前言

通过研究分析影响熟料流动度和强度的因素，调整原料品种和配比，改善水泥熟料原料组份，优化工序质量控制方法，采用不同的质量管理方案，取得了既降低生产配料成本，又提高熟料流动度和强度的效果，最终达到提高水泥熟料的质量，满足高铁水泥和桩基水泥的质量要求。

（1）选择适宜原然料，注意其配伍性，确定合理配料方案，加强操作，提高各控制指标合格率。

（2）加强矿山开采、外购石灰石和堆场管理，稳定石灰石品质。

（3）考察公司配料所用的红煤矸石的代用材料，工艺严格要求Al₂O₃含量在15.0%~25.0%。

（4）选用低硫煤，加强煤的均化，提高煤的质量,减少煤灰对配料的影响，降低煤灰有害组份的危害作用，全硫≤1.00%。

（5）定期根据前一段的生产数据，查找影响熟料质量性能的主要因素，并利用多元线性回归方法，找到影响因素间的量化关系，以此调整制定更加完善的配料方案。

2.1 稳定石灰石质量

某公司两条5000t/d新型干法熟料生产每天石灰石用量约16000t。针对充分利用矿山资源及加大外购石灰石尾矿的废土、废石的综合利用，克服石灰石质量波动大的难题，该公司确定了实现“采剥并举、合理利用、确保生产、协调关系、企业与社会效益兼顾”的目标。

矿山所处的地质结构复杂，矿层变化大，为了掌握不同采点的石灰石品质,运用钻孔勘探掌握矿层变化规律，加强采场取样化验，及时调整开挖作业点,对石灰石进行科学规划，以品位不同实施计划开采；在此基础上，还选用了附近凯运达、迈翔、晨塔三家公司选用碱石后的石灰石尾矿(化学成分分析见表1)作为外购石灰石原料，其石灰石CaO含量波动范围较宽的废土、废石约占每天石灰石量的1/3(6000t)。对品位特别低的石灰石尾矿及自采矿区的表土、裂隙、岩溶充填物及矿层内的夹层(见表1)，采取单独库存，单独计量，通过不断改进工艺条件，加大综合利用投入，实施与不同品位的石灰石按比例合理搭配使用方案。利用荧光分析仪对分析样品石灰石快速、准确检测。

表1 外购石灰石尾矿化学成分统计表

同时加强进厂石灰石验收，制定了规范的外观质量验收流程、化学成分结果判断流程、质量不合格时的沟通处理程序的调整流程。

借助网络上传石灰石质量信息，建全质量控制系统数据库，精准控制,通过合理搭配，合理调整等降本保质的措施,实现石灰石质量预管预控的目的。由于石灰石质量调整时效性的增强，不但在石灰石资源紧张，生产需求量不足的情况下保证了正常生产，而且还提高了进厂石灰石尾矿的废土、废石的综合利用的使用比例，实现了最大程度的降低进厂石灰石的成本，2016年4～12月的石灰石细料比例达到了49.31％。

为了既能保证熟料中CaO的含量，减少MgO波动，又能充分的利用矿山资源实施与不同品位的石灰石按比例合理搭配使用，该公司采用“钙镁基”配料方案，即把熟料中的CaO、MgO含量控制在一定范围(CaO=64.00％～66.00％，MgO=2.60％～3.50％)，然后再用此控制值来换算生料中CaO、MgO的需要量，继而换算出所需的已均化搭配过的石灰石用量，最终得出石灰石控制指标并制定入磨石灰石质量控制指标。正常工艺要求，硅酸盐水泥熟料的W(CaO)≥48.00％，实际生产中控制入磨w(CaO)=48.00％～49.00％，w(Mgo)=2.50％～3.00％，CaO，MgO尽量取中值控制，按指标合格率≥90.00％控制。同时加强生产线均化设施的管理。石灰石均化采用的2个ф90m的带顶圆形预均化堆场相互交叉备用，充分发挥堆取料机的均化性能，强化提高石灰石的预均化效果。

以上对策的实施，不但使出预均化堆场的石灰石加权质量符合要求，而且人磨石灰石质量合格率≥90.00％，改善和稳定了生料配料，为稳定水泥熟料质量创造了条件，同时实现了石灰石尾矿的综合利用。

2.2 采用低品位铝矾土代替煤矸石

该公司地处淄博市淄川区龙泉镇，是淄博市采煤较早的地区。采煤过程中排除了大量的煤矸石，日积月累，致使在淄川区形成了多处体积巨大的“矸石山”。由于新型技术干法窑的高温工况和碱性环境，为使用煤矸石作为生产水泥熟料的原料提供了可能性，近两年来的数据统计显示，截止2015年7月东华公司配料所用的红煤矸石Al₂O₃含量较低，在15.0％～23.0％。又因红煤矸石所含SO₃较高，在2.0％～3.0％。当所用烟煤的SO₃含量较高时，会使硫碱比发生变化。

大量数据统计说明，水泥熟料的硫碱比例在1.0比较合适。煤矸石中SO₃含量及碱含量高，造成熟料中硫、碱含量高，影响水泥熟料的流动度和后期强度。

如果硫碱比大于1，则硫含量较高，过多的氯离子和硫酸根离子与钙反应生产氯化钙和硫酸钙等物质，使熟料的钙含量减少，降低熟料硅酸盐矿物成分，从而降低熟料强度；如果碱含量高即硫碱比小于1，则在回转窑和预热器之间，挥发性化合物(Cl，K₂O，Na₂O，SO₃)会不断的蒸发／凝结，循环富集，影响窑煅烧的同时，对熟料质量(流动度和后期强度)也影响较大。

根据S/R=SO₃／(0.85K₂O+1.29Na₂O)计算知，硫碱比为1.31，处于比较高的水平。为了改善熟料质量和窑况，选用更加合适的铝质校正原材料。结合实际生产情况，选用地处公司临近村庄罗村、磁村的铝矾土作为生产熟料的铝质校正原料，与红煤矸石的成分对比见表2。

表2 铝矾土与红煤矸石化学成分对比(%)

由表2可看出，铝矾土不但AI₂O₃含量比煤矸石要高，而且不含SO₃，这样就为降低硫碱比，提高熟料流动度和后期强度创造了条件。为了尽可能缩小铝矾土组份间的化学、矿物差异，对进厂的铝矾土，分不同矿点堆放，使用前按照预先计算好的搭配比例做好充分预均化。更换使用铝矾土后，熟料质量有了明显提高，同时减少了窑内结圈，改善了窑况，熟料质量得到明显提高，达到了预期效果。煤矸石、铝矾土配料熟料化学成分及强度结果见表3。

表3 煤矸石、铝矾土配料熟料化学成分及强度

由表3看出，使用铝矾土后水泥熟料质量稳定提升，熟料3d抗压强度可提高1.8MPa，28d抗压强度可提高1.3MPa；同时，由于严格控制AI₂O₃的质量分数≤5.00％，从而控制铝酸三钙矿物≤8.00％，由于水泥熟料化学成分的改变，使水泥熟料的流动度大有改善，流动度均值由原来的165mm提高到了190mm以上。

2.3 燃煤质量的控制

煤作为水泥熟料烧成的燃料，供给熟料烧成所需的热量。但是其中所含的灰分，大部分落入水泥熟料中影响水泥熟料的成分和性质，从这一方面讲，煤又是生产水泥熟料的一种“原料”，因此对用煤的质量制定了控制指标：灰分≤20.00％，挥发分≥25.00％，w(S)≤1.00％，热值≥5500×4.18kJ/kg，水分≤15.00％(纳入进厂燃料技术控制指标)。

采取按产地分批快速检验灰分、水分情况，根据灰分情况选择合适的堆料区域，按质量控制要求分批搭配使用，以稳定烧成煤的灰分、挥发分和热值。为减少相邻煤堆间质量差异，研究制定燃煤波动范围控制指标并对燃煤质量管理小组进行季度考核奖惩。相邻煤堆间的控制指标：灰分≤2.00％，挥发分≤2.00％，热值≤200×4.18kJ/kg。这样更容易综合把握进厂原煤、入磨原煤及入窑煤粉的相关性，为准确预测入窑煤粉的灰分，并据此及时调整生料率值创造了有利条件。

2.4 优化配料方案

定期随机抽取熟料生产10d以上的数据，有适宜的C₂S和C₃S含量，而且还应有为C₃S的形成、为熟料烧成粒度(5～25mm)均匀、易于煅烧、不结大块和不结圈提供足够的液相量和液相黏度为原则，采用武汉理工大学童恒庆教授的“经济回归模型及计算”统计软件进行计算，依据回归结果分析并结合原料和生产系统因素变化情况，不断完善调整选择匹配的配料方案，确保熟料流动度的提高和强度稳定。

某一段时间生产数据回归分析拟合图见图1。

图1 某一段时间生产数据回归分析拟合图

经过探索研究，不断总结经验，在生产过程中针对性对策的不断实施，我公司生产出了流动性好和强度较高的水泥熟料，满足了高铁水泥和桩基水泥的质量要求，增强了企业的市场竞争力。