn)行預(yù)均化，自動取料機(jī)取出后，入調(diào)配庫。
1.1.2 硫酸渣
硫酸渣中Fe2O3含量≥18%， 進(jìn)廠后經(jīng)上料皮帶運(yùn)送至自動堆料機(jī)進(jìn)行預(yù)均化， 然后通過鏟車上料，運(yùn)輸至調(diào)配庫。
1.1.3 砂巖碎屑
砂巖碎屑是玻璃廠產(chǎn)生的工業(yè)廢物，SiO2≥80%。由于在玻璃的生產(chǎn)工藝過程中，已經(jīng)經(jīng)過了類似均化的工藝過程，品質(zhì)非常穩(wěn)定，利用鏟車實(shí)現(xiàn)均化即可。
1.1.4 煤矸石
煤矸石的礦物組成主要為高嶺石和水云母等黏土礦物。進(jìn)廠后經(jīng)過破碎機(jī)二次破碎后運(yùn)送至自動堆料機(jī)進(jìn)行預(yù)均化，然后運(yùn)輸至調(diào)配庫。
1.2 生料控制指標(biāo)
控制出磨生料80μm 篩余≤18%，200μm 篩余<1.5% ，KH 合格率≥75% ，n 合格率≥85% ，P 合格率≥85%，粉磨后入生料均化庫。
1.3 檢驗項目及頻次
石灰石碎屑堆場每天兩次，硫酸渣、煤矸石和砂巖碎屑每批一次，調(diào)配庫下混合料每2h 一次，出磨生料每1h 一次，入窯生料每2h 一次。
1.4 生料配料計算
原材料化學(xué)分析見表1，煤的工業(yè)分析見表2，原料配比見表3，生料和熟料的化學(xué)分析見表4。
2 遇到的問題及解決方法
2.1 破碎機(jī)臺時產(chǎn)量低、電耗高
由于石灰石碎屑大部分為粉狀物料， 粒徑≤5mm，物料輸送緩慢，造成了破碎機(jī)臺時產(chǎn)量低(平均在250t/h 左右)，電耗高，不能滿足生產(chǎn)需求。
解決方法：經(jīng)過研究決定，投資20 萬元，在破碎機(jī)出料皮帶上面設(shè)計添加一個漏斗狀喂料裝置，停止使用破碎機(jī)，物料直接到達(dá)輸送皮帶，這樣臺時產(chǎn)量提高到350t/h，滿足了生產(chǎn)的需要。
2.2 生料磨振動大，料層不穩(wěn)定
由于原材料中只有煤矸石為顆粒狀，其他原材料均為粉狀，物料與料床的摩擦力減小，料層不穩(wěn)定，并且由于物料顆粒變小， 在磨盤上所受離心力相應(yīng)減小，排渣量減小，磨內(nèi)物料懸浮顆粒增多，磨內(nèi)壓差變大，當(dāng)增加產(chǎn)量時，容易造成塌料。
解決方法：
1)調(diào)整磨輥壓力，由12MPa 調(diào)整為10.5MPa。
2)對磨內(nèi)噴水系統(tǒng)進(jìn)行重新整改，改造前噴水管為三根直管成120°角對稱分布， 并且水管離磨盤偏近，容易對料層形成沖擊。經(jīng)過改造，在選粉機(jī)下料管周邊安裝了環(huán)狀噴水裝置，噴灑更加均勻，并且該位置離風(fēng)環(huán)較遠(yuǎn)，旋風(fēng)對水流的影響減小。
3)對選粉機(jī)進(jìn)行了改造。原來選粉機(jī)下料管距離磨盤的距離為800mm，選粉機(jī)內(nèi)漏風(fēng)嚴(yán)重，容易造成塌料，將下料管與磨盤距離改為400mm，并且在周圍加一圈耐高溫鎖風(fēng)鐵皮，解決了選粉機(jī)內(nèi)漏風(fēng)現(xiàn)象。生料磨運(yùn)行參數(shù)對比見表5。
2.3 鵝頸管積料、煙室結(jié)皮嚴(yán)重
由于工業(yè)廢渣中堿、鎂含量較高，成分比較復(fù)雜，物料最低共熔點(diǎn)降低， 在保證入窯分解率的前提下，分解爐出口鵝頸管積料嚴(yán)重，影響通風(fēng)，造成分解爐本體和出口溫度高， 正常值為900℃， 結(jié)皮后達(dá)到950～1 000℃，并且還塌料;煙室處結(jié)皮嚴(yán)重，窯內(nèi)出現(xiàn)還原氣氛，熟料夾雜黃心，游離氧化鈣偏高，熟料強(qiáng)度偏低。
解決方法：
1) 在鵝頸管水平位置和煙室各設(shè)置了兩個空氣炮，進(jìn)行定期吹噴。
2)將煤粉80μm 篩余由8.0%降低到6.0%，將煤粉水分由4.0%降低到3.0%，縮短煤粉的燃燒時間。
3)制定新的工藝制度，在鵝頸管處搭建平臺，增開兩個200mm×200mm 側(cè)門，每隔3h 人工清理一次，煙室處每隔2h 人工清理一次， 保證窯尾壓力為-150～-250Pa，窯尾溫度為1 000～1 100℃。
2.4 燒結(jié)困難，窯皮偏薄
由于使用了夾雜白色或者淺色大塊的煤矸石，導(dǎo)致生料中結(jié)晶二氧化硅偏多，燒結(jié)困難，窯皮偏薄，筒體溫度高。
解決方法：通過對周邊幾個煤矸石貨源的調(diào)查和試驗，為了控制結(jié)晶硅的含量，制定了新的驗收標(biāo)準(zhǔn)，要求Al2O3≥20%，SiO2≤56%，煤矸石顏色必須純正。
2.5 熟料結(jié)粒較差，冷卻不好
熟料結(jié)粒較差，冷卻不好，二次風(fēng)溫降低，篦冷機(jī)頻繁壓死，起料堆，有時堆到窯口位置，甚至形成大塊，造成篦床內(nèi)風(fēng)的分配不均勻，有部分風(fēng)短路，加劇了堆雪人和起料堆的頻次，如此惡性循環(huán)。
解決方法:
1)由于熟料結(jié)粒差，生料煅燒困難，對原有的皮拉德燃燒器磨損處進(jìn)行了修復(fù)，提高出口風(fēng)速。
定制了一套新的燃燒器頭，并且將旋流風(fēng)風(fēng)翅的角度由原來的20°改為25°， 將籠焰罩長度由20mm調(diào)節(jié)到40mm，將內(nèi)風(fēng)開度由40%增加到60%，將三次風(fēng)閘板由原來的100%關(guān)至80%，加強(qiáng)窯內(nèi)通風(fēng)，通過這些調(diào)整，提高了風(fēng)煤混合的程度，提高了燒成帶的溫度，增加了燒成帶的長度。
2)對篦冷機(jī)篦縫進(jìn)行調(diào)整，由原來的6mm 調(diào)整到3～4mm。將一室、二室風(fēng)管與動梁連接的膨脹節(jié)進(jìn)行改造，由原來的可撓性接頭改為金屬膨脹節(jié)，提高了密封效果。并通過在風(fēng)管上加插板閥，對篦下風(fēng)進(jìn)行了重新分配，加大厚料層處的風(fēng)量，減小薄料層處風(fēng)量。
3)由于原材料發(fā)生變化，對熒光分析儀進(jìn)行重新標(biāo)定，以提高熒光檢測的準(zhǔn)確度，并對配料方案作出調(diào)整。
通過以上調(diào)整，出窯熟料細(xì)小均齊，熟料強(qiáng)度和產(chǎn)量也有所增加， 出篦冷機(jī)熟料溫度由原來的150℃降低到80℃，堆雪人和起料堆現(xiàn)象得到解決。采取措施后回轉(zhuǎn)窯運(yùn)行參數(shù)及熟料性能對比見表6。
3 結(jié)束語
通過我公司管理人員和技術(shù)人員的共同努力，從原材料的選用和驗收，到立磨和燒成工藝一系列的改造和優(yōu)化，尤其是在生產(chǎn)過程中由于使用石灰石碎屑替代了石灰石，省去了石灰石破碎過程，降低了熟料電耗， 并且摸索出了使用立磨粉磨粉料的方案等，使得全部使用工業(yè)廢物生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)熟料得以實(shí)現(xiàn)。
【水泥人網(wǎng)】我公司2 000t/d 生產(chǎn)線于2003 年5 月投產(chǎn)試運(yùn)行， 回轉(zhuǎn)窯規(guī)格為Φ4.0m×56m， 生料立磨規(guī)格為MLS3626，配置Φ2.8m×(5+3)m 風(fēng)掃煤磨。為了合理利用和節(jié)約資源，保護(hù)環(huán)境，降低生產(chǎn)成本，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展， 我公司自2013 年2 月開始完全利用工業(yè)廢渣生產(chǎn)水泥熟料，并取得了較好的效果。
1 工藝方案
1.1 原材料的來源及調(diào)配
1.1.1 石灰石碎屑
石灰石碎屑是巖石開采過程及破碎過程中產(chǎn)生的細(xì)粒副產(chǎn)品。顆粒多棱角，針片狀含量大，化學(xué)成分與塊狀石灰石相似，CaO 含量較低(40%～45%)。
對于礦點(diǎn)和骨料廠而言， 石灰石碎屑產(chǎn)量較小，為了保證供應(yīng)，在周邊選擇了6 家供應(yīng)商，這就造成對均化的要求特別嚴(yán)格。供貨時，每個供應(yīng)商的儲量不得小于3 000t，并且要鏟車上垛，完成初步均化。指派兩名質(zhì)檢人員每兩天對所有貨源進(jìn)行抽檢，拿出合理的搭配比例，協(xié)調(diào)車輛運(yùn)輸至我公司，根據(jù)搭配方案進(jìn)行卸車。然后使用自動堆料機(jī)進(jìn)行預(yù)均化，自動取料機(jī)取出后，入調(diào)配庫。
1.1.2 硫酸渣
硫酸渣中Fe2O3含量≥18%， 進(jìn)廠后經(jīng)上料皮帶運(yùn)送至自動堆料機(jī)進(jìn)行預(yù)均化， 然后通過鏟車上料，運(yùn)輸至調(diào)配庫。
1.1.3 砂巖碎屑
砂巖碎屑是玻璃廠產(chǎn)生的工業(yè)廢物，SiO2≥80%。由于在玻璃的生產(chǎn)工藝過程中，已經(jīng)經(jīng)過了類似均化的工藝過程，品質(zhì)非常穩(wěn)定，利用鏟車實(shí)現(xiàn)均化即可。
1.1.4 煤矸石
煤矸石的礦物組成主要為高嶺石和水云母等黏土礦物。進(jìn)廠后經(jīng)過破碎機(jī)二次破碎后運(yùn)送至自動堆料機(jī)進(jìn)行預(yù)均化，然后運(yùn)輸至調(diào)配庫。
1.2 生料控制指標(biāo)
控制出磨生料80μm 篩余≤18%，200μm 篩余<1.5% ，KH 合格率≥75% ，n 合格率≥85% ，P 合格率≥85%，粉磨后入生料均化庫。
1.3 檢驗項目及頻次
石灰石碎屑堆場每天兩次，硫酸渣、煤矸石和砂巖碎屑每批一次，調(diào)配庫下混合料每2h 一次，出磨生料每1h 一次，入窯生料每2h 一次。
1.4 生料配料計算
原材料化學(xué)分析見表1，煤的工業(yè)分析見表2，原料配比見表3，生料和熟料的化學(xué)分析見表4。
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2 遇到的問題及解決方法
2.1 破碎機(jī)臺時產(chǎn)量低、電耗高
由于石灰石碎屑大部分為粉狀物料， 粒徑≤5mm，物料輸送緩慢，造成了破碎機(jī)臺時產(chǎn)量低(平均在250t/h 左右)，電耗高，不能滿足生產(chǎn)需求。
解決方法：經(jīng)過研究決定，投資20 萬元，在破碎機(jī)出料皮帶上面設(shè)計添加一個漏斗狀喂料裝置，停止使用破碎機(jī)，物料直接到達(dá)輸送皮帶，這樣臺時產(chǎn)量提高到350t/h，滿足了生產(chǎn)的需要。
2.2 生料磨振動大，料層不穩(wěn)定
由于原材料中只有煤矸石為顆粒狀，其他原材料均為粉狀，物料與料床的摩擦力減小，料層不穩(wěn)定，并且由于物料顆粒變小， 在磨盤上所受離心力相應(yīng)減小，排渣量減小，磨內(nèi)物料懸浮顆粒增多，磨內(nèi)壓差變大，當(dāng)增加產(chǎn)量時，容易造成塌料。
解決方法：
1)調(diào)整磨輥壓力，由12MPa 調(diào)整為10.5MPa。
2)對磨內(nèi)噴水系統(tǒng)進(jìn)行重新整改，改造前噴水管為三根直管成120°角對稱分布， 并且水管離磨盤偏近，容易對料層形成沖擊。經(jīng)過改造，在選粉機(jī)下料管周邊安裝了環(huán)狀噴水裝置，噴灑更加均勻，并且該位置離風(fēng)環(huán)較遠(yuǎn)，旋風(fēng)對水流的影響減小。
3)對選粉機(jī)進(jìn)行了改造。原來選粉機(jī)下料管距離磨盤的距離為800mm，選粉機(jī)內(nèi)漏風(fēng)嚴(yán)重，容易造成塌料，將下料管與磨盤距離改為400mm，并且在周圍加一圈耐高溫鎖風(fēng)鐵皮，解決了選粉機(jī)內(nèi)漏風(fēng)現(xiàn)象。生料磨運(yùn)行參數(shù)對比見表5。
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2.3 鵝頸管積料、煙室結(jié)皮嚴(yán)重
由于工業(yè)廢渣中堿、鎂含量較高，成分比較復(fù)雜，物料最低共熔點(diǎn)降低， 在保證入窯分解率的前提下，分解爐出口鵝頸管積料嚴(yán)重，影響通風(fēng)，造成分解爐本體和出口溫度高， 正常值為900℃， 結(jié)皮后達(dá)到950～1 000℃，并且還塌料;煙室處結(jié)皮嚴(yán)重，窯內(nèi)出現(xiàn)還原氣氛，熟料夾雜黃心，游離氧化鈣偏高，熟料強(qiáng)度偏低。
解決方法：
1) 在鵝頸管水平位置和煙室各設(shè)置了兩個空氣炮，進(jìn)行定期吹噴。
2)將煤粉80μm 篩余由8.0%降低到6.0%，將煤粉水分由4.0%降低到3.0%，縮短煤粉的燃燒時間。
3)制定新的工藝制度，在鵝頸管處搭建平臺，增開兩個200mm×200mm 側(cè)門，每隔3h 人工清理一次，煙室處每隔2h 人工清理一次， 保證窯尾壓力為-150～-250Pa，窯尾溫度為1 000～1 100℃。
2.4 燒結(jié)困難，窯皮偏薄
由于使用了夾雜白色或者淺色大塊的煤矸石，導(dǎo)致生料中結(jié)晶二氧化硅偏多，燒結(jié)困難，窯皮偏薄，筒體溫度高。
解決方法：通過對周邊幾個煤矸石貨源的調(diào)查和試驗，為了控制結(jié)晶硅的含量，制定了新的驗收標(biāo)準(zhǔn)，要求Al2O3≥20%，SiO2≤56%，煤矸石顏色必須純正。
2.5 熟料結(jié)粒較差，冷卻不好
熟料結(jié)粒較差，冷卻不好，二次風(fēng)溫降低，篦冷機(jī)頻繁壓死，起料堆，有時堆到窯口位置，甚至形成大塊，造成篦床內(nèi)風(fēng)的分配不均勻，有部分風(fēng)短路，加劇了堆雪人和起料堆的頻次，如此惡性循環(huán)。
解決方法:
1)由于熟料結(jié)粒差，生料煅燒困難，對原有的皮拉德燃燒器磨損處進(jìn)行了修復(fù)，提高出口風(fēng)速。
定制了一套新的燃燒器頭，并且將旋流風(fēng)風(fēng)翅的角度由原來的20°改為25°， 將籠焰罩長度由20mm調(diào)節(jié)到40mm，將內(nèi)風(fēng)開度由40%增加到60%，將三次風(fēng)閘板由原來的100%關(guān)至80%，加強(qiáng)窯內(nèi)通風(fēng)，通過這些調(diào)整，提高了風(fēng)煤混合的程度，提高了燒成帶的溫度，增加了燒成帶的長度。
2)對篦冷機(jī)篦縫進(jìn)行調(diào)整，由原來的6mm 調(diào)整到3～4mm。將一室、二室風(fēng)管與動梁連接的膨脹節(jié)進(jìn)行改造，由原來的可撓性接頭改為金屬膨脹節(jié)，提高了密封效果。并通過在風(fēng)管上加插板閥，對篦下風(fēng)進(jìn)行了重新分配，加大厚料層處的風(fēng)量，減小薄料層處風(fēng)量。
3)由于原材料發(fā)生變化，對熒光分析儀進(jìn)行重新標(biāo)定，以提高熒光檢測的準(zhǔn)確度，并對配料方案作出調(diào)整。
通過以上調(diào)整，出窯熟料細(xì)小均齊，熟料強(qiáng)度和產(chǎn)量也有所增加， 出篦冷機(jī)熟料溫度由原來的150℃降低到80℃，堆雪人和起料堆現(xiàn)象得到解決。采取措施后回轉(zhuǎn)窯運(yùn)行參數(shù)及熟料性能對比見表6。
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3 結(jié)束語
通過我公司管理人員和技術(shù)人員的共同努力，從原材料的選用和驗收，到立磨和燒成工藝一系列的改造和優(yōu)化，尤其是在生產(chǎn)過程中由于使用石灰石碎屑替代了石灰石，省去了石灰石破碎過程，降低了熟料電耗， 并且摸索出了使用立磨粉磨粉料的方案等，使得全部使用工業(yè)廢物生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)熟料得以實(shí)現(xiàn)。