回轉窯與結圈

第十二章、回轉窯與結圈

摘要：針對回轉窯生產活性石灰出現結圈的現象，從石灰使用的煤種、原料、回轉窯的工作參數、熱工制度

等方面對結圈產生的原因進行分析與探討，從而找出結圈產生的原因，并提出預防和處理結圈的措施及方法．提

高設備的運轉率，降低生產成本，提高經濟效益。

原因分析：

結圈應具備兩個條件：一是出現一定的粘度的液相量：二是煙氣、物料和襯料之問有一定的溫差。結圈斷面中夾雜許多煤粉，色澤發黑，圈體的成分有時與部分石灰相似。結圈原因較為復雜。主要是由低熔點物質和煤粉及煤燃燒后的灰份、石灰石原料中的土形成低共熔物而形成的。以下幾個方面是產生低熔點物質的主要原因：

(a)煤的影響

灰份中SiO₂ 、Al₂O₃，、K2o氧化鉀與燒成石灰CaO形成低共熔物質形成結圈，從下表煤的成份中可以看出，煤灰熔點偏低且ST (軟化)至HT(半球)至FT (流動)之間的溫度區域小，滿足不了煅燒溫度(1300~C)的需求。

(b)石灰石中土的影響

在生產中由于原料中含有未被篩盡的土和雜質，這些雜質的主要成份Al₂O₃，、Fe₂O₃、SiO₂：、Nd2O、K2O在高溫下與石灰的CaO形成低共熔物，結圈往往形成在物料剛出現液相的地方。由于剛出現液相．飽和度大，易結圈。

表l 圈體的化學分析結果，％
SiO₂	CaO		S
9.3	82.15	0.18	0.12	0.007
表2 石灰化學分析結果，％
SiO₂	CaO	MgO	S	P
2.0	89.3	3.0	0.02	0.007

(c)操作制度的影響

① 理論上回轉窯用煤量與空氣量的平衡可通過控制窯頭過剩空氣系數來實現煤粉的完全燃燒。若空氣量不足或噴量過多，煤粉細度偏高，會導致煤粉的不完全燃燒，窯內形成還原氣氛，大量的CO使物料中的Fe₂O₃，還原成FeO，FeO與其它氧化物形成低共熔物，使液相過量形成，加快了結圈的形成速度。

② 一、二次風配合比例不當時也易形成結圈。一次風的作用是向窯內噴送煤粉和供揮發份燃燒之用．二次風主要用于供煤的焦炭粒子燃燒之用。一次風一般是總空氣量的25％～30％ (單分道燒嘴)。一次風量過低，會使火焰過長，液相出現早；一次風量過大，會使火焰過短，物料預燒不好．破壞了熱工制度的穩定．也形成結圈。

③ 喂料的影響

物料少在窯內也易結圈．因為物料在窯內運動的比較慢，物料與窯襯之間的溫差小，窯皮被移動的物料磨損了，這樣一來．也增加了結圈的可能性。此外．喂料的波動必然會引起窯內火焰的變化，從而破壞了熱工制度．造成結圈。

④ 噴煤系統和煤粉的影響

單通道噴煤槍，煤粉混合不好，煤粉的燃燒、火焰形狀及長度難以控制，這也是導致結圈的原因之一；煤粉較粗，200目篩余7％一9％，煤粉水份含量約為l％～2．5％，這就造成了煤粉的不完全燃燒，形成還原氣氛，導致結圈的產生。

處理方法：

(a)對原料進行有效的篩分，入窯石灰石全部通過水洗。保證人窯石灰石的清潔度．減少形成液相物質的含量。

(b)選擇合適煤種：選用灰份熔點高、厭份低、熱值高、揮發份高的煤種，根據實際情況，通過煤種的改變，由于該煤種屬于不粘結性煤．結圈時間可延長到4個月。

(c)規范工作操作參數，穩定熱工制度，控制煤粉的細度，減少因用煤量過多或空氣量不足產生的不完全燃燒，避免還原氣氛的形成。在實際生產中我們適當提高二次風量，使煤粉充分燃燒。

(d)控制煤粉的細度和水份，延長結圈時間。對煤粉進行有效的烘干，使煤粉中的水份降低至l％以下．煤粉細度控制在200目篩余3％以下，有效的延長了結圈的時間。

(e)喂料量的影響

在生產中要求看火工嚴格執行工藝操作參數，杜絕因加料量與窯的轉速不匹配的問題，也杜絕了因喂料不均勻引起的結圈問題的發生。

(f)發現回轉窯產生結圈應及早處理，在結圈厚度超過300mm時,就應采取冷燒法燒圈。冷燒步驟：將煤管退回并適當關小一、二次風，保持火焰順暢。減少喂料量，冷燒以移動煤槍位置和快速轉窯達到降溫的要求，使結圈產生熱應力而開裂．直到燒掉為止。若圈口有增大的趨勢，就將冷燒的力度加大。增大降溫幅度，每隔2h停火30min。約兩天左右圈口會縮小到正常范圍內，此方法燒圈比冷熱燒圈法對窯內耐火材料傷害小，效果顯著。

結論

通過對回轉窯結圈理論的分析研究．采取有效的預防措施，回轉窯的結圈問題得到了有效的控制．使設備運轉率由原來的85％提高到95％以上．生產成本由原來250元·t 降低到230元·t。要杜絕結圈現象．必須加強燃料管理，加強工藝管理，提高操作人員的操作水平，是預防形成結圈的有效措施。

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