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水泥回轉窯的結圈處理方法

  水泥回轉窯在運行過程中經常會出現結蛋、飛砂、雪人、結圈等故障,這些故障不僅干擾窯的運行,也影響內襯耐火材料的壽命。而要解決這些問題,就必須了解這些故障出現的機理,破壞這些故障的形成條件,以實現高產、優質、低消耗的目標。
  今天我們來說一下關于水泥回轉窯結圈的問題。水泥回轉窯的結圈分為硫堿圈、前結圈和后結圈三種。其中,最難處理的是后結圈。
  1.硫堿圈
  硫堿圈是結在分解帶的圈,圈內不僅含有大量的揮發性組分,而且含有2C2S·CaSO4、2C2S·CaCO3等特征礦物。
  硫堿圈的形成機理為大量存在的揮發性組分起粘接劑的作用。當C2S被穩定,或被轉化成為2C2S·CaSO4、2C2S·CaCO3后,就不會發生β-C2S-γ-C2S的轉變,也就沒有轉變伴隨的粉化,硫堿圈也就能夠存在。
  所以,防治硫堿圈的方法是:
 、倏刂圃剂系牧驂A含量;
 、跍p緩硫堿在窯內的富集;
 、鄄捎脽釤ㄆ茐牧驂A圈。
  2.前結圈
  前結圈是結在冷卻帶的圈。窯內物料由燒成帶進入冷卻帶時,一部分表面來不及完全凝固的熟料粘連在窯皮上而形成.若不及時處理·就會越堆越高以致發展成為前結圈。
  山西焦煤集團張工總結了一些處理前結圈的經驗:
 、佼斍敖Y圈位距下料口較遠時.大多是由于噴煤管長時間前置結的圈,處理時只要拉出噴煤管,適當提高窯前部溫就可以燒掉前結圈。
 、诋斍敖Y圈位距下料口較近時.大多是由于噴煤管長時間后置結的圈,處理時將噴煤管拉出,同時適當增加內流風和二次風量,并提高二次風溫,這樣可以提高煅燒溫度,使燒成帶前移,前結圈溫度增加。當前結圈溫度增高后,其液相黏度變得低于窯料時,經過2~3h后前結圈就會逐漸被窯料磨去。
 、廴绻捎们耙环椒坏羟敖Y圈.可適當減少喂料、喂煤和二次風量,當尾溫偏低時將噴煤管拉到最外側,并將噴嘴對準固體燒。待窯尾預燒較差的物料進入燒成帶后,即可縮短火焰將前結圈強行燒垮。
 、芴幚砬敖Y圈時,要窯勤觀察、勤處理,注意來料變化,根據煅燒情況,及時增減用煤量和調整火焰形狀,以防止損傷窯皮、跑生料或燒壞耐火材料或機電設備。
  3.后結圈
  后結圈是結在燒成帶和過渡帶交界處的圈。后結圈和窯內低熔點物質有密切的關系。和煤灰也有密切的關系。所以,后結圈也叫煤粉圈。如圖1所示是后結圈的示意。
  由圖1可知,過渡帶物料進入燒成帶時,受到窯皮的阻擋。一部分物料在窯皮前部停留一定時間后才進入窯皮帶。由于窯料溫度升高,或含有一定低熔點物質,這部分物料就可能黏附在窯皮的前部,形成圈根。后結圈形成后,其凸起部分能妨礙窯內氣體的流動,粘連窯氣中的煤粉,形成煤粉圈。如果后結圈的強度較低.后結圈長高后,其隔熱作用增強,后結圈附近的窯體溫度降低,窯體收縮對襯體產生壓力,后結圈可能被壓力破壞。如果后結圈含有大量未穩定的C2S,其溫度降低至適宜數值后,也會發生β-C2S-γ-C2S的轉變而粉化和垮落。但是,如果因種種原因后結圈沒有被破壞.就會發展成為難以處理的故障。
  后結圈和煤,特別是煤的灰分和灰分的熔點有關。根據張彥偉的研究,使用灰分流動溫度為1388℃的登封2號煤時,水泥窯就頻頻發生后結圈。如果改用流動溫度大于1500℃的晉城煤,就可以避免發生后結圈。
  如果后結圈沒有自行破壞,就會越長越高,發展到一定程度就需要進行人工處理。處理后結圈,常用熱燒冷閃法。據張高飛的經驗,燒遠圈時以冷為主,燒近圈時以熱為主。
 、佼敻G內的窯皮長而厚或有輕度圈根時,將噴煤管向外拉出,使燒成帶位置前移.降低固體的溫度,改變煤灰沉落位置,使厚長的窯皮逐漸垮落。同時調整風煤配合,加速煤粉燃燒,使高溫帶兩端低溫部分不拖長,防止圈根繼續成長。
 、诋敻G內厚長窯皮處理不當或處理不及時會導致窯皮周期性增長快,使厚窯皮發展成后結圈時,首先要確定圈的位置和厚度及圈后積料情況,然后減少喂料量,提高火焰溫度,加強預燒,逐漸加快窯速,保持窯的快轉,卸出圈后部分積料。待圈后積料減少后,將噴煤管伸入窯內,使火焰高溫區移向圈體處,此時排風不宜過大,以免火焰溫度降低。燒4~5h后,再將噴煤管拉出燒,這樣反復處理,使圈體受溫度變化而垮落。在處理后結圈時,要適當改變原料成分,減少物料中的液相量,適當改變煤的質量,采用高揮發分和低灰分的煤,以保證煤粉完全燃燒,以防止結圈的發展。
  總體來講,燒后結圈是一件具有相當難度的工作。有時圈體很牢固,燒圈時間過長就會燒壞窯皮及襯料,或在過渡帶結長厚窯皮進而在圈體后產生第二道圈。所以,處理時一定要小心,一定要在保護窯皮的前提下進行,前后兼顧,精心操作,勿使火焰過分集中,避免將窯皮及襯料燒壞,造成更大的損失。
  4.使用耐火材料減緩結圈
  為減緩結圈,除采用控制原燃料充分、提高生料易燒性、改善燃燒、采用薄料快轉操作和穩定熱工制度等措施外,還可以使用耐火材料。
  試驗證明:硫堿圈可以采用含SiC的磚或含ZrO2的磚加以緩解;后結圈可以采用方鎂石鎂鋁尖晶石磚緩解,某些窯也許還可以用硅莫磚緩解。這主要是通過選擇耐火材料降低了耐火材料和窯料的粘接強度,使黏附上去的窯料更容易脫落。但是,水泥熟料和現有的各種水泥窯用耐火材料都同屬硅酸鹽類物質。因此,采用耐火材料只能減輕,但不能完全避免窯襯和窯料粘連。


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