水泥预分解窑工艺装备技术

原作者:[标签:作者] 添加时间:2007-06-29 原文发表:2007-06-29 人气:6

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水泥预分解窑工艺装备技术
作者：陈友德天津水泥工业设计研究院(300400)
水泥生产过程中，产品质量控制的三个重要环节是：入窑生料质量和喂料稳定性，熟料率值和矿物成分设计值的合理性与熟料煅烧状况，以及水泥的粉磨细度、颗粒级配、颗粒形貌等。上述三个环节实质上反映了水泥生产过程中的生料制备、熟料煅烧和水泥粉磨的工艺装备技术的状况。本文就水泥预分解窑工艺装备技术及发展谈点看法。
1 生料制备
水泥生料制备过程中CaO的标准偏差控制值随装备技术的发展而逐步减小。
1)计算机三维模型系统在矿山设计中大量推广应用，矿山勘探时，取得完整的数据，在设计时，将矿山分成体积较小的CaO、SiO2、MgO、R2O等成分较为均匀的若干有限单元，在生产时搭配使用，在开采时，根据生产所需的成分，对各有限单元内矿石的化学成分通过计算机来进行搭配控制开采，做到所开采的矿石内所需的化学成分的均匀性。
2)连接破碎机和预均化堆场的皮带输送装置输送的石灰石等物料的分析控制方式从离线分析转为在线分析，在测试装置中，使用较为广泛的是XRF分析测试控制装置和近年来出现的不需制备样品，可连续测试并能更快的对物料成分进行调整的中子测试仪。上述测试装置与矿山计算机联网，能在预均化堆场内控制石灰石CaO标准偏差值小于±0．5％，加上误差精度小于±1％的块状或粉状喂料装置，可以精确控制入磨石灰石和各种校正原料，使原料在入生料磨前达到入人窑生料成分的要求。
3)生料系统采用辊式磨。辊式磨具有电耗低，生产能力和烘干能力大，场地节省的优点。随着设计、制造技术、材质的改进，国内一些预分解窑生产线的辊式磨磨制生料中的石英砂岩的含量从3．3％至10％，金属磨耗量从3g／t至18g／t，磨辊的使用寿命达到8000h以上，而且磨制的生料颗粒级配均匀，大颗粒石英量少。近年来，新出现的4辊辊式磨较原有的2辊辊式磨体积减小15％，产量高，运转率接近窑的运转率，完全满足生料细度和烘干的需求。
生料制备过程中，由于矿山开采的石灰石等主要原料的成分的均匀性得以提高，测试装置的分析调整速度快速提高，确保生料入磨前成分均匀，生料库的均化工作量的功能下降，此变化过程对生料质量有利。
2 预分解窑煅烧工艺装备技术
预分解窑煅烧工艺装置是由预热器、分解炉系统、回转窑、篦冷机、三次风管和燃烧器等装备组成，上述装置创造了良好的煅烧条件，确保了熟料在较高的率值和较高的C3S含量时所需的煅烧温度，以及快速的升温速率，充分的燃烧状况和快速冷却条件，保证了熟料煅烧质量。
1)预热器和上升管道的形式进一步优化，系统内的单项部件的结构和材质进一步改进，使预热器系统的效率进一步提高，生料在很短的时间内在各级预热器系统内进行热交换，不仅在预热器内反复循环的过程中得到加热，还进一步得到均化。分解炉的结构及工艺尺寸使燃料有足够的时间燃烧，三风道燃烧器进一步提高了分解炉内煅烧温度，上述措施不仅提高了入窑物料的分解率，还可以扩大燃料品种，如低挥发分煤的应用。目前一些性能优良的预
热器分解炉系统的人窑物料分解率已达94％，因而窑的L／D趋势在缩短，出现了L／D=10～12的短窑。
2)预分解窑转速已提高至3～4r／min，物料在窑内翻滚次数增加，有利于火焰和烟气对物料进行热交换，相应提高了物料在窑内温度的均匀性，减少物料表面和内部的温差，有利于熟料质量的均匀。由于物料在窑内停留时间短，升温速度快，易生成晶格小于30μm的C3S熟料，有利于粉磨和提高水泥强度。
3)空气梁篦冷机技术解决了厚层篦冷机冷风不易均匀透过料层的技术难点，冷风和高温熟料进行激烈的换热，一方面有利于熟料快速冷却；另一方面提高了二次、三次风温度，目前，篦冷机的热效率已提高至74％以上，且运转率大幅度提高。
4)大窑门罩技术的出现，三次风从篦冷机中部转为窑门罩抽取，使入分解炉的三次风温和入窑煅烧的二次风温相等，测试表明上述温度超过920℃三次风温的提高，有利于分解炉内燃料的燃烧，相应提高了入窑物料分解率。

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