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1、新型干法窑在高原地区的生产实践 内蒙古乌兰水泥集团有限公司钱林田生茂杨万芳 0 引言 内蒙古乌兰水泥集团有限公司地处海拔14 8 0 m 的高原地区，现有三条新型干法水泥熟 料生产线。其中一线是20 0 0 t d 水泥生产线，1 9 9 9 年9 月3 0 日投产；二线、三线是25 0 0 t d 熟料生产线，分别于2 0 0 3 年5 月和2 0 0 4 年1 2 月投产运行。目前，一线、二线运行良好，当 年实现了达标、达产，三线也顺利通过了7 2 h 和1 6 8 h 达标，熟料2 8 d 抗压强度达到5 7 6 0 M P a 。但在投产初期生产工况曾出现过不稳定阶段，熟料f - C
2、a O , 合格率低，强度低。为此， 公司组织有关技术人员成立了攻关小组，针对水泥生产工艺的实际情况进行分析研究，采取 了有效措施，取得了理想效果。 关键工艺设备配置情况 我公司原料预均化系统采用矩形堆场，一线、二线采用三组分配料，堆场以混合料形式 布料。三线采用四组分配料，堆场单布石灰石；原料粉磨采用立式磨，一线为加拿大制造莱 歇磨，二、三线由日本宇部引进的立磨；烧成系统均为双系列悬浮预热器加T D F 型分解炉 组成的新型回转窑系统；熟料冷却为第三代充气梁型篦式冷却机；水泥粉磨系统是由辊压 机、磨机和高效s e p a x 选粉机、打散机构成的半终粉磨系统( 主要工艺设备见表1 ) 。 表
3、1 主要工艺设备表 序号设备名称线别规格性能备注 一、二线T P C 一2 0 2 2 C 能力6 0 0 8 0 0 t h l石灰石破碎 三线 P C F1 6 1 6 锤式破碎机能力1 5 0 2 4 0 t h D G 6 0 0 1 2 0 悬臂式侧堆料机能力6 0 0 f f h 一、二线 桥式刮板取料机能力2 5 0 t h 2 预均化堆取料机 悬臂式侧堆料机6 0 0 t h 三线 侧斜桥式刮板取料机5 0 5 0 0 t h 一线 L M3 2 4 0 莱歇磨 从加拿大引进 3原料磨 二线三线 U M3 8 4 0 宇部磨 从日本引进 一、二线4 1 8 m 4 8 m 连续
4、式均化库储量1 00 0 0 t 4 生料均化库 三线 1 8 m 4 8 m 连续式均化库储量1 00 0 0 t 1 9 7 续表 序号设备名称线别规格性能备注 一线双列五级旋风预热器D - D 型分解炉51 0 0 m m 5预热器分解炉系统 二线三线双列五级旋风预热器T D F 型分解炉声56 0 0 n a n 一、二线4 m 6 0 m 三档支承 6回转窑 三线4 m 6 0 m 三档支承 一线 6 0 9 S - 8 1 9 引8 0 9H - 1 0 2 5 H 改造成充气梁 7 篦冷机 二线三线 T C l l 6 4 型 一、二线2 8 ( 5 + 3 ) 烘干磨能力1 6
5、 f f h风扫磨 8 煤磨 三线 H R M l 7 0 0 能力2 0 t h 立磨 一线 W 4 - 7 3 1 12 8 D4 3 20 0 0 r 一h23 3 5 P a 9 废气风机 二线三线4 80 0 0 m 3 h18 0 0 P a 一线 W 6 - 2X3 0 N O 3 3 575 8 3 m 3 r a i n84 8 0 P a 1 0 高温风机 二线三线5 4 万r n 3 ，h75 0 0 P a 一线Y 4 - 7 3 1 4 N 0 2 8 D4 1 40 0 0 n 】3 h15 9 2 P a 1 1窑头引风机 二线三线4 1 40 0 0 m 3 h
6、15 9 2 P a 1 2 水泥磨 4 2X1 0 m1 2 0 t h 1 3辊压机12 2 0 7 6 01 2 0 t h 加拿大富勒 1 4 s e p a x 选粉机S e p a x 3 7 5 能力1 2 0 f f hl 1 5 包装机B 卜6 J - L 型9 0 - 1 2 0 t h 2 投产初期和生产中发现的问题 ( 1 ) 熟料结粒不匀，大小不均齐，黄心料多，f - C a O 居高不下，窑台时产量低，日产量 只能维持18 0 0 20 0 0 t d 。投产初期生产状况见表2 。 表2 投产初期生产状况( 平均值) 投料量f - C a 0熟料2 8 d 强度 熟
7、料率值及矿物组成 ( t h )( )( M P a ) K HS Ml M G SQ SQ A 已A F 1 1 6 1 3 02 55 4 5 3O 8 9 92 4 71 6 l5 1 7 62 3 5 38 21 0 1 8 ( 2 ) 窑皮形成不规则，前薄后厚，呈喇叭口状，窑皮颜色各异，致密程度不同，由于结 皮、结圈、结蛋等原因，操作上被迫减料放蛋、烧圈，严重时被迫停窑处理厚窑皮。火焰末 端常形成1 2 道圈，窑内有效通道最小直径缩至1 5 1 8 m 。通过取样分析，窑皮的成分、 矿物、率值见表3 。 1 9 8 表3 化学分析试验报告 名称f _ C a 0S i 0 2A 1
8、2 0 30 3 M 9 0K 2 0N a ：Os 0 2 K Hm ff M 岛Sc a S岛Ac 4 A F 绿窑皮 O 0 7 0 32 3 53 3 l2 6 16 5 61 5O 80 31 0 80 93 9 71 2 76 2 52 0 24 3 47 9 3 红窑皮 2 7 3 3 02 23 8 11 1 96 1 11 63 5O 30 7 4O 8 84 43 25 4 32 2 18 0 83 6 2 灰窑皮1 4 3 9 4 2 1 54 2 72 4 26 31 4 83 10 4 5O 5 80 9 23 2 l1 7 66 1 31 5 37 2 17 3 6
9、 ( 3 ) 熟料冷却效果差，窑口“飞砂料”大，二次飞扬多，煤管出现挂料堆积现象，固定 篦床堆雪人和下料斜坡处易堆料。通过停窑后处理，发现有不同颜色、取样分析结果见 表4 。 表4 雪人熟料化学分析试验报告 S i 0 2A 1 2 0 30 3 M g O K H肼肼 c a SQ SQ A Q A F 12 2 0 95 4 13 46 5 7 71 4 70 92 5 l1 5 95 8 7 l1 9 0 48 5 71 0 3 4 22 2 1 65 3 33 3 26 5 4 3 1 5 O 8 9 4 2 5 61 6 1 5 7 4 4 2 0 1 98 4 91 0 0 9 3
10、2 2 1 75 3 93 3 96 5 6 21 4 60 8 9 1 52 5 31 5 95 7 6 42 0 0 78 5 3l O 3 1 ( 4 ) 预热器系统压力不稳定，缩口和锥体部位易结皮，频繁出现塌料现象，严重时窑头 返火。分解炉给煤不能稳定，忽高忽低，而且五级温度有倒挂现象。 3 原因分析 ( 1 ) 原燃材料的客观状况：石灰石矿山储量虽多，但局部有闪长玢岩夹层，给开采造成 一定难度。成分不稳定，目前开采的石灰石M g o 含量偏高；当地黏土质原料碱含量偏高； 硅石中结晶S i 0 2 含量多，较难粉磨，同时给均化、煅烧带来不利因素；人厂原煤矿点较多， 成分不稳定，灰分水分
11、大，难以实现搭配均衡。大同煤发热量虽高，但8 0 3 含量高。表5 、 表6 分别列出了燃料和原料的化学分析数据。 表5 原煤化学分析报告 工业分析( )煤灰化学分析( ) 名称产地 形AyC Q D W SAFCM 大同煤辛庄 6 6 62 5 3 72 4 4 84 3 4 91 96 3 0 0 74 3 1 62 4 7 98 9 01 2 4 11 4 6 高铝煤内蒙 9 2 71 7 1 42 4 4 34 9 1 61 99 3 6 5 93 5 6 24 1 7 85 0 21 0 1 2O 2 1 大同煤山西 4 0 31 8 4 22 4 8 45 2 6 92 35 8
12、0 3 55 0 3 32 3 2 29 6 03 0 50 8 4 准青内蒙 7 0 81 6 8 92 6 9 84 8 7 42 18 8 4 2 34 2 8 94 2 9 23 1 46 5 6O 6 7 1 9 9 表6 原材料化学分析报告 化学成分 名称 产地 类别 S i QA 1 2 0 30 3 C 8 0 M g o K 2 0N a 2 0s 0 3 当地平均 3 4 41 2O 6 34 9 7 41 7 8O 2 8O 0 60 0 2 石灰石 当地平均 2 0 lO 5 60 4 15 1 11 8 6O 2 3O 1O 0 3 黏土平均 6 4 7 51 3 8
13、 l5 2 63 42 2 82 9 5 1 2 5 O 2 3 铁粉 当地平均3 6 5 62 9 55 0 O l2 2 43 6 l0 1 4 O 1 l0 2 硅砂平均 9 5 3 81 2 81 0 90 6 40 3 30 5 50 1 50 1 黑 6 3 3 21 7 0 88 2 21 9 3 。1 7 22 6O 3 5O 0 3 板岩当地 红5 4 9 31 6 船8 24 7 42 43 3O 3 50 0 l ( 2 ) 在煤质日趋下降的情况下，燃烧器适应性差，火焰成形效果差，发散发飘、分又和 上燎窑皮，对煤粉的燃尽率低，有部分不完全燃烧煤粉混人生料、窑皮等处，造成窑
14、皮不规 则。形成长厚窑皮后，就给结大蛋提供了前提，加之不完全燃烧的煤粉和不稳定的入窑生料 形成低熔融矿物，形成大球，这样窑内通风受阻，不畅通，又反过来影响煤粉燃烧和火焰的 形状，使窑内产生很强的还原气氛，导致熟料生烧、欠烧、大块、黄心。 ( 3 ) 出磨生料和入窑生料成分不稳定，生料均化效果差，受矿山石灰石品位和数量的影 响，预配料难度增加，有时料堆未能布到位就开始取料。堆场一托二，常造成混合料仓产生 离析现象；均化库死区多，只能保证正常下料，很难起到均化作用，造成出磨生料和入窑生 料区别不大，给窑的稳定煅烧带来一定难度。出磨生料和人窑生料成分对比情况见表7 。 表7 出磨生料和入窑生料合格率
15、对比表 K 合格率S M 合格率 I M 合格率 一线 二线三线 一线 二线三线一线二线三线 出磨生料4 0 04 0 54 1 45 2 34 2 96 4 38 3 8 7 2 2 9 7 3 人窑生料4 6 9 4 1 9 4 0 8 6 9 7 5 1 9 5 9 99 7 78 5 29 7 2 ( 4 ) 在用风用煤上存在误区。二次风、三次风匹配不合适，而且三次风闸板使用周期 短，烧毁和磨损非常快，起不到调整的作用。 ( 5 ) 原燃材料中的有害成分多，容易造成内循环，特别容易在预热器二、三级富集，引 起上升烟道和下料管的结皮，形成积料和塌料，影响到系统拉风，造成窑况不稳定和恶性循 环的加剧，经过取样分析在大蛋和结皮中确实硫碱含量很高( 见表8 ) 。 表8 窑皮化学分析试验报告 名称S i 0 2业0 30 3 C a 0 M g o K 2 0N a 2 0s 0 3 窑皮 2 6 3 l6 5 53 6 94 7 3 21 6 52 0 5O 7 58 6 4 窑皮2 5 3 2 2 9 41 4 82 8 7 7O 8 73O 83 0 8 2 窑皮2 2 8
