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回转窑结圈原因分析

2020-02-24

回转窑结圈原因分析

 

1 结圈的形成

回转窑内形成结圈的因素很多,但液相的产生和固化是结圈的主要形成过程。而物料温度、煤灰和料组成又是决定液相的生成和固化的主要因素。在煅烧过程中,料在1200左右出现液相,1250左右液相粘度开始变小,液相量增加,由于料层覆盖温度突降,加之筒体表面散热,液相在窑壁上凝固下来,形成窑皮。窑继续运转,窑皮又暴露在高温中而被熔掉下来,再次被物料覆盖,液相又凝固下来,如此周而复始。如果粘挂上去的多,掉下来的小,窑皮就增厚,反之就变薄。在正常情况下,窑皮可保持在200mm左右的厚度。该温度条件及区域内若熔化和固化的过程达到平衡,窑皮就不会增厚。当熔化的少固化的多,其厚度增长到一定程度,即形成圈。当物料与液相的温差大时,在足够液相的条件下,圈体越结越厚。

1.1 前结圈的形成

前结圈(又称窑口圈),是结在回转窑烧成带末端部位的圈。在正常煅烧条件下,物料温度为13501450,液相量约为24%,其粘度较大。当熟料离开烧成带时,液相开始冷却,进入冷却带的液相已基本固化。在烧成带和冷却带的交界处存在着较大的温差,窑口物料温度高于窑皮温度。当熟料进入冷却带时,带有液相的高温熟料覆盖在温度较低的末端窑皮上,就会很快粘结、越粘越厚,最后形成前结圈。在煅烧过程中,当烧成带高温部分温度过于集中时,冷却带与烧成带交界处出现很大的温差,加之高温急烧液相量增多,粘度较小,熟料进入冷却带时,仍有大量液相迅速冷却在交界的附近,促进了前圈的增长。

1.2 熟料圈的形成

熟料圈(又称二道圈),是结在窑内烧成带与放热反应带之间的圈,也是回转窑内危害最大的结圈。在熟料煅烧过程中,当物料温度达到1280,其液相粘度较大,熟料圈最易形成,冷却后比较坚固,不易除掉,在正常煅烧情况下,熟料圈体的内径部分,往往被烧熔而掉落,保持正常的圈体内径。如果在12501280温度范围内出现的液相量偏多,往往形成妨碍生产的熟料圈。熟料圈一般结在烧成带的边界或更远,开始是烧成带后边的窑皮逐渐增长,逐渐长厚,发展到一定程度即形成熟料圈。严重熟料圈的窑皮长度有的甚至长出正常窑皮长度的几倍。。

2 结圈的预防和处理

2.1 结圈的预防

前结圈和熟料圈形成的主要因素是由于物料在一定温度和区域内产生液相,在衬料与物料间温差大的条件下容易产生结圈。因此防止结圈的办法在于适当地减少物料中的初期液相量,尽量减少衬料和物料间的温差。

(1)选择适宜的配料方案,MgO的影响。当MgO的含量超过3%以上,则液相出现的温度降低,并且液相量增加速度加快。挥发性组分的影响,当有硫酸盐成分共存时,最低共熔温度为800℃。有氯化物存在时,最低共熔温度可接近700℃。所以在选择配料时尽量减少上述物质。

(2)降低煤粉细度,加强风煤混合,消除不完全燃烧。煤粉细度粗,着火速度慢,燃烧时间长,火焰的热力分散。在二次风量不足通风不良的情况下,物料预烧不好。一次风量不足,风速、风压减小,风煤混合不好,容易产生不完全燃烧形成还原焰。尤其使用单通道喷煤管的回转窑,一次风中的氧很难达到火焰中心区严重缺氧,大量碳粒和CO不能在烧成带燃烧,而在分解带甚至窑尾才燃烧。同时在烧成带产生大量CO,使物料中部分氧化铁被还原成氧化亚铁,而氧化亚铁易与含硅酸盐粉尘形成FeO•SiO2低熔点的化合物附在窑皮上,并逐渐长大加厚,形成结圈在大于1200℃的高温下,未完全氧化的Fe3O4就与SiO2发生反应生成液相:2Fe3O4+3SiO2+2CO生成3Fe2SiO4+2CO2   2FeO+SiO2生成Fe2SiO4  为此在生产中将煤粉细度控制在10%以下,同时改进单风道喷煤管煤风的喷射系统

 (3)在生产中要确定一个经济合理的产量指标,适当快速转窑操作,对防止回转窑结圈是一个有利措施。结圈大都在窑产量较高时形成的,往往都是由于增加窑产量的条件超过所规定的最高抽风能力,而造成燃料不完全燃烧的缘故。当窑产量增加到一定限度之后,用煤量增加,煤灰大量沉落,窑内还原气氛浓厚,操作上必然拉大排风,窑内气流速度增加,火焰拉长,液相提前出现,就容易形成熟料圈。为此在生产管理上要加强原、燃料质量控制,保持喂料均匀,在加强预烧的基础上,采取薄料快转、长焰顺烧,稳定热工制度,提高快转率等措施,对预防结圈十分有效。

回转窑结圈的因素是多方面的,只要找出结圈的主要原因,本着以防为主,以除为辅的原则,煅烧操作中只有及时发现,及时处理,方法正确,结圈问题才能真正得到解决。从而实现回转窑的优质、高产、低耗、安全、文明生产

 


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