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      水泥回轉窯燃燒器:結圈的形成

      來源: 時間:2021-08-18 17:27:49 瀏覽次數:

      結圈是指窯內在正常生產中因物料過度黏結,在窯內特定的區域形成一道阻礙物料運動的環形、堅硬的圈。結圈使窯該處的橫斷面積顯著減少,嚴重影響窯內通風,阻礙物料運動,對回轉窯的產量、質量、安全運轉、煤耗、電耗均有一定影響。尤其頻繁結圈的回轉窯,不僅破壞了窯內正常熱工制度,而且損害操作人員的身體健康,給生產造成經濟損失。

      引起回轉窯結圈的因素很多,它與原料性質、生料成分、燃料的灰分和細度、窯型、窯內還原氣氛及熱工制度等有關?,F結合鄭州中威環保設備有限公司回轉窯燒嘴工程經驗中的體會和認識,談談水泥回轉窯結圈的預防和處理。

      1 回轉窯結圈的形成:

      回轉窯內形成結圈的因素很多,但液相的產生和固化是結圈的主要形成過程。而襯料溫度、物料溫度、煤灰和生料組成又是決定液相的生成和固化的主要因素。利用水泥回轉窯燃燒器熟料煅燒過程中,生料在1200℃左右出現液相,在1250℃左右液相粘度開始變小,液相量增加,由于料層覆蓋溫度突降,加之筒體表面散熱,液相在窯壁上凝固下來,形成窯皮。窯繼續運轉,窯皮又暴露在高溫中而被熔掉下來,再次被物料覆蓋,液相又凝固下來,如此周而復始。如果粘掛上去的多,掉下來的小,窯皮就增厚,反之就變薄。在正常情況下,窯皮可保持在200mm左右的厚度。該溫度條件及區域內若熔化和固化的過程達到平衡,窯皮就不會增厚。當熔化的少固化的多,其厚度增長到一定程度,即形成圈。當襯料與物料的溫差大時,在足夠液相的條件下,圈體越結越厚。

      1.1前結圈的形成:

      前結圈(又稱窯口圈),是結在回轉窯燒成帶末端部位的圈。在正常煅燒條件下,物料溫度為1350~1450℃,液相量約為24%,其粘度較大。當熟料離開燒成帶時,液相開始冷卻,進入冷卻帶的液相已基本固化。在燒成帶和冷卻帶的交界處存在著較大的溫差,窯口物料溫度高于窯皮溫度。當熟料進入冷卻帶時,帶有液相的高溫熟料覆蓋在溫度較低的末端窯皮上,就會很快粘結、越粘越厚,最后形成前結圈。在煅燒過程中,當燒成帶高溫部分溫度過于集中時,冷卻帶與燒成帶交界處出現很大的溫差,加之高溫急燒液相量增多,粘度較小,熟料進入冷卻帶時,仍有大量液相迅速冷卻在交界的附近,促進了前圈的增長。

      1.2熟料圈的形成:

      熟料圈(又稱二道圈),是結在窯內燒成帶與放熱反應帶之間的圈,也是回轉窯內危害最大的結圈。在熟料煅燒過程中,當物料溫度達到1280℃時,其液相粘度較大,熟料圈最易形成,冷卻后比較堅固,不易除掉,在正常煅燒情況下,熟料圈體的內徑部分,往往被燒熔而掉落,保持正常的圈體內徑。如果在1250~1280℃溫度范圍內出現的液相量偏多,往往形成妨礙生產的熟料圈。熟料圈一般結在燒成帶的邊界或更遠,開始是燒成帶后邊的窯皮逐漸增長,逐漸長厚,發展到一定程度即形成熟料圈。嚴重熟料圈的窯皮長度有的甚至長出正常窯皮長度的幾倍。

      2 結圈的預防和處理:

      2.1 結圈的預防:

      前結圈和熟料圈形成的主要因素是由于物料在一定溫度和區域內產生液相,在襯料與物料間溫差大的條件下容易產生結圈。因此防止結圈的辦法在于適當地減少物料中的初期液相量,盡量減少襯料和物料間的溫差。

      (1)選擇適宜的配料方案,穩定生料成分,提高煅燒操作水平。一般講:燒高飽和比、高硅酸率的料子不易結圈,但煅燒很困難,對保護窯皮和熟料質量不利。而燒低飽和比、低硅酸率的料子,燒結范圍窄,液相量多,結粒粗,煅燒不易控制,易結圈。燒高飽和比、低硅酸率或低飽和比、高硅酸率的料子都可易燒不結圈。因此配料方案應采用較高飽和比和較高硅酸率適當減少熔煤礦物的配料方案,對防止結圈有利。另外高鋁氧率的料子C3A含量高,液相粘度大,易結圈。在配料方案中應在適當減少物料中液相量的條件下,降低鋁氧率值。

      (2)降低煤粉細度,加強回轉窯燃燒器風煤混合,消除不完全燃燒。煤粉細度粗,著火速度慢,燃燒時間長,火焰的熱力分散。在二次風量不足通風不良的情況下,物料預燒不好。一次風量不足,風速、風壓減小,風煤混合不好,容易產生不完全燃燒形成還原焰。尤其使用單通道回轉窯燒嘴的回轉窯,一次風中的氧很難達到火焰中心區嚴重缺氧,大量碳粒和CO不能在燒成帶燃燒,而在分解帶甚至窯尾才燃燒。同時在燒成帶產生大量CO,使物料中部分氧化鐵被還原成氧化亞鐵,形成FeOSiO2低熔點的化合物。而FeOSiO2液相在1100℃左右能促使硅方解石〔2(CaOSiO2)CaCO3〕的形成,而硅方解石在1180~1220℃的液相形成,最容易使燒成帶液相提前出現,將未熔的物料粘結在一起,造成結圈。選擇鄭州中威環保設備有限公司設計的可靠且在線易調節的回轉窯燃燒器,確保煤粉充分燃燒,是防止結圈的重要措施。

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