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耐火材料行業(yè)動態(tài)

預(yù)分解窯為何會結(jié)蛋?

通常預(yù)分解窯都經(jīng)歷過結(jié)蛋的困擾。所謂“結(jié)蛋”,是指熟料煅燒過程中粉料相互粘附形成的大于正常熟料結(jié)粒的大塊。

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一、預(yù)分解窯結(jié)蛋的危害
1、降低回轉(zhuǎn)窯的運轉(zhuǎn)率。處理結(jié)蛋需要2~3h,有時更長,影響回轉(zhuǎn)窯的正常運轉(zhuǎn)。
2、縮短窯襯使用壽命。大蛋在窯內(nèi)滾動時,由于與窯皮的摩擦容易使其脫落,進而擠壓窯襯使其受到磨損,窯襯的使用壽命因此而縮短。
3、影響冷卻機的安全運轉(zhuǎn)。大蛋從窯頭掉到冷卻機上,容易砸壞冷卻機的部件而影響冷卻機的安全運轉(zhuǎn),如篦冷機的篦板和輸送鏈條時常被大蛋所砸壞。
4、影響水泥的產(chǎn)量和質(zhì)量,影響企業(yè)的經(jīng)濟效益。
二、預(yù)分解窯結(jié)蛋的原因
1、窯尾產(chǎn)生局部高溫使液相提前出現(xiàn)形成蛋核。
窯尾溫度過高,回轉(zhuǎn)窯很容易滾出大蛋。
2、煤灰大量不均勻摻入生料易形成結(jié)蛋。
由于煤灰中富含硫,如K2SO4、Na2SO4、CaSO4等,煤灰在生料中大量沉落必然造成入窯生料中SO3含量異常高。另外,煤灰在生料中摻入也可能使生料在煅燒過程中液相開始出現(xiàn)的溫度降低而有利于大蛋的形成。在通常情況下,生料在煅燒過程中液相開始出現(xiàn)的溫度為1250℃左右,硫酸鈣、硫酸鉀、硫酸鈉和氯化物共同存在時,低共熔物的溫度可接近700℃。
3、煤粉不完全燃燒產(chǎn)生結(jié)蛋
煤粉的不完全燃燒是結(jié)蛋的根本原因。煤粉在窯頭或分解爐中燃燒不完全時,會被帶到窯尾或較低級筒中去燃燒。煤粉的二次燃燒會產(chǎn)生局部高溫,使液相可能提前在窯尾出現(xiàn)并在生料粉表面鋪展開來,隨著窯的回轉(zhuǎn)而形成蛋核。溫度越高,液相的表面張力越小,液相越容易在生料粉表面鋪展,也就越容易形成蛋核。
蛋核形成后隨窯向窯頭運動,由于離心力的作用使液相被摔向表層,再粘附生料粉而形成大蛋中間層,有時窯內(nèi)有后圈擋住大蛋,使其在窯尾來回滾動而越長越大,當自身重力足以克服后圈阻力時,大蛋就滾向燒成帶,粘裹熟料粉形成大蛋表層,使蛋進一步變大。
4、燃煤品質(zhì)差促進大蛋形成
燃煤灰分高,熱值低,可燃性差,容易導(dǎo)致煤粉不完全燃燒,有助于促進大蛋的形成。
5、窯操作不當引起結(jié)蛋
有些水泥廠為片面提高入窯生料中碳酸鈣的分解率,分解爐用煤量過大,兩把火比例失調(diào)。分解爐用煤量過大,兩把火比例失調(diào)。分解爐用煤過多,而爐的空間有限,煤粉不完全燃燒具有極大的可能性。
喂料量波動大且劇烈時,很容易干擾窯的熱工制度。由于操作的滯后特征,加減煤跟不上喂料量的變化,甚至出現(xiàn)斷料也不能及時減煤,也很容易導(dǎo)致煤粉的二次燃燒。
火焰過長,局部時間內(nèi)窯后溫度過高,出現(xiàn)液相,容易使窯內(nèi)結(jié)蛋。
設(shè)備的超負荷運轉(zhuǎn)、煤粉細度粗等也容易導(dǎo)致煤粉的燃燒不完全,從而引起結(jié)蛋。
6、有害成分含量高引起結(jié)蛋
根據(jù)國內(nèi)外一些預(yù)分解結(jié)皮結(jié)蛋樣的分析得知,有害成分(主要是K2O、Na2O、SO3)是影響結(jié)皮結(jié)蛋的重要原因,結(jié)皮料有害成分的含量明顯高于相應(yīng)生料中的含量,有害成分能促進中間相特征礦物的形成,而中間相是形成結(jié)皮結(jié)蛋的特征礦物(如鈣明礬石2CaSO4·K2SO4,硅方解石2C2S·CaSO4等)。
在水泥熟料的煅燒過程中,生料、燃料中的揮發(fā)性組分會在窯的高溫帶揮發(fā)出來,隨窯氣向窯尾運動,一部分冷凝在溫度較低的生料上而后入窯,再度從高溫帶揮發(fā)出來,構(gòu)成內(nèi)循環(huán)。一部分隨廢氣從最高級筒排出窯系統(tǒng),經(jīng)過收集后重新入窯,構(gòu)成外循環(huán)。揮發(fā)性有害組分在生料中循環(huán)富集,一方面可能使液相開始出現(xiàn)的溫度降低。另一方面,揮發(fā)性有害組分的循環(huán)富集和非揮發(fā)性有害組分(如MgO)含量高也可能使液相量增大,這些都有助于促進大蛋的形成。
有害成分含量越高,揮發(fā)率越高,富集程度越高,內(nèi)循環(huán)量波動的上極值越大,則特征礦物的生成機會越多,窯內(nèi)出現(xiàn)結(jié)蛋的可能性越大。
7、生料率值不合適或波動大
生料率值不合適或波動大,硅率偏低將使液相量偏高,物料容易結(jié)塊。入窯生料率值波動大,或喂料量的波動等也易引起回轉(zhuǎn)窯結(jié)蛋。
8、運轉(zhuǎn)率對窯內(nèi)結(jié)蛋的影響
設(shè)備故障多,開停窯頻繁,窯的運轉(zhuǎn)率低,窯內(nèi)熱工制度波動大,造成窯內(nèi)部分物料未經(jīng)分解爐,直接由四級預(yù)熱器進窯或由三級預(yù)熱器經(jīng)五級預(yù)熱器直接入窯,形成塌料現(xiàn)象,塌料機會越多,窯內(nèi)結(jié)蛋越容易。
三、防止結(jié)蛋的措施
根據(jù)大蛋的形成機理,為預(yù)防結(jié)蛋可采取如下措施:
(1)對現(xiàn)有結(jié)構(gòu)不合理的分解爐進行改造,避免設(shè)備超負荷運轉(zhuǎn)。擴大分解爐的燃燒空間,延長煤粉在爐內(nèi)的停留時間以煤粉在爐內(nèi)充分燃燒是減少或避免二次燃燒的一種較好的途徑,同時,應(yīng)放棄追求產(chǎn)量而不顧長期安全運轉(zhuǎn)的思想。
(2)盡量不使用灰分高且熔點低的煤。若必須使用,也應(yīng)該粉磨細些。
(3)盡量限制原燃料中有害成分不超過一定數(shù)量。一般要求生料中R2O<1%,Cl-<0.015%,煤中SO3<3.5%。
(4)調(diào)整配料方案,建議采用“兩高一中”方案,即KH=0.88~0.90,n=2.5~2.7,P=1.5~1.7(以各水泥廠實際為準)。
(5)采用生料率值控制系統(tǒng),提高入窯生料成分的均勻性。原料最好設(shè)置預(yù)均化堆場,生料均化庫應(yīng)提高均化效果。
(6)保持操作穩(wěn)定以使窯內(nèi)熱工制度穩(wěn)定。

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