飛砂料產(chǎn)生的機(jī)理剖析及預(yù)防措施

1、飛砂料產(chǎn)生的機(jī)理剖析及預(yù)防措施飛砂料是指在熟料煅燒過程中在燒成帶產(chǎn)生的一種細(xì)粉砂狀熟料，在窯內(nèi)隨 風(fēng)飛揚(yáng)，部分從窯頭罩子的縫隙和看火孔噴涌而出。故業(yè)內(nèi)俗稱其為“飛砂料。 飛砂料的產(chǎn)生不僅污染環(huán)境、浪費(fèi)熟料，而且影響窯內(nèi)熱工制度的穩(wěn)定和設(shè) 備的健康運(yùn)行。為此，對此進(jìn) 行了系統(tǒng)的調(diào)研和分析。愿與業(yè)內(nèi)同行分享并商酌。 1.飛砂料的危害由于窯頭正壓和飛砂料產(chǎn)生的原因較多且較為復(fù)雜，在線調(diào)整時間長等諸多 問題。因此，窯頭正壓和飛砂料給生產(chǎn)設(shè)備、環(huán)境和工藝質(zhì)量控制等都帶來極大 的危害。具體有以下七個方面： 1）窯頭正壓并伴有飛砂料嚴(yán)重影響窯頭罩和窯頭密封的使用壽命； 2）飛揚(yáng)

2、的飛砂料會使頭檔托輪和輪帶磨損加劇，同時會造成頭檔托輪瓦潤滑 油污染，對托輪瓦的正常工作和使用壽命有一定的影響； 3）飛損的飛砂料被吸入冷卻風(fēng)機(jī)，造成風(fēng)機(jī)葉輪磨損加劇，使風(fēng)機(jī)振動增大； 4）對生產(chǎn)環(huán)境造成污染，增加環(huán)境衛(wèi)生清潔強(qiáng)度，同時高溫的飛砂料容易燒 傷巡檢人員； 5）在窯頭旋流飛揚(yáng)的飛砂料會導(dǎo)致窯頭渾濁，影響看火工（或窯中控操作員） 對窯內(nèi)火焰及物料的準(zhǔn)確判斷； 6）由于飛砂料粒徑細(xì)小，進(jìn)入篦冷機(jī)后極易發(fā)生熟料離析，從而導(dǎo)致冷卻風(fēng) 穿透料層或發(fā)生“堆雪人”、“紅河”等現(xiàn)象；7）飛砂料會在三次風(fēng)管中沉積，影響系統(tǒng)用風(fēng)匹配，同時由于飛砂料在窯內(nèi) 飄揚(yáng)影

3、響對二次風(fēng)穩(wěn)的準(zhǔn)確判斷。 因此，需要對飛砂料的形成機(jī)理認(rèn)真進(jìn)行剖析，結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際案例逐一論證。 2.飛砂料產(chǎn)生的機(jī)理從機(jī)理上分析，飛砂料產(chǎn)生的主要原因是煅燒溫度和液相的性質(zhì)決定的。具 體有兩大類，一類是由于煅燒溫度不夠，液相量不足而導(dǎo)致的；另一類是由于配 料不當(dāng)引起液相性質(zhì)的變化（主要是表面張力）而產(chǎn)生的飛砂，也稱作“粘散料”。 3.飛砂料形成的案例分析在實(shí)際生產(chǎn)操作中，各種因素疊加，需要具體的分析、綜合判斷，對癥采取 相應(yīng)的糾正和預(yù)防措施，切不可一概而論。 1)配料不當(dāng)、生料的細(xì)度偏粗。 某水泥生產(chǎn)企業(yè)為降低生料立磨的粉磨電耗，減小耐磨材料的消耗，放粗

4、了 出磨生料的細(xì)度。0.08mm 篩余細(xì)度控制在 18%左右，結(jié)果導(dǎo)致窯內(nèi)起飛砂料，而 且伴隨著熟料游離氧化鈣不合格的現(xiàn)象，窯操作員雖然提高煅燒溫度應(yīng)對，結(jié)果 飛砂料反而更加嚴(yán)重。 其實(shí)，這是由于生料的細(xì)度粗，均勻性變差，易燒性也隨之變差，此時硅酸 三鈣在形成過程中隨著煅燒溫度的提高而使其晶格增大，晶格越大越不易結(jié)粒。 后來，經(jīng)過控制出磨生料的細(xì)度，將 0.08mm 篩余細(xì)度從 18%降低為 12%，窯 內(nèi)飛砂基本上消失。2）KH 和 SM 偏高，液相量不足。 某水泥生產(chǎn)企業(yè)為了獲得較高的后期強(qiáng)度，在配料中提高了硅酸鹽礦物（其 中 KH：0.930、SM：2.65、AM：1

5、.35）。結(jié)果飛砂料特別的嚴(yán)重，后來通過適當(dāng)?shù)?優(yōu)化配料方案，降低硅率（2.45），提高鋁率（1.60）后飛砂料得以緩減和抑制。 眾所周知，熟料硅酸三鈣形成的條件是煅燒溫度和液相量，二者缺一不可。一般在配料中必須考慮適宜的液相量，1400時液相量一般控制在2628%時對 熟料結(jié)粒及硅酸鹽礦物的形成最為有利（L=3.0Al2O3+2.25Fe2O3+K2O+Na2O+MgO ）。 由于配料中硅酸鹽礦物含量較高，在煅燒過程中液相出現(xiàn)較慢，而且液相量偏少， 導(dǎo)致熟料結(jié)粒較差。 3）AM 和堿含量偏高，液相粘度較大。某水泥生產(chǎn)企業(yè)為了獲得較高的早期強(qiáng)度，在配料中 AM 控制偏高（1

6、.6），但 由于使用了高鋁、高灰分煤煅燒（煤灰化學(xué)成分中三氧化二鋁含量平均在 48%以 上），結(jié)果熟料的鋁率失控，一度達(dá)到 1.8 以上，窯內(nèi)隨即產(chǎn)生了大量的飛砂料。這是由于熟料中的三氧化鋁和堿含量偏高，液相的粘度相對增大，粘度越大 越不易結(jié)粒，物料粘散。同時，由于 AM 偏高，液相隨溫度升高而增加的速率就 降低，液相出現(xiàn)的遲，這也不利用熟料顆粒的長大。4）氧化鎂含量偏高，液相表面張力減小。某水泥生產(chǎn)企業(yè)為了實(shí)現(xiàn)石灰石礦山資源利用最大化，特對礦山的高鎂石灰 石進(jìn)行了搭配使用。從而使熟料中的氧化鎂含量從 2.5%增加為 4.0%，隨之，窯內(nèi) 飛砂料加劇。這是由于隨著氧化鎂含量的增加，液相的表面張

7、力減小，從而導(dǎo)致 熟料結(jié)粒困難，飛砂料加劇。眾所周知，水泥熟料的結(jié)粒一般在 525mm 之間，但是從水泥硅物化原理來看，水 泥熟料是由阿里特和貝利特等礦物晶體組成的。其中阿利特礦物晶體平均尺寸約在 65 微米以下，貝利特礦物晶體平均尺寸約為 55 微米以下。那么，究竟是什么力量將這些幾 十微米的小晶體“膠結(jié)”在一起？是液相?？梢?，液相的數(shù)量和性質(zhì)（粘度和表面張力） 對熟料結(jié)粒的形成起著至關(guān)重要的作用。尤其是液相的表面張力往往被大家所忽視。其實(shí)，液相的表面張力也是影響熟料結(jié)粒的主要因素。據(jù)有關(guān)資料顯示：熟料粒徑的大小 與液相的表面張力成先行關(guān)系，表面張力每減小 0.1N/m，熟料的粒徑平均減小

8、10mm。 可見，表面張力能夠起到一個晶體相互“吸附團(tuán)聚”的作用。5）還原氣氛嚴(yán)重，液相量減少。某水泥生產(chǎn)企業(yè)由于三次風(fēng)閘板燒毀，一個階段內(nèi)導(dǎo)致窯內(nèi)通風(fēng)較差，還原 氣氛較為嚴(yán)重，熟料外觀呈黃褐色。同時，窯內(nèi)還伴隨著起飛砂料的現(xiàn)象。 這是由于在煅燒過程中因?yàn)椴糠秩趸F（鐵相）被還原成了氧化亞鐵， 導(dǎo)致液相量相對減少，熟料的晶體之間不能夠很好的在液相“浸潤”的條件下完 成反應(yīng)，從而產(chǎn)生了飛砂料。 4.飛砂料的預(yù)防措施1）控制源頭，關(guān)鍵是要把好進(jìn)廠原燃材料的質(zhì)量關(guān)，尤其要控制好有害成分， 避免有害成分（主要是堿含量、三氧化硫和氧化鎂等以液相狀態(tài)出現(xiàn)的組分）降 低液相的表面張力。2）優(yōu)化

9、配料，使熟料三率值匹配，尤其是液相量適宜（一般不小于 26%）， 同時兼顧生料的易燒性和均質(zhì)性。3）優(yōu)化操作，一定要保證窯內(nèi)通風(fēng)順暢，避免還原氣氛減少液相量，同時煅 燒熱力強(qiáng)度需適宜（需根據(jù)物料的易燒性程度來調(diào)整煅燒溫度）。4）采用一定的飛砂料接收裝置，避免其對設(shè)備、環(huán)境等造成的直接危害。 具體以窯頭罩側(cè)墻體為基礎(chǔ)，用8 槽鋼和 30×30 的角鋼焊接框架，用6 的 鋼板制作飛砂料收集箱體。飛砂料經(jīng)收集箱收集沉降后再經(jīng)收集箱下方的排料溜 子卸入篦下拉鏈機(jī)，制作簡單，實(shí)用性強(qiáng)。具體結(jié)構(gòu)見下圖所示。5）提高煤粉的制備質(zhì)量，尤其是控制好煤粉的水分和細(xì)度。一方面避免煤粉 的不完全燃燒而產(chǎn)生的還原氣氛，另一方面需避免由于煤粉的水分高，燃燒速率慢，火焰溫度降低，液相減少。 6）盡量避免回灰直接入窯，盡可能入生料均化庫，以免窯灰中的有害成分（主 要是堿含量和三氧化硫）影響液相的性質(zhì)。如果條件允許，可以建造一個建議的 窯灰小倉，單獨(dú)入倉后搭配使用。既可以避免窯灰對液相性質(zhì)的影響，又可以避 免窯灰摻入的不均勻（尤其是生料磨停磨期間）對熟料質(zhì)量的影響（率值波動較