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水泥熟料游離氧化鈣的控制
一、控制游離鈣的操作方法
1. 偶然出現(xiàn)不合格游離氧化鈣時(shí)常見(jiàn)的誤操作
這多是由于窯尾溫度低、或者有塌料、掉窯皮，甚至喂料量的不當(dāng)增加而發(fā)生，解決的責(zé)任人只能是中控操作員。但按照前述不夠準(zhǔn)確的概念，操作上會(huì)對(duì)應(yīng)一種司空見(jiàn)慣的誤操作：先打慢窯速，然后窯頭加煤，應(yīng)該說(shuō)，這種從傳統(tǒng)回轉(zhuǎn)窯型沿用下來(lái)的操作方法對(duì)分解窯是很不適宜的。因?yàn)椋?br />⑴ 加大了窯的燒成熱負(fù)荷。分解窯是以3轉(zhuǎn)/分以上窯速實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)的，慢轉(zhuǎn)窯后似乎可以延長(zhǎng)物料在窯內(nèi)的停留時(shí)間，增加對(duì)游離氧化鈣的吸收時(shí)間。但是，慢轉(zhuǎn)的代價(jià)是加大了料層厚度，所需要的熱負(fù)荷并沒(méi)有減少，反而增加了熱交換的困難。窯速減得越多，所起的負(fù)作用就越大，熟料仍然會(huì)以過(guò)高的游離氧化鈣出窯。
⑵ 增加熱耗。有資料證實(shí)（ZKG;12/1989;PE314），分解后的CaO具有很高的活性，但這種活性不會(huì)長(zhǎng)時(shí)間保持。由于窯速的減慢而帶來(lái)的活性降低，延遲了900~1300°C之間的傳熱，導(dǎo)致水泥化合物的形成熱增高。所以，降低分解窯的窯速?zèng)Q不是應(yīng)該輕易采取的措施。
⑶ 縮短了耐火磚的使用周期。窯尾段的溫度已低，還突然加煤，使窯內(nèi)火焰嚴(yán)重受挫變形，火焰形狀發(fā)散，不但煤粉無(wú)法燃燒*，而且嚴(yán)重傷及窯皮。同時(shí)，減慢窯速后，物料停留時(shí)間增加一倍以上，負(fù)荷填充率及熱負(fù)荷都在增大，這些都成為降低窯內(nèi)耐火襯料使用壽命的因素。
⑷ 窯的運(yùn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)檎Ｋ枰臅r(shí)間長(zhǎng)。這種方法至少要半小時(shí)以上。
2. 正確處理偶然出現(xiàn)不合格游離氧化鈣的操作方法：
⑴ 一旦發(fā)現(xiàn)上述異常現(xiàn)象，立即減少喂料，減料多少根據(jù)窯內(nèi)狀況異常的程度而定。比如：塌料較大、時(shí)間較長(zhǎng)，或窯尾溫度降低較多，此時(shí)減料幅度要略大些，但不宜于一次減料過(guò)大，要保持一級(jí)預(yù)熱器出口溫度不能升得過(guò)快過(guò)高；
⑵ 緊接著相應(yīng)減少分解爐的喂煤，維持一級(jí)預(yù)熱器出口溫度略高于正常時(shí)的50℃以內(nèi)，同時(shí)通知化驗(yàn)室增加入窯分解率的測(cè)定，確保不低于85~90%；
⑶ 略微減少窯尾排風(fēng)，以使一級(jí)出口的溫度能較快恢復(fù)原有狀態(tài)。但不可減得過(guò)多，否則會(huì)造成新的塌料，也影響二、三次風(fēng)的入窯量，進(jìn)而影響火焰；
⑷ 如果掉窯皮、或塌料量不大，*可以不減慢窯速，這批料雖以不合格的熟料出窯，但對(duì)生產(chǎn)總體損失是zui小的。按照這種操作方式，恢復(fù)正常運(yùn)行的時(shí)間只需十分鐘。如果是打慢窯，這批料不僅無(wú)法煅燒合格，而且如上所述至少耗時(shí)半個(gè)小時(shí)以上，影響熟料的產(chǎn)量，以及更多熟料的質(zhì)量。
當(dāng)然，如果脫落較多窯皮，或竄料嚴(yán)重，不得不大幅度降低窯速，至1轉(zhuǎn)/分以內(nèi)，此時(shí)更重要的是投料量要大幅度降低，為正常量的1/3左右。而且也應(yīng)減料操作在前，打慢窯速的操作在后，避免有大量物料在窯內(nèi)堆積。如此出來(lái)的熟料游離鈣含量會(huì)合格，但付出的代價(jià)卻是半個(gè)小時(shí)以上的正常產(chǎn)量、更多的燃料消耗、長(zhǎng)時(shí)間的工藝制度不正常，以及類似中空窯煅燒的各種弊病，經(jīng)濟(jì)上損失較大。
⑸ 盡快找出窯內(nèi)溫度不正常的原因，對(duì)癥治療，防止類似情況再次發(fā)生。比如：找出塌料的原因、窯尾溫度降低的原因等等。
上述操作方法還要因具體情況而異，總的原則是：不要糾纏一時(shí)一事的得失，要顧全系統(tǒng)穩(wěn)定的大局。這個(gè)大局就是用zui短時(shí)間恢復(fù)窯內(nèi)火焰的正常、系統(tǒng)溫度分布的正常，各項(xiàng)工藝參數(shù)的正常，并繼續(xù)保持它們。
3. 反復(fù)出現(xiàn)不合格游離氧化鈣的對(duì)策
如果窯作為系統(tǒng)已無(wú)法正常控制熟料游離氧化鈣的含量，則說(shuō)明此窯已純屬帶病運(yùn)轉(zhuǎn)。此時(shí)*依賴中控操作員的操作，已經(jīng)力不從心。應(yīng)該由管理人員（如總工）組織力量，對(duì)有可能產(chǎn)生的問(wèn)題針對(duì)性地逐項(xiàng)解決。比如：
⑴ 原燃料成分不穩(wěn)定，需要從原燃料進(jìn)廠質(zhì)量控制及提高均勻化能力等措施解決。
⑵ 生料粉的細(xì)度跑粗，尤其是硅質(zhì)校正原料的細(xì)度，需要從生料的配制操作解決，這方面往往被技術(shù)人員所忽略。
國(guó)外就此課題進(jìn)行了專門研究，得出的結(jié)論是：熟料煅燒過(guò)程中，由硅酸二鈣生成硅酸三鈣的途徑有兩條：由硅酸二鈣靠固相反應(yīng)自我合成，析出氧化硅（見(jiàn)圖1.）；或由硅酸二鈣與氧化鈣靠少量液相完成反應(yīng)。不論是何種方式，反應(yīng)均在原有顆粒中進(jìn)行，但這將與生料粒徑有很大關(guān)系，粒徑一定后，C2S、C3S的結(jié)晶大小就基本確定，尤其是含氧化硅原料的細(xì)度是關(guān)鍵，因?yàn)樘妓徕}分解后形成多孔的氧化鈣，是靠氧化硅向氧化鈣的孔內(nèi)移動(dòng)后進(jìn)行反應(yīng)的。大粒徑的SiO2更容易形成瘤狀、帶狀群的C2S，在生料飽和比偏高的分解窯配比情況下，既使形成了C3S，結(jié)晶也較粗大，游離鈣更易形成。研究還表明，泥灰?guī)r要比石灰?guī)r有更好的易燒性，原因正是由于它有更短的內(nèi)部移動(dòng)通道（ZKG，7/2004，P72）。
因此，在生料制備過(guò)程中，如何降低氧化硅粒徑是提高生料易燒性的重要思路，但由于單獨(dú)粉磨等工藝措施會(huì)增加電耗。這里，如何優(yōu)化工藝并衡量得失，是需要各企業(yè)結(jié)合自身特點(diǎn)進(jìn)行工作的。
⑶ 喂料、喂煤量的波動(dòng)，需要從計(jì)量秤的控制能力上解決。
⑷ 煤、料的熱交換不好，需要從設(shè)備備件（如管道、撒料板、內(nèi)筒、翻板閥等）及工藝布置有無(wú)變化上解決。
⑸ 配料成分過(guò)高而且波動(dòng)過(guò)大，需要配料人員解決。
⑹ 火焰狀態(tài)不好，煤粉燃燒不*，中控操作員按工藝工程師的要求重新調(diào)整三風(fēng)道煤管的內(nèi)外風(fēng)，二、三次風(fēng)量的變化及風(fēng)溫的改變綜合考慮。
二、游離氧化鈣的檢驗(yàn)方法
對(duì)熟料中游離氧化鈣的檢驗(yàn)方法有如下幾種：
1. 化學(xué)分析法有兩種；甘油乙醇法和乙二醇快速法，都很準(zhǔn)確，后者以快速而zui為常用。
2. 的游離氧化鈣測(cè)定儀，它的原理是利用乙二醇快速萃取的終點(diǎn)產(chǎn)生電位突躍，自動(dòng)判定并顯示終點(diǎn)，消除了目視判斷終點(diǎn)產(chǎn)生的主觀誤差，也減輕了員工的工作量。工廠只需花費(fèi)幾千元購(gòu)置該儀器，測(cè)定速度較快。但在游離氧化鈣含量較高時(shí)，測(cè)定誤差較大。 (責(zé)任編輯：滄州鑫科儀器)