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              回轉窯結圈原因分析

              2020-02-24

              回轉窯結圈原因分析

               

              1、 結圈的形成

              回轉窯內形成結圈的因素很多,但液相的產生和固化是結圈的主要形成過程。而物料溫度、煤灰和料組成又是決定液相的生成和固化的主要因素。在煅燒過程中,料在1200左右出現液相,1250左右液相粘度開始變小,液相量增加,由于料層覆蓋溫度突降,加之筒體表面散熱,液相在窯壁上凝固下來,形成窯皮。窯繼續運轉,窯皮又暴露在高溫中而被熔掉下來,再次被物料覆蓋,液相又凝固下來,如此周而復始。如果粘掛上去的多,掉下來的小,窯皮就增厚,反之就變薄。在正常情況下,窯皮可保持在200mm左右的厚度。該溫度條件及區域內若熔化和固化的過程達到平衡,窯皮就不會增厚。當熔化的少固化的多,其厚度增長到一定程度,即形成圈。當物料與液相的溫差大時,在足夠液相的條件下,圈體越結越厚。

              1.1 前結圈的形成

              前結圈(又稱窯口圈),是結在回轉窯燒成帶末端部位的圈。在正常煅燒條件下,物料溫度為13501450,液相量約為24%,其粘度較大。當熟料離開燒成帶時,液相開始冷卻,進入冷卻帶的液相已基本固化。在燒成帶和冷卻帶的交界處存在著較大的溫差,窯口物料溫度高于窯皮溫度。當熟料進入冷卻帶時,帶有液相的高溫熟料覆蓋在溫度較低的末端窯皮上,就會很快粘結、越粘越厚,最后形成前結圈。在煅燒過程中,當燒成帶高溫部分溫度過于集中時,冷卻帶與燒成帶交界處出現很大的溫差,加之高溫急燒液相量增多,粘度較小,熟料進入冷卻帶時,仍有大量液相迅速冷卻在交界的附近,促進了前圈的增長。

              1.2 熟料圈的形成

              熟料圈(又稱二道圈),是結在窯內燒成帶與放熱反應帶之間的圈,也是回轉窯內危害最大的結圈。在熟料煅燒過程中,當物料溫度達到1280,其液相粘度較大,熟料圈最易形成,冷卻后比較堅固,不易除掉,在正常煅燒情況下,熟料圈體的內徑部分,往往被燒熔而掉落,保持正常的圈體內徑。如果在12501280溫度范圍內出現的液相量偏多,往往形成妨礙生產的熟料圈。熟料圈一般結在燒成帶的邊界或更遠,開始是燒成帶后邊的窯皮逐漸增長,逐漸長厚,發展到一定程度即形成熟料圈。嚴重熟料圈的窯皮長度有的甚至長出正常窯皮長度的幾倍。。

              2 、結圈的預防和處理

              2.1 結圈的預防

              前結圈和熟料圈形成的主要因素是由于物料在一定溫度和區域內產生液相,在襯料與物料間溫差大的條件下容易產生結圈。因此防止結圈的辦法在于適當地減少物料中的初期液相量,盡量減少襯料和物料間的溫差。

              (1)選擇適宜的配料方案,MgO的影響。當MgO的含量超過3%以上,則液相出現的溫度降低,并且液相量增加速度加快。揮發性組分的影響,當有硫酸鹽成分共存時,最低共熔溫度為800℃。有氯化物存在時,最低共熔溫度可接近700℃。所以在選擇配料時盡量減少上述物質。

              (2)降低煤粉細度,加強風煤混合,消除不完全燃燒。煤粉細度粗,著火速度慢,燃燒時間長,火焰的熱力分散。在二次風量不足通風不良的情況下,物料預燒不好。一次風量不足,風速、風壓減小,風煤混合不好,容易產生不完全燃燒形成還原焰。尤其使用單通道噴煤管的回轉窯,一次風中的氧很難達到火焰中心區嚴重缺氧,大量碳粒和CO不能在燒成帶燃燒,而在分解帶甚至窯尾才燃燒。同時在燒成帶產生大量CO,使物料中部分氧化鐵被還原成氧化亞鐵,而氧化亞鐵易與含硅酸鹽粉塵形成FeO?SiO2低熔點的化合物附在窯皮上,并逐漸長大加厚,形成結圈。在大于1200℃的高溫下,未完全氧化的Fe3O4就與SiO2發生反應生成液相:2Fe3O4+3SiO2+2CO生成3Fe2SiO4+2CO2   2FeO+SiO2生成Fe2SiO4 。 為此在生產中將煤粉細度控制在10%以下,同時改進單風道噴煤管煤風的噴射系統

               (3)在生產中要確定一個經濟合理的產量指標,適當快速轉窯操作,對防止回轉窯結圈是一個有利措施。結圈大都在窯產量較高時形成的,往往都是由于增加窯產量的條件超過所規定的最高抽風能力,而造成燃料不完全燃燒的緣故。當窯產量增加到一定限度之后,用煤量增加,煤灰大量沉落,窯內還原氣氛濃厚,操作上必然拉大排風,窯內氣流速度增加,火焰拉長,液相提前出現,就容易形成熟料圈。為此在生產管理上要加強原、燃料質量控制,保持喂料均勻,在加強預燒的基礎上,采取薄料快轉、長焰順燒,穩定熱工制度,提高快轉率等措施,對預防結圈十分有效。

              回轉窯結圈的因素是多方面的,只要找出結圈的主要原因,本著以防為主,以除為輔的原則,煅燒操作中只有及時發現,及時處理,方法正確,結圈問題才能真正得到解決。從而實現回轉窯的優質、高產、低耗、安全、文明生產。

               


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