前言
某1000t/d預分解窯廠從2008年7月開始，窯內頻繁出球，長長厚窯皮，煙室也結了皮，窯尾漏料嚴重，粉塵滿天飛，工作環境惡劣。從生料、熟料化學成分看沒有多大變化，采用的煅燒操作方法和窯熱工控制參數亦無多大變化。那到底是什么原因造成這種現象呢?通過認真分析，在2008年7月以前，水泥中石膏配比都在6%～7%之間波動，但從7月開始，水泥中石膏配比減到4%～5%之間(石膏成分比較穩定、水泥中SO3控制目標一致)，于是就懷疑是熟料中SO3過高所致，通過檢測，熟料中SO3明顯偏高，達到2.0%左右，由此推斷是因為煤中的硫含量過高導致了熟料中SO3偏高。通過采用艾士卡法檢測煤中全硫達4%左右。由于使用了高硫煤作燃料，硫的礦化作用致使熟料液相提前出現，液相量過大，促使了窯內長長厚窯皮，頻繁結球，以致窯尾漏料使生產環境惡化。
高硫煤對熟料煅燒的影響
1.1高硫煤促使熟料液相量過大
?由于煤中的高硫帶入，在燒結過程中，因為SO3的礦化作用，液相提前出現，而且液相量大大增加，在該情況下，如果生料中Fe2O3、Al2O3含量配置不當，勢必導致液相量過大、通風不良，產生強大還原氣氛(結球料中有白色的極度還原熟料)，煤粉燃燒不完全，結球在所難免，熟料質量降低是必然結果。
1.2 高硫煤促使熟料C3S含量降低
液相出現提前，C3S形成過快，部分C2S尚未來得及吸收CaO形成C3S便被包裹在C3S晶體中，導致熟料中C3S含量偏低，同時較高的SO3存在，它勢必爭奪部分CaO而形成CaSO4使熟料的實際飽和比降低，若配料時再按常規計算，則保證C3S生成的CaO量就顯得相對不足，致使熟料中C3S含量進一步偏低，導致熟料強度的降低。
使用高硫煤煅燒水泥熟料的實踐
2.1確定適宜的熟料飽和比和降低熟料液相量
在用高硫煤煅燒水泥熟料時，為保證有足夠的C3S生成量，在配料時就必須比常規配料的CaO量要高得多，即熟料的KH應達到0.95左右，同時，要降低Al2O3的含量，但是該廠采用灰石、砂巖、鐵礦三組份配料，為保證適宜的熟料飽和比和硅酸率，Al2O3的降低始終有一個限度，于是同時通過逐漸穩妥地降低出窯熟料中Fe2O3含量來降低液相量，改善物料的燒結范圍，即在配料中逐步提高硅酸率(SM?2.9)和鋁氧率(IM1.8)的控制指標，降低熟料中的液相量，提高熟料硅酸鹽礦物的總體含量，特別是C3S的含量，使熟料中的Fe2O3降低至2.5%左右或更低(根據窯內煅燒狀況)。同時，在調整配料方案期間，密切關注物料的變化和操作參數的變化，以便及時作相應調整。
2．2 嚴格控制高硫煤全硫含量
對于進廠的高硫煤實行預均化，采用平鋪直取法，對每一批入庫煤進行綜合分析，主要是發熱量和全硫的穩定性。高硫煤雜質多，成分波動大，熱值不穩定。一般來說，含硫量越高，其熱值相對較低。因此，對高硫煤要有一個嚴格的內控指標。一般高硫煤成分及熱值波動較大，應盡量采用同一供應煤點或盡量少的煤點，并搞好預均化，力求其成分和熱值穩定控制在內控品質指標范圍內，以減少配料難度，提高熱工制度的穩定性。該廠對高硫煤的質量要求為：St.ad≤4.0%、Snet,ad≥5000×4.18kJ/kg、Mar≤4.0%、Vad≥13.0%。
2.3? 確定合理的熱工操作參數，穩定熱工制度
在窯操作上，嚴格控制煙室溫度，使其不致過高，提高窯快轉率，穩定熱工制度，在保證熟料fCaO合格的情況下，適當快窯，避免因慢窯而結球。在保證入窯物料分解率的前提下，盡量降低分解爐溫度。通過一段時間的實踐總結，窯熱工參數控制目標為：入窯物料分解率控制在85%～90%，分解爐出口溫度控制在840～860℃，窯速控制在3.6r/min，并適當減少了窯頭煤用量，將窯尾溫度由原來的1000℃左右降低至900℃左右，避免了窯內由于煤粉燃燒不充分而產生還原氣氛，使窯系統保持在低溫煅燒狀態，緩解高硫煤造成的燒成范圍變窄、操作困難的狀況，同時也減輕了窯內長長厚窯皮、結球的幾率。
高硫煤煅燒水泥熟料的效果
?通過上述措施，窯內煅燒狀況得到了改善，窯內長厚窯皮、結球、窯尾漏料現象得到了抑制，工藝質量事故明顯減少。由于熟料中較高的SO3爭奪CaO而形成CaS04使熟料中實際CaO顯得相對不足，故相應提高了熟料飽和比的目標值，使得C3S含量提高到了60%左右，熟料3天強度達到了30MPa以上，熟料質量得到了明顯改善。由于結球等工藝事故的減少，窯連續運轉的時間延長，相應熟料產量也得到了大幅度提高，經濟效益顯著。
結束語
實踐證明，高硫煤采用較高飽和比、低鋁、低鐵的配料方案，加上窯操作的薄料快轉，較低的入窯物料分解率等措施，在一定程度上可以有效地消除高硫煤對熟料煅燒系統穩定運行的不良影響，抑制和消除了結球現象的發生，穩定了窯的熱工制度，提高了窯的產質量。