新型干法窯結(jié)蛋的原因及對策

　　原因分析  

　　對結(jié)蛋熟料進行了化學(xué)及巖相分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，結(jié)蛋熟料的燒失量較高，所取4個樣品中，燒失量最高達7.64％，最低為3.58％；對該熟料巖相分析，發(fā)現(xiàn)結(jié)蛋熟料中C_３S礦物較少，基本上全是C₂S礦物；fCaO也較高，約在5％～6％。  
從理論上分析，在水泥生料未出現(xiàn)液相之前，C_３S不會大量生成。到達最低共熔溫度（硅酸鹽水泥熟料在通常煅燒制度下約為1250℃）后，開始出現(xiàn)液相。在高溫液相中，C₂S和fCaO都逐步溶解于液相中，以Ca2+離子擴散與硅酸鈣離子、C₂S反應(yīng)，形成硅酸鹽水泥的主要礦物C_３S。其反應(yīng)式如下：Ｃ２Ｓ＋ＣａＯ→Ｃ３Ｓ，隨著溫度的升高和時間的延長，C_３S的晶核不斷形成，小晶體不斷長大，發(fā)育成良好的阿利特晶體。  

　　由以上化學(xué)、巖相分析結(jié)果，結(jié)合熟料C_３S的形成分析，我們可以判斷，熟料大蛋在燒成帶之前已經(jīng)形成。依據(jù)物料成球理論，這時熟料結(jié)蛋就有兩個必備條件：一是窯尾、窯中出現(xiàn)低溫液相且過渡帶液相量較高；二是在窯尾、窯中要有蛋核產(chǎn)生。  

１． 低溫液相的出現(xiàn)及液相量偏高  

１．１原、燃材料中有害成分偏高  

　　我們對結(jié)蛋熟料進行了有害成分分析：取結(jié)蛋熟料樣品兩個，同時取正常樣品一個，編號為Ｉ、ＩＩ、ＩＩＩ，分別進行了Ｋ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、ＳＯ３及Ｃｌ－的檢測，。通過數(shù)據(jù)可以看出，結(jié)蛋熟料中Ｋ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、ＳＯ３及Ｃｌ－含量，特別是Ｋ２Ｏ和Ｃｌ－含量比正常熟料要高出許多。其有害成分的來源主要為原料和燃料，原燃材料中的有害成分在高溫下?lián)]發(fā)，并隨窯氣流向窯尾移動。在物料向窯頭運動的過程中隨著窯內(nèi)溫度與氣氛的變化，有害成分在窯系統(tǒng)中不斷富集，使生料在低溫下形成低共熔物質(zhì)并隨溫度逐漸升高而形成低溫液相。

　　１．２ 窯內(nèi)還原氣氛嚴重，進入９月份以來，窯系統(tǒng)內(nèi)部還原氣氛嚴重，熟料黃心料較多。經(jīng)過分析，主要有以下幾個方面的原因：  

　?。ǎ保┮蛏暇瘞斓脑?，導(dǎo)致入窯生料稱重倉倉重不穩(wěn)定，致使入窯生料喂料波動較大，最大波動在３０ｔ／ｈ。由于中控操作員在喂煤上存在著與喂料波動的滯后性，使分解爐、末級下料管及窯尾煙室溫度偏高，導(dǎo)致上述部位結(jié)皮嚴重，影響了窯內(nèi)的通風(fēng)。  

　?。ǎ玻楸ＷC熟料的煅燒，中控操作員往往采用猛加頭煤，頂火逼燒的處理方法，嚴重時甚至出現(xiàn)了頭尾煤的倒掛，這樣煤粉的燃燒不完全，造成后燃燒現(xiàn)象的出現(xiàn)，使窯皮過厚過長，更加重了窯內(nèi)還原性氣氛。  

　　（３）由于入窯生料ＫＨ值過低，鐵、鋁含量增高，煤粉中的灰分增加，操作參數(shù)不合理等諸多因素的出現(xiàn)，導(dǎo)致窯系統(tǒng)結(jié)后圈嚴重。  

　　（４）為加強熟料的鍛燒，中控操作員采取降窯速的處理方法，使窯速長時間維持在２．８～３．０ｒ／ｍｉｎ，窯內(nèi)物料的填充率過大，也影響了窯內(nèi)的通風(fēng)，增大了窯內(nèi)的還原氣氛。  

　　在這種高還原氣氛的作用下，多種共熔物中的部分Ｆｅ２Ｏ３轉(zhuǎn)變?yōu)椋疲澹?，進一步降低了共熔礦物的軟化溫度而提早出現(xiàn)液相。  

　?。保?nbsp;進廠煤的質(zhì)量較差且波動較大 由于煤炭供應(yīng)緊張，造成了進廠煤的質(zhì)量較差，煤灰分較高且波動較大，入窯煤粉的灰分在１８％～２７％之間波動，灰分最高達到了３０％以上。這樣物料在煅燒中煤灰的摻入量較高，同時由于煤均化不好，煤灰的波動較大，造成生料率值的調(diào)整與煤灰的變化存在滯后性，造成部分時段的熟料ＫＨ值偏低，降低了物料的熔融溫度，過早出現(xiàn)液相。  

　?。保?nbsp;熟料中ＭｇＯ的含量偏高  

　　在熟料煅燒時，ＭｇＯ有一部分與熟料礦物結(jié)合成固熔體并熔于玻璃相中，故熟料中含有少量的ＭｇＯ，能降低熟料的燒成溫度，增加液相的數(shù)量。９月份以來，受石灰石礦山開采及供應(yīng)量的影響，我公司石灰石中ＭｇＯ的含量較以前偏高近１．０％，從而增加了熟料中的液相量。  

　?。保凳炝希耍燃埃樱椭悼刂破瓦M入９月份以來，我公司熟料率值一直偏低控制，其中ＫＨ值按０．９０±０．０２下限控制，ＳＭ值按２．６０±０．１控制，這樣導(dǎo)致了熟料化學(xué)成分中鋁、鐵含量的增加。由液相量計算公式Ｌ＝３．０Ａ＋２．２５Ｆ＋Ｍ＋Ｒ可以看出，熟料ＫＨ值及ＳＭ值降低，必然增加熟料煅燒過程中的液相量。同時熟料硅酸率偏低，也容易導(dǎo)致結(jié)粒偏大。

　　２ 結(jié)蛋熟料蛋核的形成

　?。玻狈纸鉅t、煙室結(jié)皮及后窯皮的脫落  

　　如上述分析，原燃材料中有害成分的增加以及喂料量、喂煤量的不穩(wěn)定等因素會增加分解爐及煙室的結(jié)皮，長后窯皮。隨著溫度的變化以及一些人為的清堵等原因，會導(dǎo)致結(jié)皮及窯皮的脫落，這些脫落的結(jié)皮及窯皮進入窯內(nèi)，形成蛋核。  

　?。玻?nbsp;窯內(nèi)結(jié)后圈  

　　由于窯內(nèi)結(jié)圈嚴重，物料在入窯后受到了阻擋，大量物料積聚于結(jié)圈附近，在窯旋轉(zhuǎn)筒體的帶動下，物料在結(jié)圈處形成翻滾，再加上低溫液相的出現(xiàn)，極易造成生料結(jié)球，形成蛋核。  

　　２．３入窯生料喂料不均  

　　由于我公司入窯生料喂料系統(tǒng)的波動較大，易導(dǎo)致大股低分解率的生料竄入窯內(nèi)，在低溫液相出現(xiàn)的情況下，隨著物料的翻騰，易結(jié)大球，形成蛋核。  

　　２解決措施  

　?。ǎ保﹪栏窨刂七M廠原、燃材料質(zhì)量，加強預(yù)均化  
 針對上述分析，加強了進廠原、燃材料的質(zhì)量管理，制定了嚴格的原、燃材料質(zhì)量標準及驗收規(guī)定，特別是對原、燃材料的有害成分進行了嚴格的限制：規(guī)定進廠原煤的全硫不大于０．８％，煤灰分控制在２０％以內(nèi)，揮發(fā)分大于２８％；嚴格控制原材料的堿含量及氯離子的含量，確保入窯生料堿含量控制在０．４０％以下，氯離子含量嚴格控制在０．０１５％以內(nèi)；嚴格控制進廠石灰石中氧化鎂的含量，確保進廠石灰石氧化鎂控制在２．０％以內(nèi)；加強了原燃材料的預(yù)均化，確保了原燃材料的質(zhì)量穩(wěn)定。

　　（２）統(tǒng)一認識，優(yōu)化操作，穩(wěn)定入窯生料的喂料，減少結(jié)皮、結(jié)圈現(xiàn)象的發(fā)生，降低窯內(nèi)還原氣氛。  
　?。後槍χ锌夭僮鲉T操作手法不一致的問題，統(tǒng)一了各班操作員的操作思路，統(tǒng)一行動，穩(wěn)定窯系統(tǒng)熱工制度；   
 　　ｂ通過對生料均化庫下料裝置進行檢修，穩(wěn)定了稱重倉的倉重，減小了入窯生料的波動，由過去的３０ｔ／ｈ降低到３～４ｔ／ｈ；  
　?。銓Σ僮鲄?shù)進行了優(yōu)化。加強篦冷機操作，提高二、三次風(fēng)溫，降低頭煤比例，減少還原氣氛；強化分解爐煤料的混合，穩(wěn)定出爐溫度，穩(wěn)定入窯生料的分解率。  
　　ｄ降低煤粉的細度及水分指標，分別由小于１２％、小于２％調(diào)整為小于６％和小于１％；改進噴煤系統(tǒng)，加速風(fēng)、煤的混合，保證煤粉的完全燃燒；控制一定的火焰長度，保持燒成帶有足夠的火力，加速煤粉的燃燒，并保持穩(wěn)定，確保物料預(yù)燒好。以上措施的實施，減少了結(jié)皮、結(jié)圈現(xiàn)象的發(fā)生，提高了窯內(nèi)的通風(fēng)，降低了還原氣氛。  

　?。ǎ常┻m當提高了熟料配料方案中的ＫＨ及ＳＭ值，減少液相粘度和總量，防止液相的過早出現(xiàn)。根據(jù)窯系統(tǒng)的實際狀況，將ＫＨ值由０．９０±０．０２下限控制提高到０．９１±０．０２，ＳＭ值由２．６０±０．１提高到２．８５±０．１，液相量由原來的２６．１％降低到２４．３％，同時隨著ＫＨ及ＳＭ值的提高，也有效預(yù)防了液相量的提早出現(xiàn)。  

　?。ǎ矗┨岣哌M廠原煤取樣的代表性，對均化庫原煤質(zhì)量做好預(yù)測，根據(jù)入窯煤粉的質(zhì)量情況，及時調(diào)整入窯生料的率值指標，優(yōu)化煤、料的配合，減少生料率值的調(diào)整與煤灰的變化之間的滯后性。  

　　（５）適當提高了窯速，由原來的２．８～３．０ｒ／ｍｉｎ提高到３．５～３．７ｒ／ｍｉｎ ,降低了熟料結(jié)粒較大的幾率，同時也強化了物料的煅燒。  

　?。?nbsp;取得的效果  

　　通過以上措施近兩個多月的實施，窯內(nèi)結(jié)蛋的狀況得到了極大的改善，自１０月份以后，沒有出現(xiàn)過窯內(nèi)結(jié)蛋的現(xiàn)象，熟料的產(chǎn)質(zhì)量也恢復(fù)到９月份之前的正常水平，提高了公司的效益和質(zhì)量信譽，取得了良好的效果。