案例分析
1、 熟料樣的化學全分析結果如表所示,請對該結果作分析
名稱 SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO 合計
成分(%) 23.94 4.89 3.65 65.30 1.01 98.83
名稱 KH n p C3S C2S C3A C4AF fcao
成分(%) 0.833 2.81 1.34 43.28 36.09 6.76 11.13 0.59
解:看熟料全分析結果時,一要看三率值(KH、n、p)是否在要求的范圍內;二要看熟料中C3S + C2S含量是否高,C3A + C4AF含量是否為20~22%;三要看MgO是否超出范圍,如超出范圍,就是廢品,不能直接粉磨出廠,只能與低MgO熟料搭配合格后才能粉磨出廠;四要看熟料化學組成及礦物含量多少,以便分析煅燒難易的影響因素。由上表可見,C3A + C4AF只有17.89%,KH為0.833,都太低,而n高達2.81。該熟料化學成分波動太大,煅燒中因熔劑礦物成分含量過少,結粒困難,易出現“飛砂”,熟料標號也不會高。根據這種情況,要建議提高KH值和熔劑礦物含量,增加鐵含量,降低n值,減少SiO2含量,使配料達到要求。
2、 蓖冷機出口熟料溫度總是偏高,試分析產生的原因并提出處理建議。
解:可能的原因和現象:⑴冷卻風量不夠;⑵蓖床速度過快,熟料冷卻后移;⑶蓖床上出現“紅料流”或熟料結大塊;⑷冷卻機內有高溫區的熱風竄至冷端。
主要操作處理:⑴適當增加有關風室的風量;⑵適當減慢蓖速;⑶冷卻機如無隔墻,可以增加隔墻,以控制冷端風量的分布。
3、 Y水泥廠的增濕塔有濕底現象,該如何解決這個問題?
答:先分析原因,再設法處理。原因分析:⑴噴嘴調整不佳;⑵噴嘴內結垢堵塞或噴嘴接縫處漏水(噴嘴密封墊失效);⑶管路漏水,壓力不足;⑷水泵故障。
處理方法:⑴停窯檢修時重新調整噴嘴;⑵停窯檢修時清洗或更換噴嘴;⑶堵漏管路、調整水泵工作壓力;⑷啟動備用水泵。查明原因,盡快檢修更換部件;⑸濕窯灰立刻從旁路排出。
4、 煤源緊張,ZD水泥廠在煅燒時摻用了灰分較大的劣質煤,要注意什么問題?
答:劣質煤的特點是灰份高,燃燒慢,發熱量低。使用劣質煤煅燒時,黑火頭長,窯內溫度低后不易燒起來,而且易結圈。
使用劣質煤時,首先應根據煤的成分改變配料,采用比較易燒的方案;同時改進噴煤系統,加強煤風混合,加快燃燒速度。在有可能的條件下,可把煤粉磨得細一些,水分低些一二次風溫度高些。除上述條件外,關鍵的問題還在于窯操如何改變操作參數,適合煅燒劣質煤的需要。使用劣質煤時,在不致使窯尾溫度過低的情況下,應關小排風,尾溫比正常控制低5°C,以保證較集中的火焰和一定的燒成帶熱力強度,彌補煤質不好帶來的黑火頭長熱力分散的缺陷。在煅燒過程中,燒成帶溫度應偏上限控制。使用劣質煤,預打小慢車的作用更為顯著,要很好地加以運用,只要加強操作,采取各種相應措施,用劣質煤是可以燒出高標號水泥熟料的。
5、XS公司2500t/d新型干法水泥熟料生產線,2002年10月投產以來,頻繁結蛋、結圈,據不完全統計,2003年全年因結蛋造成停車20多次。通過分析和查找原因,提出處理問題的措施,解決窯結蛋的問題。
解:
原因分析 預防措施
煤灰份高,灰塵含量大,液相增加且高溫區后移 加強煤的均化;少用鏟車進煤
配料不當,飽和比低,熔劑礦物多 改善配料
窯前用煤過多,燃燒不完全,高溫區后移,提前形成液相結塊,而不能越過窯皮區 控制好窯前用煤
拉風過大,高溫區后移 合理用風
分解爐溫過高,液相提前出現 控制適當的分解爐溫度
窯速過低,窯內填充率高 物料易燒性好時,盡量薄料快燒
上升煙道等大塊結皮料垮落,形成結核體 定期清理上升煙道、窯尾喂料室的結皮
6、DN公司水泥廠日產2000噸水泥熟料生產線,2002年5月有火焰掃窯皮的現象,給窯的正常操作帶來很大的影響,請分析產生的原因并提出解決的措施。
解:產生的原因及解決的措施如下:⑴燃燒器的位置問題。燃燒器的位置是相當重要的,如安裝不合適,將直接影響到回轉窯內的煅燒情況和耐火材料的使用壽命,甚至影響到回轉窯筒體的使用安全。要調整安裝好位置。⑵火焰的形狀不好。內風過大,火焰發散造成掃窯皮現象。如果結構設計沒問題,則通過內外風的調節和配合改變其工作狀態,可減少因火焰形狀造成的掃窯皮現象。⑶燃燒器噴頭處有異物。如由煤粉帶入的泡沫、塑料袋、碎布等雜物夾在噴口處,造成火焰變形或分叉,發現后應及時清理。⑷燃燒器噴頭處有結焦或窯襯脫落,導致燃燒器噴頭變形等,發現后應及時處理或更換。⑸燃燒器的結構問題。因燃燒器結構設計不合理,造成的掃窯皮問題,很難通過生產控制和操作的選擇,達到目的。如旋流葉片的導向問題、內外風的匹配問題、煤風通道倒角問題等。必須針對回轉窯的結構和燃料的狀況,選擇合適的燃燒器,以滿足生產要求。
7、DG水泥廠4000t/d水泥熟料生產線,2003年11月因紅窯停機達12天,造成較大經濟損失,試分析產生的原因并提出解決的措施。
解:原因分析:①配料和操作過程有問題,導致窯皮掛得厚薄不均或脫落;②窯襯鑲砌質量不好或損壞或滲蝕變薄后未按期更換;③輪帶與墊板磨損嚴重,間隙過大,使筒體徑向變形增大;④筒體中心線不直;⑤筒體部分熱變形,內壁凹凸不平,造成耐火磚脫落。
對應的處理辦法:①加強配料工作及煅燒操作控制,以穩定窯皮;②選用高質量窯襯,提高鑲砌質量,嚴格控制窯襯使用周期,及時檢查磚厚及時更換滲蝕損壞的窯襯;③嚴格燒成帶附近輪帶與墊板的間隙;間隙過大時要及時更換墊板或加墊調整,為防止和減少墊板長期相對運動所產生的磨損,在輪帶與墊板間加潤滑劑;④定期校正筒體中心線,調整托輪位置;⑤必須做到紅窯必停,對變形過大的筒體及時修理或更換。
8、某廠在雨季時,入磨物料綜合水分達4%,生料磨磨音發悶,磨機電流表讀數下降,磨尾出料少,請分析磨機產生什么不正常情況?產生的原因是什么?如何處理?
答:該磨機產生了“飽磨”。產生原因是入磨物料水分過大,應先減少喂料量,如果效果不明顯,則需要停止喂料,待磨音正常后再逐漸加料至正常。
9、當旋風筒,分解爐等窯尾系統溫度降低,其它參數無明顯變化,試分析燒成系統產生什么故障?如何處理?
答:故障為生料飽和比過高,產生的原因有生料配比不當,或配料系統發生故障,或生料均化不良。
10、在來料突然中斷時,為什么要立即停止向分解爐噴煤,而窯頭噴煤又不能立即全停?
答:來料突然中斷時,分解爐內很快沒物料,溫度急劇升高,損壞設備,因此應該要立即停止向分解爐噴煤,而窯內還有物料,如立即停止向窯頭噴煤,會造成跑生料。
11、產生黃心料的原因是什么?如何解決?
黃心料產生的原因從理論上講是由于有還原氣氛的存在,使熟料中的三價失被還二價鐵而產生黃心料。實際生產中其產生的主要原因有:(1)配料中三率值不合理,燒圍窄,液相提前出現結大塊。(2)由于燃料的不完全燃燒產生還原氣氛,導致黃心料。內物料填充率過高,喂煤過多產生黃心料。(4)窯頭喂煤量過多,煤粉大量落在物料上,生致密的黃心料。
處理進根據不同的原因采取相應的措施:
(1)調理配料方案。(2)加強風煤料的配合,減小入窯煤粉的細度和水分,各監控要合理,穩定窯的熱工制度,防止大的波動,杜絕為產生黃心料創造條件。
12、預熱器三級筒堵,試分析其原因。1)翻板閥動作不良。(2)預熱器系統溫度過高。(3)旋風筒內結皮脫落。(4)旋風或物料溜子內結皮。(5)內筒脫落。(6)C1筒塌料。(7)拉風過大(系統)。(8)系統漏風。
13、塌料的原因是什么?
(1)拉風過大,尤其在投料不久,收塵效率降低,物料循環量加大到一定時產生塌落。(2)翻板閥配重不合適。(2)平管道大量積灰,由于風速增加而塌落。(4)開閥位置不正,分料不均而導致塌料。(5)旋風筒掛灰至一定程度后塌落。
14、分析以窯速調窯溫的煅燒方法的可行性。
用調窯速來調理窯溫的操作方法是不可取的。因為在一般情況下喂料量與喂煤等不變,靠窯速來調窯溫必須會產生窯速上下波動,窯內來料也或多或少波動,料量的頻繁會導致熱工制度不穩定。小慢窯頻繁,窯前燒成情況頻繁變化,嚴重時還有可能導致窯內大的擾動,產質量均受影響。尤其對預分解窯來講此方法更不可取。
15、分析分解爐出口溫度持續偏高的原因。
(1)分解爐喂煤量過大,自控時失靈。(2)窯和分解爐有不完全燃燒現象。(3)喂料量偏低。(4)生料在爐內與氣體的熱交換不好。(5)熱電偶壞。
16、分析預分解窯結熟料圈的原因。
(1)由于煤灰分高且灰中的Al2O3含量亦高,煤灰塵落量大,液相增加而且灰分燃燒速度慢,高溫區后移而結圈。(2)生料配料不當,飽和比低,熔煤礦物多,易燃。(3)窯前用煤過多而產生不完全燃燒,Fe3+ 轉變成Fe2+形成低熔點的化合物液相過早出現。
(4)風的使用不合理,火焰拉得過長。結圈的原因很多,應根據具體情況綜合分析結圈體原因。
17、分析造成回轉窯燒成帶溫度低、窯尾溫度高的原因,如何妥善處理?
原因:①排風量過大,將火焰拉長,使火焰的高溫部分后移。②煤的灰子低,細度粗,水分大,這樣燃燒速度變慢使火焰拉長,高溫部分后移。
處理:①適當關心排風,縮短火焰,降低窯尾溫度。②降低煤粉細度和水分。加強配合。③看噴煤管是否合理,如不合理適當調整。
18、分析四級筒堵塞的原因。
(1)溫度高物料粘造成堵塞,主要原因是分解下煤不穩。(2)預熱器掉磚,掉結皮,掉內筒。(3)開停窯頻繁,造成溫度高,物料堵塞。(4)下料管道結皮。(5)擋板不動等原因。
19、分析冷卻機篦床壓住的原因。
篦床壓住的主要原因是物料多,物料多的原因:一是掉大量窯皮或后結圈;造成大量物料涌向冷卻機內,壓住篦床。二是窯生燒,造成粉狀物料落入冷卻機,粉狀物料在冷卻機運動速度慢。另外鼓風大,造成懸浮,一旦粉塵落下來就壓住篦床,這是造成冷卻機的壓住主要原因。再有就是冷卻機設備本身的故障。
20、分析煤粉管道堵塞的原因,如何防止堵塞?
輸送煤粉靠羅茨風機,因此風機是關鍵。風量、風壓低主要是進風口過濾網堵,所以要經常清過濾網。二是風機三角帶松,丟轉,風量小。三是下煤不穩,煤量過多造成堵,所以要防止下煤不穩。
21、分析窯內生燒料的原因。
造成生燒料的原因是:
(1)較長時間低溫窯,調整不及時。因為窯溫低,火焰也不好,這樣窯溫更低。所雙當較長時間低溫窯時易跑生料,其主要原因是調整晚。
(2)煤不穩,窯分解或窯頭下煤不好,造成分解率低或窯溫低,跑生料。
(3)大量掉窯皮或后圈,燒成帶物料明顯增多,瓜不完全,跑生料。
(4)生料率值波動大,預見性不足,跑生料。
(5)預熱器堵塞塌料,大料流流到燒成帶止不住,跑生料。
22、分析窯跳閘的原因。
(1)窯內填充系數增大,較長期慢窯而沒減料造成,窯內物料過多。(2) 窯內掉大量結皮或后結圈,物料在窯內翻滾量增大,過電流跳閘。(3)窯溫過高,物料帶起高度過高。另外向前移動過慢,過電流跳閘。(4)窯機械故障,運轉吃力,過電流跳閘。(5)聯鎖停車,自動跳閘。
23、當窯正常運轉,預熱器四級出口溫度計壞了,不能自動喂煤,你靠什么手動給煤,而保證窯正常運行?
因為自動喂煤量是靠四級出口溫度調,溫度計壞了,就要手動給煤,主要靠其它級的溫度,保證其它級正常。另外看O2含量和CO含量來確定喂煤量是否合適
24、計劃檢修停窯,進窯后發現窯皮有四五十米長,為什么?怎樣倒好窯內料?
計劃停窯一般要求窯內倒空料,窯上過長的主要原因是:倒料時火焰滑控制好,要想倒好料,必須做到生料倉和煤粉位控制好,做到生料倉空后還有一定的煤粉量,免得窯內料生燒給檢修帶來困難。但不不要剩過多煤,無法用掉造成清倉困難。此外要隨時調整火焰,最后到窯頭觀察倒料,既不生燒,也不造成長窯上,避免給清掃帚窯皮和打磚帶來困難。
25、 熟料中f-CaO含量高的原因?
(1) 生料均化不好
(2) 生料細度大
(3) 煤粉質量差
(4) 熱工制度不穩定
(5) 料層過厚或短焰急燒
(6) 煅燒溫度不夠
(7) 噴煤管位置低,一次風量用量少
(8) 物料預燒不好
(9) 結圈,掉窯皮
26、熟料產生“粉化”的原因?
(10) 當生粉化學成分不當,細度過粗或煅燒不充分,熟料中有較多的f-CaO。f-CaO與空氣中的水分接觸,清解成Ca(OH)體積增加10%以上,造成熟料膨脹成粉狀。
(11) β-C2S轉化成γ-C2S體積膨脹造成。
(12) 生料成分不均,配料KH值低,鐵含量高,液相量過多,燃料燃燒不完全,出現還原氣氛,生成CO,鐵還原成亞鐵(FeO)。FeO與被還原的硫生成FeS可取代C2S中的CaO生成橄欖石(Cao?FeO?SiO2)。含有FeS和橄欖石的熟料呈棕黃色料塊,在存放過程中與空氣中的水發生作用,生成氫氧化鐵,體積膨脹38%,使熟料粉化。
27、哪些指標不合格是水泥成廢品?
(!)熟料中MgO含量>6%
(2)水泥中SO3含量>3.5%,礦渣水泥SO3含量>4%
(3)初凝時間早于45mm
(4)硅酸鹽水泥中不溶物>1.5%
(5)安定性用沸煮法檢驗不合格。
28、.粉磨生料時,磨尾出現大量5mm左右的豆石,且產品細度粗不易控制,應如何解決?
答:因為磨機長期工作,隔倉板損壞使大顆粒物料由前倉竄到細磨倉,大量粗粒在細磨倉不能完全磨細,應停磨檢修,更換隔倉板。
29、.粉磨生料的過程中,磨音沉悶,磨尾出現大量水汽,是何原因造成,應如何解決?
答:入磨物料水分過大,烘干氣體溫度低,且磨內通風不良造成的;應加強通風,提高烘干氣體溫度,臨時喂些干物料等。
30.磨機工作一段時間后,產品細度變粗,產量下降,且磨機負荷電流值降低,是何原因?如何解決?
答:磨內研磨體有一定消耗,應補充研磨體。
31.水泥粉磨過程中,主軸承溫度升高,磨機轉動不平穩,且生產出的水泥有假凝現象,是何原因造成,應如何解決?
答:入磨熟料溫度過高,造成磨內溫度升高,石膏脫水;應控制入磨熟料溫度,向磨內噴水降溫,并嚴密監控軸瓦溫度,防止燒瓦。
32.在熟料的煅燒過程中,發現料比較難燒,須加大噴煤量才行,而且易使熟料中f-CaO含量偏高。是何原因?如何解決?
答:配料方案有問題,KH值偏高造成的,應調整配比,加強生料的均化。
33.在熟料的煅燒過程中,噴煤量沒有調整,但發現經常跑生料,是何原因造成,應如何解決?
答:有兩種原因:一是煤質熱值低、灰分大,二是生料均化不良;應改善煤質,提高生料的均化效果。
34.在窯的燒成操作中,發現火焰黑火頭長,燒出的熟料中f-CaO含量偏高。是何原因?如何解決?
答:煤質熱值低、揮發分大,應改善煤質。
快燒急冷是提高熟料質量的重要措施
欲提高水泥的ISO強度,首先要提高熟料的強度,提高熟料的反應活性和水化速度,這除了要使熟料具有合理的化學成分和礦物組成外,還必須使熟料得到充分合理的煅燒。“化學成分和計算礦物成分相同的水泥,其水化速度可能明顯不同”;“熟料生產方法和燒成過程,如窯型、燒成溫度、煅燒制度和冷卻速度不同,會影響熟料的物相組成和分布、晶粒大小、晶體缺陷濃度等”;“真實的晶體總不完善,并有缺陷存在。它們的固溶體更是這樣”;“正是晶體結構的差異和位錯的密度影響著它們的水化速率。” “煅燒熱力強度和煅燒氣氛、煅燒溫度、升溫速率、保溫時間和冷卻速度對熟料的晶相組成、結構和形狀有很大影響。試驗結果表明:煅燒充分、煅燒溫度高、升溫速率快、急冷的硅酸鹽水泥熟料28 d抗壓強度最高。”因此熟料的煅燒要采用快燒、急冷的方法。
1) 快燒急冷的意義:
①快燒就是在有足夠高的燒成溫度、能保證熟料煅燒充分的前提下,使熟料快速燒成并快速通過高溫帶,得到晶體細小、發育不完全、晶體缺陷濃度大,但fCaO不高的熟料。這種熟料反應活性大,水化速度快,對水泥各齡期強度尤其是對3d抗壓強度有利。
②已燒成的高溫熟料得到急冷,可使阿利特晶體停止發育,保持晶體細小、晶格缺陷、位錯密度大。同時熟料中液相也較多地凝固成玻璃相,從而提高熟料的水化速度和強度。
③粗大的晶體在粉磨時要消耗更多的能量,而采用快燒急冷方法燒成的熟料,礦物晶體細小,發育不良,有較好的易磨性。急冷使熟料中液相形成晶體的數量減少,玻璃相增加,也改善了易磨性。
④高溫熟料在急冷過程中,形成的方鎂石晶體細小,甚至部分MgO還是玻璃態,這會加快MgO的水化速度,可改善含鎂較高水泥的安定性。因此在化學成分和礦物組成相仿的情況下,煅燒充分、快燒急冷的熟料具有更高的水化活性,熟料強度甚至可提高一個標號,易磨性也大大改善。
2 )熟料快燒急冷的技術條件及應采取的必要措施
預燒是前提。熟料的生產過程是由預燒、煅燒、冷卻三個工藝環節組成,各環節相對獨立又互相依靠。熟料形成過程熱負荷最高的是CaCO3分解,物料預燒的充分,CaCO3分解率高則減輕了煅燒帶的熱負荷,在其它工藝條件(溫度、液相量、液相粘度等)合適的情況下可輕松完成石灰吸收任務,給快燒創造了條件。如果物料預燒得不好,煅燒帶必然要分出部分熱量和容積來完成本應由預燒工序完成的任務,這實際上是縮短了燒成帶的長度,增加了燒成帶的熱負荷,窯轉速要被迫放慢,物料在燒成帶的停留時間延長不能達到“快燒”的目的,熟料質量將受到影響。所以預燒充分是快燒急冷的前提。帶懸浮預熱器的窯,入窯表觀分解率達30%以上時,窯轉速可達普通干法回轉窯的2倍,而表觀分解率達90%左右的窯外分解窯,窯轉速可達普通干法窯的3倍。所以,不論什么型式的回轉窯,都應提高預燒工序的效率,提高物料的CaCO3分解率。
高溫是條件。熟料煅燒是否充分,可用熟料的fCaO含量和燒失量來間接衡量,一般要控制fCaO<1.5%。熟料中C2S+CaO→C3S的反應是在燒成帶完成的,C3S的形成速度取決于液相的數量和粘度及反應物的細度和溫度,而溫度又有助于增加液相量和降低液相粘度。新標準實施后,為了提高熟料的ISO強度,在配料上有可能提高硅酸率SM和鋁氧率IM,SM的提高會導致熟料中液相量的減少,IM的提高使液相粘度增加,這都對C3S的形成不利,因此只有提高煅燒溫度,從而相對增加液相量、降低液相粘度和增大擴散系數,以加快C3S的形成速度。因此高溫是實現快燒的必要條件。所謂高溫是指水泥窯煅燒帶在能維護好窯襯的條件下,保持適當高的溫度和高溫帶長度,當熟料以較快速度通過時能作到煅燒充分,fCaO合格,同時還要兼顧維護好窯皮以延長襯料使用壽命。因此這個“高溫”是受限制的,要兼顧質量、產量、消耗和窯襯壽命等各方面的平衡。能高到什么程度,這與窯型、工藝條件、管理水平、操作水平有關。在配料方案的確定上也不能片面地追求提高KH、SM、IM。要保持燒成帶有適當高的溫度和高溫帶長度,應采取以下技術措施。提高二次風溫度回轉窯內火焰的溫度是在入窯二次風溫度的基礎上提高的,二次風帶入的熱量不是由燃料燃燒產生的,因此不需要增加煙氣量。二次風溫度越高,火焰可達到的溫度就越高,為滿足燒成帶對火焰的溫度要求奠定了基礎。二次風溫還會影響窯內火焰傳播速度,溫度較高的二次風會明顯地縮短并有利于保持一個穩定的火焰黑火頭長度,這對獲得合理的火焰形狀十分有利。二次風的溫度還會影響煤粉的燃燒速度,二次風溫的提高為合理地控制煤粉燃燒過程,保持合理的火焰形狀創造了條件。