水泥回轉(zhuǎn)窯的結(jié)圈分為硫堿圈、前結(jié)圈和后結(jié)圈三種。其中,最難處理的是后結(jié)圈。
1 硫堿圈
硫堿圈是結(jié)在分解帶的圈,圈內(nèi)不僅含有大量的揮發(fā)性組分,而且含有2C2S?CaSO4、2C2S?CaCO3等特征礦物。
硫堿圈的形成機(jī)理為大量存在的揮發(fā)性組分起粘接劑的作用。當(dāng)C2S被穩(wěn)定,或被轉(zhuǎn)化成為2C2S?CaSO4、2C2S?CaCO3后,就不會(huì)發(fā)生β-C2S-γ-C2S的轉(zhuǎn)變,也就沒有轉(zhuǎn)變伴隨的粉化,硫堿圈也就能夠存在。所以,防治硫堿圈的方法是:
①控制原燃料的硫堿含量;
②減緩硫堿在窯內(nèi)的富集;
③采用熱燒法破壞硫堿圈。
2 前結(jié)圈
前結(jié)圈是結(jié)在冷卻帶的圈。窯內(nèi)物料由燒成帶進(jìn)入冷卻帶時(shí),一部分表面來不及完全凝固的熟料粘連在窯皮上而形成.若不及時(shí)處理?就會(huì)越堆越高以致發(fā)展成為前結(jié)圈。
山西焦煤集團(tuán)張高飛總結(jié)了處理前結(jié)圈的經(jīng)驗(yàn)如下。
①當(dāng)前結(jié)圈位距下料口較遠(yuǎn)時(shí).大多是由于噴煤管長(zhǎng)時(shí)間前置結(jié)的圈,處理時(shí)只要拉出噴煤管,適當(dāng)提高窯前部溫就可以燒掉前結(jié)圈。
②當(dāng)前結(jié)圈位距下料口較近時(shí).大多是由于噴煤管長(zhǎng)時(shí)間后置結(jié)的圈,處理時(shí)將噴煤管拉出,同時(shí)適當(dāng)增加內(nèi)流風(fēng)和二次風(fēng)量,并提高二次風(fēng)溫,這樣可以提高煅燒溫度,使燒成帶前移,前結(jié)圈溫度增加。當(dāng)前結(jié)圈溫度增高后,其液相黏度變得低于窯料時(shí),經(jīng)過2~3h后前結(jié)圈就會(huì)逐漸被窯料磨去。
③如果采用前一方法燒不掉前結(jié)圈.可適當(dāng)減少喂料、喂煤和二次風(fēng)量,當(dāng)尾溫偏低時(shí)將噴煤管拉到最外側(cè),并將噴嘴對(duì)準(zhǔn)固體燒。待窯尾預(yù)燒較差的物料進(jìn)入燒成帶后,即可縮短火焰將前結(jié)圈強(qiáng)行燒垮。
④處理前結(jié)圈時(shí),要窯勤觀察、勤處理,注意來料變化,根據(jù)煅燒情況,及時(shí)增減用煤量和調(diào)整火焰形狀,以防止損傷窯皮、跑生料或燒壞耐火材料或機(jī)電設(shè)備。
3 后結(jié)圈
后結(jié)圈是結(jié)在燒成帶和過渡帶交界處的圈。后結(jié)圈和窯內(nèi)低熔點(diǎn)物質(zhì)有密切的關(guān)系。和煤灰也有密切的關(guān)系。所以,后結(jié)圈也叫煤粉圈。
過渡帶物料進(jìn)入燒成帶時(shí),受到窯皮的阻擋。一部分物料在窯皮前部停留一定時(shí)間后才進(jìn)入窯皮帶。由于窯料溫度升高,或含有一定低熔點(diǎn)物質(zhì),這部分物料就可能黏附在窯皮的前部,形成圈根。后結(jié)圈形成后,其凸起部分能妨礙窯內(nèi)氣體的流動(dòng),粘連窯氣中的煤粉,形成煤粉圈。如果后結(jié)圈的強(qiáng)度較低.后結(jié)圈長(zhǎng)高后,其隔熱作用增強(qiáng),后結(jié)圈附近的窯體溫度降低,窯體收縮對(duì)襯體產(chǎn)生壓力,后結(jié)圈可能被壓力破壞。如果后結(jié)圈含有大量未穩(wěn)定的C2S,其溫度降低至適宜數(shù)值后,也會(huì)發(fā)生β-C2S-γ-C2S的轉(zhuǎn)變而粉化和垮落。但是,如果因種種原因后結(jié)圈沒有被破壞.就會(huì)發(fā)展成為難以處理的故障。
后結(jié)圈和煤,特別是煤的灰分和灰分的熔點(diǎn)有關(guān)。根據(jù)張彥偉的研究,使用灰分流動(dòng)溫度為1388℃的登封2號(hào)煤時(shí),水泥窯就頻頻發(fā)生后結(jié)圈。如果改用流動(dòng)溫度大于1500℃的晉城煤,就可以避免發(fā)生后結(jié)圈。
如果后結(jié)圈沒有自行破壞,就會(huì)越長(zhǎng)越高,發(fā)展到一定程度就需要進(jìn)行人工處理。處理后結(jié)圈,常用熱燒冷閃法。據(jù)張高飛的經(jīng)驗(yàn),燒遠(yuǎn)圈時(shí)以冷為主,燒近圈時(shí)以熱為主。
①當(dāng)窯內(nèi)的窯皮長(zhǎng)而厚或有輕度圈根時(shí),將噴煤管向外拉出,使燒成帶位置前移.降低固體的溫度,改變煤灰沉落位置,使厚長(zhǎng)的窯皮逐漸垮落。同時(shí)調(diào)整風(fēng)煤配合,加速煤粉燃燒,使高溫帶兩端低溫部分不拖長(zhǎng),防止圈根繼續(xù)成長(zhǎng)。
②當(dāng)窯內(nèi)厚長(zhǎng)窯皮處理不當(dāng)或處理不及時(shí)會(huì)導(dǎo)致窯皮周期性增長(zhǎng)快,使厚窯皮發(fā)展成后結(jié)圈時(shí),首先要確定圈的位置和厚度及圈后積料情況,然后減少喂料量,提高火焰溫度,加強(qiáng)預(yù)燒,逐漸加快窯速,保持窯的快轉(zhuǎn),卸出圈后部分積料。待圈后積料減少后,將噴煤管伸人窯內(nèi),使火焰高溫區(qū)移向圈體處,此時(shí)排風(fēng)不宜過大,以免火焰溫度降低。燒4~5h后,再將噴煤管拉出燒,這樣反復(fù)處理,使圈體受溫度變化而垮落。在處理后結(jié)圈時(shí),要適當(dāng)改變?cè)铣煞郑瑴p少物料中的液相量,適當(dāng)改變煤的質(zhì)量,采用高揮發(fā)分和低灰分的煤,以保證煤粉完全燃燒,以防止結(jié)圈的發(fā)展。
總體來講,燒后結(jié)圈是一件具有相當(dāng)難度的工作。有時(shí)圈體很牢固,燒圈時(shí)間過長(zhǎng)就會(huì)燒壞窯皮及襯料,或在過渡帶結(jié)長(zhǎng)厚窯皮進(jìn)而在圈體后產(chǎn)生第二道圈。所以,處理時(shí)一定要小心,一定要在保護(hù)窯皮的前提下進(jìn)行,前后兼顧,精心操作,勿使火焰過分集中,避免將窯皮及襯料燒壞,造成更大的損失。
4 使用耐火材料減緩結(jié)圈
為減緩結(jié)圈,除采用控制原燃料充分、提高生料易燒性、改善燃燒、采用薄料快轉(zhuǎn)操作和穩(wěn)定熱工制度等措施外,還可以使用耐火材料。
試驗(yàn)證明:硫堿圈可以采用含SiC的磚或含ZrO2的磚加以緩解;后結(jié)圈可以采用方鎂石鎂鋁尖晶石磚緩解,某些窯也許還可以用硅莫磚緩解。這主要是通過選擇耐火材料降低了耐火材料和窯料的粘接強(qiáng)度,使黏附上去的窯料更容易脫落。但是,水泥熟料和現(xiàn)有的各種水泥窯用耐火材料都同屬硅酸鹽類物質(zhì)。因此,采用耐火材料只能減輕,但不能完全避免窯襯和窯料粘連。
1 硫堿圈
硫堿圈是結(jié)在分解帶的圈,圈內(nèi)不僅含有大量的揮發(fā)性組分,而且含有2C2S?CaSO4、2C2S?CaCO3等特征礦物。
硫堿圈的形成機(jī)理為大量存在的揮發(fā)性組分起粘接劑的作用。當(dāng)C2S被穩(wěn)定,或被轉(zhuǎn)化成為2C2S?CaSO4、2C2S?CaCO3后,就不會(huì)發(fā)生β-C2S-γ-C2S的轉(zhuǎn)變,也就沒有轉(zhuǎn)變伴隨的粉化,硫堿圈也就能夠存在。所以,防治硫堿圈的方法是:
①控制原燃料的硫堿含量;
②減緩硫堿在窯內(nèi)的富集;
③采用熱燒法破壞硫堿圈。
2 前結(jié)圈
前結(jié)圈是結(jié)在冷卻帶的圈。窯內(nèi)物料由燒成帶進(jìn)入冷卻帶時(shí),一部分表面來不及完全凝固的熟料粘連在窯皮上而形成.若不及時(shí)處理?就會(huì)越堆越高以致發(fā)展成為前結(jié)圈。
山西焦煤集團(tuán)張高飛總結(jié)了處理前結(jié)圈的經(jīng)驗(yàn)如下。
①當(dāng)前結(jié)圈位距下料口較遠(yuǎn)時(shí).大多是由于噴煤管長(zhǎng)時(shí)間前置結(jié)的圈,處理時(shí)只要拉出噴煤管,適當(dāng)提高窯前部溫就可以燒掉前結(jié)圈。
②當(dāng)前結(jié)圈位距下料口較近時(shí).大多是由于噴煤管長(zhǎng)時(shí)間后置結(jié)的圈,處理時(shí)將噴煤管拉出,同時(shí)適當(dāng)增加內(nèi)流風(fēng)和二次風(fēng)量,并提高二次風(fēng)溫,這樣可以提高煅燒溫度,使燒成帶前移,前結(jié)圈溫度增加。當(dāng)前結(jié)圈溫度增高后,其液相黏度變得低于窯料時(shí),經(jīng)過2~3h后前結(jié)圈就會(huì)逐漸被窯料磨去。
③如果采用前一方法燒不掉前結(jié)圈.可適當(dāng)減少喂料、喂煤和二次風(fēng)量,當(dāng)尾溫偏低時(shí)將噴煤管拉到最外側(cè),并將噴嘴對(duì)準(zhǔn)固體燒。待窯尾預(yù)燒較差的物料進(jìn)入燒成帶后,即可縮短火焰將前結(jié)圈強(qiáng)行燒垮。
④處理前結(jié)圈時(shí),要窯勤觀察、勤處理,注意來料變化,根據(jù)煅燒情況,及時(shí)增減用煤量和調(diào)整火焰形狀,以防止損傷窯皮、跑生料或燒壞耐火材料或機(jī)電設(shè)備。
3 后結(jié)圈
后結(jié)圈是結(jié)在燒成帶和過渡帶交界處的圈。后結(jié)圈和窯內(nèi)低熔點(diǎn)物質(zhì)有密切的關(guān)系。和煤灰也有密切的關(guān)系。所以,后結(jié)圈也叫煤粉圈。
過渡帶物料進(jìn)入燒成帶時(shí),受到窯皮的阻擋。一部分物料在窯皮前部停留一定時(shí)間后才進(jìn)入窯皮帶。由于窯料溫度升高,或含有一定低熔點(diǎn)物質(zhì),這部分物料就可能黏附在窯皮的前部,形成圈根。后結(jié)圈形成后,其凸起部分能妨礙窯內(nèi)氣體的流動(dòng),粘連窯氣中的煤粉,形成煤粉圈。如果后結(jié)圈的強(qiáng)度較低.后結(jié)圈長(zhǎng)高后,其隔熱作用增強(qiáng),后結(jié)圈附近的窯體溫度降低,窯體收縮對(duì)襯體產(chǎn)生壓力,后結(jié)圈可能被壓力破壞。如果后結(jié)圈含有大量未穩(wěn)定的C2S,其溫度降低至適宜數(shù)值后,也會(huì)發(fā)生β-C2S-γ-C2S的轉(zhuǎn)變而粉化和垮落。但是,如果因種種原因后結(jié)圈沒有被破壞.就會(huì)發(fā)展成為難以處理的故障。
后結(jié)圈和煤,特別是煤的灰分和灰分的熔點(diǎn)有關(guān)。根據(jù)張彥偉的研究,使用灰分流動(dòng)溫度為1388℃的登封2號(hào)煤時(shí),水泥窯就頻頻發(fā)生后結(jié)圈。如果改用流動(dòng)溫度大于1500℃的晉城煤,就可以避免發(fā)生后結(jié)圈。
如果后結(jié)圈沒有自行破壞,就會(huì)越長(zhǎng)越高,發(fā)展到一定程度就需要進(jìn)行人工處理。處理后結(jié)圈,常用熱燒冷閃法。據(jù)張高飛的經(jīng)驗(yàn),燒遠(yuǎn)圈時(shí)以冷為主,燒近圈時(shí)以熱為主。
①當(dāng)窯內(nèi)的窯皮長(zhǎng)而厚或有輕度圈根時(shí),將噴煤管向外拉出,使燒成帶位置前移.降低固體的溫度,改變煤灰沉落位置,使厚長(zhǎng)的窯皮逐漸垮落。同時(shí)調(diào)整風(fēng)煤配合,加速煤粉燃燒,使高溫帶兩端低溫部分不拖長(zhǎng),防止圈根繼續(xù)成長(zhǎng)。
②當(dāng)窯內(nèi)厚長(zhǎng)窯皮處理不當(dāng)或處理不及時(shí)會(huì)導(dǎo)致窯皮周期性增長(zhǎng)快,使厚窯皮發(fā)展成后結(jié)圈時(shí),首先要確定圈的位置和厚度及圈后積料情況,然后減少喂料量,提高火焰溫度,加強(qiáng)預(yù)燒,逐漸加快窯速,保持窯的快轉(zhuǎn),卸出圈后部分積料。待圈后積料減少后,將噴煤管伸人窯內(nèi),使火焰高溫區(qū)移向圈體處,此時(shí)排風(fēng)不宜過大,以免火焰溫度降低。燒4~5h后,再將噴煤管拉出燒,這樣反復(fù)處理,使圈體受溫度變化而垮落。在處理后結(jié)圈時(shí),要適當(dāng)改變?cè)铣煞郑瑴p少物料中的液相量,適當(dāng)改變煤的質(zhì)量,采用高揮發(fā)分和低灰分的煤,以保證煤粉完全燃燒,以防止結(jié)圈的發(fā)展。
總體來講,燒后結(jié)圈是一件具有相當(dāng)難度的工作。有時(shí)圈體很牢固,燒圈時(shí)間過長(zhǎng)就會(huì)燒壞窯皮及襯料,或在過渡帶結(jié)長(zhǎng)厚窯皮進(jìn)而在圈體后產(chǎn)生第二道圈。所以,處理時(shí)一定要小心,一定要在保護(hù)窯皮的前提下進(jìn)行,前后兼顧,精心操作,勿使火焰過分集中,避免將窯皮及襯料燒壞,造成更大的損失。
4 使用耐火材料減緩結(jié)圈
為減緩結(jié)圈,除采用控制原燃料充分、提高生料易燒性、改善燃燒、采用薄料快轉(zhuǎn)操作和穩(wěn)定熱工制度等措施外,還可以使用耐火材料。
試驗(yàn)證明:硫堿圈可以采用含SiC的磚或含ZrO2的磚加以緩解;后結(jié)圈可以采用方鎂石鎂鋁尖晶石磚緩解,某些窯也許還可以用硅莫磚緩解。這主要是通過選擇耐火材料降低了耐火材料和窯料的粘接強(qiáng)度,使黏附上去的窯料更容易脫落。但是,水泥熟料和現(xiàn)有的各種水泥窯用耐火材料都同屬硅酸鹽類物質(zhì)。因此,采用耐火材料只能減輕,但不能完全避免窯襯和窯料粘連。















