过去我厂一直采用铁粉作为铁质校正原料。近几年来,由于铁粉资源紧张,进厂价格提高,而且品位降低,为此,我厂于2002年1月份开始利用附近某冶炼厂的丙酮渣代替铁粉作为铁质校正原料,取得了较好的经济和社会效益。
1 原燃材料状况
原燃材料化学分析见表1,煤工业分析见表2。萤石中CaF2含量为60.88%,石膏中SO3含量为36.22%。
表1 原燃材料化学分析 %
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名称 |
CaO |
SiO2 |
A1203 |
Fe203 |
MgO |
R2O |
Loss |
|
石灰石 |
48.32 |
2.85 |
3.22 |
0.63 |
1.78 |
0.21 |
41.48 |
|
粘土 |
6.75 |
63.76 |
14,83 |
4.21 |
2.85 |
0.40 |
5.80 |
|
铁粉 |
12.62 |
24.55 |
7.50 |
38.37 |
5.80 |
|
7. 81 |
|
丙酮渣 |
15.47 |
12.85 |
7.11 |
61.56 |
1.49 |
O.46 |
|
|
煤灰 |
8.75 |
47.42 |
29. 56 |
8.75 |
1.98 |
|
|
表2 无烟煤的工业分析
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Mar/% |
Mad/% |
Aad/% |
FCad/% |
Vad/% |
Qnet, ad/(kJ/kg) |
|
3.48 |
0.85 |
24.74 |
52.70 |
8.95 |
22 900 |
从表1中看出,所用的铁粉品位较低,Fe2O3含量仅为38.37%,丙酮渣Fe2O3含量高达61.56%,而且经过了1500℃的高温水淬急冷,具有较高的活性,因此,用丙酮渣代替铁粉配料是切实可行的。丙酮渣中还含有PbO、ZnO、TiO2和V2O25(其含量分别为0.17%、0.12%、0.32%和0.08%)等微量元素,对降低物料的共熔温度,降低液相的粘度和液相的表面张力都起到良好的作用。同时改善了生料的易烧性,起到晶种和矿化剂的作用。
2 配料方案及对立窑煅烧的影响
我厂使用丙酮渣配料之前,全黑生料配料方案为:KH=0.94±0.02,n=2.0±0.1,P=1.35±0.1,要求入窑生料80μm筛筛余≤9.0%,在生料中掺加0.5%的萤石和石膏作复合矿化剂,无烟煤配比为12.0%。由于铁粉含铁量低,配料时,增大了铁粉的比例,相应减少了粘土的比例,导致成球塑性降低,立窑煅烧时易出现炸球现象,影响立窑中部通风,还原气氛严重,影响了熟料质量。使用丙酮渣后,配料方案调整为:KH=0.95±0.02,n=2.05±0.1,P=1.45±0.1,入窑生料筛余控制不变,萤石和石膏复合矿化剂配比降为0.3%,无烟煤配比降为11.5%,立窑煅烧状况明显好转,基本消除了炸球现象,实现了大风大料深暗火操作,降低了工人劳动强度,而且立窑台时产量比以前提高了0.5t/h。
3 丙酮渣对熟料质量的影响
使用丙酮渣配料前,熟料质量不稳定,矿物发育不完全,fCaO偏高,升重降低,常出现大量的还原料和死烧料,有的熟料块带有大量的白色中间相,慢冷后,出现粉化和开裂。特别是二次fCaO,由于使用甘油-乙醇法测出的结果偏低,容易造成“控制假象”,即使fCaO≤2.0%,安定性常出现不合格现象。用丙酮渣配料后,立窑熟料质量有了很大提高,熟料fCaO≤1.5%,熟料多呈现黑色葡萄串状和致密块状,升重提高到(1450±50)g,出窑熟料安定性全部合格。通过扫描电镜(SEM)和能谱分析,A矿和B矿发育良好,B矿呈浑圆状的交叉双晶纹结构,C4AF和C3A分布在A矿和B矿的晶界周围,而且A矿晶体中尚有B矿的包裹体。使用丙酮渣代替铁粉配料前后立窑熟料的物理化学性能对比见表3。
表3 使用丙酮渣配料前后熟料物理化学性能对比
|
时间 |
C3S
/% |
C2S
/% |
C3A
/% |
C4AF
/% |
fCaO
/% |
细度
R80/% |
比表面积
/m2/kg |
标准
稠度
用水
量/% |
安定性
合格率
/% |
凝结时间/(h:min) |
抗折强度
/MPa |
抗压强度
/MPa |
|
初凝 |
终凝 |
3d |
28d |
3d |
28d |
|
使用前 |
50.81 |
21.20 |
8.76 |
14.58 |
2.10 |
2.5 |
313 |
24.30 |
73 |
1:30 |
2:20 |
6.1 |
8.6 |
30.4 |
53.5 |
|
使用后 |
56.72 |
16.5 |
7.78 |
12.39 |
1.34 |
3.0 |
315 |
23.50 |
98 |
1:45 |
2:35 |
6.7 |
9.2 |
35.0 | |