低碱熟料煅烧中产生黏散料的原因及措施

    我公司2 500t／d生产线生产普通熟料时一切正常，但是在煅烧低碱熟料时经常会出现黏散料，这种熟料呈墨绿色，有光泽，但表面粗糙疏松，熟料中有大量细粉；升重低(90％不超过l 200g／L)，fCa0含量低(即使在KH偏高时也很少超过0．5％)。煅烧过程中表现为烧结范围窄、易蚀窑皮和耐火材料寿命缩短，从窑前看料子发黏，且伴随大量飞砂，窑况不稳，产质量下降，严重时甚至“堆雪人”，迫使止料停窑处理，冷却后的雪人十分坚硬，处理起来既危险又费事。

1 黏散料产生的原因分析

1．1黏散料出现的主要原因

    大多数观点认为产生黏散料主要是煅烧方面的原因，而我公司只是在烧低碱熟料时才会频繁发生这个问题，显然不是因为操作不当或设备能力不足造成的。因此应主要从配料上，其次是煅烧方面来考虑。首先从黏散料的几个特点来分析：

    1)fCa0低：液相量充足和液相黏度较小时有利于fCa0的吸收，fCa0含量较低；反之，则较高。由此可以肯定在烧成带黏散料应该是液相黏度较低，液相量较充足情况下产生。

    2)升重低：根据扩散传质机理可知，在烧结过程中表面张力越大则颗粒中心距越近，气孔率越小，坯体越收缩致密，升重高；反之，则升重低。而液相黏度与表面张力成正比，因此升重低的原因主要是因为表面张力小，液相黏度低。

    3)烧结范围窄：由于液相黏度小，故烧结范围窄。

    由此说明，黏散料出现的主要原因是在烧成带液相黏度偏低。

1．2料子发黏的原因

    出现黏散料时，从窑前看料子发黏，似乎与液相黏度偏低、液相量较充足相矛盾。但由熟料的烧结过程可知：烧成温度范围一般为1 300℃→1 450℃→1 300℃，当温度降到l 300℃以下时，液相开始凝固，温度继续下降进入冷却阶段。由此过程可以看出，熟料液相出现在烧成带。当熟料进入冷却带后是以固态存在的(至少熟料颗粒表面是以固态存在)，而固态熟料是没有黏性的。出现黏散料时从窑前看料子发黏是因为熟料的烧成带延伸到了正常煅烧时的冷却带，高温、炽热并带有一定液相的熟料受温度较低的二次风的影响，温度迅速下降，液相黏度急剧升高。也就是说我们看到的发黏是因为在冷却带仍有液相(在冷却带若仍有液相，温度变化剧烈，液相黏度主要是受温度影响，而在烧成带温度变化相对平稳，黏度主要受物料本身性质决定，如P值和碱含量等)。

1．3起飞砂的原因

    因为出现黏散料时液相黏度小致使表面张力不足，熟料结构疏松，不致密，在窑内翻滚过程中结粒的熟料不断的被摔碎，直至产生大量的细粉并带入篦冷机。由此可以肯定此时的飞砂主要是由二次风从篦冷机上吹起并带入窑前的熟料细粉，而不是因为n值过高藏相量不足在烧成带产生的飞砂。经检测验证这些细粉与同时出窑的结粒熟料在化学成分及物理性能上并无显著差异(见表l)。

表l  结粒和细粉熟料的化学分析及强度检验结果

1．4生产低碱熟料时液相黏度降低的原因

    普通熟料采用石灰石、黏土和硫酸渣三组分配料，低碱熟料采用石灰石、粉煤灰、硅石和硫酸渣四组分配料。当用粉煤灰、硅石替代黏土配料时，原材料的性质(如晶体结构、活性以及微量元素的含量等)发生了较大的变化。2)确定低碱配料方案时，因为害怕碱含量低使液相黏度过高而将铝氧率控制过低，造成液相黏度偏低。各种原材料化学全分析见表2。

表2原材料化学成分    ％

2  采取措施

    由以上分析可知，需要从配料和煅烧两个方面解决液相黏度偏低的问题。因生产普通熟料时一切正常，说明设备能力能够满足生产要求，故暂不考虑设备能力因素。

    配料方面：适当提高P值，KH值可正常控制，n值可参考实际煅烧过程中液相量的高低适当调整。我公司生产普通熟料及低碱熟料调整前后三率值控制指标见表3，熟料化学分析、率值及矿物组成见表4。

表3 熟料率值控制指标

表4  熟料化学分析及矿物组成

    煅烧方面：由于温度过高也会导致液相黏度降低，所以当发现出现黏散料时可适当降低窑速和产量，慎用头煤，稳定二次风温并偏低控制，立即通知工艺技术人员调整配料方案，调整好后即可恢复正常操作。必要时可调整内外风，切不可一见飞砂就认为液相不足而加头煤。

随着P值的提高，只要将熟料三率值合理控制，完全可以在避免黏散料出现的情况下将C₃A的含量控制在8．0％以下，从而避免对水泥与外加剂适应性的影响，而且当黏散料消失后，窑系统可以平稳运行，能够生产出更均质稳定的熟料，反而更有利于水泥与外加剂适应性的提高。

3  效果

    采取新的配料方案后，我公司生产低碱熟料时窑化而偶然出现时也可在几个小时内排除，“堆雪人”问题彻底解决。生产低碱熟料时，产量与普通熟料持平，升重90％以上在1 280-1 350g／L，fCa0含量85％以上在0．8％～l．2％，3d抗压强度平均提高3MPa，28d抗压强度平均提高3．5MPa，混合材可多掺3％以上，水泥与外加剂适应性良好，经济效益非常可观。

4 结束语

    结圈、结蛋、飞砂及黏散料等所形成的原因在设备选型确定的情况下无非就是配料和煅烧两个方面的问题，工艺技术人员所要做的就是要将原因分析清楚，然后有钍对性的采取措施，所遇到的问题就可迎刃而解，否则若原因不清，措施不当，就只能是同样的问题反复出现。