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水泥熟料质量变差的原因分析及解决措施

 

发布时间:2021-10-08    字号:【

 一、存在的问题及原因分析
某公司六期5000t/d水泥熟料生产线试生产初期,使用石灰石、砂岩与高铝铁矿石进行生料配料,回转窑内飞砂重,出窑熟料结粒差、强度低,3d抗压强度28.8MPa,28d强度只有56.2MPa,与该公司设定的内控指标(28d强度≥60MPa)相差较多,严重影响产品质量。

 

由于采用石灰石、砂岩与高铝铁矿石三组份进行配料,为改善熟料结粒,配料方案使用中饱和比和硅率,熟料三率值设计为:KH=0.920±0.02、SM=2.50±0.02、IM=1.65±0.02,但从生产情况来看,未达到预期效果。生产中原材料化学成分及配比见表1,熟料与生料化学成分见表2
                                                                表1 原材料化学成分及配比

                                                                表2 生料与熟料化学成分

对砂岩中的结晶硅含量进行检测,其含量达到65.8%。经组织分析后认为,引起出窑熟料结粒差、强度低的主要原因是生料配料用砂岩结晶硅较高,因结晶硅在生料烧成过程中活性差,导致熟料中矿物结晶不完善,引起熟料强度下降

二、解决措施
经分析讨论,结合本地原材料情况,将砂岩更换为页岩,同时增加铜矿渣为铁质校正原料,改善生料的易烧性。由于铜矿渣经水淬,内部晶体晶核存在较大的缺陷,活化能较低,具有一定的矿化作用,有利于降低烧成物料最低共熔温度、促进固相反应。在原材料更换后熟料三率值设计指标不变,原料化学成分及配比见表3,熟料与生料化学成分见表4
                                                                表3 原材料更换后化学成分及配比

                                                                表4 原材料更换后生料与熟料化学成分

在原材料更换后,烧成系统的操作制度与生料喂料量与此前保持不变。经过原料转换过渡后,出窑熟料结粒明显改善,外观光泽度明显提高,将前后熟料强度及标准煤耗进行统计对比,数据见表5
                                                                表5 熟料强度与标准煤耗对比

原材料更换后,出窑熟料3d抗压强度达到32.4MPa、28d抗压强度达到62.3MPa,相比原材料更换前3d抗压强度提高3.6MPa、28d抗压强度提高6.1MPa;同时熟料烧成标准煤耗由107.5kg/t下降至104.0kg/t,吨熟料烧成标准煤耗节约3.5kg
更换后,熟料强度明显提高,标准煤耗显著下降。将原材料更换前后的熟料岩相分析,见图1

                                                                图1 原材料更换前后熟料岩相分析
由图1可以看出,原材料更换前的出窑熟料A矿无定形,小尺寸,含有许多包裹体。分析主要原因是生料中的结晶硅含量较高,因其活性低,许多粗颗粒在熟料烧成过程中无法反应完全,形成包裹体,造成熟料中C3S的形态不完整在原材料更换后,出窑熟料A矿形态较完整,矿物中的包裹体明显减少。
三、结论
通过原材料调整,在配料中用页岩代替砂岩、并使用铜矿渣作为铁质校正原料,改善了生料易烧性,解决了出窑熟料飞砂重的问题,熟料致密度增加,矿物结晶完整,3d与28d强度得到了很大的提高,达到了内控指标要求,为出厂水泥的质量与成本控制创造了有利条件。

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