本文介紹了朝陽(yáng)鋼鐵公司冶金石灰回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)耐火磚結(jié)圈情況，從石灰石的成分、磨損率、破損率方面，與先進(jìn)企業(yè)進(jìn)行對(duì)比，同時(shí)對(duì)回轉(zhuǎn)窯操作參數(shù)和熱工制度進(jìn)行分析與探討，明確了耐火磚結(jié)圈的原因。針對(duì)回轉(zhuǎn)窯耐火磚結(jié)圈的原因采取了一系列措施，有效的控制了回轉(zhuǎn)窯耐火磚結(jié)圈，實(shí)現(xiàn)了回轉(zhuǎn)窯穩(wěn)定生產(chǎn)，突破了單臺(tái)設(shè)備生產(chǎn)能力，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)量的提高。?
1、前言?
鞍鋼集團(tuán)朝陽(yáng)鋼鐵有限公司現(xiàn)有一條Φ4.2m×52m、日產(chǎn)白灰600t回轉(zhuǎn)窯，于2010年投入使用，投入之初窯內(nèi)頻繁發(fā)生耐火磚結(jié)圈的情況，通常每個(gè)月結(jié)圈1～2次，嚴(yán)重時(shí)被迫停產(chǎn)進(jìn)行人工處理，一直無(wú)法達(dá)到設(shè)計(jì)產(chǎn)能，嚴(yán)重影響回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)?；剞D(zhuǎn)窯結(jié)圈是一種不正常的生產(chǎn)情況，它直接影響回轉(zhuǎn)窯的產(chǎn)量、質(zhì)量、能耗和長(zhǎng)期的安全運(yùn)行。下面就回轉(zhuǎn)窯結(jié)圈問(wèn)題進(jìn)行分析，并采取措施解決出現(xiàn)的問(wèn)題。?
2、回轉(zhuǎn)窯耐火磚結(jié)圈特點(diǎn)?
在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際運(yùn)行中觀察發(fā)現(xiàn)，結(jié)圈前具有以下特點(diǎn):①回轉(zhuǎn)窯內(nèi)粉塵大、氣氛渾濁、窯內(nèi)負(fù)壓增大，排煙機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)上升明顯、預(yù)熱器透氣性變差;②回轉(zhuǎn)窯燒成帶內(nèi)物料黏滯成坨，物料與窯筒體有相對(duì)滑動(dòng)，物料帶不起來(lái)。?
結(jié)圈物有如下特點(diǎn):結(jié)圈物斷面中夾雜有黃、紅等不同顏色物質(zhì)，化學(xué)成分與活性石灰相近。
3、耐火磚結(jié)圈原因分析?
回轉(zhuǎn)窯結(jié)圈原因很復(fù)雜，我公司回轉(zhuǎn)窯煅燒冶金石灰過(guò)程中，由于物料煅燒性能差，并在窯內(nèi)滾動(dòng)的過(guò)程中易碎，產(chǎn)生粉末較多，且石灰石中通常含有SiO2、FeO、Al2O3等低熔點(diǎn)物質(zhì)，同時(shí)物料與窯襯發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，物料熱交換不好，容易造成局部高溫。?
3.1石灰石中雜質(zhì)的影響?
選取了鞍鋼集團(tuán)鲅魚圈分公司回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)線的石灰石樣品與我公司使用的石灰石樣品，對(duì)其化學(xué)成分進(jìn)行了對(duì)比。
我公司石灰石SiO2含量是鞍鋼鲅魚圈公司的6倍，Al2O3含量是其4倍，F(xiàn)e2O3含量是其3倍。?
石灰是由石灰石經(jīng)高溫煅燒分解得到的產(chǎn)物，主要成分是CaO。石灰石分解反應(yīng)具有結(jié)晶化學(xué)轉(zhuǎn)變的特點(diǎn)，其分解過(guò)程是由界面化學(xué)反應(yīng)、氧化物層的內(nèi)擴(kuò)散及礦粒外邊界層的外擴(kuò)散三個(gè)環(huán)節(jié)組成，在一般煅燒窯內(nèi)的煅燒溫度是950～1100℃。分解反應(yīng)式如下:?
CaCO3(s)=CaO(s)+CO2?
次反應(yīng)式如下:?
2CaO+SiO2=2CaO·SiO2?
3CaO+SiO2=3CaO·SiO2?
3CaO+Al2O3=3CaO·Al2O3?
4CaO+Al2O3+Fe2O3=4CaO·Al2O·3Fe2O3?
綜合來(lái)看，低熔點(diǎn)物質(zhì)含量高，易與CaO在低于煅燒溫度的情況下結(jié)合變成熔融狀態(tài)，附著在窯襯上，形成結(jié)圈。?
3.2石灰石熱態(tài)情況下破損率及磨損率的影響?
選取了鞍鋼集團(tuán)鲅魚圈分公司回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)線的石灰石樣品與我公司使用的石灰石樣品，對(duì)其在馬弗爐中煅燒后的破損率和磨損率進(jìn)行了對(duì)比。
通過(guò)對(duì)比發(fā)現(xiàn)，我公司石灰石在熱態(tài)情況下粉化是鲅魚圈公司的2.7倍左右，由于石灰石熱態(tài)下煅燒性能不好，煅燒時(shí)窯內(nèi)飛灰比較嚴(yán)重，在火焰前端高溫區(qū)容易被加熱，形成熔融狀態(tài)與窯內(nèi)襯接觸后冷卻形成結(jié)圈。?
3.3窯襯耐火磚摩擦系數(shù)的影響?
物料在窯內(nèi)的運(yùn)動(dòng)形式影響窯內(nèi)的傳熱過(guò)程，進(jìn)而影響成品煅燒質(zhì)量。隨著窯體轉(zhuǎn)數(shù)的增加，物料在窯內(nèi)有7種運(yùn)動(dòng)形式:滑動(dòng)、脈動(dòng)、塌落、滾落、瀉落、拋落、離心運(yùn)動(dòng)?；剞D(zhuǎn)窯中煅燒物料最好的運(yùn)動(dòng)方式為滾落，能使物料之間充分融合，并與周圍氣體進(jìn)行強(qiáng)烈熱交換。由于物料是靠窯襯磚摩擦力帶起，到達(dá)一定高度后達(dá)到物料的安息角時(shí)，由于物料重力和窯體斜度作用使其沿料面翻滾下來(lái)并向前運(yùn)動(dòng)，達(dá)到均勻煅燒的目地。?
經(jīng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，我公司回轉(zhuǎn)窯襯耐火磚采用的是磷酸鹽結(jié)合復(fù)合磚，此磚表面光滑，物料與磚襯之間摩擦系數(shù)小。通過(guò)對(duì)結(jié)圈部位及預(yù)熱帶內(nèi)襯的檢查發(fā)現(xiàn)，使用后的磚襯表面光亮，由于物料與磚襯之間摩擦力小，物料帶不起來(lái)，物料翻滾不好，形成了滑動(dòng)狀態(tài)，造成物料中粉塵增加，同時(shí)熱交換不好，形成局部高溫，更進(jìn)一步加劇結(jié)圈的形成。?
3.4熱工制度的影響?
一、二次風(fēng)比例不合適，一次風(fēng)過(guò)大，火焰會(huì)短，造成煅燒帶太集中，火焰局部溫度高，易結(jié)圈;一次風(fēng)過(guò)小，火焰過(guò)長(zhǎng)，造成窯尾溫度過(guò)高，預(yù)熱器溫度高，易造成預(yù)熱器堵塞。?
另外，下料量和窯轉(zhuǎn)速不匹配，窯內(nèi)物料時(shí)多時(shí)少，造成熱工狀況不穩(wěn)定，易結(jié)圈。?
4、結(jié)圈控制措施?
4.1提高入窯石灰石品位，控制好雜質(zhì)?
在保證轉(zhuǎn)爐煉鋼活性石灰的質(zhì)量要求和煅燒性能的前提下，為防止結(jié)圈，SiO2控制在2%以下，F(xiàn)eO、Al2O3總量控制在0.2%～0.3%。石灰石在馬弗爐內(nèi)煅燒時(shí)破損率控制在2%以下為好。如果發(fā)現(xiàn)窯內(nèi)氣氛渾濁，立即檢查物料情況，選取合格物料入窯。?
4.2改善回轉(zhuǎn)窯襯磚摩擦力?
改進(jìn)回轉(zhuǎn)窯內(nèi)襯結(jié)構(gòu)，將回轉(zhuǎn)窯襯磚在徑向方向每隔1/5弧度安裝一行比原磚長(zhǎng)度高出約100mm的磚。
4.3規(guī)范工藝操作，穩(wěn)定熱工制度?
調(diào)整一次風(fēng)比例，由25%降低到15%;制定風(fēng)煤配比表和回轉(zhuǎn)窯產(chǎn)量與窯速對(duì)應(yīng)表，嚴(yán)格執(zhí)行;保證風(fēng)量穩(wěn)定、窯速和喂料量匹配;定期矯正預(yù)熱器推桿行程，保證下料量準(zhǔn)確;穩(wěn)定冷卻器料位，控制在篦子下方1m處;保證二次風(fēng)溫穩(wěn)定，實(shí)現(xiàn)煅燒帶穩(wěn)定。?
5、結(jié)論?
通過(guò)對(duì)回轉(zhuǎn)窯結(jié)圈的形成原因進(jìn)行分析，并有針對(duì)性的采取以上措施后，基本上解決了回轉(zhuǎn)窯耐火磚結(jié)圈問(wèn)題，沒(méi)有出現(xiàn)過(guò)停窯處理結(jié)圈的情況，產(chǎn)量由最初不達(dá)產(chǎn)提高到650t/d，超出回轉(zhuǎn)窯設(shè)計(jì)能力，減輕了工人勞動(dòng)強(qiáng)度，降低了外購(gòu)灰的采購(gòu)成本，為公司降本增效工作做出巨大貢獻(xiàn)。?
