出廠水泥質(zhì)量管理的幾點經(jīng)驗
出廠水泥質(zhì)量管理是水泥生產(chǎn)中的最后一道關(guān)口。怎樣把好這最后一道關(guān)口呢?筆者根據(jù)管理出廠水泥質(zhì)量十幾年的經(jīng)歷,有以下幾點經(jīng)驗,供大家參考。
1 畫水泥、熟料質(zhì)量示意圖
要想管理好出廠水泥質(zhì)量,首先必須對熟料圓筒庫存質(zhì)量情況、水泥庫存質(zhì)量情況做到心中有數(shù)。對于質(zhì)量相當(dāng)穩(wěn)定的企業(yè),可能做起來要容易得多,但對于質(zhì)量波動大的工廠,做起來就麻煩得多。為了便于記憶、查找,我采取了畫簡易示意圖的方法,將熟料的重要參數(shù),如KH、fCaO、MgO填在所入熟料庫的某一欄內(nèi),并記上日期,便于查找某一天的詳細記錄,并記上庫號。這樣,每一個庫,從底層到頂層某一天某一班的熟料質(zhì)量情況都非常清楚。因此,在確定熟料搭配入磨時,可以根據(jù)各種數(shù)據(jù)的高低質(zhì)量優(yōu)劣計算出搭配比例,可以生產(chǎn)什么品種的水泥,混合材允許摻加時,最多允許加到多少。另一方面,熟料是由上面通過庫中心向下流到庫底,然后流到庫外的。有了這個概念后,如果熟料沒有放空又急著進料,可以將示意圖中此庫下到那個位置上,接著填寫新入庫的熟料簡單質(zhì)量情況。某一庫下空或沒下空,都要重新填一個新庫示意圖,以便填寫沒下空的和新進熟料的質(zhì)量情況。
用同樣的方法可以填寫水泥入庫的簡易示意圖。只不過填寫的內(nèi)容改成某一天出磨水泥的1d強度(或快速強度)和沸煮安定性。如果MgO含量超標(biāo),需填上壓蒸安定性結(jié)果。根據(jù)強度的高低和安定性的情況進行合理的搭配。水泥庫下料也是由上而下從庫中心沖開一個圓筒口而下到庫底,然后流到庫外的。根據(jù)1d強度的高低和安定性的好壞,決定兩庫或三庫搭配的比例,并且根據(jù)庫中不同位置水泥的不同質(zhì)量情況,隨時調(diào)整搭配比例。例如:當(dāng)兩庫熟料的KH都在0.85~0.96之間,并且fCaO都在1.5%以下,同時其它有害成分都在正常含量以內(nèi)時,這樣的兩庫熟料可以搭配生產(chǎn)硅酸鹽水泥和普通硅酸鹽水泥。礦渣摻加量可以按國家標(biāo)準(zhǔn)要求的數(shù)量加。而當(dāng)fCaO大于1.5%時,就不能生產(chǎn)硅酸鹽水泥和普通硅酸鹽水泥,只能生產(chǎn)礦渣水泥和摻其它混合材的水泥。兩庫或多庫熟料搭配的比例,以能使得搭配后的熟料fCaO在2.0%左右為宜。礦渣摻加量的確定以能使得磨制的水泥強度達到控制目標(biāo)值。
同樣,當(dāng)兩庫水泥的1d強度分別為10MPa和14MPa時,控制值為12MPa,這兩庫水泥搭配比例就按1∶1。另外,還要考慮到水泥的沸煮安定性和壓蒸安定性。如果兩庫水泥沸煮安定性分別為良好和彎曲,這兩庫水泥的搭配比例就按1∶1;如果兩庫水泥沸煮安定性分別為良好和潰裂,為確保搭配出的水泥合格,就要加大搭配比例,好壞按3∶1或4∶1。壓蒸安定性都有具體膨脹率數(shù)據(jù),例如兩庫水泥壓蒸膨脹率分別為0.30%和0.60%,搭配可按1∶1比例,以能確保搭配后的水泥壓蒸膨脹率低于0.50%為依據(jù)。
2 根據(jù)水泥的1d強度預(yù)測28d強度
水泥出廠質(zhì)量管理,最初是根據(jù)3d強度推算28d強度。這種方法比較準(zhǔn)確,但此法需要時間長,水泥庫周轉(zhuǎn)慢。對于產(chǎn)量低,水泥不急于出庫的廠子來說,此法可以用。但對于水泥急需出廠,或水泥產(chǎn)量高的廠子來說,就必須用快速強度??焖購姸鹊臏y定方法很多,可以根據(jù)自己廠的具體情況靈活選擇。我廠原先使用的快速方法是:將水泥試樣根據(jù)GB177—85〈水泥膠砂強度檢驗方法〉成型,然后放入養(yǎng)護箱中養(yǎng)護7h左右,將試體隨同三聯(lián)試模一起放入快速養(yǎng)護箱內(nèi)篦子上,蓋好箱蓋,將電接點溫度計調(diào)在 70℃,接通電源,從加溫到恒溫需1h30min,恒溫養(yǎng)護15h后關(guān)閉電源。放水取出試模放置常溫處,待試體降至常溫,即脫模破型,其結(jié)果即為快速強度。這種方法很準(zhǔn)確,每經(jīng)過一段時間就要重新計算一下快速系數(shù)。這樣就能保證通過快速強度推算28d強度的準(zhǔn)確性。
后來,隨著水泥產(chǎn)量的提高,出庫水泥編號的迅速增多,快速強度的測定方法已遠遠不能滿足生產(chǎn)的需要。因為快速養(yǎng)護箱放試塊有限,出磨出廠水泥編號增多,快速養(yǎng)護箱就放不下;另一方面,快速養(yǎng)護耗電耗水多,工作手續(xù)繁瑣。后來我們就用1d正常養(yǎng)護強度和快速強度比較,發(fā)現(xiàn)1d強度雖不及快速強度準(zhǔn)確,但確定好1d強度的波動范圍,即最低值和最高值,也就基本能指導(dǎo)生產(chǎn)。而且這種方法簡便,快速,其步驟是:按國家標(biāo)準(zhǔn)GB177—85〈水泥膠砂強度檢驗方法〉進行試體成型,即在作常規(guī)水泥強度檢驗時多成型一組試體,養(yǎng)護24h脫模,再進行抗折抗壓試驗,即得出1d強度值。對于一個廠來說,配料方案不變,1d強度的要求值也不變。我廠生產(chǎn)的礦渣425R水泥,出磨水泥1d強度要求大于12MPa,最低不能低于10MPa。根據(jù)熟料質(zhì)量情況,調(diào)整礦渣摻加量。如果熟料質(zhì)量不好,就要將礦渣摻加量指標(biāo)降一下;如果熟料質(zhì)量好,就要將礦渣摻加量指標(biāo)提一下。下達指標(biāo)要放到用某種熟料之前,這樣就使出磨水泥強度不致于出現(xiàn)大的波動。當(dāng)熟料質(zhì)量波動頻繁的時候,出磨水泥1d強度不可避免地要出現(xiàn)波動。這就需要通過水泥強度高、低庫多庫搭配倒庫或包裝,做到進一步均化。對于那些特別異常的低強度庫,要特別謹(jǐn)慎,必須用適當(dāng)高強度的水泥與其搭配。搭配時,水泥強度特別低的庫要盡量少放些,必須派人經(jīng)常監(jiān)督下料情況。還要注意,搭配的水泥強度不能太高,以防造成此編號水泥強度過高,使標(biāo)準(zhǔn)偏差過大。對于庫內(nèi)那些強度特別高的水泥,搭配時也要特別注意,要用比正常料稍微低的水泥搭配,強度特別高的料要盡量的少放,這樣就會使此編號的水泥強度不致太高,有利于縮小標(biāo)準(zhǔn)偏差。這些水泥的搭配都是根據(jù)1d的抗壓和抗折強度來進行的。如果3d的水泥強度已經(jīng)出來了,就要以3d強度為根據(jù)。
3 安定性的優(yōu)劣搭配
導(dǎo)致安定性不良,一般是由于熟料fCaO、游離MgO或摻入的石膏過多(SO3過多)等原因所造成的,其中fCaO是一種最常見、影響也最嚴(yán)重的因素。對于質(zhì)量管理較差的廠子來說,fCaO波動頻繁,熟料安定性較差是顯而易見的事情。因此,在磨制水泥時,要根據(jù)熟料質(zhì)量示意圖所標(biāo)的熟料質(zhì)量狀況,下達礦渣摻加量、細度、SO3指標(biāo)。對于KH很低的(KH<0.810)熟料,雖然其它品質(zhì)指標(biāo)如fCaO、MgO、SO3都比較較正常,但是礦渣摻加量指標(biāo)也應(yīng)下得很低。因為這樣的熟料強度很低,即使下很低的礦渣摻加量指標(biāo),磨制的水泥強度也不會高。對于黃粉料、欠燒料要特別注意,和其它好料搭配時,此種料用量要盡量的少。對于KH較高、煅燒非常好的熟料,一般用它搭配不好的熟料。若是都是好熟料搭配,礦渣摻加量指標(biāo)要提到較高數(shù)值。這樣磨制的水泥強度不會太高,就會縮小出廠水泥標(biāo)準(zhǔn)偏差。
在磨制水泥時,盡管我們很注意搭配,有時因為熟料質(zhì)量變化頻繁還是會出現(xiàn)安定性不合格的情況,有時搭配包裝到站臺上安定性仍不合格。因此因安定性不合格在站臺上搭配包裝時,絕對不要馬上出廠,一定要重新檢驗合格后方可通知出廠。重新檢驗時,要增加取樣密度,我廠以每100t取一個小桶樣(從20個以上不同部位取等量樣品),做試餅測安定性,這樣檢驗合格后,就不會出現(xiàn)問題了。夏天雨水多,高溫潮濕,fCaO消解的快;冬天低溫干燥消解的慢。有時安定性嚴(yán)重不良時,要放很長時間,做許多次試驗后安定性才能合格。因此,即便搭配包裝,也不能將整個站臺包滿,以防安定性不合格時,影響繼續(xù)包裝,造成庫滿停機,無法繼續(xù)生產(chǎn)。
另一方面,因安定性不合格,搭配放站臺時要考慮到放站臺時間長了,水泥強度要降低。紙袋的還好些,編織袋透氣要降低得更歷害。冬天每月要降低強度4%~6%;夏天沒有存放時間太長的,因為空氣潮濕,時間長了容易凝結(jié)硬化。因此,搭配放站臺的水泥要想保持較高的強度,必須根據(jù)安定性不良的程度,以及強度的高低用適當(dāng)高強度、安定性好的水泥來搭配,如果實在沒有搭配好,存放時間過長,通過檢驗,強度低于正常出廠標(biāo)號,那也只有降低標(biāo)號使用。
游離MgO的潛在危害性比fCaO更大,而且必須用壓蒸法檢驗。我廠礦山MgO含量是比較高的,并且是分層的,有的層次含MgO比較高,平均含量超過4.0%以上,局部有的含量甚至超過15.0%以上。1983年至1986年,熟料中MgO含量年平均都在4.0%左右。由于當(dāng)時管理跟不上,礦山石灰石常常搭配不好,出窯的熟料MgO含量經(jīng)常有超過5.0%的,有的甚至高達6.0%。這就需要搭配,需要做壓蒸試驗。為此,專門買了壓蒸釜,以便能滿足經(jīng)常做壓蒸試驗的工作需要。因為沸煮試件的膨脹率也包括在壓蒸膨脹率之內(nèi),所以熟料中fCaO過高,也直接影響壓蒸試驗的進行。方法中介紹:為減少fCaO對壓蒸結(jié)果的影響,允許試樣攤開在空氣中存放不超過一周再進行壓蒸試件的成型。但是正常生產(chǎn)并不允許等待那么長時間,要求必須及時搭配。這就需要及時生產(chǎn)MgO含量低且fCaO含量低的熟料,用其能保證搭配后的熟料中MgO含量低于5.0%;或者提高礦渣摻加量大于40%,制成的水泥可不做壓蒸試驗。有時生產(chǎn)并不那么理想,熟料中MgO含量超過5.0%,并且fCaO含量也不低,而且礦渣摻加量也不能提得很高,生產(chǎn)又不允許等待,這時只有先磨制水泥,看壓蒸結(jié)果怎樣。比如礦渣水泥壓蒸膨脹率有的超過0.50%,有的低于0.50%,根據(jù)計算以能確保壓蒸安定性合格的搭配比例進行包裝,分編號進行壓蒸試驗,試驗合格的即可通知出廠。如果有個別還不合格,可放在站臺上消解幾天,fCaO消解后再做壓蒸試驗,一般能合格;最多經(jīng)過二、三次試驗即可合格。MgO水化速度是很慢的,因此不能存在在站臺上消解游離MgO的想法。搭配放站臺前得確保搭配后MgO壓蒸試驗合格。礦山上白云石里的MgO是呈化合狀態(tài)存在的,和熟料摻在一起磨制成水泥不會造成什么危害。
影響安定性的因素除了fCaO、游離MgO外,還有SO3過多引起安定性不良。通用水泥中除礦渣水泥SO3規(guī)定不超過4.0%以外,其它水泥都規(guī)定不超過3.5%。即使有規(guī)定,也要注意fCaO和SO3的疊加造成安定性不良。過去筆者做過礦渣水泥的早強正交試驗,所用熟料fCaO含量為2.18%,其安定性為微曲。在礦渣摻加量為20%~40%的所有試驗中,除石膏摻加量為8%的幾組試驗沸煮安定性微曲外,其它石膏摻加量小于或等于6%的試驗沸煮安定性都是良好。這些石膏摻加量為8%的試驗水泥中SO3含量僅在3.7%±1%內(nèi),這是由于fCaO和SO3的疊加造成了安定性不良,并且SO3含量3.7%的試驗要比礦渣含量與其相同而SO3含量在1.5%的試驗的水泥強度低1個標(biāo)號以上。因此,水泥生產(chǎn)中的SO3含量最佳值一定要通過小磨試驗和大磨生產(chǎn)檢驗取得,不要盲目將礦渣水泥的石膏摻加量提得很高。
4 注意凝結(jié)時間是否正常
影響凝結(jié)時間的因素較多,如熟料中C 3A的含量、水泥中石膏的摻加量、水泥的粉磨細度、混合材摻加量、堿含量等,這些因素中有一項發(fā)現(xiàn)異?;蜃兓^大,都要特別注意凝結(jié)時間是否發(fā)生變化。
另外,試驗的誤差比較容易引起注意,但是試驗操作中的偶然失誤卻不容易發(fā)現(xiàn)。例如多年以前,化驗室就發(fā)生一件將盛酸的空瓶注入蒸餾水用于試驗,以致于造成SO3的結(jié)果測定偏高很多,使得石膏摻加量極少,由于出磨水泥的凝結(jié)時間極短而被發(fā)現(xiàn)的。因此,平常我們就應(yīng)該告訴檢驗人員發(fā)現(xiàn)試驗中的異?,F(xiàn)象要及時匯報。同時在通知包裝之前,有關(guān)水泥的技術(shù)數(shù)據(jù)必須逐個審查一遍,確保沒有問題時才能下通知。當(dāng)然,這也包括凝結(jié)時間的數(shù)據(jù)。
對于粉磨細度、礦渣摻加量,出磨和出廠水泥的測定值,也要經(jīng)常對照著看。一旦發(fā)現(xiàn)差別很大,就要及時查找原因,到底是篩子出了毛病,還是物料的還原值發(fā)生了大變化,還是檢驗人員弄虛作假;還是磨工摸清了取樣規(guī)律,等取完樣后采取放大細度,降低礦渣摻加量用以提高臺時產(chǎn)量的措施。不管怎樣,要及時找出原因,對癥采取措施,可以及早解決問題,將隱患消滅在萌芽之中。細度的大小,主要是擔(dān)心超過國標(biāo)10%的數(shù)值,在這個范圍內(nèi),對凝結(jié)時間雖有影響,但影響不大,而對強度影響很大。降低礦渣摻加量,雖對質(zhì)量沒有壞處,但影響水泥的總產(chǎn)量。如果礦渣摻加量降低得太多,也會提高水泥強度,增大出廠水泥的標(biāo)準(zhǔn)偏差。
適量的白云石或石灰石對提高早期強度作用很大,對凝結(jié)時間有一定的延緩作用,但影響不大。
5 其它
影響水泥強度和各種品質(zhì)指標(biāo)的因素很多,如人員操作的差別、試驗儀器的配件磨損、試驗條件的差別和試驗材料的差別等都對水泥的各種品質(zhì)的測定有影響。因為這些影響國家標(biāo)準(zhǔn)中都有具體規(guī)定,并有操作規(guī)程、試驗條件要求,試驗設(shè)備和儀器都要定期鑒定,一般不會出大問題。在這里僅就對出廠水泥影響最大的或者必須注意的問題談一下,僅供參考。
(1)養(yǎng)護箱的溫度要保持好。它對水泥的1d和3d的強度影響很大。溫度控制不好,會使1d和3d的強度波動大,容易給我們造成錯覺,會做出錯誤的判斷,使質(zhì)量調(diào)度發(fā)生偏差。養(yǎng)護水池的水溫對3d和后期強度影響也很大,必須想法保持好。養(yǎng)護箱溫度每升高 1℃,約提高1d抗壓強度1MPa;養(yǎng)護水池水溫每提高 1℃,提高3d抗壓強度約4%~6%,提高28d抗壓強度約2%~4%。溫度一旦降低,降低強度更厲害。
(2)壓力試驗機球座靈活與否對試驗結(jié)果影響很大。因有時漏進灰砂,必須經(jīng)常清理。另一方面,球座里機油也要經(jīng)常換,經(jīng)常加,因為時間長了就要損失。機油不能太稀太稠,必須保持既靈活又能耐壓。抗折夾具的三個圓柱必須能自由轉(zhuǎn)動,如果有的不轉(zhuǎn)動,時間長了,容易磨出平面,造成抗折強度偏高。
(3)安定性試餅養(yǎng)護箱應(yīng)經(jīng)常保持合適的濕度和溫度,防止試餅沸煮前干裂,這就需要經(jīng)常檢查養(yǎng)護箱溫度表和濕度表,并隨時觀察箱下水池是否有水,并及時補足水。
(4)要隨時掌握和國家水泥質(zhì)量監(jiān)督檢驗測試中心對比的情況,做到心中有數(shù),對本廠水泥的測定結(jié)果到底偏高還是偏低應(yīng)非常清楚明白。
(5)袋裝水泥存放在站臺上,要插好標(biāo)志牌,禁止亂發(fā),要經(jīng)常巡回檢查。裝火車發(fā)往外地時,有時民工夜間圖近省力,將等待結(jié)果的水泥裝上車。發(fā)現(xiàn)這種情況應(yīng)立即要求卸車,重新裝車。
(6)兩庫搭配或多庫搭配包裝,要注意檢查放庫情況。有時通知改變了,放庫人員由于疏忽還放以前通知的庫,經(jīng)過檢查就能及時發(fā)現(xiàn),及時糾正。
(7)磨制水泥,熟料庫搭配要經(jīng)常檢查。關(guān)鍵時候要增加檢查次數(shù)。有時因堵塞造成單放,若只下壞料,就會造成水泥質(zhì)量不合格。
(8)前面配料要把好關(guān),要保證出窯熟料質(zhì)量穩(wěn)定。只有熟料質(zhì)量穩(wěn)定,才能保證出廠水泥的質(zhì)量穩(wěn)定。
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