回转窑与结圈

第十二章、回转窑与结圈

摘要：针对回转窑生产活性石灰出现结圈的现象，从石灰使用的煤种、原料、回转窑的工作参数、热工制度

等方面对结圈产生的原因进行分析与探讨，从而找出结圈产生的原因，并提出预防和处理结圈的措施及方法．提

高设备的运转率，降低生产成本，提高经济效益。

原因分析：

结圈应具备两个条件：一是出现一定的粘度的液相量：二是烟气、物料和衬料之问有一定的温差。结圈断面中夹杂许多煤粉，色泽发黑，圈体的成分有时与部分石灰相似。结圈原因较为复杂。主要是由低熔点物质和煤粉及煤燃烧后的灰份、石灰石原料中的土形成低共熔物而形成的。以下几个方面是产生低熔点物质的主要原因：

(a)煤的影响

灰份中SiO₂ 、Al₂O₃，、K2o氧化钾与烧成石灰CaO形成低共熔物质形成结圈，从下表煤的成份中可以看出，煤灰熔点偏低且ST (软化)至HT(半球)至FT (流动)之间的温度区域小，满足不了煅烧温度(1300~C)的需求。

(b)石灰石中土的影响

在生产中由于原料中含有未被筛尽的土和杂质，这些杂质的主要成份Al₂O₃，、Fe₂O₃、SiO₂：、Nd2O、K2O在高温下与石灰的CaO形成低共熔物，结圈往往形成在物料刚出现液相的地方。由于刚出现液相．饱和度大，易结圈。

表l 圈体的化学分析结果，％
SiO₂	CaO		S
9.3	82.15	0.18	0.12	0.007
表2 石灰化学分析结果，％
SiO₂	CaO	MgO	S	P
2.0	89.3	3.0	0.02	0.007

(c)操作制度的影响

① 理论上回转窑用煤量与空气量的平衡可通过控制窑头过剩空气系数来实现煤粉的完全燃烧。若空气量不足或喷量过多，煤粉细度偏高，会导致煤粉的不完全燃烧，窑内形成还原气氛，大量的CO使物料中的Fe₂O₃，还原成FeO，FeO与其它氧化物形成低共熔物，使液相过量形成，加快了结圈的形成速度。

② 一、二次风配合比例不当时也易形成结圈。一次风的作用是向窑内喷送煤粉和供挥发份燃烧之用．二次风主要用于供煤的焦炭粒子燃烧之用。一次风一般是总空气量的25％～30％ (单分道烧嘴)。一次风量过低，会使火焰过长，液相出现早；一次风量过大，会使火焰过短，物料预烧不好．破坏了热工制度的稳定．也形成结圈。

③ 喂料的影响

物料少在窑内也易结圈．因为物料在窑内运动的比较慢，物料与窑衬之间的温差小，窑皮被移动的物料磨损了，这样一来．也增加了结圈的可能性。此外．喂料的波动必然会引起窑内火焰的变化，从而破坏了热工制度．造成结圈。

④ 喷煤系统和煤粉的影响

单通道喷煤枪，煤粉混合不好，煤粉的燃烧、火焰形状及长度难以控制，这也是导致结圈的原因之一；煤粉较粗，200目筛余7％一9％，煤粉水份含量约为l％～2．5％，这就造成了煤粉的不完全燃烧，形成还原气氛，导致结圈的产生。

处理方法：

(a)对原料进行有效的筛分，入窑石灰石全部通过水洗。保证人窑石灰石的清洁度．减少形成液相物质的含量。

(b)选择合适煤种：选用灰份熔点高、厌份低、热值高、挥发份高的煤种，根据实际情况，通过煤种的改变，由于该煤种属于不粘结性煤．结圈时间可延长到4个月。

(c)规范工作操作参数，稳定热工制度，控制煤粉的细度，减少因用煤量过多或空气量不足产生的不完全燃烧，避免还原气氛的形成。在实际生产中我们适当提高二次风量，使煤粉充分燃烧。

(d)控制煤粉的细度和水份，延长结圈时间。对煤粉进行有效的烘干，使煤粉中的水份降低至l％以下．煤粉细度控制在200目筛余3％以下，有效的延长了结圈的时间。

(e)喂料量的影响

在生产中要求看火工严格执行工艺操作参数，杜绝因加料量与窑的转速不匹配的问题，也杜绝了因喂料不均匀引起的结圈问题的发生。

(f)发现回转窑产生结圈应及早处理，在结圈厚度超过300mm时,就应采取冷烧法烧圈。冷烧步骤：将煤管退回并适当关小一、二次风，保持火焰顺畅。减少喂料量，冷烧以移动煤枪位置和快速转窑达到降温的要求，使结圈产生热应力而开裂．直到烧掉为止。若圈口有增大的趋势，就将冷烧的力度加大。增大降温幅度，每隔2h停火30min。约两天左右圈口会缩小到正常范围内，此方法烧圈比冷热烧圈法对窑内耐火材料伤害小，效果显著。

结论

通过对回转窑结圈理论的分析研究．采取有效的预防措施，回转窑的结圈问题得到了有效的控制．使设备运转率由原来的85％提高到95％以上．生产成本由原来250元·t 降低到230元·t。要杜绝结圈现象．必须加强燃料管理，加强工艺管理，提高操作人员的操作水平，是预防形成结圈的有效措施。

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