窯內(nèi)結(jié)蛋成因及解決措施-窯內(nèi)結(jié)蛋

新型干法窯結(jié)圈、結(jié)蛋分析我公司為日產(chǎn)2500噸帶五級懸浮預(yù)熱器、TDF型分解爐的新型干法生產(chǎn)線，自投產(chǎn)以來，熟料產(chǎn)質(zhì)量一直維持在較高的水平：熟料日產(chǎn)平均在2600噸-2700噸，28天抗壓強度達到58.0Mpa以上。但自2005年9月份以來，窯內(nèi)頻繁結(jié)蛋，最多一天結(jié)6個，最大直徑達到了1.5米，給熟料的產(chǎn)質(zhì)量帶來了不利影響，同時也危及到了設(shè)備的安全運行及員工的人身安全，為此，我們進行了認真的分析并采取了有效措施，取得了良好的效果。一、原因分析我們對結(jié)蛋熟料進行了化學(xué)分析及巖相分析，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C3S礦物較少，基本上全是C2S礦物；游離鈣也較高，約在5-6%。從理論分析，在水泥生料未出現(xiàn)液相之前，硅酸三鈣不會大量生成。到達最低共熔溫度（一般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，硅酸二鈣和游離氧化鈣都逐步溶解于液相中，以Ca2+離子擴散與硅酸鈣離子、硅酸二鈣反應(yīng)，形成硅酸鹽水泥的主要礦物硅酸三鈣。其反應(yīng)式如下：C2S＋CaOC3S，隨著溫度的升高和時間的延長，硅酸三鈣的晶核不斷形成，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C3S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。我們針對以上兩個條件，結(jié)合我公司實際進行了分析。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，編號分別為I、II、III，分別進行了K2O、Na2O、SO3及CL—的檢測，結(jié)果如下表：%編號K2ONa2OSO3CL—備注I1.570.240.800.42II1.510.270.670.39III0.490.180.490.024通過以上數(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，造成窯內(nèi)還原氣氛的原因主要有以下幾個方面的原因：1.2.1因生料均化庫的原因，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30噸/小時。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)；1.2.2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。1.2.3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。1.2.4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運轉(zhuǎn)，這樣窯內(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)镕eO，進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。1.4熟料中MgO的含量偏高在熟料煅燒時，氧化鎂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氧化鎂，能降低熟料的燒成溫度，增加液相的數(shù)量。九月份以來，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。1.5熟料KH及N值控制偏低進入九月份以來，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，N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N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。2.2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以上介紹，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。二、解決措施1、嚴格控制進廠原、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。2.1針對中控操作員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；2.2．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30噸/小時降低到3-4噸/小時；2.3，對操作參數(shù)進行了優(yōu)化。加強篦冷機操作，提高二、三次風(fēng)溫，降低在此形成大蛋。針對以上成因，解決措施主要有：①選用品位高，有害成分少的原燃料。②選用合理的率KH=0.95+_0.1,SM=2.5+_0.1,IM=1.5+_0.1,加強均化，保持入