内容介绍
我公司5000t/d熟料生产线于2010年底建成投产运行,水泥粉磨系统是由2套辊压机、V型选粉机和Φ4.2m×13m闭路球磨机组成的高效联合粉磨系统承担,水泥库设置6座和4座散装库,每个水泥大库存约10000t,散装库存约500t。公司主导产品为:P·O52.5、P·O42.5、复合32.5R三个品种。在2016年4月和7月出现两次出磨42.5水泥强度正常,出厂水泥强度异常下降的问题,通过原因分析和大量的试验数据最终找到问题的原因。
0 引言
我公司5000t/d熟料生产线于2010年底建成投产运行,水泥粉磨系统是由2套辊压机、V型选粉机和Φ4.2m×13m闭路球磨机组成的高效联合粉磨系统承担,水泥库设置6座和4座散装库,每个水泥大库存约10000t,散装库存约500t。公司主导产品为:P·O52.5、P·O42.5、复合32.5R三个品种。在2016年4月和7月出现两次出磨42.5水泥强度正常,出厂水泥强度异常下降的问题,通过原因分析和大量的试验数据最终找到问题的原因。
1 工艺流程
熟料、脱硫石膏及混合材等按一定比例配料后经皮带输送机、混合料提升机和经过辊压后的物料共同送入V型选粉机进行分选,粗料返回经喂料小仓入辊压机循环辊压,细料由旋风分离器分离出后入球磨机中进行粉磨。辊压机系统的废气经循环风机分别进入V型选粉机和闭路球磨机系统的高效水平涡流选粉机。粉煤灰出库经喂料计量设备按水泥配比要求通过空气输送斜槽、提升机和V型选粉机入磨、选出的粗粉入磨粉磨,成品水泥随气流进入袋式收尘器,收下的水泥成品由空气输送斜槽送至水泥库。按照搭配比例将水泥分别输送到4个散装库和3台包机。
2 事故现象
2.1 第一次事故现象
从表1参数可看出:2020年4月1日~15日生产的出磨 P·O42.5水泥强度正常,但从4月11~15出厂的水泥强度异常下降,但是现场反映水泥结块增加,检测发现P·O42.5出厂水泥3d强度异常,3d抗压强度较正常控制值下降4~5MPa:抗折4.2MPa,抗压22.0MPa。出现第一个异常数据后,我们抽查了做样和检测设备,化验室做样规范,与外界对比强度和公司检测均在误差范围内,为验证是否发生复合32.5R窜库或入错库,我们对异常样品分别对烧矢量、CaO、比表面积等质量数据进行检测,样品均符合 P·O42.5水泥指标要求,对窜库和入错库的怀疑予以排除,在随后出现的4个批次的P·O42.5水泥强度均异常偏低(数据见表1),3d抗压强度基本都在22~24MPa之间,通过市场反馈上述5个批次的水泥强度均在22MPa左右。
出现问题后,我们及时调整出厂水泥管控思路,对4#、 5#、6#水泥分别取样检测,3d抗压强度均在22~24MPa之间。为保证水泥质量采用P·O52.5水泥和P·O42.5水泥按 1∶1比例搭配出厂,集中放空一个水泥库,同时将P·O42.5水泥熟料配比由78%提高到82%,通过与高品种水泥搭配和提高熟料配比,4月24日,出磨和出厂水泥强度检测值基本一致,为了及时发现问题,我们增加了出厂水泥1d强度检测。
2.2 第二次事故
2020年7月23日,在检测水泥强度时又发现出厂P·O 42. 5水泥1d抗压强度只有8.0M Pa,现场发现许多水泥结块,大部分是比较疏松的结块,用手能够捏 碎,对4#、5#、6#水泥分别取样检测,3d抗压强度均在 20~23MPa之间,为了杜绝质量事故,立即采取P·O52.5水泥与P·O42.5水泥搭配出厂,同时提高熟料配比,直到7月31日,出磨水泥与出厂水泥强度基本对应。
3 原因分析
(1)第一次事故出现后,我们大部分工作放在水泥库漏水和助磨剂功效上,忽视了入磨物料水分和出磨水泥水分的检测,错过了最佳的排除机会;出现第二次事故后,我们将重心工作转移到水泥配料和水分测定上,分别对一周内的P·O52.5、P·O42.5、P·C32.5R出磨水泥留样进行分组实验(数据见表2)。一组在常温下成型,另一组装入保鲜袋中放置在留样桶中送到烘干箱24h后放置常温成型。根据数据对比,发现放置在烘干箱内的 P·O42.5水泥1d、3d抗压强度下降幅度最大,P·O52.5、P·C32.5R水泥强度基本一致,通过追溯配料方案及水泥磨工况,判定P·O42.5出厂水泥强度异常下降的原因是出磨水泥水分偏高所致。
(2)两次强度异常均在出窑熟料温度高期间发生,查阅记录检测入磨熟料温度均值在160℃以上,为了保证水泥磨的连续运行,我们在配料中将水渣配比由2%增加到5%,同时考虑助磨剂的功效将助磨剂由万分之三提高到万分之四,再加上进厂的石沫水分偏大,综合计算入磨物料水分在2.8%,出磨、出厂水泥水分在1.0%~1.3%之 间。
(3)出现出厂水泥强度异常的主要原因是水泥中的水分偏高所致,在水泥库内水泥中的水分与水泥发生水化反应,在库内温度偏高且湿度大的情况和助磨剂的作用下加大了水泥水化的速度,且加入的助磨剂具有较好的活性及分散度,引起水泥强度大幅度下降,这与放置在烘干箱中出磨水泥强度下降理论判断依据是一致的。出 厂水泥质量数据见表2。
4 出磨水泥实验数据
P·O52.5、P·O42.5、P·C32.5R出磨水泥留样实验数据见表3、表4。
5 结束语
(1)出磨水泥水分偏大是出厂水泥强度异常下降的主要原因,虽然入磨熟料温度偏高,在中控操作上加大了系统用风,在系统中仍有部分水分未得到烘干,出磨水泥强度正常是由于出磨水泥在每次取样后放在室温下存放,并在当天放置在室温下就成型了,但检测放置2d后出磨水泥强度依然下降,但下降幅度没有在高温下放置的幅度大,这一点在上述实验中得到了验证。
(2)为了杜绝类似质量事故,必须严格控制入磨物料水分,增加出磨水泥水分检测项目并严格控制,出磨水泥水分控制在<0.3%。
(3)8月份又对P·O42.5出磨水泥水分进行检测,P·O42.5水泥出磨、出厂水分均在0.3%以下,同时采取样品一式三份,一份立即检验,一份6d后检测,另一份用保鲜袋密封后放置在烘干箱24h后进行检测,发现其1d、 3d、28d强度基本差别不大。
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