飛砂料產(chǎn)生的原因及操作調(diào)整

1、所謂飛砂料是回轉(zhuǎn)窯燒成帶產(chǎn)生大量細粒并飛揚的熟料。這種飛砂料的大小一般在1mm以下，在窯內(nèi)到處飛揚。飛砂料的出現(xiàn)，既影響熟料質(zhì)量，又影響窯的操作。飛砂產(chǎn)生與否主要取決于熟料液相量和液相性質(zhì)(主要是表面張力)。飛砂有兩類:一類是熟料液相量太少而產(chǎn)生；另一類是粘散料，由于液相表面張力太小所致。（1）飛砂料產(chǎn)生的原因 (1） 液相量不足 ,產(chǎn)生飛砂主要是液相量太少的緣故。物料在燒成帶停留的時間很短，預分解窯約1015min，濕法窯最長也不過2530min。若沒有液相，C2S和CaO粒子通過固相反應長大至1mm以上是十分困難的。其結(jié)果是，這些細粒子隨窯內(nèi)氣體懸浮并被氣體帶走，即所謂飛砂。液相量太大，熟

2、料易結(jié)大塊，這是眾所周知的事實。反過來說，液相量少則熟料結(jié)粒小，液相量太少則熟料結(jié)粒太小，則產(chǎn)生飛砂。鋁率太高，液相量隨溫度提高而增加的速度太慢，也易產(chǎn)生飛砂。還原氣氛使Fe2O3變成FeO，也使液相量減少，從而產(chǎn)生飛砂。圖1為Fe2O3還原成FeO對液相量的影響。在還原氣氛下，液相量減少。 熟料礦物組成:C3S 70%，C2S 15%，C2F 15%2）過渡帶過長造成飛砂料帶預熱器的回轉(zhuǎn)窯長徑比在16114l之間，入窯生料的碳酸鹽分解率約3040，回轉(zhuǎn)窯內(nèi)有一半長是碳酸鹽分解帶，過渡帶不長，物料由900升至1250的時間約56min，所生成的中間相貝利特和游離石灰還沒有太多的時間進行再結(jié)晶，

3、由于碳酸鹽分解所產(chǎn)生的表面活性和晶格缺陷也得以保存，這些都有利于形成均勻的結(jié)粒和加速阿利特的形成。若生料入窯分解率提得過高，與窯的長徑比不適應，回轉(zhuǎn)窯內(nèi)的碳酸鹽分解帶縮短了，而燒成帶受火焰形狀限制不可能隨意拉長，結(jié)果是擴大了過渡帶，物料在9001250的溫度段內(nèi)停留時間過長，在這個溫度下物料的擴散速度很快，又不可能形成阿利特相，勢必造成貝利特和游離石灰的再結(jié)晶，形成粗大的結(jié)構(gòu)，降低了表面活性和晶格缺陷活性。當物料到達燒成帶時，再結(jié)晶的貝利特和游離石灰溶解速度變慢，使得液相量減少，難以將物料粘結(jié)成大顆粒，從而產(chǎn)生大量的粉料，即飛砂料。3）配料不當，硅酸率過高硅酸率過高也是產(chǎn)生飛砂料的根源，硅酸率

4、表示了在低燒過程中或在煅燒帶內(nèi)固相與液相的比例。1400以上時融熔物料中的固相為C3S和C2S，SiO2基本上存在于固相中，液相則包括了全部Al2O3和Fe2O3。如硅酸率過高，液相量偏少，不足以將物料結(jié)成大的顆粒，容易產(chǎn)生飛砂料。4）硫酸鹽飽和度過高降低了液相粘度和液相表面張力熟料中硫和堿含量應有一定的比例，通常稱為硫堿比或硫酸鹽飽和度。若原料和燃料帶入的硫量較高，原料中的堿含量又偏低，窯系統(tǒng)內(nèi)SO2循環(huán)也比較高，就會造成熟料中硫酸鹽飽和度過高，SO3相對過剩易產(chǎn)生大量飛砂料。國外文獻曾介紹過，同樣化學成分和堿含量的熟料，當硫酸鹽飽和度由67提高到140時，0lmm的熟料顆粒含量由約10上升

5、到超過40，熟料中硫酸鉀(K2SO4)含量由1.4上升到2.3，還有約0.4的過剩SO3，如圖2所示。若堿以氧化物形態(tài)存在會進入熟料礦物晶格內(nèi)，并能提高液相粘度，降低液相中離子的活動能力，增大阿利特的形成難度。若堿以硫酸堿的形態(tài)存在，液相中再有MgO，則液相粘度會隨硫酸堿增加成比例下降，如圖3所示。圖2中的試驗相當于硫酸堿含量由1.4提高到2.3，還有0.4SO3過剩，這時液相粘度由1.5泊(0.15N·sm2)降至1.3泊(0.13N·S/m2)。增加液相量和降低液相粘度固然有利于煅燒，但硫酸堿又降低了液相的表面張力，其結(jié)果雖然是改善了熟料顆粒的可浸潤性，卻降低了顆粒之間

6、的粘著力。粘度和表面張力的降低，使熟料顆粒結(jié)構(gòu)疏松，物料在窯內(nèi)滾動時難以形成較大顆粒，或形成了也會由于多次滾動而散開，產(chǎn)生大量細粉料。從國外文獻報道中得知，表面張力減小0.1Nm，會使熟料顆粒縮小約10mm。在圖2中當硫酸堿含量由1.4上升到2.3時，表面張力減小0.05Nm，熟料平均粒徑由6mm減小到1.5mm，減小4.5mm。所以過高的硫酸鹽飽和度或過高的硫酸堿含量，便會在窯中產(chǎn)生過多的熟料細粉料，另外還增大了SO2排放量，易結(jié)皮和結(jié)圈，熟料中堿含量增大，快凝，需水量大，對水泥的可貯存性、和易性和強度都有不利影響。窯內(nèi)硫的循環(huán)量高，也易造成周期性的飛砂料。水泥廠應該重視原料尤其是燃料帶入的

7、硫量，控制硫酸鹽飽和度在4070之間，這是獲得適當?shù)氖炝辖Y(jié)粒所不可缺少的措施。此外，還有欠燒、火焰形狀不當、窯熱工制度不穩(wěn)定、短焰急燒、物料特性波動大、難燒的SiO2含量高等也易產(chǎn)生飛砂料。（2）避免飛砂料的措施 (1）配料方案必須與煅燒溫度相適應液相量太少和液相量的大量出現(xiàn)太遲是飛砂的主要原因，因此保持適當?shù)囊合嗔渴潜苊怙w砂的主要措施。由于液相量與熟料的化學成分和煅燒溫度有關(guān)，合理的配料方案和合適的煅燒溫度是十分必要的。從配料方案來看，反映液相量的率值主要是硅酸率，而液相量隨溫度而增加的速度與鋁率有關(guān)。硅酸率太高則液相量太少，鋁率太高則液相隨溫度提高增加速度慢，即液相大量出現(xiàn)的時間遲。煅燒溫

8、度高，則液相量增大，反之降低煅燒溫度則液相量減少。因此配料方案必須與熟料煅燒溫度相適應。如果熟料煅燒溫度高，則硅酸率可高些，鋁率也可高些；反之則不能。例如，國內(nèi)大型預分解窯熟料硅酸率一般都在2.5以上，但對某些小型旋風預熱器窯，2.5的硅酸率可能偏高。某一600t/d的五級旋風預熱器窯所用的燃煤與某大型預分解窯的相同，當硅酸率為2.5時，飛砂嚴重，后來將硅酸率降低至2.3左右，熟料煅燒正常，強度達64MPa，產(chǎn)量也達到設計指標。在這里要指出兩個問題，一是不同窯型煅燒溫度可能不同。一般說來，大型預分解窯內(nèi)煅燒溫度高，旋風預熱器窯煅燒溫度比預分解窯低，但比濕法窯或干法中空窯的高些。因此，配料方案必

9、須根據(jù)窯型和窯徑大小而異。其次，煅燒溫度與火焰溫度和火焰形狀有關(guān)。而影響火焰溫度的主要因素有煤粉的質(zhì)量(發(fā)熱量、水分和細度)以及一、二次風溫，特別是二次風溫的高低以及一、二次風的比例。一般說來，煤的發(fā)熱量高，煤粉的細度細，水分少，二次風溫高且用量大，則火焰溫度高。 就相同質(zhì)量的煤粉而言，使用三通道噴煤管由于一次風比例小，二次風比例大，火焰粗短，其火焰溫度比單通道噴煤管的火焰溫度高。另外，由于結(jié)構(gòu)的原因，三通道噴煤管使煤粉的燃燒狀況比單通道噴煤管要好，火焰粗短。此外用篦冷機冷卻熟料時二次風溫比單筒和多筒冷卻機的高。還有一點，就是考慮硅酸率時，必須考慮一些微組分如MgO、R2O和SO3的影響，因為

10、這些微組分都會在燒成過程中以液相出現(xiàn)，增加液相量并影響液相粘度以及液相表面張力。2）避免用高堿高鎂原料和高硫燃煤 ,降低熟料中堿和硫的含量必須避免用高堿的原料和高硫的燃料。一般說來，堿主要來自粘土質(zhì)原料，也有一些是來自石灰石，因此在選擇原料和燃煤時應嚴格控制堿和硫的含量。MgO不僅可增加液相量，降低液相粘度，還可降低液相表面張力。因此，若MgO含量太高，加上一定數(shù)量的K2O、Na2O和SO3，也可產(chǎn)生粘散料，形成飛砂。某廠熟料R2O為1.0%，MgO為4.4%時，窯內(nèi)飛砂嚴重。但適當控制R2O和MgO含量，提高窯速，提高煤的細度，飛砂現(xiàn)象得到改善。如果限于原材料條件，非用高堿高鎂原料和高硫燃煤不可，那么應考慮這些微組分的影響，在配料方案上適當降低飽和比、提高硅酸率；在操作上避免用粗短的高溫火焰，而采用較長的低溫