燒成帶長厚窯皮和過渡帶結(jié)圈的分析與處理

　　1 燒成帶高溫段厚窯皮　
　　A廠為天津水泥工業(yè)設(shè)計研究院設(shè)計的2 500t/d單系列燒無煙煤生產(chǎn)線，回轉(zhuǎn)窯規(guī)格為Φ4m×60m，TFD分解爐規(guī)格為Φ5 800mm+Φ4 300mm，年平均日產(chǎn)量≥3 000t/d。自投產(chǎn)到2009年4月份以前燒成帶窯皮經(jīng)常出現(xiàn)異常，2～6m窯皮較薄（50～100mm），有黑洞的地方露磚，6～11m窯皮厚（400～500mm，狼牙形），11～20m窯皮?。?0～100mm），20m以后無窯皮。這種窯皮分布導(dǎo)致窯一檔前后筒體溫度高達370℃，窯內(nèi)擋料多，窯電流超額定值，影響熟料的產(chǎn)質(zhì)量和窯的安全穩(wěn)定運轉(zhuǎn)。

　　1.1 原因分析
　　1)煙室二次揚塵導(dǎo)致窯內(nèi)通風(fēng)不好，火焰不順暢。C5下料管和煙室的安裝沒嚴格按照圖紙施工，下料管斜度過大，與煙室連接的交界處位置低，導(dǎo)致該處出現(xiàn)臺階，且下料管斜度和煙室斜坡的斜度相差較大，人窯物料在此產(chǎn)生二次揚塵，煙室阻力大，影響窯內(nèi)通風(fēng)。

　　2)采用84%石灰石、12%砂巖、3%鐵礦石和1%鋁礬土配料，熟料率值為KH=0.91±0.02，n=2.8±0.1，P=1.6±0.1。生料易燒性差，再加上三高的配料方案導(dǎo)致生料難燒而逼火，窯內(nèi)煅燒困難，影響了窯內(nèi)的熱力分布，窯皮分布異常。

　　3)使用史密斯Duoflex燃燒器和中天仕名TCB-4-K燃燒器各一根，煤的揮發(fā)分為10%左右。
　　①使用Duoflex燃燒器時，外風(fēng)閥門開度100%，內(nèi)風(fēng)閥門開度30%，中心風(fēng)閥門開度100%，燃燒器冷志攏焰罩長20～25mm，正常生產(chǎn)時熱態(tài)攏焰罩長 45～50mm，凈風(fēng)機轉(zhuǎn)速l l00r/min，風(fēng)壓26～28kPa，2～6m窯皮較薄(50～100mm)，6-11窯皮厚(450mm左右)。

　?、谑褂肨CB-4-K燃燒器時,外風(fēng)壓力32kPa，內(nèi)風(fēng)壓力16kPa，中心風(fēng)閥門開度100%，外風(fēng)間隙+15～+20mm(向后退15-20mm)，內(nèi)風(fēng)間隙也向后退O-5mm，煤風(fēng)和中心風(fēng)間隙在0。使用該燃燒器時燒成帶0～15m窯皮為狼牙形，6～11m窯皮略厚(350mm左右)。

　　因使用低揮發(fā)分煤，在兩種燃燒器的調(diào)整方面傾向于小間隙高風(fēng)速的調(diào)整思路，導(dǎo)致火焰的熱力分布不合理，火力過于集中，使窯皮分布異常。

　　1.2  采取措施
　　1)在2009年4月份大修期間，更換了煙室斜坡澆注料，盡最使C5下料管和煙室斜坡在一個斜面上，同時分解爐下縮口直徑由原來的Φ1 500mm打大到Φl 600mm，減少煙室二次揚塵，保證窯內(nèi)通風(fēng)。

　　2)配料方案調(diào)整為：KH=0.9l±0.02，n=2.7±0.1，P=1.5±0.1，改善物料易燒性，避免強制煅燒。

　　3)燃燒器的調(diào)整

　?、偈褂肈uoflex燃燒器時，燃燒器冷態(tài)攏焰罩長調(diào)整為35～40mm，正常生產(chǎn)期間熱態(tài)攏焰罩長調(diào)整為60～65mm；凈風(fēng)機轉(zhuǎn)速增大到1250 r/min，避免火焰過早擴散，同時降低火焰的峰值溫度，為保證相同風(fēng)速的情況下加大凈風(fēng)機轉(zhuǎn)速，提高了燃燒器的推力，保證了煤粉的完全燃燒。

　?、谑褂肨CB-4-K燃燒器時，燃燒器外風(fēng)間隙調(diào)整到+10～+15mm，內(nèi)風(fēng)間隙調(diào)整到0位，其他間隙不動，凈風(fēng)機轉(zhuǎn)速由1150 r/min增至1250r/min，保持原有各風(fēng)道壓力，通過增加直流風(fēng)的風(fēng)量保證火焰活潑有力，避免旋流風(fēng)穿透外風(fēng)形成狼牙形窯皮。

　　通過采取以上幾點措施，該廠從2009年4月份大修以來，燒成帶窯皮平整，0～14m窯皮厚150mm左右，l4～18m窯皮厚100mm左右，一檔前后筒體溫度保持在320℃左右，燒成帶筒體未出現(xiàn)高溫，窯皮分布穩(wěn)定合理，為回轉(zhuǎn)窯長期穩(wěn)定生產(chǎn)創(chuàng)造了條件。

　　2  燒成帶尾部厚窯皮
　　B廠為天津水泥工業(yè)設(shè)計研究院設(shè)計的1200t/d燒煙煤生產(chǎn)線，回轉(zhuǎn)窯規(guī)格為Φ3.2m×50m，預(yù)熱器為高原型低壓損預(yù)熱器，分解爐規(guī)格為Φ4500mm，年平均日產(chǎn)量≥1500t/d。2003～2005年期間，燒成帶12～16m容易長厚窯皮，15～16m窯皮厚800～1000mm左右，燒成帶窯皮為倒喇叭形狀，處理難度極大，嚴重時運轉(zhuǎn)7d就被迫停窯人工處理窯皮。2004年曾通過加強原燃材料管理、工藝管理和提高操作水平，使燒成帶倒喇叭形窯皮有所減少，窯日產(chǎn)量提高至1150～1250t/d，但進一步提產(chǎn)窯況就會惡化無法正常生產(chǎn)。

　　2.1 原因分析
　　1)安裝過程中C5下料管和煙室沒有嚴格按照圖紙施工，下料管斜度偏小，與煙室連接的交界處位置較高，C5下料管位置高于煙室斜坡近500mm，導(dǎo)致C5入窯物料為懸空狀態(tài)，有一部分物料被窯內(nèi)的風(fēng)揚起，煙室粉塵濃度高，阻力大，影響窯內(nèi)通風(fēng)。

　　2)采用石灰石、頁巖、鐵礦石和砂巖配料，進廠石灰石Mg0含量和頁巖成分變化較大，生料配料無法穩(wěn)定，入窯物料化學(xué)成分波動大，窯內(nèi)熱工制度不穩(wěn)定，窯況容易惡化。

　　3)選用陶瓷廠篩下的煤，因供煤量不能保證，有多家供應(yīng)，最多時二十多家供煤，煤質(zhì)較雜，無法配料。后來選用神木煤，其內(nèi)在水分含量高(5%左右)，烘干困難，影響火焰溫度和頭煤燃燒。

　　4)凈風(fēng)羅茨風(fēng)機的風(fēng)壓偏低，不能滿足燃燒器用風(fēng)要求。

　　5)窯產(chǎn)量提高或窯況變化時沒有及時調(diào)整窯爐用風(fēng)，導(dǎo)致用風(fēng)不合理。

　　6)建廠時燃燒器火焰形狀不理想，熱力強度不夠，2005年改用天津博納TJB-K-3型燃燒器。燃燒器位置在第一象限，窯中心偏上30-40mm左右，偏料0-30mm，外風(fēng)間隙0～+10mm，內(nèi)風(fēng)、煤風(fēng)和中心風(fēng)間隙在0位，外風(fēng)閥門開度100%，內(nèi)風(fēng)閥門開度50%～l00%，中心風(fēng)閥門開度30%～40%，壓力8～10kPa，燃燒器調(diào)整不合理，火焰過短且過于集中。

　　2.2 采取措施
　　1)更換煙室斜坡澆注料，使C5下料管和煙室斜坡在一個斜面上。分解爐下縮口直徑由原來的Φ1150mm擴大到Φ1 180mm，降低煙室粉塵濃度，確保窯內(nèi)通風(fēng)。

　　2)加強對石灰石MgO含量及頁巖成分的控制，發(fā)現(xiàn)變化及時調(diào)整生料指標，確保配料方案的實現(xiàn)。

　　3)改造煤磨，增加磨內(nèi)通風(fēng)，出磨溫度由原來的75℃提高到85℃，盡量降低煤粉水分。

　　4)改造凈風(fēng)羅茨風(fēng)機，將原來的22kW電動機換為30kW電動機，將皮帶傳動改為直接傳動，滿足燃燒器用風(fēng)，保證燃燒器凈風(fēng)風(fēng)壓在35kPa以上。

　　5)燃燒器的調(diào)整
　　①將燃燒器小車前點的吊裝處改造成上下左右都可以調(diào)整，使燃燒器向上傾斜3.0%～4.0%，燃燒器和窯基本平行，以提高火焰尾部的高度，預(yù)防燒成帶尾部生成厚窯皮，同時避免煤灰集中沉降導(dǎo)致窯內(nèi)結(jié)圈。根據(jù)燒成帶高溫段窯皮情況靈活調(diào)整火焰高溫段在窯內(nèi)的位置。燃燒器位置根據(jù)筒體溫度調(diào)整為偏上20～50mm，左右位置偏料20mm左右，也可放在中心位置，原則上要求其與窯中心行平行。

　?、谡{(diào)整燃燒器各風(fēng)道的間隙，適當(dāng)增加火焰長度特別是火焰高溫段的長度。外風(fēng)間隙調(diào)整為-5～-10mm，內(nèi)風(fēng)閥門開度調(diào)整為40%～50%，中心風(fēng)閥門開度調(diào)整為60%～80%，壓力調(diào)整為12～16kPa。

　　6)窯內(nèi)通風(fēng)較小，熱力分布不合理，因此要根據(jù)三次風(fēng)負壓、煙室負壓和分解爐出口負壓的變化，及時調(diào)整三次風(fēng)閥，保證窯內(nèi)用風(fēng)。

　　7)改造窯主減速器，更換一對快速齒輪，窯速由原來的最高3．98r／min提高到4．5r／min，降低窯內(nèi)填充率，保證薄料快轉(zhuǎn)。

　　通過采取以上幾點措施，該廠2006年日產(chǎn)量達到1500t/d，至今沒再出現(xiàn)倒喇叭形窯皮，燒成帶窯皮平整，厚度100～150mm左右，長度18-22m左右，耐火磚壽命12個月以上。2007年初利用換篦板的機會采用法國圣達瀚技術(shù)對篦冷機進行改造，改造后三次風(fēng)溫度由原來的(800±50)℃提高到了(900±50)℃，窯產(chǎn)量進一步提高，穩(wěn)定在1600-1650t/d。

　　3 過渡帶結(jié)圈
　　3.1 原因分析
　　1)原料中R₂0和Mg0含量高，物料易燒性好，原煤中的硫含量高或煤灰中的鐵含量過高，配料方案不合適。

　　2)投料時升溫時間長、投料速度慢和提窯速慢。

　　3)低溫長焰煅燒，窯內(nèi)還原氣氛較濃。

　　4)硫堿比不合適，窯內(nèi)溫度控制偏低，有害成分在窯內(nèi)富集。

　　5)生料磨長時間停磨，窯系統(tǒng)的回灰在均化庫內(nèi)富集。

　　6)工藝管理、機電設(shè)備管理和原燃材料管理不到位，窯頻繁開停，窯內(nèi)熱工制度不穩(wěn)定。

　　3.2 采取措施
　　1)原料中R₂0含量高，可以在配料中加入一定量的石膏或采用高硫煤來緩解堿的危害，控制熟料的硫堿比在0.6～1.0之間；1500t/d以下的窯要控制液相量在22%～24%，2 500t/d以上的窯控制液相量在24%～26k；操作過程中要注意煙室溫度不能過低(>980℃)，避免有害成分在窯內(nèi)富集；及時清理預(yù)熱器和窯內(nèi)40m后的結(jié)皮。

　　2)石灰石中MgO含量高，配料時要注意適當(dāng)減少Fe₂O₃含量，避免液相黏度過小結(jié)圈。

　　3)控制煤中硫含量和煤灰中Fe₂O₃含量。

　　4)盡量縮短點火升溫時間，保持較高窯速投料。

　　5)原料的有害成分高時生料磨停磨要控制在4h以內(nèi)，避免窯系統(tǒng)回灰對窯造成影響。

　　6)過渡帶結(jié)圈的處理
　　①在保證窯頭溫度和熟料安定性的前提下迅速調(diào)整配料，提高KH和P。

　?、诒ＷC窯內(nèi)氧化氣氛、頭煤的完全燃燒和窯內(nèi)溫度。一旦形成大球，燃燒器可以推到窯內(nèi)400～600mm，適當(dāng)抬高其頭部，確保燒成帶的溫度和長度，根據(jù)窯內(nèi)的通風(fēng)情況和窯頭喂煤量適當(dāng)降低產(chǎn)量，調(diào)整配料方案。

　　⑧在結(jié)圈嚴重導(dǎo)致窯尾倒料，火焰進不去無法生產(chǎn)時，可以止料急冷3-4h后重新投料。

　　4  結(jié)束語
　　窯內(nèi)用風(fēng)可以改變窯內(nèi)的熱力分布，控制窯皮的分布，在超設(shè)計產(chǎn)量運行時要優(yōu)先考慮窯內(nèi)用風(fēng)，同時注意一次風(fēng)和二次風(fēng)的合理匹配。燃燒器在回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)的工藝管理中非常關(guān)鍵，高產(chǎn)量運行時燃燒器位置可以根據(jù)窯皮情況放在第一或第二象限，以保證火焰順暢，并有利于頭煤的完全燃燒和窯產(chǎn)量的提高。

　　原燃材料的嚴格控制和機電設(shè)備的穩(wěn)定運行是窯內(nèi)窯皮穩(wěn)定合理分布、窯長期穩(wěn)定運行的前提，只有先進的管理才能降低成本，實現(xiàn)效益最大化。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　來源：水泥雜志