回轉(zhuǎn)窯結(jié)圈的原因及處理方法

水泥回轉(zhuǎn)窯結(jié)圈的形成機(jī)理與處理方法水泥回轉(zhuǎn)窯結(jié)圈的形成機(jī)理與處理方法 1一、窯皮是如何形成 1二、結(jié)圈的機(jī)理與成因 2三、圈的種類 3四、避免結(jié)圈的方式和方法 3五、窯皮窯圈的幾個(gè)根本性問題 4六、處理結(jié)圈的方式 5水泥回轉(zhuǎn)窯結(jié)圈的形成機(jī)理與處理方法不管現(xiàn)今懸浮預(yù)熱窯外分解窯多么先進(jìn)，出現(xiàn)非正常窯況——結(jié)圈，也是煅燒中的正?，F(xiàn)象。雖然經(jīng)過多年水泥人努力及水泥專家的研究，對出現(xiàn)不正常窯況的問題基本上能夠解決，并且已經(jīng)形成了完整的理論。但話又說回來一旦出現(xiàn)不正?，F(xiàn)象，運(yùn)用理論解決問題的時(shí)候，問題又不能很好的解決，這也是事實(shí)。我們不能否認(rèn)理論，但是也不能完全把希望寄托于原有的理論中，這就是矛盾的兩面性。如何才能夠快速及時(shí)的解決問題其實(shí)是我們關(guān)注的主要問題，所以本文主要是從幾個(gè)主要方面來探討結(jié)圈的機(jī)理和處理結(jié)圈的措施，以及時(shí)幫助讀者解決所面臨的不正常窯況。窯皮是如何形成當(dāng)物料經(jīng)過預(yù)熱器、分解爐進(jìn)入回轉(zhuǎn)窯碳酸鹽分界帶和過渡帶，然后進(jìn)入燒成帶，這時(shí)會出現(xiàn)液相，隨著溫度升高而液相增多。當(dāng)物料出現(xiàn)液相時(shí)此處的襯料耐火磚表面也達(dá)到一定溫度，當(dāng)耐火磚暴露到物料外部時(shí)，溫度逐漸升高，待耐火磚轉(zhuǎn)到物料下面時(shí)由于耐火磚比物料溫度高，就將熱量傳給物料，這時(shí)物料的液相量增多；當(dāng)回轉(zhuǎn)窯筒體繼續(xù)旋轉(zhuǎn)運(yùn)行，耐火磚進(jìn)入物料中部時(shí)，由于耐火磚在物料下方，沒能夠吸收到窯內(nèi)煤燃燒釋放出的熱量，并且耐火磚還通過筒體向外散熱，所以耐火磚的溫度降低。這樣具有液相量的物料就被冷凝在下降溫度的耐火磚上，當(dāng)耐火磚隨著回轉(zhuǎn)窯繼續(xù)運(yùn)行至物料最高端，直至超過物料暴露在熱氣流時(shí)，這時(shí)的耐火磚溫度最低，耐火磚上被冷凝、粘附的物料達(dá)到最多。當(dāng)耐火磚隨回轉(zhuǎn)窯繼續(xù)運(yùn)行，耐火磚及被冷凝的物料暴露在高溫氣流中，被冷凝的物料首先吸熱升溫，并把吸收的熱量傳給耐火磚，這時(shí)耐火磚和粘附的物料溫度共同上升。當(dāng)粘附在耐火磚上的物料溫度升高到一定程度時(shí)，粘附在耐火磚上的物料又開始出現(xiàn)液相，隨著溫度升高，液相量加大粘度降低，當(dāng)達(dá)到一定的液相量粘度又低時(shí)，粘附在耐火磚上的物料形成的液相量熔融自然下垂落入回轉(zhuǎn)窯下部的物料中。耐火磚隨著回轉(zhuǎn)窯繼續(xù)運(yùn)行，當(dāng)耐火磚到達(dá)回轉(zhuǎn)窯下邊和物料接觸時(shí)，溫度最高，所粘附的物料最少。當(dāng)耐火磚隨窯運(yùn)行再次進(jìn)入物料時(shí)，這時(shí)又把熱量傳給物料，物料形成更多的液相，再經(jīng)冷卻又粘附到耐火磚上。周而復(fù)始，窯皮一次次在加大、加厚。當(dāng)物料粘附在耐火磚上并達(dá)到一定厚度時(shí)，由于窯皮、耐火磚共同的隔熱性能，使回轉(zhuǎn)窯窯內(nèi)的溫度，通過耐火磚和筒體散發(fā)出的熱量不斷減少，耐火磚暴露在高溫火焰中熔融的粘附料和在耐火磚在物料中被冷凝下來的粘附物料相同時(shí)，即耐火磚粘附的物料和熔融的物料平衡時(shí)，窯皮就不會再增長，這時(shí)就是我們所指的正常窯皮。結(jié)圈的機(jī)理與成因前邊已經(jīng)敘述了窯皮是怎樣形成的。物料進(jìn)入燒成帶后出現(xiàn)液相，耐火磚受回轉(zhuǎn)窯旋轉(zhuǎn)的影響時(shí)而在物料下邊，時(shí)而露出物料，加之窯筒體散熱的原因，出現(xiàn)液相的物料會粘附在回轉(zhuǎn)窯窯磚上，周而復(fù)始窯皮不斷增厚，當(dāng)耐火磚粘附的物料和熔融的物料平衡時(shí)，這時(shí)產(chǎn)生的窯皮是正常窯皮。當(dāng)操作不正常打破平衡時(shí)，火焰拉長，即高溫帶被拉長，物料熔融提前出現(xiàn)，容易產(chǎn)生了長窯皮（原材料成分的變化也會提前出現(xiàn)液相）；當(dāng)窯內(nèi)的火焰不穩(wěn)定，加之來料不正常時(shí)，打破了正常的掛窯皮方式，窯皮的增長平衡被打破，熔融狀態(tài)下的物料，竄入低溫物料被冷凝，窯皮繼續(xù)增加，這就出現(xiàn)厚窯皮。當(dāng)長厚窯皮的環(huán)形部分脫落，剩余厚的部分就形成了圈，這就是圈的成因；當(dāng)煤粉燃燒不完全，破壞了熱工操作的同時(shí)，未燃盡的煤灰落入窯皮上，容易形成高溫帶的窯圈。由于原燃材料帶入的硫堿含量高，操作方式不正常時(shí)，容易在回轉(zhuǎn)窯的碳酸鹽分解帶形成硫堿圈；由于操作不當(dāng)，二三次風(fēng)溫不合理容易造成前圈等。圈的種類回轉(zhuǎn)窯煅燒操作時(shí)，操作不當(dāng)容易形成圈，根據(jù)位置我們可以分為：前圈、熟料圈、后圈。前圈，一般是指在窯口或者是冷卻帶形成的圈。熟料圈，是在高溫帶形成的。后圈，是在高溫帶以后形成，有時(shí)在碳酸鹽分解帶形成（在碳酸鹽分解帶為硫堿圈）。根據(jù)成因我們可以分為：窯口圈、煤粉圈、硫堿圈避免結(jié)圈的方式和方法入窯生料要均勻穩(wěn)定；物料出現(xiàn)液相時(shí)，筒體散熱促使出現(xiàn)液相的物料冷凝粘附在耐火磚上，暴露在熱氣流時(shí)又有部分熔融，當(dāng)粘附與熔融平衡時(shí)是正常窯皮。當(dāng)物料出現(xiàn)液相時(shí)，由于來料不穩(wěn)，溫度低的物料突然竄入液相，會快速的冷凝在窯皮上，當(dāng)隨窯旋轉(zhuǎn)火焰又不能很好的把粘附上的物料燒熔，或者是再次落入物料時(shí)，又有大量的物料粘附上，就會出現(xiàn)低溫物料冷凝越粘越多，形成長厚窯皮或窯圈。穩(wěn)定三率值；當(dāng)生料的三率值不穩(wěn)定，一會KH高一會KH低或者是一會N高一會是N低，都容易造成后結(jié)圈。原因是當(dāng)KH或者是N低時(shí)，物料易燒性好，同樣的煤耗液相量變大，假設(shè)都低的情況下，物料出現(xiàn)液相的位置是穩(wěn)定的，當(dāng)飽和比突然變高時(shí)，低溫物料會突然沖進(jìn)有液相的位置（所謂的黑影），低溫物料就會粘附到窯皮上，周而復(fù)始，窯皮會越來越厚形成結(jié)圈。頭尾煤要穩(wěn)定；造成結(jié)圈的原因與三率值不穩(wěn)定基本相同。頭尾煤不穩(wěn)定，同樣造成出現(xiàn)液相量的位置移動，低溫物料覆蓋到液相物料上時(shí)，就容易長窯皮。燃燒器射出的方向、位置和形狀要合理；當(dāng)燃燒器噴出的煤粉在煤粉未燃燒完全時(shí)，被落入帶有液相的物料中，就會快速冷凝下來，粘附窯皮上，越粘越厚。降低有害成分，有害成分多特別是硫堿含量高，容易形成循環(huán)富集在碳酸鹽分解帶形成硫堿圈。避免飛砂，飛砂物料容易造成窯口圈。窯皮窯圈的幾個(gè)根本性問題窯皮窯圈形成的根本原因溫差、冷凝是窯皮和窯圈形成的主要因素窯皮、窯圈的形成根本原因是出現(xiàn)溫差冷凝造成的。正常窯皮是物料被燒熔，由于窯磚及胴體的散熱，窯磚的溫度低于物料溫度，物料接觸窯磚后被冷凝下來，然后暴露到熱氣流中被燒熔，進(jìn)入物料后又被粘附上低溫物料，這樣循環(huán)往復(fù)窯皮越粘越厚，當(dāng)窯皮厚到一定程度，影響筒體散熱時(shí)，粘附和燒熔的物料持平，這就是正常的窯皮。當(dāng)這一平衡被打破，粘附的物料大于燒熔物料，窯皮就會越來越多，形成窯圈。溫差冷凝是窯皮和窯圈形成的基本條件，適用于，硫堿圈，熟料圈、前圈。硫堿圈形成的原因硫堿富集是造成硫堿圈的根本原因據(jù)崔玉東等人研究，熟料中有害成分揮發(fā)大小依次為：CI-＞K2O＞SO3＞Na20。氯離子在700°C時(shí)，就能夠全部揮發(fā)完，正常煅燒情況下?lián)]發(fā)率大于95%。KO2主要集中在900°C—1300°C，正常煅燒時(shí)能夠揮發(fā)90%左右。SO3一般在1300°C時(shí)能夠揮發(fā)到50-60%，正常煅燒時(shí)最高揮發(fā)可達(dá)82.29%。也就是說至少有部分硫堿是在高溫帶和預(yù)熱器里邊循環(huán)富集，當(dāng)溫度升高到硫堿揮發(fā)時(shí)這部分硫堿成分隨著氣流往回運(yùn)行，當(dāng)溫度達(dá)到冷凝值時(shí)它又被冷凝在生料上，隨著生料又返回窯內(nèi)，這就是循環(huán)富集。當(dāng)硫堿在窯高溫帶后揮發(fā)隨著熱氣流向預(yù)熱器前行時(shí)，在窯內(nèi)遇到溫度低的物料或者氣流溫度達(dá)到冷凝溫度時(shí)它就冷凝到物料上，特別是遇上耐火磚掛上的窯皮，就會越聚越多便形成圈。前圈的形成與飛沙和二次風(fēng)溫關(guān)系當(dāng)配料不當(dāng)或煅燒不正常時(shí)就飛沙時(shí)，此時(shí)高溫帶吃火，為了煅燒正常會增加噴煤量，這樣窯內(nèi)的燒成溫度就會提高，燒成后的熟料冷卻帶就會前移，當(dāng)窯內(nèi)出現(xiàn)的飛沙料遇上帶有液相的物料時(shí)，特別是二次風(fēng)溫低時(shí)，物料就會被冷凝到窯皮上，在冷凝大于燒熔的情況下，就形成厚窯皮——前圈。處理結(jié)圈的方式穩(wěn)定下料量。不管是否處理結(jié)圈，穩(wěn)定下料量是提質(zhì)、提產(chǎn)的最好辦法。穩(wěn)定下料量不僅僅是從操作上，更為關(guān)鍵的是下料設(shè)備的穩(wěn)定性，有3500t/d的廠家，入庫提升機(jī)電流就能夠波動到10-20A，這對煅燒的影響是巨大的，特別是物料入窯后的分解率波動就會很大，容易造成窯內(nèi)物料出現(xiàn)液相量的臨界點(diǎn)前后大幅度移動，當(dāng)?shù)蜏匚锪线M(jìn)入到帶有液相的物料里面時(shí)，就會被冷凝容易形成窯圈。所以調(diào)整入窯生料計(jì)量稱的準(zhǔn)確度，穩(wěn)定下料量是關(guān)鍵的。現(xiàn)階段有的廠家把沖板流量計(jì)換為轉(zhuǎn)子秤后，入窯提升機(jī)電流波動范圍縮小在3A之內(nèi)，效果非常明顯。在其他方面要檢查分解爐、預(yù)熱器有無塌料現(xiàn)象，如有塌料及時(shí)處理。煙室下料斜坡不得出現(xiàn)影響下料順暢的任何因素。合理調(diào)整三率值。不少廠家為了提高熟料強(qiáng)度，拼命提高KH，同時(shí)也提高N，這都是不合理的。熟料的煅燒講究的是生料的易燒性，熟料強(qiáng)度主要取決與當(dāng)?shù)氐氖沂驮疾牧?，用提高KH來提高熟料強(qiáng)度往往是得不償失。有的廠家不明白KH和N的關(guān)系，在提高KH的同時(shí)又不舍得降低硅酸鋁，結(jié)果弄得窯不好燒。為搶產(chǎn)量在煅燒過程中游離鈣一降低就加料，人為的造成窯內(nèi)熱工不穩(wěn)，形成液相臨界點(diǎn)的不斷前后移動也是造成結(jié)圈的一個(gè)因素。生料配料要均勻穩(wěn)定，均化要好。生料配料是能否正常煅燒的關(guān)鍵一環(huán)，有的廠家對生料操作員的考核比較嚴(yán)格，操作員的責(zé)任性提高，當(dāng)發(fā)現(xiàn)不合格時(shí)及時(shí)調(diào)整，但是經(jīng)過調(diào)整后的結(jié)果往往跟不上物料波動的結(jié)果，有時(shí)反而出現(xiàn)結(jié)果反向，造成生料實(shí)際波動比化驗(yàn)結(jié)果大。雖然有生料庫均化，但是均化的效果搞工藝的也都知道不理想。而有的公司對操作員的管理是放縱的，操作員并不關(guān)心合格率，結(jié)果物料顯得比較均勻穩(wěn)定，窯也好燒就是這個(gè)道理。當(dāng)然了，我們不是說操作員責(zé)任心提高了不好，而是要找到好的調(diào)控方式。我認(rèn)為操作員負(fù)責(zé)各秤的下料比例，要達(dá)到規(guī)定配比就算做的好，也就是說生料磨操作員只負(fù)責(zé)配比的穩(wěn)定性。合格率由工藝員負(fù)責(zé)，配比要具有預(yù)見性，調(diào)控要有合理性?，F(xiàn)場崗位負(fù)責(zé)物料的穩(wěn)定性，注重原材物料的質(zhì)量均衡，做到原燃材料要均勻穩(wěn)定。調(diào)整燃燒器：調(diào)整燃燒器是處理窯內(nèi)熟料圈的關(guān)鍵因素，說白了造成結(jié)圈的因素很多，但是最為關(guān)鍵的是未燃燒透的煤粉是低溫的，在落入熟料液相時(shí)瞬間就會冷凝到窯皮上，使窯皮越長越厚，這才是結(jié)圈關(guān)鍵所在。經(jīng)過多年的實(shí)踐發(fā)現(xiàn)燃燒器合適的位置，既不是在所謂的第四象限，也不能偏向物料，而是盡量往窯中心線靠攏，經(jīng)過用紅外線打點(diǎn)幾次測量所得數(shù)據(jù)是，燃燒器中心線在窯尾下料舌頭的上部為佳。燃燒器要避免過多使用內(nèi)風(fēng)，盡量開大外風(fēng)，把火焰攏起來，主要是適當(dāng)延長煤粉的燃燒時(shí)間，避免未燃盡煤灰碰撞到窯皮上被冷凝后形成厚窯皮。控制窯尾溫度。在保證產(chǎn)量、質(zhì)量的同時(shí)，尾溫越低越好。尾溫低一是說明窯頭燃燒器用煤量適中，燃燒完全；二是頭尾煤比例適當(dāng)，尾煤也不存在后燃燒。并且把窯內(nèi)高溫帶之后的溫度控制好，避免了有害成分過多過早出現(xiàn)液相量形成低溫窯皮，而后形成硫堿圈。如果在穩(wěn)定、大料及高產(chǎn)的情況下，硫堿圈就更不會出現(xiàn)。這主要是因?yàn)?，尾溫低說明過渡帶和碳酸鹽分解帶溫度相應(yīng)比較低，就不容易在后邊形成低溫（硫堿富集的情況下）液相的窯皮。降低N率避免飛砂，控制好篦下風(fēng)機(jī)用風(fēng)量，保證二三次風(fēng)溫。飛砂的最根本原因就是N高，發(fā)現(xiàn)飛砂現(xiàn)象就直接降低硅酸鋁就立即解決。同時(shí)二三次風(fēng)溫也是觀察煅燒正常與不正常的一個(gè)關(guān)鍵因素。二三次風(fēng)溫高說明篦冷機(jī)操作合適，窯頭煤燃燒正常，出現(xiàn)窯口圈的概率很低?？刂聘G電流；在保證熟料優(yōu)質(zhì)、穩(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn)的情況下，窯電流控制越低越好，目的是降低燒成溫度縮短高溫帶，減少液相量提前形成的概率?？刂品纸鉅t溫度；在窯電流允許并且穩(wěn)定的情況下，分解爐溫度控制越低越好。目的是控制并延長物料形成液相的時(shí)間，也就是液相形成的越晚越好。當(dāng)然必須是保證優(yōu)質(zhì)、穩(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn)的情況下。結(jié)圈的機(jī)理已經(jīng)說明，遇上結(jié)圈的處理方式也已說明，需要注意的是要對癥下藥，找準(zhǔn)問題，針對問題進(jìn)行處理。說明：雖然編者在工作過程中，對出現(xiàn)的不正常狀態(tài)按照以上的方式都能夠徹底解決，但是對于讀者所出現(xiàn)的問題還要看綜合性管理水平。其實(shí)在探討不正常窯況時(shí)，編者同樣也感覺到一些疑問，雖然在自己管理的平臺上問題得以順利解決，但是離開我所管轄的團(tuán)隊(duì)和設(shè)備時(shí)，做起來就有些難度。究其原因編者認(rèn)為——管理是第一生產(chǎn)力，管理要