解决粘散料的措施
2007-05-21 00:00
我厂拥有一条600t/dΦ3.2m×52m五级旋风预热器窑，冷却机为Φ3.2m×36m的单筒冷却机。1996年7月投产以来现已基本达标。为了降低生产成本，降低能耗，于2000年4月开始使用粉煤灰配料，投入使用后，熟料热耗由4500kJ/kg降至3135kJ/kg。但是在生产过程中，窑经常出现“粘散料”，严重时这种现象能持续近半个月，并且28d强度偏低，仅51～54MPa，严重制约着我厂混合材的掺入量。
1 粘散料的特点
这种粘散料的特点是:升重低，fCaO低，窑内结粒困难，粒径分布粗细不均。正常时，80%以上是核桃般大小，但是多次滚动后，立刻又松散开来，形成碎粉；20%是沿窑皮下滑的粉面，前圈长得很快，窑头“飞砂”增多，烟室内结皮严重，窑筒体温度超高，对窑皮损伤很大。单筒冷却机出料粉尘大，熟料温度高，颜色乌黑，有亮点，砸开后有“黄心”，3d强度平均35MPa，7d强度平均45MPa，但后期强度增进率低，28d强度平均仅52MPa。
从岩相上观察，A矿结晶粗大，且有较多的包裹物，并有熔蚀现象，B矿呈花环状和葡萄状，显著是慢冷熟料中A矿分解的产物，后者是β-C2S转化成的γ-C2S。黑色中间相均匀分布，但数量少，白色中间相极少且不均匀分布。这期间物料的表观分解率为56%～67.1%，入窑生料和熟料的全分析分别如表1和表2所示。
2 原因分析
1)由于我厂使用4组分配料，且粉煤灰中碳含量为33%，应用基发热量8900kJ/kg，当其在预热器上升烟道和烟室中遇漏风，粉煤灰中的碳粒子开始燃烧并放出热量，使窑尾气体热焓量迅猛升高，极大地提高了窑尾温度，促使碳酸盐分解速度加快，分解率大幅度地提高。如果操作不当，将导致入窑分解率与窑的长径比不相适应，回转窑内碳酸盐的分解带缩短了，而烧成带受火焰形状限制，不可能随意拉长，结果是扩大了过渡带，物料在900～1280℃之间停留时间过长，而在这个温度下物料扩散速度很快，但又不能形成阿利特，势必造成贝利特和fCaO再结晶，形成粗大的结构，降低了物料的表面活性和晶格缺陷的活性。严重时我厂三通道喷煤管的高强度火焰使物料相对过烧，熟料中的液相由于可浸润的表面区域少，难以将物料粘结成粒，引起矿物结晶粗大，水化活性降低，强度降低。
2)配料上，n2.2偏低，P1.35偏低，液相量30%左右。这使物料的易烧性好，如果分解率过高，就必然导致物料在烧成带相对过烧，A矿在剧烈的升温过程中产生裂缝，内藏大量的包裹物开始逸出，同时A矿表面分裂物也脱离原来部分，导致物料表面粉化产生“飞砂”。同时熟料中R2O等有害物质随物料内界面增大而挥发量增大，导致有害物质循环，富集加剧，使烟室、下料管及上升烟道结皮严重。
3)熟料中MgO含量过大，达4%～4.8%，不仅降低了液相出现的温度、液相的粘度和表面张力，而且对熟料中的A矿有熔蚀作用，导致熟料早强高，而28d强度偏低。
4)熟料冷却效果差。我厂单筒冷却机内扬料板区长度仅占总长的9.6%，出冷却机熟料温度高达200℃以上，并且三通道喷煤管在正常煅烧中往往被全推进窑内，这不仅提高了窑尾温度，还影响了物料冷却效果。
3 解决办法
1)要求看火工改变操作方法，稳定窑内热工制度，提高快转率。因为影响熟料质量的烧成因素可归结为升温速率、最高烧成温度、在最高烧成温度下的停留时间和冷却速率，所以要求看火工在保证入窑物料分解率的前提下，以提高烧成温度为基础，尽可能地提高烧成速率，所以在长径比固定后，提高分解率就必须加快窑速，否则将出现“飞砂”料。具体操作如表3所示，我们把回转窑转速从原来0.8～1.2r/min提到1.8～2.2r/min，并保持此转速在80%以上，主排风机转速提到了1220～1250r/min，并加大了喂料量2.5t/d，加大风机的风量和压力，由1.0MPa提到1.3～1.4MPa，煤粉细度由原来的4%～8%改为现在的2%～6%，通过改造单筒冷却机提高了二次风温。这些措施加快了煤粉的燃烧速度，并使火焰顺畅有力，提高了烧成带的热力强度，提高烧成速率，并避免了煤粉的不完全燃烧而造成的黄心料。
2)改变了三率值，提高n为2.35～2.45，P为1.45±0.5，KH为0.88±0.01，降低了铁含量，生料Fe2O3由原来的2.4%±0.1%降为现在的2.0%±0.1%，这使得物料具有一定的耐火性，并且提高了硅酸盐矿物合量，特别是C2S含量，使得28d强度有了提高。
3)严格控制了进厂原燃料中R2O和MgO含量，保证低碱水泥生产。
4)延长了单筒冷却机扬料板区长度，并优化了单筒冷却机内部机构，使其冷却效果变得更好，并保持喷煤管位置在-5位和+10位之间。通过上述措施，使熟料温度降低到200℃以下。
5)加强了对看火工技术业务培训，树立“四班保一窑”、“稳定”压到一切的思想观念。四班都加强了对前圈的控制，保证了回转窑的快转率。
经过上述改进，我厂熟料质量有了明显提高，28d抗压强度连续3个月都在60MPa以上，如表1、表2所示。
1 粘散料的特点
这种粘散料的特点是:升重低，fCaO低，窑内结粒困难，粒径分布粗细不均。正常时，80%以上是核桃般大小，但是多次滚动后，立刻又松散开来，形成碎粉；20%是沿窑皮下滑的粉面，前圈长得很快，窑头“飞砂”增多，烟室内结皮严重，窑筒体温度超高，对窑皮损伤很大。单筒冷却机出料粉尘大，熟料温度高，颜色乌黑，有亮点，砸开后有“黄心”，3d强度平均35MPa，7d强度平均45MPa，但后期强度增进率低，28d强度平均仅52MPa。
从岩相上观察，A矿结晶粗大，且有较多的包裹物，并有熔蚀现象，B矿呈花环状和葡萄状，显著是慢冷熟料中A矿分解的产物，后者是β-C2S转化成的γ-C2S。黑色中间相均匀分布，但数量少，白色中间相极少且不均匀分布。这期间物料的表观分解率为56%～67.1%，入窑生料和熟料的全分析分别如表1和表2所示。
2 原因分析
1)由于我厂使用4组分配料，且粉煤灰中碳含量为33%，应用基发热量8900kJ/kg，当其在预热器上升烟道和烟室中遇漏风，粉煤灰中的碳粒子开始燃烧并放出热量，使窑尾气体热焓量迅猛升高，极大地提高了窑尾温度，促使碳酸盐分解速度加快，分解率大幅度地提高。如果操作不当，将导致入窑分解率与窑的长径比不相适应，回转窑内碳酸盐的分解带缩短了，而烧成带受火焰形状限制，不可能随意拉长，结果是扩大了过渡带，物料在900～1280℃之间停留时间过长，而在这个温度下物料扩散速度很快，但又不能形成阿利特，势必造成贝利特和fCaO再结晶，形成粗大的结构，降低了物料的表面活性和晶格缺陷的活性。严重时我厂三通道喷煤管的高强度火焰使物料相对过烧，熟料中的液相由于可浸润的表面区域少，难以将物料粘结成粒，引起矿物结晶粗大，水化活性降低，强度降低。
2)配料上，n2.2偏低，P1.35偏低，液相量30%左右。这使物料的易烧性好，如果分解率过高，就必然导致物料在烧成带相对过烧，A矿在剧烈的升温过程中产生裂缝，内藏大量的包裹物开始逸出，同时A矿表面分裂物也脱离原来部分，导致物料表面粉化产生“飞砂”。同时熟料中R2O等有害物质随物料内界面增大而挥发量增大，导致有害物质循环，富集加剧，使烟室、下料管及上升烟道结皮严重。
3)熟料中MgO含量过大，达4%～4.8%，不仅降低了液相出现的温度、液相的粘度和表面张力，而且对熟料中的A矿有熔蚀作用，导致熟料早强高，而28d强度偏低。
4)熟料冷却效果差。我厂单筒冷却机内扬料板区长度仅占总长的9.6%，出冷却机熟料温度高达200℃以上，并且三通道喷煤管在正常煅烧中往往被全推进窑内，这不仅提高了窑尾温度，还影响了物料冷却效果。
3 解决办法
1)要求看火工改变操作方法，稳定窑内热工制度，提高快转率。因为影响熟料质量的烧成因素可归结为升温速率、最高烧成温度、在最高烧成温度下的停留时间和冷却速率，所以要求看火工在保证入窑物料分解率的前提下，以提高烧成温度为基础，尽可能地提高烧成速率，所以在长径比固定后，提高分解率就必须加快窑速，否则将出现“飞砂”料。具体操作如表3所示，我们把回转窑转速从原来0.8～1.2r/min提到1.8～2.2r/min，并保持此转速在80%以上，主排风机转速提到了1220～1250r/min，并加大了喂料量2.5t/d，加大风机的风量和压力，由1.0MPa提到1.3～1.4MPa，煤粉细度由原来的4%～8%改为现在的2%～6%，通过改造单筒冷却机提高了二次风温。这些措施加快了煤粉的燃烧速度，并使火焰顺畅有力，提高了烧成带的热力强度，提高烧成速率，并避免了煤粉的不完全燃烧而造成的黄心料。
2)改变了三率值，提高n为2.35～2.45，P为1.45±0.5，KH为0.88±0.01，降低了铁含量，生料Fe2O3由原来的2.4%±0.1%降为现在的2.0%±0.1%，这使得物料具有一定的耐火性，并且提高了硅酸盐矿物合量，特别是C2S含量，使得28d强度有了提高。
3)严格控制了进厂原燃料中R2O和MgO含量，保证低碱水泥生产。
4)延长了单筒冷却机扬料板区长度，并优化了单筒冷却机内部机构，使其冷却效果变得更好，并保持喷煤管位置在-5位和+10位之间。通过上述措施，使熟料温度降低到200℃以下。
5)加强了对看火工技术业务培训，树立“四班保一窑”、“稳定”压到一切的思想观念。四班都加强了对前圈的控制，保证了回转窑的快转率。
经过上述改进，我厂熟料质量有了明显提高，28d抗压强度连续3个月都在60MPa以上，如表1、表2所示。
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