提高立筒预热器窑产质量的技术措施

　　我集团公司Ｆ·Ｊ厂Φ２．５ｍ×４２ｍ强化型立筒预热器窑１９９７年投产初期，熟料产量仅为４．５ｔ／ｈ，标号为 ^＃５２５。后针对存在的问题采取了一系列技术措施，目前，该窑的产量已能稳定在 ７．０ ｔ／ｈ～７．５ ｔ／ｈ，熟料标号可达到^＃６００。现就这一方面情况作一介绍，供参考。 

１　配料 

１．１　采用硅、铝质校正料配料 
　　Ｆ·Ｊ厂立筒预热器窑投产初期，采用石灰石、页岩和铁粉配料，后改用石灰石、粘土和铁矿石配料。由于工厂石灰石矿山为低钙高镁石灰石(ＣａＯ：４７％～４８％，ＭｇＯ：３％～４％)，页岩或粘土中SiO_２含量为57％～60％， Al_２O_３含量12％～13％，导致投产初期配料方案为高饱和比、低硅酸率、低铝氧率.为了弥补粘土中的硅、铝之不足,1998年分别采用地产粉砂岩和铝钒土作硅质和铝质校正料，以提高熟料中的SiO_２和Al_２O_３含量。两种配料方案的生、熟料化学成分见表１，熟料物理性能见表２。 
　　从表１、表２可知，方案Ⅱ由于熟料的硅酸率、铝氧率相对提高，硅酸盐矿物(Ｃ_３Ｓ、
Ｃ_２Ｓ)总重及Ｃ_３Ａ含量增加明显。此外原粘土中碱含量(Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏ)约为 ２．８％，而粉砂岩碱含量约为２．０％，因此，方案Ⅱ熟料早期强度、后期强度明显提高。 　　
　　两种配料方案易烧性分析结果见表３。 表３，两种配料方案易烧性比较．
　　从表３可知，方案Ⅱ生料易烧性优于方案Ⅰ。实践表明，在更改配料方案后，由于物料易烧性的改善，窑速可提高０．５ｒ／ｍｉｎ，下料量可达１１．５ｔ／ｈ～１２．５ｔ／ｈ，熟料产量为７ｔ／ｈ～7.5ｔ／ｈ，熟料煤耗为１７１．５ｋｇ／ｔ较原来下降近40ｋｇ，节煤幅度约为１８％。 
１．２　添加晶种配料 
　　为了降低煤耗，提高窑的产质量，降低ｆ－ＣａＯ含量，Ｆ·Ｊ厂曾于1997年7月～8月在生料(方案Ⅰ)中添加了３％～４％的熟料晶种。添加晶种后，最突出的是可节煤15％，熟料中ｆ－CaO约降低0.7％，窑产量可增加0.5t/h，熟料28ｄ抗压强度可提高５MPa～７MPa。表４、表５分别是添加晶种生料、熟料的化学分析结果及物检结果。 
　　从表４、表５可知，采用相同生产原料，基本相近的配料方案时，采用晶种煅烧技术，可有利于熟料产质量的提高。 

２　烧成 
２．１　改造煤粉燃烧器
　　 Ｆ·Ｊ厂Φ２．５ｍ×４２ｍ窑原喷煤管口径为１４０ｍｍ，直通式。实践表明，该喷煤管火焰形状不稳定，黑火头长，白火头短，火焰常呈笤帚头状，已挂好的窑皮经常被刷成凹形，致使窑皮不平整，影响窑的安全运转。后将其口径改成158ｍｍ，并改直通式为拔哨式，拔哨角度为５°～６°，平头长度为４５ｍｍ。 
　　改造后的喷煤管火焰形状顺畅，易于调整，正常状态成毛笔状，窑作业时火焰不刷窑皮。这一改造为稳定窑的热工制度创造了有利的条件。 
２．２　挂好窑皮 
　　回转窑挂好窑皮受两个方面的因素影响：一是要求物料成分合适，尤其熔剂性矿物含量要适当。当熟料中Ｃ_３Ａ＋Ｃ_４ＡＦ含量为２０％～２２％时（其中Ｃ_４ＡＦ的含量为１４％～15％左右），Ｆ·Ｊ厂Φ2.5ｍ×42ｍ回转窑窑皮易于挂好。开窑初期，有一段时间C_３A＋C_４AF＝１８％～２０％，由于液相较少致使窑皮不太好挂。二是精心操作，尤其是第一次挂窑皮时，必须计算好物料从窑尾到烧成带的时间。根据吉布斯公式：Ｔ＝11.4L/NDS，Ｌ--窑长，ｍ;Ｎ--窑速，ｒ／ｍｉｎ;Ｄ--窑内径，ｍ；Ｓ--窑斜度，％；Ｔ--移动时间，ｍｉｎ。 Ｆ·Ｊ 厂Φ２．５ｍ×４２ｍ窑物料到达烧成带的时间约为９０ｍｉｎ。点火后，火焰温度不能过高，以免损伤火砖，待物料临近烧成带时，此时加大风煤，提高窑前温度，使火砖表面烧得微发融，但不能烧流，物料通过时就可以与火砖表面发生化学反应 ， 生成一层坚固的窑皮。挂窑皮时初始下料量不应太多 ， 约为 ４ｔ／ｈ～５ｔ／ｈ，待窑皮挂上后，逐渐加大喂料量。挂窑皮时窑电机转数为２５０ｒ／ｍｉｎ，随着喂料量的增加，窑速慢慢加快。升温７２ｈ左右，恢复到正常的下料量和窑速。此间，要求一、二次风及加煤量很好配合，使风、煤、料和窑速四者协调统一，处于平衡状态。如果操作不细心，物料过多，会降低窑温，使火砖表面受热不够，物料中液相产生不足，此时，窑皮不可能挂牢，容易脱落。在操作时，还须掌握好喷煤管往里推的深度和向外拉的时间及拉出的距离。 
　　根据Ｆ·Ｊ厂的经验，就该种窑型而言，挂窑皮时，生料ＫＨ一般稍偏高，比正常时高０．０２～０．０３左右，达到１．０６０～１．０９０，这样才能保证物料不致于过粘，而使窑皮挂得均匀，熟料结粒细小均齐。这样也便于保护窑皮。该窑窑皮厚度一般在１５０ｍｍ左右。 
２．３　提高立筒预热器中生料的碳酸钙分解率 
　　Φ２．５ｍ×４２ｍ回转窑窑尾带有切线进风强化型的立筒预热器，设计入窑生料碳酸钙表观分解率为２５％～３０％，预热器内，气体温度越高，则生料的分解率越高。 　　
　　Ｆ·Ｊ厂生产测定结果表明，当立筒中部温度为７８０℃(尾温为８８０℃)时，分解率为２６％；当立筒中部温度为７００℃(尾温为８００℃)时，分解率降为１６％。在窑正常作业时，尾温实际控制温度为８８０℃±２０℃为宜。若尾温超过９００℃，预热器容易堵塞，于窑产质量均不利。实践证明，当生料表观分解率在25％左右时，窑的产量可以达到7.5t/h。 
２．４　防结堵措施 
　　防结皮、堵塞是立筒预热器窑实现优质高产低耗的一个重要环节。我们采用的具体措施有：
　　（１）从原料抓起，严格控制粘土中Ｗ(Ｒ_２Ｏ)＜３％，石灰石中Ｗ(Ｒ_２Ｏ)＜１％，煤的全硫量要求＜1.5％。以保证生料中Ｗ(R_２O)＜1.0％，Ｗ(SO_３)＜1.0％，Ｎ(SO_３)／Ｎ(R_２O)＜１．０％。 
　　（２）尾温控制＜９００℃。超过９００℃，切线部位、立筒下部均容易产生结皮，堵塞。
　　（３）减轻碱循环，适时放出一部分回灰，非常必要，在回灰量＜５％时，减轻碱循环后，结堵自然会减轻。 
　　（４）定时清堵。对易堵部位，如切线管道、立筒下部每８ｈ用压缩空气清理１次，必要时用空气炮清堵。这样，基本上可保证窑的正常作业。 
　　Ｆ·Ｊ厂Φ２．５ｍ×４２ｍ立筒预热器回转窑正常作业时，窑的操作参数见表６。与同类型窑的技经比较见表７。 分析表７，Ｌ·Ｌ厂因在窑尾加了一把火，故熟料产质量均较高，但其熟料热耗也较高，而Ｆ·Ｊ厂Φ２．５ｍ×４２ｍ立筒预热器窑，由于采取了上述系列措施，其熟料热耗较低，熟料质量较好。 

３　结语 　　

　　（１）改善生料的易烧性，采用"一高两中"方案，可以使Φ２．５ｍ×４２ｍ立筒预热器回转窑产量达到７ｔ／ｈ～７．５ｔ／ｈ，熟料标号在６００号以上，熟料实物煤耗为１７１．５ｋｇ／ｔ烟煤发热量平均为２６３７７ｋＪ／ｋｇ，折成热耗为４５２２ｋＪ／ｋｇ。 
　　（２）采用添加晶种技术，可以节煤15％左右从原来煤耗210ｋｇ／ｔ下降为180ｋｇ／ｔ。增产约２２％～３３％。熟料标号可提高６０号以上。 
　　（３）挂好窑皮，防止结皮堵塞，生料的表观分解率达到２５％，窑内火焰顺畅，操作时能达到风、煤、料、窑速的协调统一，做到"四平衡"，回转窑的产、质量即可以得到提高，煤耗亦可降低。  

参考文献 
（１）三木等．水泥生产新技术．北京：中国建材工业出版社，１９９６（１４４～１４８）