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水泥回转窑 “结圈” 及处理措施 | 技术前沿

发布时间:2021-04-22

水泥回转窑“结圈”,是水泥回转窑内高温带内壁发生的炉料环状粘附现象。轻微的粘附现象称为窑皮,如果发生粘附,影响炉子正常操作时,即谓“结圈”。

 
 
 
一、 “结圈”的危害
 
水泥回转窑“结圈”的部位一般在距窑口一定距离的固体燃料集中燃烧点附近的耐火窑衬上,厚度可达200~500 mm左右。“结圈”对水泥回转窑生产的危害有以下几方面:
 
1、降低产量,增加劳动强度
窑圈一经形成,对燃料烧烧所产生的热气流势必起阻碍作用,同时,由于预热器上的干燥、预热过程是利用窑尾废气进行的,故此“结圈”也对石灰的干燥、预热产生不良影响。具体地说,就是透气性差,火焰不进,后部温度低,干燥时水分不易脱除,石灰爆裂、粉化严重,成品率低,从而降低了劳动生产率。
 
另外,圈结形成后,如不及时处理,就会使圈的纵向长度、厚度增加,当圈掉下时,必然增加工人的劳动强度,有时甚至需停机处理,也影响水泥回转窑的产量。
 
2、增加了设备负荷
一定面积及厚度的“结圈”使物料流被阻,被阻的料量要高出正常时许多,加之圈本身的重量,必然增加了托轮、轴承的磨损,同时,增加了电机的负荷,甚至烧毁。
 
3、浪费能源
在实际看火操作中,当出现“结圈”现象后,由于热气流被阻,为保证预热器的干燥和预热效果,看火工往往采用加大给煤量的方式,造成了能源浪费。
 
二、“结圈”的原因
 
“结圈”的原因,在生产中主要可以归纳为操作不当。具体地说,是由于上料量过大、干燥效果差、原料爆裂、粉化严重,致使透气性差,使得引风机抽动火焰的作用不明显,火焰只在窑内一定距离燃烧。在大于1200℃的高温下,未完全氧化的石灰石中一定数量的SiO2发生反应形成液相。另外,当给煤量较大时,在1150℃条件下,CaO与SiO2作用而生成CaO·SiO2,形成渣相粘结。这就使得物料在流经焙烧带时,所产生的液相、渣相极易粘附在窑衬的表面,同时粘结物料而产生“结圈”现象。
 
1、入窑生料成分波动大,喂料量不稳定
窑内物料时而难烧时而好烧,这也是窑操作员头疼的一个问题。遇到高KH料时,窑内物料松散,不易烧结,窑头会“吃火”,熟料fCaO高,或遇到料量多时都迫使操作员加煤提高烧成温度,有时还要降低窑速;遇到低KH料或料量少时,窑操作上不能及时调整,导致烧成带偏高,物料过烧发粘,稍有不慎就形成长厚窑皮,进而产生熟料圈。
 
2、有害成分的影响
对“结圈”料物质进行分析得出,CaO+A12O3+Fe2O3+SiO2含量偏低,而R2O和SO3含量偏高,生料中有害成分在熟料煅烧过程中先后分解、气化和挥发,在温度较低的窑尾凝聚粘附在生料颗粒表面,随生料一起入窑,容易在窑后部结成硫碱圈。在入窑生料中,当氧化镁和R2O都偏高时,R2O在氧化镁引起“结圈”过程中充当媒介作用形成镁碱圈。根据水泥厂家的实际操作经验,当熟料中氧化镁含量大于4.8时,能使熟料液相量大量增加,液相粘度下降,熟料烧结范围变窄,窑皮增长,浮窑皮增厚。有的水泥厂家虽然熟料中氧化镁含量小于4.0,但由于R2O的助熔作用,使熟料在某一物定温度或在窑某一特定位置液相量徒然大量增加,粘度大幅降低,迅速在该温度区域或窑某一位置粘结,形成熟料圈。
 
3、煤粉质量的影响
灰分高、细度粗、水分大的煤粉着火温度高,燃烧速度慢,黑火头长,容易产生不完全燃烧,煤灰沉落也相对比较集中,就容易结熟料圈。另外喂煤量的不稳定,窑内温度忽高忽低,也容易产生“结圈”。
 
4、一次风量和二次风温度的影响
三风道或四风道燃烧器内流风偏大,二次风温度又偏高,则煤粉一出喷嘴就着火,燃烧温度高、火焰集中,烧成带短,而且位置前移,容易产生窑口圈,也就是我们常说的前“结圈”。
 
三、处理方法
 
为减少或杜绝“结圈”现象,在生产中首先是要采取措施防止“结圈”,即采用正确的操作方法,稳定上料量,使料层厚度适宜,以保证干燥、预热效果,减少石灰的爆裂和粉化,同时,控制喂煤量,不宜过大,使温度保持在较低范围内,避免出现渣相。
 
在出现“结圈”后,一定要及时处理,否则将出现窑壁加宽加厚的不良后果,这样就增加了处理难度,甚至影响生产正常进行。
 
消除“结圈”的方法有以下三种:
1、在窑内安设移动的合金刮刀;
2、加入适量的燃料,烧化粘结物;
3、改变高温区。
 
比较而言,种方法对刮刀材质要求较高,不易实现;第二种方法可行,但从节能角度考虑,也不太理想,而且难度较大;第三种方法,通过实践认为是一种可行的办法。所谓适当改变高温区,就是通过调整后部引风机的风箱翻板开合程度,使燃烧点或火焰往复拉动,这样就易使粘结的窑圈掉下来而达到去圈的目的。此法既节约了能源,又简便、易操作。

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