水泥熟料游離氧化鈣的控制

一、控制游離鈣的操作方法
1. 偶然出現不合格游離氧化鈣時常見的誤操作
這多是由于窯尾溫度低、或者有塌料、掉窯皮，甚至喂料量的不當增加而發生，解決的責任人只能是中控操作員。但按照前述不夠準確的概念，操作上會對應一種司空見慣的誤操作：先打慢窯速，然后窯頭加煤，應該說，這種從傳統回轉窯型沿用下來的操作方法對分解窯是很不適宜的。因為：
⑴  加大了窯的燒成熱負荷。分解窯是以3轉/分以上窯速實現高產的，慢轉窯后似乎可以延長物料在窯內的停留時間，增加對游離氧化鈣的吸收時間。但是，慢轉的代價是加大了料層厚度，所需要的熱負荷并沒有減少，反而增加了熱交換的困難。窯速減得越多，所起的負作用就越大，熟料仍然會以過高的游離氧化鈣出窯。
⑵  增加熱耗。有資料證實（ZKG;12/1989;PE314），分解后的CaO具有很高的活性，但這種活性不會長時間保持。由于窯速的減慢而帶來的活性降低，延遲了900~1300°C之間的傳熱，導致水泥化合物的形成熱增高。所以，降低分解窯的窯速決不是應該輕易采取的措施。
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，使窯內火焰嚴重受挫變形，火焰形狀發散，不但煤粉無法燃燒*，而且嚴重傷及窯皮。同時，減慢窯速后，物料停留時間增加一倍以上，負荷填充率及熱負荷都在增大，這些都成為降低窯內耐火襯料使用壽命的因素。
⑷  窯的運行狀態轉變為正常所需要的時間長。這種方法至少要半小時以上。
2. 正確處理偶然出現不合格游離氧化鈣的操作方法：
⑴  一旦發現上述異常現象，立即減少喂料，減料多少根據窯內狀況異常的程度而定。比如：塌料較大、時間較長，或窯尾溫度降低較多，此時減料幅度要略大些，但不宜于一次減料過大，要保持一級預熱器出口溫度不能升得過快過高；
⑵  緊接著相應減少分解爐的喂煤，維持一級預熱器出口溫度略高于正常時的50℃以內，同時通知化驗室增加入窯分解率的測定，確保不低于85~90%；
⑶  略微減少窯尾排風，以使一級出口的溫度能較快恢復原有狀態。但不可減得過多，否則會造成新的塌料，也影響二、三次風的入窯量，進而影響火焰；
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，但對生產總體損失是zui小的。按照這種操作方式，恢復正常運行的時間只需十分鐘。如果是打慢窯，這批料不僅無法煅燒合格，而且如上所述至少耗時半個小時以上，影響熟料的產量，以及更多熟料的質量。
當然，如果脫落較多窯皮，或竄料嚴重，不得不大幅度降低窯速，至1轉/分以內，此時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堆積。如此出來的熟料游離鈣含量會合格，但付出的代價卻是半個小時以上的正常產量、更多的燃料消耗、長時間的工藝制度不正常，以及類似中空窯煅燒的各種弊病，經濟上損失較大。
⑸  盡快找出窯內溫度不正常的原因，對癥治療，防止類似情況再次發生。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：不要糾纏一時一事的得失，要顧全系統穩定的大局。這個大局就是用zui短時間恢復窯內火焰的正常、系統溫度分布的正常，各項工藝參數的正常，并繼續保持它們。
3. 反復出現不合格游離氧化鈣的對策
如果窯作為系統已無法正常控制熟料游離氧化鈣的含量，則說明此窯已純屬帶病運轉。此時*依賴中控操作員的操作，已經力不從心。應該由管理人員（如總工）組織力量，對有可能產生的問題針對性地逐項解決。比如：
⑴  原燃料成分不穩定，需要從原燃料進廠質量控制及提高均勻化能力等措施解決。
⑵  生料粉的細度跑粗，尤其是硅質校正原料的細度，需要從生料的配制操作解決，這方面往往被技術人員所忽略。
國外就此課題進行了專門研究，得出的結論是：熟料煅燒過程中，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自我合成，析出氧化硅（見圖1.）；或由硅酸二鈣與氧化鈣靠少量液相完成反應。不論是何種方式，反應均在原有顆粒中進行，但這將與生料粒徑有很大關系，粒徑一定后，C2S、C3S的結晶大小就基本確定，尤其是含氧化硅原料的細度是關鍵，因為碳酸鈣分解后形成多孔的氧化鈣，是靠氧化硅向氧化鈣的孔內移動后進行反應的。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，結晶也較粗大，游離鈣更易形成。研究還表明，泥灰巖要比石灰巖有更好的易燒性，原因正是由于它有更短的內部移動通道（ZKG，7/2004，P72）。

因此，在生料制備過程中，如何降低氧化硅粒徑是提高生料易燒性的重要思路，但由于單獨粉磨等工藝措施會增加電耗。這里，如何優化工藝并衡量得失，是需要各企業結合自身特點進行工作的。
⑶  喂料、喂煤量的波動，需要從計量秤的控制能力上解決。
⑷  煤、料的熱交換不好，需要從設備備件（如管道、撒料板、內筒、翻板閥等）及工藝布置有無變化上解決。
⑸  配料成分過高而且波動過大，需要配料人員解決。
⑹  火焰狀態不好，煤粉燃燒不*，中控操作員按工藝工程師的要求重新調整三風道煤管的內外風，二、三次風量的變化及風溫的改變綜合考慮。
 
二、游離氧化鈣的檢驗方法
對熟料中游離氧化鈣的檢驗方法有如下幾種：
1. 化學分析法有兩種；甘油乙醇法和乙二醇快速法，都很準確，后者以快速而zui為常用。
2. 的游離氧化鈣測定儀，它的原理是利用乙二醇快速萃取的終點產生電位突躍，自動判定并顯示終點，消除了目視判斷終點產生的主觀誤差，也減輕了員工的工作量。工廠只需花費幾千元購置該儀器，測定速度較快。但在游離氧化鈣含量較高時，測定誤差較大。 (責任編輯：滄州鑫科儀器)