新型干法窯結(jié)蛋的原因及對(duì)策

　　原因分析  

　　對(duì)結(jié)蛋熟料進(jìn)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(gè)樣品中，燒失量最高達(dá)7.64％，最低為3.58％；對(duì)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(huì)大量生成。到達(dá)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(kāi)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(kuò)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(shí)間的延長(zhǎng)，C_３S的晶核不斷形成，小晶體不斷長(zhǎng)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(shí)熟料結(jié)蛋就有兩個(gè)必備條件：一是窯尾、窯中出現(xiàn)低溫液相且過(guò)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(duì)結(jié)蛋熟料進(jìn)行了有害成分分析：取結(jié)蛋熟料樣品兩個(gè)，同時(shí)取正常樣品一個(gè)，編號(hào)為Ｉ、ＩＩ、ＩＩＩ，分別進(jìn)行了Ｋ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、ＳＯ３及Ｃｌ－的檢測(cè)，。通過(guò)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(lái)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(dòng)。在物料向窯頭運(yùn)動(dòng)的過(guò)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。

　?。保?nbsp;窯內(nèi)還原氣氛嚴(yán)重，進(jìn)入９月份以來(lái)，窯系統(tǒng)內(nèi)部還原氣氛嚴(yán)重，熟料黃心料較多。經(jīng)過(guò)分析，主要有以下幾個(gè)方面的原因：  

　?。ǎ保┮蛏暇瘞?kù)的原因，導(dǎo)致入窯生料稱(chēng)重倉(cāng)倉(cāng)重不穩(wěn)定，致使入窯生料喂料波動(dòng)較大，最大波動(dòng)在３０ｔ／ｈ。由于中控操作員在喂煤上存在著與喂料波動(dòng)的滯后性，使分解爐、末級(jí)下料管及窯尾煙室溫度偏高，導(dǎo)致上述部位結(jié)皮嚴(yán)重，影響了窯內(nèi)的通風(fēng)。  

　　（２）為保證熟料的煅燒，中控操作員往往采用猛加頭煤，頂火逼燒的處理方法，嚴(yán)重時(shí)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(guò)厚過(guò)長(zhǎng)，更加重了窯內(nèi)還原性氣氛。  

　?。ǎ常┯捎谌敫G生料ＫＨ值過(guò)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(yán)重。  

　?。ǎ矗榧訌?qiáng)熟料的鍛燒，中控操作員采取降窯速的處理方法，使窯速長(zhǎng)時(shí)間維持在２．８～３．０ｒ／ｍｉｎ，窯內(nèi)物料的填充率過(guò)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)椋疲澹希M(jìn)一步降低了共熔礦物的軟化溫度而提早出現(xiàn)液相。  

　　１．３ 進(jìn)廠(chǎng)煤的質(zhì)量較差且波動(dòng)較大 由于煤炭供應(yīng)緊張，造成了進(jìn)廠(chǎng)煤的質(zhì)量較差，煤灰分較高且波動(dòng)較大，入窯煤粉的灰分在１８％～２７％之間波動(dòng)，灰分最高達(dá)到了３０％以上。這樣物料在煅燒中煤灰的摻入量較高，同時(shí)由于煤均化不好，煤灰的波動(dòng)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(shí)段的熟料ＫＨ值偏低，降低了物料的熔融溫度，過(guò)早出現(xiàn)液相。  

　　１．４ 熟料中ＭｇＯ的含量偏高  

　　在熟料煅燒時(shí)，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(lái)，受石灰石礦山開(kāi)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。  

　　１．５熟料ＫＨ及ＳＭ值控制偏低進(jìn)入９月份以來(lái)，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(jì)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(guò)程中的液相量。同時(shí)熟料硅酸率偏低，也容易導(dǎo)致結(jié)粒偏大。

　?。?nbsp;結(jié)蛋熟料蛋核的形成

　　２．１分解爐、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(huì)增加分解爐及煙室的結(jié)皮，長(zhǎng)后窯皮。隨著溫度的變化以及一些人為的清堵等原因，會(huì)導(dǎo)致結(jié)皮及窯皮的脫落，這些脫落的結(jié)皮及窯皮進(jìn)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(yán)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(dòng)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。  

　?。玻橙敫G生料喂料不均  

　　由于我公司入窯生料喂料系統(tǒng)的波動(dòng)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。  

　?。步鉀Q措施  

　?。ǎ保﹪?yán)格控制進(jìn)廠(chǎng)原、燃材料質(zhì)量，加強(qiáng)預(yù)均化  
 針對(duì)上述分析，加強(qiáng)了進(jìn)廠(chǎng)原、燃材料的質(zhì)量管理，制定了嚴(yán)格的原、燃材料質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及驗(yàn)收規(guī)定，特別是對(duì)原、燃材料的有害成分進(jìn)行了嚴(yán)格的限制：規(guī)定進(jìn)廠(chǎng)原煤的全硫不大于０．８％，煤灰分控制在２０％以?xún)?nèi)，揮發(fā)分大于２８％；嚴(yán)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(yán)格控制在０．０１５％以?xún)?nèi)；嚴(yán)格控制進(jìn)廠(chǎng)石灰石中氧化鎂的含量，確保進(jìn)廠(chǎng)石灰石氧化鎂控制在２．０％以?xún)?nèi)；加強(qiáng)了原燃材料的預(yù)均化，確保了原燃材料的質(zhì)量穩(wěn)定。

　?。ǎ玻┙y(tǒng)一認(rèn)識(shí)，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?duì)中控操作員操作手法不一致的問(wèn)題，統(tǒng)一了各班操作員的操作思路，統(tǒng)一行動(dòng)，穩(wěn)定窯系統(tǒng)熱工制度；   
 　?。馔ㄟ^(guò)對(duì)生料均化庫(kù)下料裝置進(jìn)行檢修，穩(wěn)定了稱(chēng)重倉(cāng)的倉(cāng)重，減小了入窯生料的波動(dòng)，由過(guò)去的３０ｔ／ｈ降低到３～４ｔ／ｈ；  
　?。銓?duì)操作參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化。加強(qiáng)篦冷機(jī)操作，提高二、三次風(fēng)溫，降低頭煤比例，減少還原氣氛；強(qiáng)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。  
　?。浣档兔悍鄣募?xì)度及水分指標(biāo)，分別由小于１２％、小于２％調(diào)整為小于６％和小于１％；改進(jìn)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(zhǎng)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(shí)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(dāng)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(guò)早出現(xiàn)。根據(jù)窯系統(tǒng)的實(shí)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(lái)的２６．１％降低到２４．３％，同時(shí)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(jìn)廠(chǎng)原煤取樣的代表性，對(duì)均化庫(kù)原煤質(zhì)量做好預(yù)測(cè)，根據(jù)入窯煤粉的質(zhì)量情況，及時(shí)調(diào)整入窯生料的率值指標(biāo)，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(dāng)提高了窯速，由原來(lái)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(shí)也強(qiáng)化了物料的煅燒。  

　?。?nbsp;取得的效果  

　　通過(guò)以上措施近兩個(gè)多月的實(shí)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(méi)有出現(xiàn)過(guò)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(yù)，取得了良好的效果。