某公司現(xiàn)有一條2 500t/d新型干法水泥生產(chǎn)線，回轉(zhuǎn)窯規(guī)格為Ø4.0mx60m，預(yù)分解系統(tǒng)為雙系列五級旋風(fēng)預(yù)熱器及TDF分解爐，該線由天津水泥設(shè)計(jì)研究院設(shè)計(jì)。投產(chǎn)初期，在距窯口30～35m處結(jié)圈頻繁，從筒體掃描儀上觀察圈長約3m左右，較規(guī)則：停窯時(shí)入窯觀察，發(fā)現(xiàn)圈厚度達(dá)500～700mm，結(jié)構(gòu)致密，分層并有白色結(jié)晶�；剞D(zhuǎn)窯后結(jié)圈，使窯內(nèi)通風(fēng)不足，嚴(yán)重影響預(yù)分解窯熱工制度的穩(wěn)定，降低了預(yù)分解窯運(yùn)轉(zhuǎn)率，使煤耗、電耗、磚耗大幅度上升，經(jīng)濟(jì)損失較大。為此我公司組織有關(guān)技術(shù)人員，從原料、燃料、操作等方面進(jìn)行了逐一分析，并采取相應(yīng)的措施，基本上消除了結(jié)圈現(xiàn)象。
1 原因分析
1.1 CI-含量偏高
生料采用石灰石、砂巖、鐵粉和粉煤灰四組分配料，配料方案見表1。由表1可知，我廠采用的是適合大型新型干法回轉(zhuǎn)窯的“兩高一中”配料方案，即高硅率2.6±0.1．高鋁率1.6±0.1，中飽合比0.9±0.02。物料的耐火度高，與大型新型干法回轉(zhuǎn)窯火焰熱力強(qiáng)度的特點(diǎn)相適應(yīng)。但我廠原料（特別是石灰石）中Cl含量偏高，達(dá)0.034%．遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過0.015%的工藝要水。同時(shí)高于有害成分在窯內(nèi)的循環(huán)富集，導(dǎo)致Cl-含量更高。大量的Cl-在窯內(nèi)極易與堿結(jié)合，生成氯化鉀和氯化鈉（結(jié)圈中的白色晶體即是氯化物），大量氯化物的存在，一方面大大降低生料共熔溫度，使液相提前出現(xiàn)：另一方面，揮發(fā)分組分主要是氯化物，形成的熔體會(huì)在生料和耐火磚表面鋪展開來，形成結(jié)圈；再次，由于氯化物的存在，可促進(jìn)硅方解石形成，在1180～1220C時(shí)出現(xiàn)液相。由上所述，我們認(rèn)為Cl-含量過高是引起我廠回轉(zhuǎn)窯結(jié)圈的主要原因。
表1投產(chǎn)初期生料與熟料化學(xué)成分及率值一覽表
|
化學(xué)成分 |
率值 |
|
燒矢量 |
SiO2 |
AL2O3 |
Fe2O3 |
CaO |
MgO |
K2O |
Na2O |
SO3 |
Cl-1 |
KH |
n |
P |
|
35.35 |
23.75 |
3.2 |
1.94 |
42.12 |
1.53 |
0.35 |
0.11 |
0.101 |
0.034 |
0.94 |
2.68 |
1.65 |
|
0.26 |
21.70 |
5.14 |
3.21 |
64.30 |
2.35 |
0.54 |
0.17 |
0.189 |
0.052 |
0.90 |
2.60 |
1.60 |
表2窯尾煙氣有害氣體一覽表（%）
氣體成分
瀏覽次數(shù) |
O2 |
CO |
CO2 |
SO2 |
NOX |
|
第一次 |
0.01 |
0.93 |
16.30 |
0 |
0.2 |
|
第二次 |
0 |
1.4 |
15.2 |
0.001 |
0.15 |
|
第三次 |
0.01 |
1.1 |
15.8 |
0.004 |
0.21 |
表3措施實(shí)施前后參數(shù)對照表
|
措施實(shí)施前（三個(gè)月） |
措施實(shí)施后（三個(gè)月） |
|
產(chǎn)量/（t/d） |
28d強(qiáng)度/MPa |
結(jié)圈次數(shù)/次 |
運(yùn)轉(zhuǎn)率/% |
電耗/（KWH） |
煤耗（kg/t） |
磚耗 |
產(chǎn)量/（t/d） |
28d強(qiáng)度/MPa |
結(jié)圈次數(shù)/次 |
運(yùn)轉(zhuǎn)率/% |
電耗/（KWH） |
煤耗（kg/t） |
磚耗 |
|
2300～2400 |
56～58 |
60 |
70 |
80 |
130 |
三個(gè)月過度帶燒成帶換磚 |
2600～2750 |
59～62 |
2 |
91 |
72 |
108 |
12個(gè)月未換磚 |
1.2煤粉水分含量高，窯內(nèi)產(chǎn)生不完全燃燒
由于我廠原煤水分較高，投產(chǎn)初期，煤磨烘干效果不好，導(dǎo)致煤粉水分偏高，平均3%～4%．有時(shí)高達(dá)7%，煤粉不易著火，黑火頭較長，煤粉不完全燃燒，窯內(nèi)出現(xiàn)還原氣氛。窯尾氣體成分分析見表2。在還原氣氛下，物料中Fe
20
3被還原成Fe0，形成低熔點(diǎn)化合物(FeO ·Si0
2)，而FeO - Si0
2液相在11OO℃時(shí)能促進(jìn)硅方解石的形成，而硅方解石在1180—1220℃時(shí)形成液相，使燒成帶液相提前出現(xiàn)，將未熔的物料黏結(jié)在一起，形成結(jié)圈。這也是造成我廠回轉(zhuǎn)窯結(jié)后圈的原因之一。
1.3喂料量與窯速不匹配
投產(chǎn)初期，喂料量與窯速不匹配，喂料量多，窯速慢，使物料在窯內(nèi)停留時(shí)間較長，料層較厚，傳熱效率低，料與料，料與窯襯溫差大，為結(jié)圈的形成創(chuàng)造了條件。同時(shí)由于窯速慢，使物料中煤灰的摻入量增多，改變了熟料的三率值，也易引起結(jié)圈。
2采取措施
2.1 嚴(yán)格控制有害成分含量
加強(qiáng)進(jìn)廠原料檢驗(yàn)，采取高、低品位原料搭配制度，加強(qiáng)原、生料均化，保證人窯生料Ca0標(biāo)準(zhǔn)偏差≤±0.20%，有害成分R
20≤1.0%，Cl-≤0.015%，S/R
20<1，S<2.0%（燃料中S<3.5%）。
2.2采取措施，降低煤粉水分。
為提高煤粉質(zhì)量，保證煤磨安全，對煤磨進(jìn)行改造：(1)在入磨的熱風(fēng)管道與篦冷機(jī)之間加沉降室，防止粉狀熟料進(jìn)入磨機(jī)。(2)把磨機(jī)的進(jìn)料螺旋加高2cm并打澆注料，防止煤粉沉積。(3)加強(qiáng)系統(tǒng)的密封，減少漏風(fēng)。通過以上措施煤磨的入口濕度從230℃提高到260℃，磨機(jī)出口溫度從60℃提高到65℃，煤粉的水分在1%～1.5%左右，保證了煤粉在窯內(nèi)的完全燃燒。
2.3安裝氣體分析儀，增強(qiáng)控制手段
在窯尾煙室和預(yù)熱器出口安裝氣體分析儀，嚴(yán)格控制窯尾煙室0
2含量2%～3%，CO含量<0.5%，如發(fā)現(xiàn)超標(biāo)，立即查找原因并進(jìn)行調(diào)整。
2.4嚴(yán)格執(zhí)行薄料快轉(zhuǎn)制度
三班統(tǒng)一操作，嚴(yán)格執(zhí)行薄料快轉(zhuǎn)制度，嚴(yán)禁慢窯大料、頂火逼燒。薄料快轉(zhuǎn)，使物料在窯內(nèi)的翻滾次數(shù)增加，有利于熟料的燒成；窯內(nèi)物料較薄，有利于窯內(nèi)的通風(fēng)；窯速較快，物料不容易黏附。為此，在正常產(chǎn)量時(shí)，我們把窯速由原來的3.3～3.5r/min提高到3.7～3.9r/min。另外，投料時(shí)在保證熟料燒成的前提下，盡量要快，我公司在窯保溫時(shí)，從投料到正常運(yùn)轉(zhuǎn)大約用30min，避免了投料期間由于時(shí)間長、窯速慢，風(fēng)、煤、料匹配不合理引起的結(jié)圈。
3效果
通過以上措施的實(shí)施，我廠結(jié)圈現(xiàn)象基本上消除了，熱工制度趨于穩(wěn)定，回轉(zhuǎn)窯產(chǎn)、質(zhì)量均超過設(shè)計(jì)指標(biāo)，電耗、煤耗、磚耗均達(dá)到國內(nèi)先進(jìn)水平。
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