我国白水泥生产技术进展之我见_邵参.pdf

设计与研究 我国 白水泥生产技术进展之我见 邵 参苏州光华水泥厂 21500 8 1 序言 我 国 白水 泥生产已有47年历史 199 3 年其产量已接近 25 0 万 t 生产企 业已有 10 0 家之 多 白水 泥质量情况良好 基本上适应 国 民经济发 展 的需要 但在生产发 展中亦存 在不少 问题 主要 是 能耗高 环境差 效 率低 近十年我 国 白水泥生产突 飞猛进 全 国特种水泥 学会组织召开了 多次白水 泥 学术 会议 不 少生产工 艺 技术 问题通 过广大科技 人员与企 业职工的共 同努力 进 行交流与 探 讨已取得明显 的进展与提高 企业规模正在 不断扩大 设备在更新 质量在提高 一 些 新技术 新材料 新设备已得到推广 应用 因 此这些企 业 的生产 质量水 平与前几年相 比 已有很大提高 经济 效 益很好 但仍有一 些企业 由于认识不 深 技术进步 缓慢 产 品质量提不高 成本上 升 结果在市场 不 景 气的 条件下处境十分困难 要 改 变 这种状况 唯一的办法 是遵照小平 同志 关 于 科学 技术是 第一生产力 的教 导 切实抓好技术进步的 各 项工 作 在全 行 业范围内 应根 据 我 国 白水 泥 生产的现状 特点与 目前企 业 的装备水 平 由全 国特种水 泥 协会统筹规划 组 织 力量试 验 推广 和 应用已有 成 效 的新技 术 新材 料 新设备 才能 促 使 我 国 白水 泥 生产技术 取得更大 的进展和更好的效 益 2 对原燃材料的选择与要求 众所 周知 白水 泥是一种适应性好的 装 饰建筑材料 根 据其生产特殊性而 言 可称 是一种忌铁水 泥 白水泥 成 分中氧化铁含量 仅为 普通 水泥 的 5 一1 0 质量 首先要适 应现代装饰工程要求 做到快凝 早强及和 易性好 其 外观色泽 白 度 应鲜明洁白 并在水 泥粉体结粒中不局限于水 泥细度的规 范要求 尽可 能提高水泥比表面积而达到细 腻 生产优质白 水泥十分 讲究原燃材料的选 择 按过去的观点 要尽可能优先其着色金 属元素 铁 锰 铬等含量 极低的石灰石 白泥 叶腊石 风化长石以 及硅石 铝矿石 等 从发 展 的观点看寻找 到适合生产白水泥 的工业废料是最理想的 这样可做到综合 利 用 降低能耗 降低生产成本 犹如普通水 泥 利 用矿渣 煤灰等大 量 的 工业废渣做原料 或掺合料 混合材 那样 当 前我们对工业 废渣 应用在白水泥 的研究未能广泛开展 应 该 引起我们 的重视 15年前 我 国白水 泥生产的粘土质原料 一直局限 于 白泥 瓷 土 硅 石之类 的传统原 料 白 水 泥产量低 能耗高 设备磨损 严 重 198 5 年 光华 水 泥厂在杭州 大理石厂试 用叶腊石的基础上 进一 步深入矿区选料并 多方案 开 展试验最 终 取得了成功 使出口白 水 泥 白度 由8 4 提高 至8 6 一8 7 熟料 强度也有明显 提高 并且粉磨电耗与烧成热 耗有所下降 取 得 很好的效益 据了解 目 前不 少 白水泥 企 业 由于 使用这种新原料 质 量 水平普遍得到提高 这是 我国 白水泥生产 发展的 一个方 向 要使白水泥白度超过8 6 熟料中氧化 水泥技术 19 96掩 5 一 15 一 铁含量必须 控 制在0 2 左右 为 此对石 灰 石和叶腊石中氧化铁含量的控制 前 者 应 0 92 但必须 相 应掺加适量的 萤石矿化剂 0 0 3 一0 0 5 否则使用煤 做 燃料 缎 烧温 度 难 以 达 到 游离钙 3 的 严格要求 当今 企 业规模在扩大 对原料的 要 求 不 可 能精益求精 而只 能 从广取原料再 均化 及从 配料设施 上予 以提高 确保用好原料 生产好产品的原则 在选择原料的 要 求上应 做到 l 储 量丰富 2 质量好 主 要是 铁含量低 3 不 吸 水 易磨性适中 适合 窑磨生 产 4 综合经济效益比较好 并就 近选取多种不 同原料 便 于配 料与 率值控 制 在选用燃料 问题 匕毫无疑义 重 油 和天 然气之类灰分少且 热值高的燃 料燃 烧速 度 快 对 生 产 白水 泥 的回转窑十 分 有 利 但 这 类燃料价格太高 企 业在经济 上 无法 承受 因此 我国 从50年代中期在光华水泥厂开始试 用优质大 同煤生产优质白水泥 并取得了成 功 为 白水 泥生产在选用燃料品种上开 辟了 新途 径 目前世 界 上已有一些国家 的 白水泥 生产 企业 也在应用这项 技术 从技术 上 分 析 烧油 或烧气 如果与烧煤相结合 有 利 于回转窑 热效率的提高 以 及 火 焰 的 调节 这种油 煤混烧工艺在实践中已证明可 以提 高窑 2 一3 的生产能 力 如 果所用煤 的质 量较好 白度下 降也不 明 显 对煤质的要 求 应 根据所用原料及 配料率值而定 但由于 白 水 泥 熟料氧化铁含量低 熔 剂矿物少 烧成 温度相 应 要高 所以选择的烟煤 质 量 要 好 首先要注意 灰 分不 能 高 以及灰分 中铁含量 要低 灼烧后的煤灰基本 上 应 是 浅色 二者 均应控制在7 以内 这种烟 煤 多数是 洗 精 煤 其发热 量不低于 27 17 0 k J kg 其 中挥 发 分 应 2 5 其质量对熟料 白 度 的 影 响 相比于 烧油降低 1 一3 因此 在选用好原 料的前 提下其 中5 0 能生产 一 级品白 水 泥 这 里所 指的 材 料 选择一 般为 石膏 混合材以及 卵石研磨体之 类 过去对选择这 类 材 料首先是成分质量 与颜色要符合 白水泥 生产的要求 现在还必须 考虑材料的价格 例 如 使用普通灰石膏 如 果在不影响 白水 泥质量 的 条件下能取得效益 也是选择的方 向 对白水泥 掺 合料的选择要 符 合 GB 20 15 一9 1 白水泥 国 家标准 但目前 白水泥 的 掺 合 料除石灰石和窑灰外 有些企业在选用硅灰 石 掺 量5 一1 0 做试验时发现强度不但 没 有 下降而且还有适当 的 增长 因为硅灰石 具有火 山灰相 同 的活性 对白水泥 耐风化 性 耐 冻性均 可起到很好的作用 硅灰石在 很 多地区 均 有富足的储 量 其中有 些硅灰石 白度 8 5 例如浙江长兴 它的试用对今 后 白 水 泥掺合料的扩大必 将 起到 很好的 效果 3 不同型式回转窑生产白水泥 我 国制造 白水泥 的主机设备一回转窑 其合 理选型对白水泥生产起 着 十 分关键 的 作用 在长达 35 年的 时间 内 1947 198 3 年 我 国一直 沿 用中空干 法回转 窑 开始试用的规格为中1 1 0 9 x 2 1m 试验性 小窑 日产白 水 泥熟 料 在1 0 12 t 后来上 海白水 泥厂使用扩大 的 中1 6 1 4 x 2 6m 窑 日产熟 料 可达 到2 4 t 1959 年光华厂首次扩建 设计选 用中 1 9 1 6 X 33m 窑 日产熟料要求45t 尚不 能 达到 即使生料细 度控制2 以 下 白水 泥 熟料的质量还一 直 不好 为此该厂根 据 白水 泥 熟料生产的特点 逐步摸索 解决两 个 问题 一是必须提高 白水 泥生产中回转窑 L 一 一 阴下比旧 经 过 一伙荡身附延1甲 仁弟一次延 刀 伸 是 由 制 造 厂 设计解决 由 33m一3 6m 一 16 一 C EMENTT EC HNOLOGY 掩 5 199 6 L 二 一 丹39 m 将云之值从 9 左 右增 大 至 23 窑 的生产情 况 有了很 大 变 化 产量 由 l s t h 叶2 0 t h叶2 3 t h以上 增 产 幅 度高 达28 左 右 熟料质量明显 提高 热 耗 亦 相应下降 1 0 1 5 二是 为适应白水泥 熟 料锻烧 中的困难 加 大一次 风量 使 烧成带 火 焰缩短 提高烧成 温 度 结果 白水泥熟料 的 白度 和 强度 均 得 到明显 提 高 这一切合实 际 的技术 进 展 为 我 国 白水 泥 发 展 作 出了贡 献 198 0 年以后 在全 国建 材 行业 大 力推 广 预分解新 技术之 际 该厂第二次扩 建 项 目选 择了四平型 小2 4 x 4OmSF 预分解窑 设计 产量 为 2 4 Ot d 热耗6 68 8kJ kg 该 窑 198 5 年 投 产历 时 1 0年 情况 不佳 前 年 通过后部预 热 器分 解炉的 改造 虽 然取得一 些 效果 但根本性的 问题 没 有 解决 台产 和热 耗均达不 到设计要 求 加之 设备和堵料问题 影响 运 转率 年产白水 泥只在5万 t上下 只有设计能 力 的7 0 左 右 企业 经济效 益 受 到 严重 制 约 在此期 间 我 国 白水 泥生 产 为了有效降低 能耗 先 后 使用预热 器 窑生 产 白水 泥的 企业日渐扩 大 至今已有1 0 余家 如 光华 牡 丹 江 长 兴 衡阳 安 庆 广 东三 水 与 河北燕 美 内蒙赤峰 以 及最 近 投 产 的南 京 汤山白水 泥厂 新线 山东 招远 水 泥 厂 白水 泥生产线等等 有 预 分解 四级 旋 风 立筒 等型式 其 中 有 台湾设 计 或 引 进 丹 麦FLS公司技术 这批预 热器窑的生 产情况 均 不够理想 其原 因 相 当复杂 客观地 分 析 如 果只是将生产 普通 水 泥 熟 料 的预 热 器 移植 在 白水 泥生产 可以肯 定80 是 失 败 的 另外 由于所建 生产 白水泥 的预 热器 窑规 模不 大 给 设 计本身带来不少困难 堵塞 问 题也就难 以 解 决 预热 器 的堵 塞 不 但使 运 转率低 热耗高 而 且更 严重 的是影响 熟料 颜色 经常可见 由于 窑 尾气氛的变化 堵 料后 熟料即可 发 生 黑灰色或 咖 啡料 结果 白 水泥 的质量 大幅度 降低 可 以认为 白水 泥 熟料锻烧的 关键所在是必须保持缎烧制度与 窑内气氛的稳定 否 则 这种预热器窑就很难 适应 白水泥 生产 从 最终结果 分析可见 l 这类 较先进的 预 热 器 窑 通 过实践 均 可生产 合格的 白水泥产品 但质量水平 一与 中空 窑相比差距很大 2 虽 然 这类 预热器窑 其 熟料热耗可 达 到83 60kJ kg以 下 比中空干法窑 可降低 巧 一20 但窑的运转率要下 降 1 0 一 15 电耗高20 一30kwh t 主要 原因是 没有充分发挥应有的生产能 力 3 中空 干法窑 的 热 工 制 度比较稳定 而这类小型预热器窑则 相 反 窑系统的热工 制度 易于波动 加之生料均化不够以 及原料 中有害成分 难以达到 设计要求 结果预 热 器内的堵料问题十分严重 结 大块 现象 频 繁 给操作带来相当大的 困难 对 此 光华厂广大科技人员针对筹建年 产 20万t白水 泥生产 线 结合本地区 电 力紧 缺 的 具体 条 件 与天津水 泥 工业设计研究院 共 同讨论提出 白水 泥中空余热 锅炉窑节能 技改 工程 项目建议 书 可 能 更适合 年 产2 0 万 t 白水 泥在原料选择 均化设施 锻烧与 发 电以 及 漂 白 粉磨等 诸 多工 艺性设 计 保 证 白水泥 达 到优质 低耗的 要求 目前 国内中2 5 x 55m 山西 黎城和山东 招 远特种水 泥 厂 中空干法 窑 的日产熟料已 达到100一120t左右 热耗可比 小1 9 l 6 x 3 9 m窑 降低5 一1 0 左右 如 果在余热中 采取小机组 发 电 供部分 自用 则 白水 泥的 综 合 电耗预计可 下降2 0 一2 5kwh t 达 到 较 为先进的水平 江西新余 白水泥厂和广西 横县 白水 泥 厂年产白水泥 9 万 t 与巧万 t生 产线 均 采 用 小 1 9 1 6 义 39m 回转窑生 产 这种群窑生产 的方式也是可取的 它机 动 灵 活 比较适应市场 的变化 只要 设计合 水泥技术 199 6掩 5 一 17 一 理能及时转 移生产其它 产品 当然在 扩 大 发 展中应 力 求用新的先进 装备更替旧 的 设备 生 产规模的扩大 如 果 不 从扩大单机能 力上 下 手 则 土地利 用 率 劳 动生产率 能耗等 诸方面的指标将在竞争 中处 于劣势 4 熟料漂白与 白水泥粉磨技术 中的难点 4 1 熟料洒水漂 白 问题由天津水泥 工 业设 计研 究院 选编 的专题 资料 白 水 泥 生 产 技 术 1994年 3月 内部版 不 失 为 一份 好 材 料 它 较 为全面而 系统地介绍了我 国 白水泥 生产技 术中的 一些经验 同时又引述了国外 白水 泥 生产 中的一些技术资料 特 别 是 熟料 漂 白部分 从 白水 泥 熟料 的 漂 白原理 漂 白 技术 的种类 方 法 应用 存 在 的问题以及 漂 白 装备的选择等均 作了比较科学 的介绍 和 分析 值得大 家 学习参考和研究 白水 泥 熟 料的 洒水漂 白问题 2 0 年 前还 是生产 中的一 个 关键性难题 它 不但涉 及熟料 白度的提高 强 度 的 下 降 而 且 还 直接关联到回转 窑 的 产 量 热耗 并对白水 泥 的粉磨起着决 定 性 作 用 为此 光 华厂在 19 65 年和19 80年 对 熟 料洒 水 漂 白 的 工 艺 设 备进行 过 二 次 改革 1965年 为 了赶超日本黑 龙 牌 白水 泥 争取 扩 大出口市 场 曾采取了 窑 内 洒 水 漂 白 仁 艺 使窑内冷却带 的高温 熟 料 在 均匀翻 动 的 条 件 下进行洒水 漂 白 结果 熟料 白度 获 得 明 显提 高 出窑 熟料的 水分很 低 解 决了洒 水 漂 白后熟料强度降低的问题 但 由于 窑内 洒水漂 白 有大 量 水气入 窑 虽 有抽气装 置 影响了回转窑 的 产量 热耗 直 到 1980 年 通 过试 验又将窑内洒水 漂 白改革为现有的 转 筒式漂 白机 夕 这一改 革在 窑的操作五相应提 高了 出窑 熟料温 度 可 以 做 到 白度 基本不 变 并恢复提 高了窑 的生产 能 力 降低了热 耗 至今 全国绝大 部分白水 泥企 业 均 选用 了该厂采用 的 转筒式漂 白机 o 对 于采取还原气氛进行 熟料漂 白的 技术 国内使 用很 少 只有 牡丹江特种水 泥厂和赤 峰白水 泥厂进行过 在冷却带 内采取油 雾 二 次 燃烧形成还原气氛 再进行洒水冷却的 日本 秩父公 司漂 白技术 试用情况表明 这种还 原气氛漂 白技术在我国是不 经济的也是不适 用的 实际上还原气氛 只是为漂 白创造一个 好的 环境 而高温洒 水才是漂 白技术 的根 本 因为 大 量 水气入 窑 的难题在理论上 虽然 可 以解决 但实际 上 不 一定行得通 暂时还 不好解决 白水泥 熟料的 漂 白技术并不复杂 但在 应 用中却有不少难题 被广泛使用的 漂 白剂 是水 用 水喷洒高温熟料进行急冷的过程即 是 熟料漂白过程 漂 白过程需要 的合适时 间 还没有详细研究 一般情况下 漂 白时间在 3一sm i n 在 转筒式 漂白机 内对洒水位 置 洒水 工艺参数 如洒水压力 喷雾水粒 等 筒内熟料厚度 以及熟料在洒水段停留时 间均影响漂白的效果 在正常情况下 洒水 量 的控制应满足漂 白过程的需要 绝大部分 被蒸发 剩余的熟料水分应予控制 否则将 导致强 度和 粉磨效率的 下降 洒水漂 白能使 熟料白度提高6 一8 如果控 制合理 也 可 达 到 1 0 因此 漂白技术和漂白工艺一 直 是 白水泥生产研究的重 点方向 熟料浸水 漂 白从理论上分析是洒水漂 白 技术 的 深 化 但 在生产中也发现难题 例 如 浸水的 熟料如结粒不好 沫子多 必将 损害机构 设备的正常运转 湖北红旗水泥厂 采 取 的 浸 水 漂 白工艺通过几年的实践 据说 还没有完全解决这个难题 4 2 白水泥粉磨难 点 近几年 我对白水泥 粉磨技 术进行了一 些研究 和试验 在二次白 水泥 学 术会议 上发表了 头仓 用钢球 二 仓 仍用卵石 粉 磨优质白水泥试用情况分析 和 我 国 白水 泥 粉磨技术现状的分析 两篇论 文 得到 了 同行的支持 近 1一2 年 我在江 苏 浙 江 江西几家白水 泥企业中对 中 1 8 3 x 7m 磨 机 进 行了卓有成效的头仓用钢 一 18 一 CEMENT T EC HNOLOGY 怕 5 1996 水泥机械 FU 链运机的引进开发与发展 林育德杭罗机械工业有限公司 31001 2 19 50 年后 台湾有一些 水泥 厂从 国外 引 进链运机 在试用中确 认为 它完全可替代螺 旋输送机而且有很 多优点 如省电 操作 安 全稳定 维修量 少等等 后来台湾水泥 公 司 最早投 下 人 力 物力 把它 吸 收消化 测 绘 研制 试用 在短短 3一5 年内 台湾的 水泥 厂家就用链 运机全部替代了螺 旋输送 机 198 8 年我到 我 国内地考察 参观了很 多 水泥厂 发现各厂水 平输送仍 以螺旋输 送机 为主 同台湾 5 0年代年使用 的螺旋输送机相 同 那时我就下决心要在我 国内地开 发链运 机 198 9 年 4月杭罗公 司成立 当时由我亲 自带了 2一3人 组成小组 进行链运机 开发研 制工作 从境外带进技术资料 共花了6个 月时 间完成图纸设计 并及时展开样机试制 工作 期 间克服了很多困难 如材料选择 配套用零部件的 加 工等 经 过近一年的 努 力 终于完成样机试制 和 调试 能不能达 到 预期 效 果 没有实际操作并无把握的 当时首创 的样机在国内是 自行设计 制 作 故没有一 家厂家愿意配合 我们来 作试验 但样机不经 过调试 就不能确定其功能 也