熟料燒結(jié)ppt課件

1、博賽集團(tuán)先鋒氧化鋁公司,熟料燒結(jié) 三期工程燒結(jié)法組 2008.6,1,熟料燒結(jié)（一）,一、燒結(jié)的目的 在于將生料中的所有鋁氧盡可能的轉(zhuǎn)變?yōu)榭扇苄缘匿X酸鈉，氧化鐵轉(zhuǎn)變?yōu)殍F酸鈉，而雜質(zhì)SIO2、TIO2、轉(zhuǎn)變?yōu)榛静蝗芙獾脑杷徕}和鈦酸鈣。并獲得物理化學(xué)性能較好的熟料。 二、熟料燒結(jié)的基本原理 堿石灰燒結(jié)法生產(chǎn)氧化鋁是將鋁土礦與一定數(shù)量的蘇打、石灰（或者石灰石）、白煤、配成爐料充分濕磨后調(diào)配成合格的生料漿，送之熟料窯后經(jīng)高壓噴槍噴入窯內(nèi)，進(jìn)行高溫?zé)Y(jié)，爐料中的氧化鋁和NC作用為可溶性的鋁酸鈉，氧化鐵轉(zhuǎn)變?yōu)殍F酸鈉，而雜質(zhì)SIO2、TIO2、轉(zhuǎn)變?yōu)榛静蝗芙獾脑杷徕}和鈦酸鈣。并獲得物理化學(xué)性能較好的

2、爐料。然后經(jīng)過冷卻機(jī)冷卻后進(jìn)入熟料大倉儲存，熱風(fēng)則進(jìn)入窯內(nèi)燃燒。 三、燒結(jié)的主要化學(xué)反應(yīng) NC與AO的化學(xué)反應(yīng) ，在較高的溫度下二者就相互作用，生成鋁酸鈉， AL2O3+NA2CO3-NA2O*AL2O3+CO2 ， 該反應(yīng)在常溫下向左進(jìn)行，即NA2O*AL2O3吸收CO2生成AO和NA2CO3，在500度以上反應(yīng)才能向右進(jìn)行。溫度低時，反應(yīng)速度很慢，不能進(jìn)行到底。800度的時候，反應(yīng)可進(jìn)行到底，可是進(jìn)行的很慢，需要2530個小時才能完成，而溫度高到1150度的時候反應(yīng)可以在一小時內(nèi)完成。,2,熟料燒結(jié)（一）,NC與FE2O3之間的反應(yīng) 二者之間的相互反應(yīng)的規(guī)律基本與AO相似，反應(yīng)的結(jié)果是生成

3、鐵酸鈉。FE2O3+NA2CO3-NA2O*FE2O3+CO2 反應(yīng)生成的產(chǎn)物鐵酸鈉對降低燒結(jié)溫度有重要影響。而且在熟料溶出時候，鐵酸鈉能分解游離的苛性鈉，從而使鋁酸鈉溶液的穩(wěn)定性得到提高。該反應(yīng)在700度已經(jīng)能夠比較快的進(jìn)行，在1000度時候一小時反應(yīng)可以全部結(jié)束。 CaO與SIO2之間的反應(yīng)， 利用這一反應(yīng)，使SIO2與CaO生成基本不溶解于水和稀堿溶液的2CaO* SIO2，在溶出時借以達(dá)到基本分離雜質(zhì)SIO2的目的。實(shí)驗(yàn)證明，加熱SIO2與CaO的反應(yīng)開始于1100度，生成2CaO* SIO2，但是反應(yīng)速度很慢，提高溫度至1200度，反應(yīng)急劇進(jìn)行。CaO+ SIO2-2CaO* SIO

4、2。 硫在AO生產(chǎn)中的行為和脫硫措施 硫的來源 流程中的硫主要來源于礦石，燒結(jié)法更多的是由燃料帶入，其次是石灰、石灰石、堿粉和生產(chǎn)用水也帶入一定量的硫。這些硫在燒結(jié)時候都將與堿反應(yīng)生成NA2SO4進(jìn)入熟料，而在熟料溶出的時又部分進(jìn)入鋁酸鈉溶液。 硫?qū)ιa(chǎn)的危害 硫耗堿粉使堿耗增加。,3,熟料燒結(jié)（一）,熟料中的S升高對大窯操作帶來困難,硫酸鈉的熔點(diǎn)低，只有884度，并且能與碳酸鈉等生成熔點(diǎn)更低的化合物，使?fàn)t料在進(jìn)入燒成帶之前出現(xiàn)液相，硫酸鈉熔體的黏度大，容易使?fàn)t料粘掛在窯壁上，結(jié)成厚的副窯皮和結(jié)圈，因?yàn)榱蛩徕c熔體與高溫階段出現(xiàn)的液相物質(zhì)和作用是大不相同的。母液中NS的升高對蒸發(fā)作業(yè)帶來困難。排

5、硫方法是生料摻煤（P79、97）。它的優(yōu)點(diǎn)和作用是，可以少配氧化鈉從而節(jié)約堿，摻煤后燒制的熟料在正常情況下硫的負(fù)2價(jià)大于0.32%，是黑心大多孔，性脆，可磨性好，由于性能好，不易產(chǎn)生過磨現(xiàn)象，溶出后赤泥為黑綠色，細(xì)度均勻適中，從而提高了沉降槽的產(chǎn)能。 生料摻煤還原效果的限制，在熟料窯中NS在分解帶就基本上全部還原成了負(fù)2價(jià)硫，當(dāng)爐料進(jìn)入燒成帶，冷卻帶和冷卻機(jī)后，處于強(qiáng)氧化性氣份中，故有一部分又重新被氧化成NS。根據(jù)測定，進(jìn)入燒成帶時，NAS+FES=0.72%，冷卻后的熟料中只有0.33%，減少了50%以上。,4,熟料燒結(jié)（一）,四、生料在熟料窯中的變化 生料的燒結(jié)過程是在熟料窯中進(jìn)行的，它有

6、一定的斜度和轉(zhuǎn)速，從窯的冷端向它的熱端移動，并在高溫下經(jīng)過烘干，預(yù)熱分解、燒結(jié)、冷卻幾個階段才變成爐料。 烘干帶 在該帶主要是脫除料漿的附著水，80度左右的料漿噴入窯內(nèi)后經(jīng)過噴槍霧化并降落下來與返回窯灰混合的過程中蒸發(fā)大量水分，結(jié)成料團(tuán)向窯頭移動。窯內(nèi)各帶產(chǎn)生的窯灰隨同窯氣進(jìn)入烘干帶后，一部分與噴入的料漿相撞失去動能進(jìn)入料團(tuán)，但由于大量水分在此蒸發(fā)，窯氣流速很大，加上料漿霧化，所以大部分灰塵在這里隨同窯氣出窯。為了強(qiáng)化烘干過程，就必須降低料漿水分，改進(jìn)料漿霧化程度，提高窯灰循環(huán)量，這樣才能增加烘干帶的烘干能力。 預(yù)熱分解帶 又分為2段、預(yù)熱段 爐料溫度120600度，分解段 6001000度，

7、發(fā)生各種含水礦物脫除結(jié)晶水的反應(yīng)，還發(fā)生各種碳酸鹽以及高嶺石的分解過程，同時發(fā)生鋁酸鈉和鐵酸鈉的生成反應(yīng)也劇烈發(fā)生。生料摻煤的時候，爐料中S+6 基本上被還原為負(fù)2價(jià)的，還原率達(dá)到93以上。 燒結(jié)帶 是火焰所占據(jù)的一帶，爐料由1000度左右被加熱到12001300度，稱為燒結(jié)。主要反應(yīng)是石灰分解鋁硅酸鈉以及原硅酸鈣的生成反應(yīng)。此帶燒結(jié)溫度高，為氧化性氣氛，爐料中的負(fù)2價(jià)S又被部分氧化成S+6 （SO4-2）。嚴(yán)重影響了脫硫的效果。,5,熟料燒結(jié)（一）,冷卻帶 從火焰后部到窯頭的一帶。高溫熟料在冷卻帶由二次空氣和窯頭漏風(fēng)冷卻，逐步冷卻到1000以下下落到冷卻機(jī)。 五、熟料窯結(jié)構(gòu)示意圖：,6,熟料

8、燒結(jié)（二）之熟料窯系統(tǒng),燒結(jié)溫度范圍和液相量控制的意義 液相量的出現(xiàn)和控制 在一定的燒結(jié)溫度下，液相量很少，在該溫度時只能使?fàn)t料體現(xiàn)有少許收縮，但尚不能把粉狀爐料粘結(jié)成顆粒狀（叫黃料）。 提高一定溫度，出現(xiàn)液相量較少，在凝結(jié)時，雖能把粉狀爐料粘結(jié)成顆粒狀，但熟料孔隙度大，機(jī)械強(qiáng)度小，叫近燒結(jié)料。 又提高一定的溫度，液相量達(dá)到一定的適當(dāng)量時，才能出現(xiàn)顆粒度均勻，孔隙度大并有一定機(jī)械強(qiáng)度的熟料，叫正燒結(jié)料。 又提高一定的溫度，液相量較多時，產(chǎn)生的是致密而少孔的，機(jī)械強(qiáng)度很大的熟料，叫過燒結(jié)料。 當(dāng)液相量過多時，就產(chǎn)生堅(jiān)硬無孔的，所謂熔融熟料。 生產(chǎn)上把產(chǎn)生以上近燒結(jié)熟料，正燒結(jié)熟料、過燒結(jié)熟料所對

9、應(yīng)的溫度，稱為近燒結(jié)溫度、正燒結(jié)溫度、過燒結(jié)溫度。而爐料從近燒結(jié)溫度到過燒結(jié)溫度所經(jīng)過的溫度區(qū)間，叫燒結(jié)溫度范圍。一般來說，在爐料正常配方的情況下，近燒結(jié)時液相量為510%，正燒結(jié)時液相量為1520%，過燒結(jié)時液相量為大于20%以上。,7,熟料燒結(jié)（二）之熟料窯系統(tǒng),影響熟料質(zhì)量的因素 熟料質(zhì)量10項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)： 熟料中AO的含量 3435.5% 鋁硅比3.2+0.1 （0.1） F大于4.0% S-2 含量 0.320.06% 硫還原率應(yīng)小于18% 熟料必須正燒結(jié)，外觀為灰黑色，砸開可見黑心多空，嚴(yán)防止跑黃料。 容積密度 1.21.35 溫度小于350 標(biāo)溶A 96%，N 97%。 顆粒 小于80

10、MM 影響因素： 生料成分及配比 （生料鋁硅比對熟料的影響是？） 生料中鋁硅比增大時，相應(yīng)的鐵含量減少，導(dǎo)致燒結(jié)溫度升高，（生產(chǎn)上稱料子吃火），在一定的生產(chǎn)條件下，易出現(xiàn)跑黃料的現(xiàn)象，反之，當(dāng)鋁硅比降低，爐料雖然容易燒結(jié)，但燒結(jié)溫度范圍縮小，熟料窯不好操作控制，還會造成燒結(jié)帶結(jié)圈，下料口堵塞（大蛋）。 鐵鋁比的影響？,8,熟料燒結(jié)（二）之熟料窯系統(tǒng),爐料中的F是燒結(jié)熟料時的主要礦化劑，起著降低燒結(jié)溫度和和熟料熔融溫度的作用，生料燒結(jié)溫度隨著鐵鋁比的提高而下降，但鐵鋁比偏高，會使燒結(jié)溫度范圍變的狹窄。 堿比的影響？ 堿比低了，有一部分氧化鋁不能生產(chǎn)鋁酸鈉，熟料硬度大，溶出的時候難磨，使氧化鋁和氧

11、化鈉，造成溶出率下降，還會嚴(yán)重影響熟料的燒結(jié)溫度范圍。堿比高了，熟料中除了生成鋁酸鈉和鐵酸鈉外，還有剩余的氧化鈉產(chǎn)生NA2O*CAO*SIO2為主的三元化合物，以及少量的NA2O*NCAO*NFE2O3，造成氧化鋁和氧化鈉的損失，并使燒結(jié)過程復(fù)雜化。 鈣比的影響？ 鈣比低了，有部分二氧化硅將與氧化鋁和氧化鈉反應(yīng)，生成NA2O*AI2O3*2SIO2，造成氧化鋁和氧化鈉的損失，鈣比高了，熟料中有大量的游離的氧化鈣存在，使熟料性質(zhì)變壞，溶液與廢渣難以分離。 燒結(jié)溫度 前已經(jīng)敘述，液相量控制的意義。 煤粉質(zhì)量 灰份中的成分和硫全部進(jìn)入熟料中，對熟料質(zhì)量有較大的影響，即改變其中的成分。 物料在燒成帶的

12、停留時間 是由熟料窯的轉(zhuǎn)速來決定的，停留時間短，主要會造成熟料的生燒，停留時間長，會造成產(chǎn)能降低，也可能造成過燒現(xiàn)象。,9,熟料燒結(jié)（二）之熟料窯系統(tǒng),熟料窯系統(tǒng) 熟料窯的特點(diǎn) 熟料窯是重型非標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械設(shè)備，它的重量大，本體重1000噸以上，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，具有密封裝置、支撐裝置、傳動裝置、熱交換裝置等大型部件?；ㄍ顿Y大，并配套裝置多，占地面積大，操作技術(shù)要求高。 熟料窯的構(gòu)造（工藝示意簡圖）,10,熟料燒結(jié)（二）之熟料窯系統(tǒng),熟料窯的系統(tǒng)（各系統(tǒng)工藝過程）：,11,熟料燒結(jié)（二）之熟料窯系統(tǒng),12,熟料燒結(jié)（二）之熟料窯系統(tǒng),13,熟料燒結(jié)（二）之熟料窯系統(tǒng),14,熟料燒結(jié)（二）之熟料窯系統(tǒng),熟料

13、生產(chǎn)工藝流程圖：,15,熟料燒結(jié)（二）之熟料窯系統(tǒng),幾個概念： 烘窯 烘窯的目的是什么？ 耐火磚砌好后，在點(diǎn)火開窯前必須烘窯，使膠泥和耐火磚的水分緩慢的蒸發(fā)出來，以加強(qiáng)耐火磚和膠泥之間的結(jié)合，同時可避免耐火磚溫度急劇上升和水分劇烈蒸發(fā)而引起耐火磚表面爆裂，也防止機(jī)械設(shè)備（領(lǐng)圈）因溫度急劇升高而漲裂。 掛窯皮 窯皮是物料煅燒后粘附在燒成帶耐火磚表面形成的保護(hù)層（過燒熟料層）。它可以防止高溫區(qū)物料對耐火磚的化學(xué)侵蝕和機(jī)械磨損，從而可以延長耐火磚的使用壽命，提高回轉(zhuǎn)窯的運(yùn)轉(zhuǎn)周期，同時可以增強(qiáng)傳熱效率，穩(wěn)定窯的熱工制度，減少散熱損失，所以掛好和維護(hù)好窯皮是保證優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的前提，而掛好第一層高溫窯皮尤為重

14、要。 窯皮形成的機(jī)理： ；爐料在回轉(zhuǎn)窯中由窯尾向窯頭移動，當(dāng)進(jìn)入到分解帶前沿時，在一定溫度下開始出現(xiàn)液相，隨著溫度升高液相量也相應(yīng)增加，當(dāng)增加到一定數(shù)量時，爐料有黏結(jié)性，物料和耐火磚接觸時，由于耐火磚向外散熱，液相和部分爐料就黏結(jié)在耐火磚表面而形成第一層窯皮，由于爐料推進(jìn)，同時形成第二層窯皮，第二層窯皮黏結(jié)后，第一層窯皮因?yàn)闇囟认陆刀?，這個過程繼續(xù)下去窯皮愈厚，當(dāng)厚到一定程度時，由于窯皮的熱負(fù)荷增加，窯皮表面溫度升高，液相黏度逐漸減小，由于向外冷卻困難，液相過熱，粘性不足，此時窯皮就會停止生成。 結(jié)圈 爐料燒結(jié)過程中，由于液相的出現(xiàn)和凝結(jié)，在燒結(jié)帶前后兩端形成了致密而高于窯皮的結(jié)圈稱前結(jié)圈

15、和后結(jié)圈。,16,熟料燒結(jié)（三）,烘窯 烘窯的目的是什么？ 耐火磚砌好后，在點(diǎn)火開窯前必須烘窯，使膠泥和耐火磚的水分緩慢的蒸發(fā)出來，以加強(qiáng)耐火磚和膠泥之間的結(jié)合，同時可避免耐火磚溫度急劇上升和水分劇烈蒸發(fā)而引起耐火磚表面爆裂，也防止機(jī)械設(shè)備（領(lǐng)圈）因溫度急劇升高而漲裂。 二、掛窯皮 窯皮是物料煅燒后粘附在燒成帶耐火磚表面形成的保護(hù)層（過燒熟料層）。它可以防止高溫區(qū)物料對耐火磚的化學(xué)侵蝕和機(jī)械磨損，從而可以延長耐火磚的使用壽命，提高回轉(zhuǎn)窯的運(yùn)轉(zhuǎn)周期，同時可以增強(qiáng)傳熱效率，穩(wěn)定窯的熱工制度，減少散熱損失，所以掛好和維護(hù)好窯皮是保證優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的前提，而掛好第一層高溫窯皮尤為重要。窯皮形成的機(jī)理： ；爐

16、料在回轉(zhuǎn)窯中由窯尾向窯頭移動，當(dāng)進(jìn)入到分解帶前沿時，在一定溫度下開始出現(xiàn)液相，隨著溫度升高液相量也相應(yīng)增加，當(dāng)增加到一定數(shù)量時，爐料有黏結(jié)性，物料和耐火磚接觸時，由于耐火磚向外散熱，液相和部分爐料就黏結(jié)在耐火磚表面而形成第一層窯皮，由于爐料推進(jìn)，同時形成第二層窯皮，第二層窯皮黏結(jié)后，第一層窯皮因?yàn)闇囟认陆刀?，這個過程繼續(xù)下去窯皮愈厚，當(dāng)厚到一定程度時，由于窯皮的熱負(fù)荷增加，窯皮表面溫度升高，液相黏度逐漸減小，由于向外冷卻困難，液相過熱，粘性不足，此時窯皮就會停止生成。,17,熟料燒結(jié)（三）,三、熟料窯技術(shù)操作術(shù)語和方法 打慢車 當(dāng)燒成帶溫度下降，增加煤量仍不能提高溫度時，應(yīng)及時提高窯速，以

17、增加物料在窯內(nèi)的停留時間，打慢車不超過10分鐘，能提高溫度可以不減料，如仍不能提高溫度，可適當(dāng)減料或減慢提溫，打慢車或減料時，火焰伸長，應(yīng)適當(dāng)減少排風(fēng)，以穩(wěn)定火焰。 掩窯 如慢車時間過長，仍不能提高溫度或者大料涌現(xiàn)時，應(yīng)采用停車提溫即掩窯。在掩窯時應(yīng)當(dāng)注意幾點(diǎn)：掩窯時首先停電收塵和窯灰螺旋。 減少燃料量為正常的2/3左右，保持完全燃燒。在掩窯的同時，應(yīng)立即減少排風(fēng)，以穩(wěn)定火點(diǎn)，防止發(fā)生事故。 掩窯時尾溫不得超過450度，排風(fēng)機(jī)溫度不得超過300度，不準(zhǔn)停止噴料，可根據(jù)尾溫保留12支噴槍噴料或者噴水。 一次風(fēng)和二次風(fēng)的作用 一次風(fēng):由窯頭鼓風(fēng)機(jī)通過噴煤管所鼓入的空氣，叫前風(fēng)，又叫一次風(fēng)。二次風(fēng)：

18、在排風(fēng)機(jī)的作用下，由冷卻機(jī)吸入的吸收了出窯熟料的熱而進(jìn)入窯內(nèi)的熱空氣是后風(fēng)，又叫二次風(fēng)。二者的作用：一次風(fēng)直接與燃料混合，起著助燃和推進(jìn)煤粉的作用，一次風(fēng)量大，燃燒過程強(qiáng)烈，火焰比較粗壯有力。增加二次風(fēng)減少一次風(fēng)，燃燒速度減慢，火焰拉長，有此可見，調(diào)節(jié)二者的數(shù)量，可以改變火焰的形狀和位置。二次風(fēng)可以冷卻熟料，回收它所帶走的熱量，因此，應(yīng)該努力增大它所占的比例，一次風(fēng)則應(yīng)該在保證燃料與空氣充分混合的前提下盡量減少它的量。提高一、二次風(fēng)的溫度，有利于燃燒，并且可以縮短火焰，節(jié)約燃料。為了保持短火焰操作，控制一次風(fēng)占總風(fēng)量的1025%比較合適。,18,熟料燒結(jié)（三）,泥漿圈和窯尾結(jié)料 泥漿圈 即在窯

19、尾烘干帶所形成的爐料的泥漿，由于窯的轉(zhuǎn)動所形成的圈。原因主要是料漿水分大于43%噴槍位置不正或者分布不合理，料漿噴射降落集中或噴在窯壁上，噴槍位置偏下，爐料在空間懸浮停留時間短，噴出爐料霧化不良，噴槍頭磨壞漏料或者壓帽脫落，窯內(nèi)后結(jié)圈嚴(yán)重，通風(fēng)不良，窯尾溫度低，烘干不好，水分大。旋風(fēng)收塵器堵塞或者窯灰系統(tǒng)有問題缺窯灰，又未能及時減料，爐料成分變化大，料子不吃火，用燃料量小等，都將導(dǎo)致泥漿圈的生成。危害是：泥漿圈高時，影響窯灰輸送，并使烘干帶窯體溫度和窯尾溫度過低，而窯尾負(fù)壓升高，嚴(yán)重時窯尾密封處倒出粉料。 窯尾結(jié)料 ：當(dāng)出現(xiàn)料漿水分大，拉風(fēng)大，料霧沒有烘干而粘結(jié)在窯尾罩，窯灰下料管、窯尾簸萁以及噴槍托架上。其次是噴槍靠外或存在問題，造成窯尾結(jié)料，影響通風(fēng)，使窯尾溫度下降，嚴(yán)重的時候影響噴槍的正確位置，使結(jié)料更加加速。目前處理方法只能是靠大短時間停窯人工清理。 紅窯 紅窯一般是燒成帶被高溫?zé)t，或者由于小面積掉磚而紅窯，不能正常運(yùn)轉(zhuǎn)的一種現(xiàn)象。處理：燒成帶紅窯，不能堅(jiān)持運(yùn)轉(zhuǎn)應(yīng)立即?；?，并繼續(xù)轉(zhuǎn)窯