防水之家讯:笔者公司2004年、2005年先后投产的2×5000t/d熟料生产线采用了石灰石、铝矾土、砂岩、钢渣四组份配料生产,2008年10月份后利用粉砂岩替代铝矾土进行生产,取得了较好的经济效益与社会效益。
1 存在问题
笔者公司配料所用的铝矾土SiO2、Al2O3含量波动较大,又因公司设计早、资金紧张辅材预均化设施均化效果欠佳,当原材料发生较大波动时,生料连锁波动,造成出磨生料三率值不稳定,又因生料库均化效果差,经常出现预热器堵塞、窑内长厚窑皮、结大蛋等异常情况,并影响到2007年10月份投入生产的15MW的余热发电的安全运行。因此急需用一种成份稳定的硅铝质原材料替代铝矾土来稳定生产。
粉砂岩是我公司所用砂岩矿点的上层覆盖物,风化较严重,粉粒较多,主要有粉砂碎屑组成的沉积岩,粒径为0.0625-0.0039毫米的粉砂的含量占50%以上,除粉砂外,其他由砂、粘土或化学沉积物组成。开采砂岩时,被剥离,既消耗大量费用又挤占空间。对其普查发现,Al2O3、SiO2含量高,其成分稳定,波动较小,Al2O3在±2%、SiO2在4-5%之间波动,有害成分MgO含量较低,利用价值较高。原材料化学分析及原煤工业分析。
2 配料方案
(1) 采用中KH一高SM一低IM的配料方案,其熟料三率值控制范围为KH=0.92±0.02,SM=2.5±0.1,IM=1.3±0.1,熟料中Al2O3控制在4.8%左右,Fe2O3控制在3.7%左右,使用粉砂岩前后熟料对比见表3。
(2)生料易烧性。通过试验,用粉砂岩配料易烧性比铝矾土稍差,原因为粉砂岩中结晶SiO2含量高于铝矾土中结晶SiO2含量,结果见表4。为此采取了降低细度指标的措施,由18±1% 降为16±1% 。
(3)生料配比变化。粉砂岩使用前后的生料配比变化见表5。
3 生产试验
3.1 工艺方面
我公司为Φ4.8m*72m预分解生产线,采用五级双系列预热器带TDF分解炉,生料制备采用Φ4.6m?(10+3.5)m中卸烘干磨,产品粒度较均匀且中粗颗粒料少(0.2mm筛余均小于1.0%,80um筛余均小于18%),对生料易烧性也非常有利。
3.2 生产中存在问题及改进措施
(1)熟料的硫碱比变化情况。
粉砂岩中碱含量相对较高,如窑尾温度过高1050°C,会产生结圈。用粉砂岩替代铝矾土后,对窑工艺系统和窑的煅烧无明显影响。使硫碱比发生变化。根据S/R= SO3/(0.85 K2O +1.29 Na2O)计算知,使用粉砂岩前熟料的硫碱比为0.54,使用后熟料的硫碱比为0.41,已在熟料的硫碱比控制值的下限(一般在0.5-1.0之间),导致一系列问题的出现。因此必须降低窑尾温度,由1050℃降为1020°C,并把熟料中Al2O3稍提高,以适当提高液相黏度,控制在4.9%左右。
(2)分解炉温度变化问题。
粉砂岩中含有的SiO2以较小的颗粒存在,反映活性大,又因砂岩的用量减少,降低了生料中结晶SiO2的含量,使用粉砂岩后较好地改善了熟料煅烧。因此控制分解炉温度由890℃左右降低为880℃左右,表观分解率由95%±2%改为93%±2%。
3.3 生产结论
(1)生料磨台时产量提高,由190 t/h提高到200 t/h。因粉砂岩粉粒较多,易于粉磨,其易磨性比铝矾土稍低,但用粉砂岩替代铝矾土,因粉砂岩SiO2含量高,取代了一部分砂岩的用量,使最难粉磨的砂岩用量减少;又因所取代砂岩的粉砂岩中Fe2O3含量比砂岩中Fe2O3含量高3.94%,取代了一部分难粉磨的钢渣用量,因此使生料磨台时提高10 t/h,吨生料节电1.2kWh,按照年产生料530万吨计算,年可节电630万kWh。
(2)窑台时产量提高。因粉砂岩成分稳定,因此配料稳定,生料成分波动小,生料KH合格率由不足80%提高到91%,窑况大为改观,长厚窑皮、结大蛋等不正常窑况大幅下降。产量由平均5700t/d提高到平均5860t/d,提高160t/d,标准煤耗降低-1.1 kg。结果见表6。
(3)熟料结粒好,致密,质量稳定并有提高,提高了市场的美誉度, 3天抗压强度平均31.6MPa,28天抗压强度60.1 MPa,凝结时间也有所降低。
(4)工艺成本大幅降低,砂岩用量减少,由使用前的8.4%降为4.2%,砂岩价格在原材料中最高,砂岩结晶高难粉磨,且使用量较大。砂岩进厂价为18.2元,粉砂岩进厂价为6.2元,按照每天生产16000吨生料计算,少配入的砂岩可降低生产成本12230.4元,多配入的粉砂岩成本3670.4元,这样少配入的砂岩可降低生产成本元减去多配入的粉砂岩成本元,每天可降低8560元,按照年运转300天计算,可节省成本256万多元。
(5)因窑况正常,使余热发电系统运行比以前稳定,能确保运转率90%以上,发电效率提高,平均吨熟料发电33.1kWh。
4 结束语
利用粉砂岩替代铝矾土减少了砂岩的使用,实现了资源的有效利用,不仅没对生产造成负面影响,还大幅降低了成本,提高了台时,并使余热发电的安全运行得到了保障,收到了较好的效果。
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