一次水泥颜色大变化的解决过程

一次水泥颜色大变化的解决过程作者：谢克平单位：福建省三德建材工业有限公司1问题的出现1999年7、8月份，公司陆续接到用户投诉，反映出厂水泥颜色变黄，甚至如黄土一般，怀疑是否为假冒，后经观察，在散装、包装袋口均发现有颜色差异的水泥，毫无规律地变化。大家对此感到诧异，不知为何？检验水泥强度等内在性能，并未发现异常。于是我们耐心向用户解释，请他们放心使用，从使用的工程质量上观察，也未见有任何不合格的混凝土及砂浆出现，只是建筑物或路面的混凝土凝结后有不同颜色，不甚美观，有人开玩笑说莫非我们生产出了如同迷彩服一样的“迷彩水泥”。正因为如此，公司陆续参加的几项工程的水泥投标均失败，其中最主要原因是:水泥颜色变化太大，工程业主不同意使用。国标对水泥颜色并没有明确的规定。但同一工厂水泥在配料、混合材等方面并无改变的情况下，颜色反复无常的变化确实令人难以接受，也令人难以捉摸。2对问题的看法大多数人包括请来的专家认为，水泥的色泽主要取决于其矿物组成对颜色的贡献其中尤以铁离子及其存在的形态影响为大。水泥泛黄现象绝大多数均归因于熟料在还原气氛下煅烧，导致铁离子还原为亚铁离子而出现的黄心料现象。因此，窑内严重还原气氛导致的黄心料现象是本厂水泥色泽变黄的主要原因；另一种意见认为，黄心料确实是可以使水泥颜色变黄的因素，但不会使水泥颜色黄到如同黄土一样，更不会使水泥的颜色在短期内有如此之大的变化。我们做了如下试验:1)将有黄心料的熟料拣出，并将黑皮去掉，将这种纯黄心料在化验室小磨上磨成水泥，对比其全部用黑皮料磨制的水泥颜色，前者颜色是灰中发黄，但与出厂水泥的黄色不同。2)我们曾努力稳定窑的各项操作参数，中控操作员也确实在相当一段时间(约1周)内只观察，不操作，应该说窑况相当稳定，但出来的熟料颜色仍数小时就有变化(我们每小时均取熟料样用盘磨制粉，对比颜色)。如果是还原气氛所致，不可能在不动任何操作参数的情况下，几小时就有煅烧气氛乃至颜色的变化。上述试验表明第一种说法不足以说明我厂问题。我们的思路是:国标及用户虽没有规定水泥颜色必须是深灰色、浅灰色或黄褐色，甚至按色标板那样不能走样，但要求出厂的水泥颜色必须稳定，始终如一。为达到此要求，水泥生产的各道工序也必须稳定，从原料到工艺参数均应刻求稳定在一个许可的范围内。如今水泥颜色变化如此大，势必是工艺流程或原料成分有大起大落。我厂工艺设计虽有均化堆场、均化库，并全工艺自动控制，但石灰石矿山地质结构复杂，矿山的MgO含量高，波动也很大，它对水泥颜色的影响也较大。因此我们主要在稳定全工艺线生产的同时，重点以矿山石灰石采掘如何搭配合理为工作的突破点。为说明石灰石成分波动影响的严重性，这里有必要对一种比较模糊的观念予以澄清，即:有均化堆场，进场原料成分可以不加控制。用这种观念指导生产，势必导致生产质量的波动，均化堆场只是将大波动经过均化变成小波动而已。我们应当努力控制每道工序的工序质量，上道工序为下道工序创造好的前提，这才是正确的思路。3问题的解决过程石灰石矿山品位相差很大，其中:CaO42%54%，MgO0.2%16%，SiO22%16%。夹层多，且剥采比高达11，为此采掘矿石的承包单位采取5个矿点同时采掘、同时搭配的办法，既满足工艺的成分要求，又能尽最大可能综合利用资源。为检验搭配的结果，工厂在2个点分别取样检验:在矿山进破碎机后(称A点)，经12km皮带输送进均化堆场前(称B点)。现存在的问题是:1)A点及B点往往数据相差很大，最后只好以B点计算，每个均化堆场(约1.5万t)的平均值是否合格做为检验承包者搭配的实际效果。但当B点检验发现CaO低SiO2高时，早已有5000t的石灰石入场，为纠正此批料，采掘者势必再搭配另外5000tCaO高SiO2低的料，进行大的调整。因此这种考核办法对采掘者是检验信息滞后，对矿石的使用者则引起了进厂质量的较大波动，这就是所谓控制滞后。2)若想控制提前在A点，但该点原取样、做样需长达3h，采掘得到数据时也有1500t进场，而且这种在A点产生的滞后，如何搭配才能确保B点堆场平均值则更难。3)更大的问题是A、B两点都是在大皮带机上人工用勺随意挖取，物料粒度相差较大，所以取样的代表性更值得怀疑，尤其是5个不同矿点矿石搭配，如何才能取到能真正代表进场的真实组成，当时并未解决。针对上述存在问题，我们分别改进了取样时间方法，增设了取样工具，并改变了做样的方法，使取样有代表性，而且每1h都能及时报告结果。有了这个前提，就改变考核方法，向承包单位商议，改B点堆样的平均值为A点的中心值标准偏差。这样，采掘搭配变得及时了，而入场的矿石成分波动也就大大减少。上述这些工作大约用了3个月时间，改变考核办法的时间，需更长的验证时间。2000年以来，随着石灰石质量波动减小，水泥颜色已不再波动，整改的时间约半年左右，因为原来的矿石，包括用它生产的熟料，水泥存量合计约有10余万t(石灰石堆场3万t，生料库2万t，熟料库2万t)，待新料顶替干净就需要3个月。煅烧方面也引进了四风道煤管，改善了火焰煅烧的状态，但由于煤管外的浇注料寿命较短，仅十余天，所以仍经常更换原三风道煤管煅烧。窑内有时结圈仍严重，通风不好，所谓还原气氛的工况也未杜绝，黄心料有时仍很严重。但出厂水泥颜色相当稳定。4结论1)水泥颜色的变化决非仅是熟料的黄心料或水泥混合材的影响因素，尤其不是颜色大幅度跳动的影响因素，此时，一定要查找原材料及工艺是否有对应的大幅度波动。2)具体本次石灰石波动导致水泥颜色变化的机