【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ，提高熟料產(chǎn)質(zhì) 量和降低熱耗都是非常重要的。下面介紹幾個(gè)根據(jù)煤粉揮發(fā)分和灰分含量來確定煤粉細(xì)度的經(jīng)驗(yàn)公式： 1)用煙煤 對(duì)預(yù)分解窯來說，目前國(guó)內(nèi)外水泥廠都采用三風(fēng)道或四風(fēng)道燃燒器。由于它們的特殊性能，煤粉細(xì)度可以適當(dāng)放寬。簡(jiǎn)單地說，當(dāng)煤粉灰分 amp。lt20％時(shí)，煤粉細(xì)度應(yīng)為揮發(fā)分含量的 0． 51． 0倍當(dāng)灰分高達(dá) 40％左右時(shí)，細(xì)度應(yīng)為揮發(fā)分含量的 0． 5倍以下。 國(guó)內(nèi)某水泥廠用過優(yōu)質(zhì)煤也用過劣質(zhì)煤。根據(jù)該廠多年的生產(chǎn)實(shí)踐，總結(jié)出經(jīng)驗(yàn)公式如下： R=*(V+C)/（ A+W） *V 另一個(gè)廠則用如下經(jīng)驗(yàn)公式： R=(1— 0． 01A— 0． 0011Ⅳ)X0 ． 5V 式中： R 90um 篩篩余，％ V、 C、 A、 W—— 分別代表人窯和分解爐煤粉的揮發(fā)分、固定碳、灰分和水分， ％。下同。 2)用無煙煤 ① 伯力鳩斯公司介紹燒無煙煤時(shí)煤粉細(xì)度經(jīng)驗(yàn)公式： R≤178。27 x*V/C ② 國(guó)外某公司的研究成果經(jīng)驗(yàn)公式： R≤(0 ． 5— 0． 6)*V ③ 天津水泥工業(yè)設(shè)計(jì)研究院燒無煙煤煤粉細(xì)度經(jīng)驗(yàn)公式： R=V/2— (0． 5— 1． 0) 必須指出，許多水泥廠對(duì)煤粉水分控制不夠重視，認(rèn)為煤粉中的水分能增加火焰的亮度，有利于燒成帶的輻射 傳熱。但是煤粉水分高了，煤粉松散度差，煤粉顆粒易粘結(jié)使其細(xì)度變粗，影響煤粉的燃燒速度和燃盡率煤粉倉(cāng)也容易起拱，影響喂煤的均勻性。生產(chǎn)實(shí)踐證明，人窯煤粉水分控制 ≤ ％對(duì)水泥生產(chǎn)和操作都是有利的。 9 預(yù)分解窯的操作特點(diǎn) 燒成帶較長(zhǎng)，窯速很快 預(yù)分解窯燒成帶的長(zhǎng)度約為窯簡(jiǎn)體直徑的 — 5.5倍，較其它窯型都長(zhǎng)。又由于人窯生料 CaC03 分解率一般高達(dá) 90％左右，因此窯內(nèi)物料預(yù)燒好，化學(xué)反應(yīng)速度加快，所以出現(xiàn)竄料的可能性減少，這為提高窯速創(chuàng)造了良好條件。正常情況下窯速一般控制在 ／ min左右。由 于窯速快，窯內(nèi)料層薄，物料填充率只有 7％左右，而且來料比較均勻。所以熟悉預(yù)分解窯的窯操作員普遍反映，這種窯料子好燒，好控制，好操作。但是必須指出，我國(guó)絕大多數(shù)的預(yù)分解窯，包括早期建成甚至在建的，其 L／ D為 15— 16，與預(yù)熱器窯基本相當(dāng)。這使出分解帶后的生料溫度升到 1250℃ 所需時(shí)間為預(yù)熱器窯的近 3倍，約 15min左右。這樣，使得已形成的 C2S 和 CaO礦物晶體在較長(zhǎng)的過渡帶內(nèi)長(zhǎng)大，活性降低，不利于 C， S的形成。為了解決這個(gè)問題，德國(guó)洪堡公司開發(fā)了 L／ D=10的短窯 (我國(guó)新疆水泥廠 4號(hào)窯中 *43m就是這 種窯型 )。窯簡(jiǎn)體的縮短，使過渡帶也相應(yīng)縮短，生料通過過渡帶的時(shí)間約為 6min。這樣剛形成的 C2S和剛分解出來的 CaO活性很高，有利于 C3S的形成和熟料產(chǎn)質(zhì)量的提高。 由于三通道尤其是四通道燃燒器的廣泛應(yīng)用以及堿性耐火磚質(zhì)量的提高，為進(jìn)一步提高燒成溫度創(chuàng)造了條件。窯速也由 ／ min提高到 ／ min左右，最高已達(dá) ／ min，使物料在窯內(nèi)停留時(shí)間相應(yīng)縮短，從而提高了出過渡帶礦物的活性。燒成溫度的提高和窯速的加快，也促進(jìn)了 C3S礦物的形成速率。而第三代空氣梁式篦冷機(jī)的廣泛應(yīng)用，使出窯熟料得到急速淬 冷，冷卻機(jī)熱回收效率已達(dá) 73％以上。所有這些使我國(guó)預(yù)分解窯的產(chǎn)質(zhì)量都有很大提高，燃料消耗大大降低， 3000t／ d 以上規(guī)模的預(yù)分解窯熟料熱耗已接近 3000kJ／ kg。其熱工參數(shù)和技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)已達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。 黑影遠(yuǎn)離窯頭 由于入窯生料 CaCO3，分解率很高，窯內(nèi)分解帶大大縮短，過渡帶尤其是燒成帶相應(yīng)延長(zhǎng)，物料竄流性小，一般窯頭看不到生料黑影。因此看火操作時(shí)必須以觀察火焰、窯皮、熟料顏色、亮度、結(jié)粒大小、帶料高度、升重以及窯的傳動(dòng)電流為主。必須指出，因?yàn)楦G速快，物料在窯內(nèi)停留時(shí)間只有 25min左右， 所以窯操作員必須勤觀察，細(xì)調(diào)整，否則跑生料的現(xiàn)象也是經(jīng)常發(fā)生的。 冷卻帶短，易結(jié)前圈 預(yù)分解窯冷卻帶一般都很短，有的根本沒有冷卻帶。出窯熟料溫度高達(dá) 1 300℃ 以上，這時(shí)熟料中的液相量仍未完全消失，所以極易產(chǎn)生前結(jié)圈。 黑火頭短，火力集中 三通道或四通道燃燒器能使風(fēng)、煤得到充分混合。所以煤粉燃燒速度快，火焰形狀也較為活潑，內(nèi)流風(fēng)、外流風(fēng)比例調(diào)節(jié)方便，比較容易獲得適合工藝煅 燒要求的黑火頭短、火力集中的火焰形狀。 要求操作員有較高的素質(zhì) 預(yù)分解窯人窯生料 CaC03有 90％左右已經(jīng)分解， 所以生料從分解帶到過渡帶溫度變化緩慢，物料預(yù)燒好，進(jìn)入燒成帶的料流就比較穩(wěn)定。但由于預(yù)分解窯系統(tǒng)有預(yù)熱器、分解爐和窯 3部分，窯速快，生料運(yùn)動(dòng)速度就快，系統(tǒng)中若出現(xiàn)任何干擾因素，窯內(nèi)熱工制度就會(huì)迅速發(fā)生變化。所以操作員一定要前后兼顧，全面了解系統(tǒng)的情況，對(duì)各種參數(shù)的變化要有預(yù)見性。發(fā)現(xiàn)問題，預(yù)先小動(dòng)用煤量，盡可能少動(dòng)或不動(dòng)窯速和喂料量，以避免系統(tǒng)熱工制度的急劇變化，要做到勤觀察、小動(dòng)作，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，及時(shí)排除。 10 預(yù)分解窯風(fēng)、煤、料和窯速的合理控制 操作好預(yù)分解窯，風(fēng)、煤、料和窯速的合理匹配是至關(guān)重要的。 喂多少料，需要燒多少煤，也就決定了系統(tǒng)排風(fēng)量。根據(jù)窯內(nèi)物料的煅燒狀況，窯速該打多 快，窯操作員必須隨時(shí)做到心中有數(shù)。 窯和分解爐風(fēng)量的合理分配 窯和分解爐用風(fēng)量的分配是通過窯尾縮口和三次風(fēng)管閥門開度來實(shí)現(xiàn)的。正常生產(chǎn)情況下，一般控制氧含量在窯尾為 1％左右，在爐出口為 3％左右。如果窯尾 O：含量偏高，說明窯內(nèi)通風(fēng)量偏大。其現(xiàn)象是窯頭窯尾負(fù)壓比較大，窯內(nèi)火焰較長(zhǎng)，窯尾溫度較高，分解爐用煤量增加時(shí)爐溫上不去，而且還有所下降。 出現(xiàn)這種情況，在喂料量不變的情況下，應(yīng)關(guān)小窯尾縮口閘板開度 (當(dāng)三次風(fēng)管閥門開度較 小時(shí)也可開大三次風(fēng)閥門，以增加分解爐燃燒空氣量，也有利于降低系統(tǒng)阻力 )。與此同時(shí)，相應(yīng)增加分解爐用煤量，以利于提高人窯生料 CaCO3分解率。如果窯尾 O2含量偏低，窯頭負(fù)壓小，窯頭加煤溫度上不去，說明窯內(nèi)用風(fēng)量小，爐內(nèi)用風(fēng)量大。這時(shí)應(yīng)適當(dāng)關(guān)小三次風(fēng)管閥門開度。需要時(shí)增加窯用煤量，減小分解爐用煤量。 窯和分解爐用煤分配比例 分解爐的用煤量主要是根據(jù)人窯生料分解率、C5和 C1出口氣體溫度來進(jìn)行調(diào)節(jié)的。如果風(fēng)量分配合理，但分解爐溫度低，人窯生料分解率低， C5 和 C1出 口氣體溫度低，說明分解爐用煤量過少。如 果分解爐用煤量過多，則預(yù)分解系統(tǒng)溫度偏高，熱耗增加，甚至出現(xiàn)分解爐內(nèi)煤粉燃盡率低，煤粉到 C5 內(nèi)繼續(xù)燃燒， 致使在預(yù)分解系統(tǒng)產(chǎn)生結(jié)皮或堵塞。 窯用煤量的大小主要是根據(jù)生料喂料量、人窯生料 CaCO3分解率、熟料升重和 fCaO來確定的。用煤量偏少，燒成帶溫度會(huì)偏低，生料燒不熟，熟料升重低， fCaO高用煤量過多，窯尾廢氣帶人分解爐熱量過高，勢(shì)必減少分解爐用煤量，致使人窯生料分解率降低，分解爐不能發(fā)揮應(yīng)有的作用，同時(shí)窯的熱負(fù)荷高，耐火磚壽命短，窯運(yùn)轉(zhuǎn)率就低，從而降低回轉(zhuǎn)窯的生產(chǎn)能力。 窯／爐用煤比例取決于窯的轉(zhuǎn)速、 L／ D及燃料的特性等。一般情況下，控制在 (40％～ 45％ )： (60％ — 55％ )比較理想。生產(chǎn)規(guī)模越大，分解爐用煤量也應(yīng)按 高比例控制。 窯速和窯喂料量成正比關(guān)系 回轉(zhuǎn)窯的窯速隨喂料量的增加而逐漸加快。當(dāng)系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，窯速一般應(yīng)控制在 ／ min，不過近年來又有提高的趨勢(shì)，最高已達(dá) ／ min，這是預(yù)分解窯的重要特性之一。窯速快，窯內(nèi)料層薄，生料與熱氣體之間的熱交換好，物料受熱均勻，進(jìn)入燒成帶的物料預(yù)燒好。如果遇到垮圈、掉窯皮或小股塌料，窯內(nèi)熱工制度稍有變化，增加一點(diǎn)喂煤量，系統(tǒng)很快就能恢復(fù) 正常假如窯速太慢，窯內(nèi)物料層就厚，物料與熱氣體熱交換差，預(yù)燒不好，生料黑影就會(huì)逼近窯頭，窯內(nèi)熱工制度稍有變化，極易跑生料。這時(shí)即使增加喂煤量，由于窯內(nèi)料層厚，燒成帶溫度回升也很緩慢，容易出現(xiàn)短火焰逼燒，產(chǎn)生黃心料，熟料 fCaO 也高。同時(shí)大量未燃盡的煤粉落人料層造成不完全燃燒，還容易出現(xiàn)大蛋或結(jié)圈。 風(fēng)、煤、料和窯速合理匹配是燒成系統(tǒng)操作的關(guān)鍵 窯和分解爐用煤量取決于生料喂料量。系統(tǒng)風(fēng)量取決于用煤量。窯速與喂料量同步，更取決于窯內(nèi)物料的煅燒狀況。所以風(fēng)、煤、料和窯速既相互關(guān)聯(lián)，又互相制約。對(duì)于一定的 喂料量，煤少了，物料預(yù)燒不好，燒成帶溫度提不起來，容易跑生料煤多了，系統(tǒng)溫度太高，物料易被過燒，窯內(nèi)容易產(chǎn)生結(jié)圈、結(jié)蛋，預(yù)熱器系統(tǒng)容易形成結(jié)皮和堵塞風(fēng)少了，煤粉燃燒不完全，系統(tǒng)溫度低。在這種情況下再多加煤，溫度還是提不起來， CO含量增加，還原氣氛下使 Fe203 變成 FeO，產(chǎn)生黃心熟料。在風(fēng)、煤、料一定的情況下，窯速太快生料黑影就逼近窯頭，易跑生料窯速太慢，則窯內(nèi)料層厚，生料預(yù)燒不好，容易產(chǎn)生短火急燒形成黃心熟料，熟料 fCaO含量高。 由此可見，風(fēng)、煤、料和窯速的合理匹配是穩(wěn)定燒成系統(tǒng)的熱工制度、提高窯的快轉(zhuǎn) 率和系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)率，使窯產(chǎn)量高、熟料質(zhì)量好及煤粉消耗少的關(guān)鍵所在。 11 應(yīng)盡快跳過低產(chǎn)量的塌料危險(xiǎn)區(qū) 預(yù)分解窯生產(chǎn)工藝的最大特點(diǎn)之一是約60％的燃料量在分解爐內(nèi)燃燒。一般人窯生料溫度可達(dá) 830～ 850℃ ，分解率達(dá) 90％以上。這就為快轉(zhuǎn)窯、薄料層、較長(zhǎng)火焰煅燒熟料創(chuàng)造有利條件。因此，在窯皮較完整的情況下，窯開始喂料的起點(diǎn)值應(yīng)該比較高，一般不低于設(shè)計(jì)產(chǎn)量的60％。以后逐步增加喂料量，但應(yīng)盡量避免拖延低喂料量的運(yùn)行時(shí)間。在喂料量逐漸增加的階段，關(guān)鍵要掌握好風(fēng)、煤、料和窯速之間的關(guān)系。操作步驟應(yīng)該是先提風(fēng)后加煤，先 提窯速再加料。初期加料幅度可適當(dāng)大些，喂料量達(dá) 80％以后適當(dāng)減緩。加料期間，只要系統(tǒng)的熱工參數(shù)在合理范圍的上限，盡管大膽操作。這樣即使規(guī)模很大的預(yù)分解窯，達(dá)到 100％的設(shè)計(jì)喂料量只需約 1h。一般情況下，喂料量加至設(shè)計(jì)值 80％以上，窯運(yùn)行就比較穩(wěn)定了。我們操作過大到 3200t／ d，小到 360t／ d規(guī)模的預(yù)分解窯，在窯皮正常的情況下，從開始喂料到最高產(chǎn)量，一般都能在 1h以內(nèi)完成。如果說 80％以下喂料量為塌料的危險(xiǎn)區(qū)，那么喂料量從 60％增加到 80％，只需要十幾分鐘的時(shí)間，以后窯況就趨于穩(wěn)定。這是因?yàn)轭A(yù)分解系統(tǒng)中料 量已達(dá)到一定濃度，料流順暢，旋風(fēng)筒錐體出料口、排灰閥和下料管內(nèi)隨時(shí)都有大量生料通過，對(duì)上述部位的外漏風(fēng)和內(nèi)漏風(fēng)都能起到抑制作用，因此很少塌料。即使有也是小股生料，對(duì)操作運(yùn)行沒有太大影響。所以人們都說，操作預(yù)分解窯窯產(chǎn)量越高越容易操作就是這個(gè)道理。 12 窯內(nèi)結(jié)大蛋的原因及其相應(yīng)措施 熟料配料方案中硅酸率偏低 配料方案中 A120 Fe203，含量高， SiO2含量低是形成窯內(nèi)結(jié)蛋的前提條件之一。所以國(guó)內(nèi)外絕大多數(shù)預(yù)分解窯都控制 A1203， +Fe203amp。lt9％，液相量 24％左右， Si02amp。gt22％ ， namp。 有害成分的影響分析結(jié)果表明，結(jié)皮或結(jié)蛋料中有害成分明顯高于相應(yīng)人窯生料中的含量。因?yàn)橛泻Τ煞帜艽龠M(jìn)中間相特征礦物的形成，而其就是形成結(jié)蛋結(jié)皮的特征礦物，如鈣明礬石 (2CaS04178。K2S04) ，硅方解石 (2C2S178。CaC03) 等。有害成分越多、它們的揮發(fā)率越高，系統(tǒng)中富集程度越高，特征礦物生成的機(jī)會(huì)也越多，窯內(nèi)出現(xiàn)結(jié)蛋的可能性就越大。所以目前國(guó)內(nèi)外預(yù)分解窯一般都控制人窯生料中 R20amp。％， Cl— amp。％，灼燒基硫堿克分子比控制在 ～ 1.0燃料中控制 S03amp。％。 看火操作和煤粉細(xì)度對(duì)窯內(nèi)結(jié)蛋的影響 在回轉(zhuǎn)窯操作中，風(fēng)、煤調(diào)配不當(dāng)有時(shí)是很難避免的。當(dāng)窯內(nèi)通風(fēng)不良時(shí)，就會(huì)造成煤粉不完全燃燒，煤粉跑到窯后去燒，煤灰不均勻地?fù)饺松?，火焰過長(zhǎng)，窯后溫度過高，液相提前出現(xiàn)，容易在窯內(nèi)結(jié)蛋。另外，煤粉細(xì)度、灰分和煤灰熔點(diǎn)溫度的高低也都會(huì)影響回轉(zhuǎn)窯的操作。煤粉粗、灰分高，容易引起煤灰與生料混合不均勻。當(dāng)窯尾溫度過高時(shí)，窯后物料出現(xiàn)不均勻的局部熔融，成為形成結(jié)蛋的核心，然后在窯內(nèi)越滾越大形成大蛋。 開、停窯越頻繁，喂料喂煤不穩(wěn)定，系統(tǒng)塌料越嚴(yán)重， 窯內(nèi)熱工制度波動(dòng)越大，窯內(nèi)越容易結(jié)大蛋。 綜上所述，為避免或減少窯內(nèi)結(jié)大蛋的問題，理化中心應(yīng)該合理調(diào)整熟料率值，嚴(yán)格控制人窯生料的有害成分和煤粉質(zhì)量，提高人窯生料的均勻性。窯操作員應(yīng)該精心操作，把握好風(fēng)、煤、料和窯速的合理匹配，穩(wěn)定燒成系統(tǒng)的熱工制度，這樣窯內(nèi)結(jié)大蛋的問題是可以避免的。 13 結(jié)圈形成的原因、預(yù)防措施和處理方法 結(jié)圈形成的原因 當(dāng)窯內(nèi)物料溫度達(dá)到 1 200℃ 左右時(shí)就出現(xiàn)液相，隨著溫度的升高，液相粘度變小，液相量增加。暴露在熱氣流中的窯襯溫度始終高于窯內(nèi)物料溫度。當(dāng)它被料層覆蓋時(shí)，溫度 突然下降，加之窯簡(jiǎn)體表面散熱損失，液相在窯襯上凝固下來，形成新的窯皮。窯繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，窯皮又暴露在高溫的熱氣流中被燒熔而掉落下來。當(dāng)它再次被物料覆蓋，液相又凝固下來，如此周而復(fù)始。假如這個(gè)過程達(dá)到平衡，窯皮就不會(huì)增厚，這屬正常狀態(tài)。如果粘掛上去的多，掉落下來的少，窯皮就增厚。反之則變薄。當(dāng)窯皮增厚達(dá)一定程度就形成結(jié)圈。形成結(jié)圈的原因主要有如下幾點(diǎn)： 入窯生料成分波動(dòng)大，喂料量不穩(wěn)定 實(shí)際生產(chǎn)過程中，窯操作員最頭疼的事是人窯生料成分波動(dòng)太大和料量不穩(wěn)定。窯內(nèi)物料時(shí)而難燒時(shí)而好燒或時(shí)多時(shí)少，遇到高 KH 料時(shí)，窯內(nèi)物料松散，不易燒結(jié)，窯頭感到 “ 吃火 ” ，熟料fCaO高，或遇到料量多時(shí)都迫使操作員加煤提高燒成溫度，有時(shí)還要降低窯速遇到低 KH料或料量少時(shí)，窯操作上不能及時(shí)調(diào)整，燒成帶溫度偏高，物料過燒發(fā)粘，稍有不慎就形成長(zhǎng)厚窯皮，進(jìn)而產(chǎn)生熟料圈。 有害成分的影響 分析結(jié)圈料可以知道， CaO+A