試論煅燒基本原理

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2、鹽水泥熟料主要由硅酸三鈣（C3S）、硅酸二鈣（C2S）、鋁酸三鈣（C3A）、鐵鋁酸四鈣（C4AF）等礦物所組成。煅燒過程物理化學(xué)變化水泥生料在加熱煅燒過程中所發(fā)生的主要變化。一、 自由水的蒸發(fā)二、 粘土脫水與分解三、 石灰石的分解四、 固相反應(yīng)五、 熟料的燒成和熟料的冷卻下面具體分述：一、自由水的蒸發(fā)無論是干法生產(chǎn)還是濕法生產(chǎn)，入窯生料都帶有一定量的自由水分，由于加熱，物料溫度逐漸升高，物料中的水分首先蒸發(fā)，物料逐漸被烘干，其溫度逐漸上升，溫度升到100150時，生料自由水分全部被排除，這一過程也稱為干燥過程。二、粘土質(zhì)原料脫水和分解粘土主要由含水硅酸鋁所組成，其中二氧化硅和氧化鋁的比例（波動

3、于2141之間）。當(dāng)生料烘干后，被繼續(xù)加熱，溫度上升較快，當(dāng)溫度升到450時，粘土中的主要組成高嶺土（Al2O3·2SiO2·2H2O）失去結(jié)構(gòu)水，變?yōu)槠邘X石（2SiO2·Al2O3）。 Al2O3·2SiO2·2H2O Al2O3+2SiO2+2H2O (無定形) (無定形)高嶺土進(jìn)行脫水分解反應(yīng)時，在失去化學(xué)結(jié)合水的同時，本身結(jié)構(gòu)也受到破壞，變成游離的無定形的三氧化二鋁和二氧化硅。其具有較高的化學(xué)活性，為下一步與氧化鈣反應(yīng)創(chuàng)造了有利條件。在900950，由無定形物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)榫w，同時放出熱量。三、石灰石的分解脫水后的物料，溫度繼續(xù)升至600

4、以上時，生料中的碳酸鹽開始分解，主要是石灰石中的碳酸鈣和原料中夾雜的碳酸鎂進(jìn)行分解，并放出二氧化碳，其反應(yīng)式如下： 600 MgCO3 MgO+CO2 900 CaCO3 CaO+CO2 實(shí)驗(yàn)表明：碳酸鈣和碳酸鎂的分解速度隨著溫度升高而加快，在600700時碳酸鎂已開始分解，加熱到750分解劇烈進(jìn)行。碳酸鈣分解溫度較高，在900時才快速分解。CaCO3是生料中主要成分，分解時需要吸收大量的熱量，是熟料形成過程中消耗熱量約占干法窯熱耗的一半以上，分解時間和分解率都將影響熟料的燒成，因此CaCO3的分解是水泥熟料生產(chǎn)中重要的一環(huán)。CaCO3的分解還與顆粒粒徑、氣體中CO2的含量等因素有關(guān)。石灰石的

5、分解雖與溫度相關(guān)，但石灰石顆粒粒徑越小，則表面積總和越大，使傳熱面積增大，分解速度加快。因此適當(dāng)提高生料的粉磨細(xì)度有利于碳酸鹽的分解。碳酸鈣的分解具有可逆的性質(zhì)，如果讓反應(yīng)在密閉容器中在一定溫度下進(jìn)行，則隨著CaCO3的分解產(chǎn)生氣體CO2的總量的增加，其分解速度就要逐漸減慢甚至為零，因此在煅燒窯內(nèi)或分解爐內(nèi)加強(qiáng)通風(fēng)，及時將CO2氣體排出則是有利于CaCO3的分解，其實(shí)窯系統(tǒng)內(nèi)CO2來自碳酸鹽的分解和燃料的燃燒，廢氣中CO2含量每減少2%，約可使分解時間縮短10%。當(dāng)窯系統(tǒng)內(nèi)通風(fēng)不暢時，CO2不能及時被排出，廢氣中CO2含量的增加，會影響燃料燃燒使窯溫降低的，廢氣中CO2含量的增加和溫度降低都要

6、延長CaCO3的分解時間。由此窯內(nèi)通風(fēng)對CaCO3的分解起著重要的作用。四、固相反應(yīng) 粘土和石灰石分解以后分別形成了CaO、MgO、SiO2、Al2O3等氧化物，這時物料中便出現(xiàn)了性質(zhì)活潑的游離氧化鈣，它與生料中的二氧化硅、三氧化二鐵和三氧化二鋁等氧化物進(jìn)行固相反應(yīng)，其反應(yīng)速度隨溫度升高而加快。水泥熟料中各種礦物并不是經(jīng)過一級固相反應(yīng)就形成的，而是經(jīng)過多級固相反應(yīng)的結(jié)果，反應(yīng)過程比較復(fù)雜，其形成過程大致如下：800900 CaO+ Al2O3 CaO·Al2O3(CA) CaO+Fe2O3 CaO·Fe2O3(CF)8001100 2CaO+SiO2 2CaO·S

7、iO2(C2S) CaO·Fe2O3+ CaO 2CaO·Fe2O3(C2F)7（CaO·Al2O3）+5 CaO12CaO·7Al2O3(C12A7)11001300 12CaO·7Al2O3+9 CaO7（3CaO·Al2O3）(C3A) 7CaO·Fe2O3）+2CaO+12CaO·7Al2O37（4CaO·Al2O3·Fe2O3 ）(C4AF)應(yīng)該指出，影響上述化學(xué)反應(yīng)的因素很多，它與原料的性質(zhì)，粉磨的細(xì)度及加熱條件等因素有關(guān)。如生料磨得愈細(xì)，混合得均勻，就增加了各組分之間的接觸面積，有

8、利于固相反應(yīng)的進(jìn)行，又如從原料的物理化學(xué)性質(zhì)來看，粘土中的二氧化硅若是以結(jié)晶狀態(tài)的石英砂存在，就很難與氧化鈣反應(yīng)，若是由高嶺土脫水分解而來的無定形二氧化硅，沒有一定晶格或晶格有缺陷，故易與氧化鈣進(jìn)行反應(yīng)。從以上化學(xué)反應(yīng)的溫度，不難發(fā)現(xiàn)，這些反應(yīng)溫度都小于反應(yīng)物和生成物的熔點(diǎn)（如CaO、SiO2與2CaO·SiO2的熔點(diǎn)分別為2570、1713與2130），就是說物料在以上這些反應(yīng)過程中都沒有熔融狀態(tài)物出現(xiàn)，反應(yīng)是在固體狀態(tài)下進(jìn)行的，但是以上反應(yīng)（固相反應(yīng)）在進(jìn)行時放出一定的熱量。因此，這些反應(yīng)統(tǒng)稱為“放熱反應(yīng)”。五、熟料燒成由于固相反應(yīng)，生成了水泥熟料中C4AF、C3A、C2S等礦物

9、，但是水泥熟料的主要礦物C3S要在液相中才能大量形成。當(dāng)物料溫度升高到近1300時，會出現(xiàn)液相，形成液相的主要礦物為C3A、C4AF、R2O等熔劑礦物，但此時，大部分C2S和CaO仍為固相，但它們很容易被高溫的熔融液相所溶解，這種溶解于液相中的C2S和CaO很容易起反應(yīng)，而生成硅酸三鈣。2CaO·SiO2+ CaO3CaO·SiO2(C3S)這個過程也稱石灰吸收過程。當(dāng)然，C3S也可以通過固相反應(yīng)來形成，但是煅燒過程需要更高的溫度和更長的時間，因而這種辦法在工業(yè)上至少在目前還沒有什么實(shí)用價值。大量C3S的生成是在液相出現(xiàn)之后，普通硅酸鹽水泥組成一般在1300左右時就開始出現(xiàn)

10、液相，而C3S形成最快速度約在1350，在1450下C3S絕大部份生成，所以熟料燒成溫度可寫成13501450。它是決定熟料質(zhì)量好壞的關(guān)鍵，若此溫度有保證則生成的C3S較多，熟料質(zhì)量較好；反之，生成C3S較少，熟料質(zhì)量較差，不僅如此，此溫度還影響著C3S的生成速度，隨著溫度的升高，C3S生成的速度也就加快，在1450時，反應(yīng)進(jìn)行非常迅速，此溫度稱為熟料燒成的最高溫度，所以水泥熟料的煅燒設(shè)備，必須能夠使物料達(dá)到如此高的溫度。否則，燒成的熟料質(zhì)量受影響。任何反應(yīng)過程都需要有一定的時間，C3S的形成也一樣，它的形成不僅需要有溫度的保證，而且需在該溫度下停留的時間，使之能反應(yīng)充分，在煅燒較均勻的回轉(zhuǎn)窯

11、內(nèi)時間可短些。時間過長易使C3S生成粗而圓的晶體，使其強(qiáng)度發(fā)揮慢而低，一般需要在高溫下煅燒2030分鐘。C3S是水泥熟料的主要礦物，且在液相中形成，這樣影響C3S的生成因素如下：生料的組分?jǐn)?shù)對液相生成的影響：組分?jǐn)?shù)增加，最低共熔點(diǎn)降低，尤其是組分中增加此熔點(diǎn)低的物質(zhì)時，液相出現(xiàn)的溫度更要降低，硅酸鹽水泥熟料中一般都有少量鎂、堿、硫等其他組成，其最低共熔溫度約為12501280，雖然這些次要組成能使液相提早生成，但它們是有害組成，對其含量都有一定的限制?；瘜W(xué)成份的影響一般鋁酸三鈣（C3A）和鐵鋁酸四鈣（C4AF）在1300左右時，都能熔成液相，所以稱C3A和C4AF為熔劑性礦物。而C3A和C4A

12、F的增加必須是Al2O3和Fe2O3的增加，熟料中MgO、R2O等成分也能增加液相量。一般硅酸鹽水泥熟料成分生成的液相量可近似用下式進(jìn)行計(jì)算：當(dāng)燒成溫度為1400時 W%=2.95A+2.2F+a+b （1-1）當(dāng)燒成溫度為1450時 W%=3.0A+2.25F+a+b （1-2）式中W%液相百分含量（%） A熟料中Al2O3百分含量（%） F熟料中Fe2O3百分含量（%） a熟料中MgO百分含量（%） b熟料中R2O百分含量（%）C3A和C4AF都是熔劑性礦物，但它們生成液相的粘度是不同的C3A形成的液相粘度大，C4AF形成的液相粘度小，因此當(dāng)熟料中C3A和Al2O3含量增加，C4AF或Fe

13、2O3含量減少時，即熟料的鋁率增加時，生成液相粘度增加，反之則液相粘度減小，由此液相量的多少和粘度，對C3S的生成會有很大影響，如果液相量多，粘度小，有利于C3S的生成，因?yàn)橐合嗔慷鄷r，CaO和C2S在其中的溶解量也多；粘度小時，液相中CaO和C2S分子擴(kuò)散速度大，相互接觸的機(jī)會多，故反應(yīng)進(jìn)行得充分，但應(yīng)注意，如果液相量過多，粘度過小，則會給煅燒操作帶來困難，如易結(jié)圈、燒流等，同時因?yàn)楣杷猁}礦物的減少會影響熟料質(zhì)量。煅燒溫度的影響提高煅燒溫度可降低液相粘度，由式（1-1）、（1-2）可看出，煅燒溫度的提高也使液相的百分含量增多。但煅燒溫度不宜過高，煅燒溫度過高了在窯內(nèi)易結(jié)大塊、結(jié)圈等弊??；而且

14、煅燒溫度過高還易使C3S生成大而圓的晶體，這個大而圓的晶體很致密，與水作用速度很慢，使強(qiáng)度發(fā)揮慢。故最高燒成溫度應(yīng)控制在1450。六、熟料的冷卻當(dāng)熟料燒成后，溫度開始下降，同時C3S的生成速度也不斷減慢，溫度降到1300以下時，液相開始凝固，C3S的生成反應(yīng)完結(jié)，這時凝固體中含有少量的未化合的CaO，則稱為游離氧化鈣。溫度繼續(xù)下降便進(jìn)入熟料的冷卻階段。熟料燒成后，就要進(jìn)行冷卻，其目的在于：改進(jìn)熟料質(zhì)量，提高熟料的易磨性；回收熟料余熱，降低熱耗，提高熱的效率；降低熟料溫度，便于熟料的運(yùn)輸、儲存和粉磨。熟料冷卻的好壞及冷卻速度，對熟料質(zhì)量影響較大。因?yàn)椴糠秩廴诘氖炝?，其中的液相在冷卻時，往往還和固

15、相進(jìn)行反應(yīng)。在熟料的冷卻過程中，將有一部分熔劑礦物（C3A和C4AF）形成結(jié)晶體析出，另一部分熔劑礦物則因冷卻速度較快來不及析晶而呈玻璃態(tài)存在。C3S在高溫下是一種不穩(wěn)定的化合物，在1250時，容易分解，所以要求熟料自1300以下要進(jìn)行快冷，使C3S來不及分解，越過1250以后C3S就比較穩(wěn)定了。對于1000以下的冷卻，也是以快速冷卻為好，這是因?yàn)槭炝现械腃2S有、四種結(jié)晶形態(tài)，溫度及冷卻速度對C2S的晶型轉(zhuǎn)化有很大影響，在高溫熟料中，只存在C2S；若冷卻速度緩慢，則發(fā)生一系列的晶型轉(zhuǎn)化，最后變?yōu)镃2S，在這一轉(zhuǎn)化過程中由于密度的減小，使體積增大10%左右，從而導(dǎo)致熟料塊的體積膨脹，變成粉末狀

16、，在生產(chǎn)中叫做“粉化”現(xiàn)象。C2S與水不起水化作用，幾乎沒有硬性，因而會使水泥熟料的質(zhì)量大為降低。為了防止這種有害的晶型轉(zhuǎn)化，要求熟料快速冷卻。熟料快速冷卻還有下列許多好處：可防止C2S晶體長大或熟料完全變成晶體。有關(guān)資料表明：晶體粗大的C2S會使熟料強(qiáng)度降低，若熟料中的礦物完全變成晶體，就難于粉磨。快冷時，MgO凝結(jié)于玻璃體中，或以細(xì)小的晶體析出，可以減輕水泥凝結(jié)硬化后由于方鎂石晶體不易水化而后緩慢水化出現(xiàn)體積膨脹，使安定性不良?？炖鋾r，熟料中的C3A的晶體較少，水泥不會出現(xiàn)快凝現(xiàn)象，并有利于抗硫酸鹽性能的提高?？炖淇墒顾嗍炝现挟a(chǎn)生應(yīng)力，從而增大了熟料的易磨性。此外熟料的冷卻，還可以部分地

17、回收熟料出窯帶走的熱量，即可降低熟料的總熱耗，從而提高熱的利用率。由此，熟料的冷卻對熟料質(zhì)量和節(jié)約能源都有著重要的意義，因而回轉(zhuǎn)窯要選用高效率的冷卻，并減少冷卻機(jī)各處的漏風(fēng)，以提高其冷卻效率的同時回收熟料的顯熱，提高了窯的熱效，特別是預(yù)分解窯，其意義是很重要的。熟料在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)煅燒回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)水泥熟料，可分為濕法、半干法、干法、新型干法等幾種回轉(zhuǎn)窯類型。這里只討論新型干法中的預(yù)分解窯生產(chǎn)水泥熟料的煅燒， 一、回轉(zhuǎn)窯的作用凡采用回轉(zhuǎn)窯煅燒水泥熟料，是利用一個傾斜的回轉(zhuǎn)圓筒（斜度一般在35%），生料由圓筒的高端加入（即窯尾），由于圓筒具有一定的斜度且不斷回轉(zhuǎn)運(yùn)動，物料就會從高端向低端（即窯頭）逐漸運(yùn)動

18、。因此說：回轉(zhuǎn)窯首先是一個物料輸送設(shè)備?；剞D(zhuǎn)窯又是燃燒設(shè)備，可使用固體（粉狀）燃料、液體、氣體三種不同類型的燃料，在我國水泥廠主要是煤粉作燃料，事先將煤經(jīng)烘干細(xì)磨制成粉狀，再用鼓風(fēng)機(jī)由窯頭向窯內(nèi)噴入。燃燒用的空氣是由兩部分組成的，一部分是預(yù)先和煤粉混合并起輸送作用的載體（空氣），來完成煤粉向窯內(nèi)噴射的過程，該空氣載體叫做“一次空氣”，大部分入窯空氣是經(jīng)過熟料冷卻時被加熱到一定溫度（一般600以上）進(jìn)入窯內(nèi)的，該部分空氣叫做“二次空氣”。煤粉在窯內(nèi)燃燒后，形成高溫火焰（一般可達(dá)16001700），放出大量熱量，高溫氣體在高溫風(fēng)機(jī)的抽引下，沿著回轉(zhuǎn)筒體向窯尾方向流動，它和煅燒熟料產(chǎn)生的廢氣一起經(jīng)過

19、預(yù)分解系統(tǒng)，再經(jīng)過降溫，收塵凈化后排至大氣中?？梢?，高溫氣體和物料在筒體內(nèi)是相向運(yùn)動的，在運(yùn)動過程中進(jìn)行熱量交換，物料接受高溫氣體和高溫火焰?zhèn)鹘o的熱量、物料經(jīng)過不同的溫度區(qū)域或溫度場，會發(fā)生一系列的物理化學(xué)變化后，而被煅燒成熟料，其后進(jìn)入冷卻機(jī)，遇到冷空氣，進(jìn)行熱交換，本身被冷卻將空氣預(yù)熱作為二、三次空氣進(jìn)入窯內(nèi)和分解系統(tǒng)內(nèi)，因此回轉(zhuǎn)窯又是一個傳熱設(shè)備。二、煤粉在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)的燃燒過程1著火與著火溫度任何燃料的燃燒過程都有著火及燃燒兩個階段，由緩慢的氧化反應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)閯×业难趸磻?yīng)（即燃燒）的瞬間叫著火，轉(zhuǎn)變時的最低溫度叫著火溫度。 2燃燒過程煤粉在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)燃燒比較復(fù)雜，煤粉在燃燒的同時還要向窯尾方向

20、運(yùn)動，并且在燃燒過程中，還要進(jìn)行傳熱，這幾方面又是相互影響著，現(xiàn)分述如下：在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)煤粉以分散狀態(tài)噴入高溫帶處，在正常生產(chǎn)時高溫帶溫度很高，因此煤分很易著火燃燒。煤粉受熱后首先是被干燥，將含12%的水分排出，溫度升到450500時，煤粉里的揮發(fā)分開始逸出，在700800時將全部逸出（煤粉中水分和揮發(fā)分逸出后剩下的是固定碳粒和灰分），當(dāng)揮發(fā)分遇到空氣時使其著火燃燒，生成氣態(tài)的CO2和H2O，它們包圍在剩下的固定碳粒子周圍，這樣固定碳粒子的燃燒，除了要有足夠的溫度外，還必須待空氣中氧通過擴(kuò)散透過包圍在固定碳粒子周圍的氣膜，與固定炭粒接觸后才能進(jìn)行燃燒，顯然固定炭粒的燃燒是很緩慢的，它的燃燒速度與氣

21、體擴(kuò)散速度（包括燃燒產(chǎn)物擴(kuò)散離開炭粒子表面和氧氣擴(kuò)散到固定炭粒子表面）有很大關(guān)系，所以加強(qiáng)氣流擾動，以增加氣體擴(kuò)散速度，將大大加速固定炭粒子的燃燒。煤粉噴出有一定速度，因此一出噴煤嘴首先是預(yù)熱干燥，不可能立即燃燒，隨著距噴嘴距離的增加，溫度的升高，揮發(fā)分逐步逸出并首先燃燒，發(fā)出熱量，隨即固定炭粒的燃燒。煤粉自噴嘴噴出至開始燃燒的這段距離稱為黑火頭。煤粉燃燒后形成的焰面，并產(chǎn)生熱量，使溫度升高，熱量總從高溫向低溫傳遞，由于焰面后面未燃燒的煤粉比焰面溫度低，因此焰面不斷向焰面后面未燃燒的煤粉傳熱，使其達(dá)到著火溫度而燃燒，形成新的焰面，這種焰面不斷向未燃物方向移動的現(xiàn)象叫火焰的傳播（或擴(kuò)散），傳播的

22、速度稱火焰?zhèn)鞑ニ俣?，但要注意的是整個煤粉是以一定速度噴入窯內(nèi)的，所以火焰既有一個向窯尾方向運(yùn)動的速度，又有向后傳播的速度，當(dāng)噴出速度過大，火焰來不及向后傳播時，燃燒即將中斷，火焰熄滅，當(dāng)噴了速度過小，火焰將不斷向后傳播，直至傳入噴煤管內(nèi)。這稱為“回火”，若發(fā)生“回火”將易引起爆炸的危險，所以噴出速度與火焰?zhèn)鞑ニ俣纫浜虾谩；鹧鎮(zhèn)鞑ニ俣扰c煤粉的揮發(fā)分、水分、細(xì)度、風(fēng)煤混合程度等因素有關(guān)，當(dāng)煤粉揮發(fā)分大、水分少、細(xì)度細(xì)，風(fēng)煤混合均勻火焰?zhèn)鞑ニ俣染涂欤駝t相反。3一次風(fēng)作用及一次風(fēng)量煤粉借助一次風(fēng)的風(fēng)力自窯噴煤管噴入窯內(nèi)，因此一次風(fēng)對煤粉起輸送作用，同時還供給煤的揮發(fā)分燃燒所需的氧氣。一次風(fēng)量占總空

23、氣量的比例不宜過多，因?yàn)橐淮物L(fēng)量比例增加相應(yīng)地就會使二次風(fēng)比例降低（總用風(fēng)不變的情況）二次風(fēng)的減少會影響到熟料冷卻，使熟料帶走的熱損失增加。另外一次風(fēng)溫比二次風(fēng)溫要低，這樣使燃燒溫度也要降低。4二次風(fēng)的作用二次風(fēng)先經(jīng)過冷卻機(jī)與熟料進(jìn)行換熱，熟料被冷卻，二次風(fēng)被預(yù)熱，再入窯供燃料燃燒。由于二次風(fēng)比一次風(fēng)能預(yù)熱到較高的溫度，因此還可得到較高的燃燒溫度。由于一、二次風(fēng)分別入窯，二次風(fēng)對氣流還能產(chǎn)生強(qiáng)烈的擾動作用，有利于固定碳的燃燒。三、窯外分解技術(shù)水泥熟料煅燒窯外分解技術(shù)，是上世紀(jì)七十年代發(fā)展起來的新技術(shù)，它是帶懸浮預(yù)熱器回轉(zhuǎn)窯的進(jìn)一步發(fā)展，即在懸浮預(yù)熱器和回轉(zhuǎn)窯之間增設(shè)一個分解爐，生料經(jīng)預(yù)熱器后在

24、入窯之間于分解爐中先進(jìn)行碳酸鹽分解反應(yīng)，使入窯生料碳酸鈣分解率達(dá)到85%95%，由此大大減輕了回轉(zhuǎn)窯的熱負(fù)荷，窯的產(chǎn)量可比懸浮預(yù)熱器窯提高12倍，同時延長了耐火襯料的使用壽命，提高了窯的運(yùn)轉(zhuǎn)率，因此在當(dāng)今的水泥熟料生產(chǎn)大都采用窯外分解技術(shù)，其發(fā)展趨勢是大型化，高產(chǎn)量，單位熱耗大幅下降的生產(chǎn)形式。由水泥熟料的形成過程可知，在干法窯中，熟料的煅燒過程，大致可分為預(yù)熱，分解和燒成三個主要過程。這三個過程具有不同的特點(diǎn)，預(yù)熱與分解過程，溫度不需要很高（900以下），但所需的熱量卻很多，尤其是分解過程就更為突出，所需的熱量大約占總熱耗50%左右，而燒成過程則需要較高的溫度（1450左右）和足夠的反應(yīng)時間

25、，而需要的熱量很少。在懸浮預(yù)熱和回轉(zhuǎn)窯之間增加一個新的熱源分解爐，這樣把煅燒熟料的三個主要工藝過程，分別在三個機(jī)組內(nèi)進(jìn)行，稱為窯外分解技術(shù)。使入窯生料的分解率達(dá)8595%，更進(jìn)一步地減少生料在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)需要的熱量，回轉(zhuǎn)窯主要承擔(dān)燒成任務(wù)， 窯外分解系統(tǒng)是由預(yù)熱器系統(tǒng)（簡稱SP）、分解爐和回轉(zhuǎn)窯所組成。其生產(chǎn)流程，按物料流向來說，生料由提升設(shè)備運(yùn)至預(yù)熱器，經(jīng)過四級旋風(fēng)筒后，進(jìn)入分解爐，在分解爐內(nèi)經(jīng)過加熱分解后，再進(jìn)入第五級旋風(fēng)預(yù)熱器，繼續(xù)進(jìn)行分解并收集下來，進(jìn)入回轉(zhuǎn)窯內(nèi)，分解爐處于四、五級預(yù)熱器之間；窯外分解系統(tǒng)氣體流動過程比較復(fù)雜，燃料由窯頭和分解爐兩處噴入，分解爐的二次空氣是來自冷卻機(jī)的熱風(fēng)，

26、兩路煙氣在分解爐會合后向預(yù)熱器的頂級運(yùn)動與料流換熱。窯系統(tǒng)工藝操作簡介1. 操作指導(dǎo)思想1.1 樹立“安全生產(chǎn)，質(zhì)量第一”的觀念，摸索出系統(tǒng)最佳操作參數(shù)，確保長期安全運(yùn)行及優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)、低耗。1.2 樹立全局觀念，與原料系統(tǒng)：煤磨系統(tǒng)：質(zhì)控處相互協(xié)調(diào)，密切配合。1.3 統(tǒng)一操作思路，精心操作。不斷摸索總結(jié)，力求系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。1.4 力求系統(tǒng)熱工制度穩(wěn)定，注意風(fēng)、煤、料、窯速的配合，以消除熱工波動。1.5 確保燃料完全燃燒，避免CO產(chǎn)生和系統(tǒng)局部高溫，防止預(yù)熱器各旋風(fēng)筒，分解爐，窯尾煙室等處結(jié)皮、堵塞，同時保護(hù)好窯皮和窯襯，延長窯系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)周期。1.6 合理調(diào)節(jié)篦冷機(jī)篦床速度及各室風(fēng)量，以防“雪人”。

27、2. 窯系統(tǒng)工藝流程簡介2.1 入窯生料生料由均化庫庫內(nèi)經(jīng)氣動截止閥；電動流量控制閥,斜槽進(jìn)入喂料計(jì)量倉,入窯生料均從生料計(jì)量倉卸出,經(jīng)氣動截止閥,電動流量控制閥 ,經(jīng)沖板流量計(jì)計(jì)量后至斜槽再經(jīng)斗提提升至預(yù)熱器頂，通過電動分料閥， 分料經(jīng)斜槽至回轉(zhuǎn)下料器進(jìn)入預(yù)熱器內(nèi)。2.2 預(yù)熱器部分在預(yù)熱器中,生料與熱氣體進(jìn)行熱交換。在到達(dá)四級筒后進(jìn)入分解爐內(nèi)進(jìn)行分解，確保入爐生料充分混合與分解，然后再進(jìn)入五級旋風(fēng)筒進(jìn)行氣料分離及入窯煅燒。2.3 分解爐煅燒三次風(fēng)入爐方向?yàn)閺较?出窯廢氣方向?yàn)檩S向。入爐煤粉采用兩根噴煤管，由兩側(cè)入爐。2.4 回轉(zhuǎn)窯 窯規(guī)格: 4.8x74m 斜度: 4% 主傳: 0.353

28、.96r/min輔傳: 7.51r/h 生產(chǎn)能力: 5000t/d 主電機(jī)額定功率: 710kW 2.5 篦冷機(jī) 采用NC42340推動蓖式冷卻機(jī),液壓傳動方式。設(shè)計(jì)沖程次數(shù)425次/min；蓖床實(shí)際面積133.2m2。出料溫度65+環(huán)境溫度。窯頭電收塵收下的粉塵與出篦冷機(jī)的熟料匯合經(jīng)拉鏈機(jī)入熟料庫。篦冷機(jī)冷卻熟料的廢氣一部分作為入窯二次風(fēng)，一部分作為入分解爐三次風(fēng)，另一部分作為煤磨系統(tǒng)烘干熱源。剩余的氣體進(jìn)電收塵收塵后排放。2.6 廢氣處理預(yù)熱器的高溫氣體經(jīng)增濕塔降溫后一部分作為原料系統(tǒng)的烘干熱源，另一部分與出磨廢氣匯合后入電收塵除塵后排入大氣。3 回轉(zhuǎn)窯耐火磚（尚未見南京院圖紙）4. 點(diǎn)火

29、前的準(zhǔn)備工作4.1 現(xiàn)場檢查各主, 輔設(shè)備是否具備開機(jī)條件;4.2 進(jìn)行系統(tǒng)聯(lián)動試車，確認(rèn)有無異常；4.3 根據(jù)工藝要求制定升溫曲線；4.4 通知現(xiàn)場檢查預(yù)熱器系統(tǒng)，確認(rèn)人孔門，捅料孔是否關(guān)好，確認(rèn)下料管暢通，并將各翻板閥吊起；4.5 現(xiàn)場確認(rèn)柴油儲存情況，備足柴油；4.6 確認(rèn)窯頭煤粉倉儲存情況，如果煤粉不足，即通知開煤磨；4.7 校正燃燒器的坐標(biāo)及火點(diǎn)位置；4.8 通知現(xiàn)場插好油槍，檢查油路通暢；4.9 確認(rèn)各閥門開度為“關(guān)”狀態(tài)；4.10 通知現(xiàn)場確認(rèn)壓縮空氣及冷卻水供應(yīng)情況，確保水、電、氣供應(yīng)正常；4.11 啟動高溫風(fēng)機(jī)潤滑系統(tǒng),啟動窯減速機(jī)潤滑系統(tǒng)及篦冷機(jī)干油泵4.12 接點(diǎn)火指令后

30、, 聯(lián)系相關(guān)人員將設(shè)備，儀表送電，并通知現(xiàn)場將本系統(tǒng)所屬設(shè)備的現(xiàn)場轉(zhuǎn)換開關(guān)達(dá)到中控位置，確認(rèn)是否備妥。以上各條件具備后，即可進(jìn)行點(diǎn)火操作5. 點(diǎn)火升溫5.1 打開高溫風(fēng)機(jī)冷風(fēng)閥或啟動尾排排風(fēng)機(jī),調(diào)整高溫風(fēng)機(jī)、尾排風(fēng)機(jī)風(fēng)門開度，窯頭罩負(fù)壓控制在2040Pa 之間。5.2 啟動一次風(fēng)機(jī)及通知現(xiàn)場啟動柴油泵組5.3 現(xiàn)場點(diǎn)火,確認(rèn)火點(diǎn)著后根據(jù)火焰形狀調(diào)整噴油量;一次風(fēng)壓及燃燒器的內(nèi)外風(fēng)開度;5.4 跟據(jù)升溫曲線進(jìn)行升溫時,注意事項(xiàng)如下:5.4.1 升溫溫度以窯尾溫度為準(zhǔn),嚴(yán)格執(zhí)行“慢升溫，不回頭”的原則；5.4.2 升溫過程中溫度的調(diào)整：l 調(diào)整噴油量；l 調(diào)整窯內(nèi)通風(fēng)，保持適當(dāng)?shù)呢?fù)壓；l 當(dāng)窯尾升

31、至250350左右時，開始噴煤粉，進(jìn)行油煤混燒。5.5 窯頭喂煤5.5.1 通知原料系統(tǒng)啟動增濕塔底輸送設(shè)備，起動窯尾袋收塵下部輸送設(shè)備;5.5.2 啟動窯頭喂煤系統(tǒng),聯(lián)系現(xiàn)場檢查轉(zhuǎn)子秤,啟動完畢后設(shè)定窯頭轉(zhuǎn)子稱 轉(zhuǎn)子稱喂煤量為0.51t/h;5.5.3 注意防止突然喂煤時,造成燃燒器熄火。適當(dāng)調(diào)整燃燒器的內(nèi) 外風(fēng)開度及送煤風(fēng)（煤粉輸送用風(fēng)）風(fēng)量，即保證煤粉正常燃燒，風(fēng)量又不能過大。5.5.4 根據(jù)升溫曲線增加喂煤量,逐漸減少油量,盡量避免煙囪冒黑煙,控制預(yù)熱器出口CO含量0.1%。5.5.5 嚴(yán)格控制窯頭負(fù)壓,并保證煤粉完全燃燒,同時防止預(yù)熱器出口溫度過高;5.5.6 當(dāng)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)供氧不足時,

32、若高溫風(fēng)機(jī)冷風(fēng)閥打開,則關(guān)閉高溫風(fēng)機(jī)冷風(fēng)閥,同時通知原料系統(tǒng)啟動尾排風(fēng)機(jī)后中控在高溫風(fēng)機(jī)慢轉(zhuǎn)抽力不足時,啟動高溫風(fēng)機(jī)組并可啟動篦冷機(jī)一室風(fēng)機(jī)來補(bǔ)充氧氣及調(diào)節(jié)窯頭抽力。5.5.7 若窯頭燃燒器突然熄火,應(yīng)通知現(xiàn)場立即停油泵,檢查原因。重新點(diǎn)火升溫時以點(diǎn)火當(dāng)時的窯尾溫度為準(zhǔn)。5.6 升溫過程中窯的慢轉(zhuǎn)窯尾溫度（）旋轉(zhuǎn)量(圈)旋轉(zhuǎn)間隔時間(min)01000不慢轉(zhuǎn)1002501460250450143045065013306507501310750以上連續(xù)慢轉(zhuǎn)5.7 如篦冷機(jī)一段上積料太多,中控或現(xiàn)場啟動一段篦床, 如果篦冷機(jī)內(nèi)物料較多 則啟動熟料輸送系統(tǒng)送走物料。5.8 尾溫達(dá)到950時或在900

33、左右 ,預(yù)熱器出口溫度在400左右，根據(jù)窯內(nèi)情況,且其它條件都滿足時可進(jìn)行投料操作。(特別注意: 窯尾溫度及預(yù)熱器出口溫度必須是正常烘窯時的溫度值。而不是靠拉風(fēng)形成的瞬時值)。5.9 當(dāng)增濕塔的出口溫度達(dá)到170±10時,進(jìn)行噴水操作. 6. 投料前的準(zhǔn)備工作6.1 投料前一小時,放預(yù)熱器各級翻板閥；6.2 根據(jù)窯內(nèi)換磚量確定是否提前預(yù)投部分生料；6.3 啟動液壓循環(huán)泵；6.4 啟動熟料輸送系統(tǒng)、破碎機(jī)。篦冷機(jī)電動弧形閥；6.5 通知質(zhì)控等相關(guān)部門；6.6 起動窯頭電收塵下部輸送；6.7 起動窯頭電收塵排風(fēng)機(jī)，保證窯頭罩微負(fù)壓。投 料前可以將窯頭負(fù)壓偏大一些控制（50Pa150Pa）

34、，同時窯頭電收塵送電；6.8 通知原料系統(tǒng)給窯尾電收塵送電，同時調(diào)整系統(tǒng)用風(fēng)；6.9 投料前20min啟動一 二段篦床，設(shè)定最低速，以形成料層，提高二次風(fēng)溫；6.10 啟動入庫、入窯斗提袋收塵；通知現(xiàn)場調(diào)整各袋式收塵排風(fēng)機(jī)風(fēng)門開度，確認(rèn)生料喂料量設(shè)定為“0”，起動庫底卸料系統(tǒng)，啟動生料喂料系統(tǒng)；6.11 當(dāng)窯尾尾溫950或尾溫在900左右，預(yù)熱器出口氣溫在400左右，根據(jù)窯況，且其它條件均滿足投料條件時可進(jìn)行投料。7、 窯的投料操作7.1 啟動高溫風(fēng)機(jī),調(diào)整轉(zhuǎn)速及風(fēng)門開度;7.2 酌情啟動篦冷機(jī)各室風(fēng)機(jī);7.3 通知現(xiàn)場巡檢工,進(jìn)行主,輔傳動切換,設(shè)定窯速0.4-0.5rpm，啟動窯主傳，通知

35、現(xiàn)場起動窯頭冷卻風(fēng)機(jī)7.4 調(diào)節(jié)高溫風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速及風(fēng)門開度保證風(fēng)機(jī)入口負(fù)壓，并根據(jù)窯頭負(fù)壓調(diào)整篦冷機(jī)各室風(fēng)量及尾排風(fēng)機(jī)風(fēng)門開度；7.5 回轉(zhuǎn)窯初次喂料80 100t7.6 投料初始，風(fēng)、煤、料變化較大，易造成各級旋風(fēng)筒、窯尾煙室堵塞，操作上應(yīng)注意：l 投料時，特別注意爐內(nèi)及下料管溫度變化;l 現(xiàn)場檢查各級翻版閥動作是否靈活,防止翻板閥卡料;l 現(xiàn)場檢查各級旋風(fēng)筒的錐體下料管的捅料孔，觀察捅料孔的抽力，判斷是否堵塞；l 注意預(yù)熱器各對應(yīng)點(diǎn)的溫度、壓力、并進(jìn)行對比判斷系統(tǒng)是否正常；7.7 通知原料系統(tǒng)及時調(diào)節(jié)尾排排風(fēng)機(jī)風(fēng)門開度，保證高溫風(fēng)機(jī)出口負(fù)壓為150pa 300pa,170±10時增濕

36、塔噴水；7.8 當(dāng)熟料進(jìn)入篦冷機(jī)后，逐漸增加篦速及風(fēng)量，此時應(yīng)：7.8.1 提高二、三次風(fēng)溫; 7.8.2 穩(wěn)定窯頭負(fù)壓;7.8.3 防止堆“雪人”。7.8.4 視窯況及預(yù)熱器各點(diǎn)溫度、壓力逐漸加窯速；7.8.5 整個投爐過程,須密切關(guān)注系統(tǒng)溫度、壓力、O2、CO含量、窯、爐喂煤量： CO含量： 0.050.10 O2含量： 4.006.00 分解爐出口溫度： 880890 五級旋風(fēng)筒物料溫度： 860880 窯尾溫度： 9501050 投料過程中，窯頭喂煤量爐喂煤量。待窯正常運(yùn)轉(zhuǎn)后，窯頭煤逐漸減少，分解爐煤逐漸增加，確保熟料產(chǎn)、質(zhì)量。8. 滿負(fù)荷運(yùn)行 8.1 努力做到窯況穩(wěn)定，調(diào)整幅度要小，

37、避免大起大落，保證窯的熱工制度穩(wěn)定8.2 根據(jù)篦板溫度、層壓、篦床積料情況調(diào)節(jié)篦速；8.3 密切關(guān)注各級預(yù)熱器的負(fù)壓，溫度，防止系統(tǒng)“塌料”。滿負(fù)荷正常生產(chǎn)時工藝參數(shù)控制值： CO含量：0.1 窯尾負(fù)壓：約300Pa 窯尾溫度:9501050 O2含量： 3.04.0 入窯生料表觀分解率：90 窯扭矩（電流）：500 700A 一級筒出口溫度：320340 一級筒出口負(fù)壓: -50005500pa 窯筒體表面溫度: 380 爐出口溫度: 890900 三次風(fēng)溫： 850 窯頭負(fù)壓: 20150pa 五級筒出口溫度: 860880 物料溫度: 850880 增濕塔出口溫度： 200250 篦冷機(jī)

38、廢氣溫度： 200250 一室篦下壓力: 48005500pa9. 停窯操作9.1 計(jì)劃檢修的停窯9.1.1接到具體停窯時間通知后，以具體停窯時間反推，估計(jì)所需兩煤粉倉的煤粉量。9.1.2 根據(jù)煤粉儲存量確定煤磨停機(jī)時間；9.1.3當(dāng)分解爐煤粉倉料位在15左右，窯喂料量減至100130t/h，開始作停窯準(zhǔn)備；9.1.4 當(dāng)分解爐煤粉倉料位在810左右，操作員做好隨時斷煤操作，并且通知現(xiàn)場敲打煤粉輸送管道和煤粉倉。9.1.5當(dāng)分解爐稱一旦斷煤，將分解爐喂煤量設(shè)定為0t/h，調(diào)整系統(tǒng)用風(fēng)，將窯喂料量減至7080t/h,整個停窯過程需要平緩操作，嚴(yán)禁快速大風(fēng)操作，防止結(jié)皮、積料垮塌堵塞預(yù)熱器。9.1

39、.6 吹空分解爐喂煤系統(tǒng)內(nèi)的殘余煤粉，緩慢降低窯速；9.1.7 窯煤倉僅剩少量煤 粉時，停出庫卸料組，拉空生料計(jì)量倉，將喂料量設(shè)定為0th ；9.1.8 當(dāng)入窯生料輸送組設(shè)備內(nèi)物料輸空時，停止該組設(shè)備；9.1.9 逐漸減少窯頭喂煤量，減少系統(tǒng)用風(fēng)，降低窯速；9.1.10當(dāng)窯頭煤倉排空后，通知巡檢工敲打倉底錐體，送煤管道后停止供煤系統(tǒng)， 確認(rèn)窯內(nèi)倒空停窯；9.1.11停止窯尾電收塵和增濕塔噴水；9.1.12窯頭斷煤后一小時停噴煤管一次風(fēng)機(jī),啟動事故風(fēng)機(jī)9.1.13 停高溫風(fēng)機(jī)主電動機(jī)，啟動慢轉(zhuǎn)；9.1.14停窯主傳，通知現(xiàn)場切換至輔傳，慢轉(zhuǎn)窯（盤車），轉(zhuǎn)窯見下表：停主傳后慢轉(zhuǎn)時間（h）盤車間隔（

40、min）旋轉(zhuǎn)量（圈）0:000:1551/40:150:45101/40:451:45201/41:453:15301/43:156:15601/46:1512:151201/412:1521:151801/421:1536:153001/436:1560:154801/49.1.15停窯輪帶冷卻風(fēng)機(jī)及窯頭密封風(fēng)機(jī)和液壓擋輪；9.1.16停窯操作時，應(yīng)根據(jù)窯喂料量減少，相應(yīng)地關(guān)小篦冷機(jī)各風(fēng)機(jī)風(fēng)門同時減少窯頭排風(fēng)機(jī)風(fēng)量；9.1.17當(dāng)篦冷機(jī)篦床上無“紅料”，停冷卻風(fēng)機(jī)，篦板上熟料送完后，停篦冷機(jī)傳動系統(tǒng)；9.1.18 停止窯頭排風(fēng)機(jī)之后，停電收塵電場，再停電場振打；9.1.19 停窯頭電收塵輸送

41、設(shè)備； 9.1.20當(dāng)窯尾高溫風(fēng)機(jī)進(jìn)口溫度100時停輔傳，停尾排風(fēng)機(jī)；停止轉(zhuǎn)窯后，停窯中稀油站及液壓擋輪油站待增濕塔灰斗內(nèi)的物料走完后，停增濕塔粉塵輸送系統(tǒng)。9.2 臨時停窯9.2.1 停喂料,停分解爐煤,適量減窯頭煤;9.2.2 降低系統(tǒng)風(fēng)量,停窯高溫風(fēng)機(jī)，改用輔傳傳動；9.2.3 停窯主傳，合上慢轉(zhuǎn)，按轉(zhuǎn)窯程序轉(zhuǎn)窯；9.2.4 檢查預(yù)熱器，作投料準(zhǔn)備；9.2.5 注意系統(tǒng)保溫，隨時準(zhǔn)備投料；9.3. 故障停窯高溫風(fēng)機(jī)跳停1 調(diào)節(jié)尾排風(fēng)機(jī)風(fēng)門和冷卻機(jī)各室風(fēng)機(jī)風(fēng)門，控制窯頭抽力50100pa，防止系統(tǒng)正壓；2 停窯喂料，分解爐煤，適當(dāng)減窯頭煤，切換窯主輔傳動，先連續(xù)慢轉(zhuǎn)窯5min，然后間隔慢轉(zhuǎn)，時間間隔比空窯停時略短。3 盡可能維持窯主排風(fēng)機(jī)慢轉(zhuǎn)。4 注意增