關(guān)于鋁土礦回轉(zhuǎn)窯結(jié)球、結(jié)圈問題的答疑

問：韓工，我廠新投產(chǎn)鋁土礦回轉(zhuǎn)窯煅燒生產(chǎn)線一條，投產(chǎn)以來，頻頻發(fā)生回轉(zhuǎn)窯結(jié)球、結(jié)圈事故，請問如何解決鋁土礦回轉(zhuǎn)窯結(jié)球、結(jié)圈問題？

答：鋁礬土回轉(zhuǎn)窯結(jié)球、結(jié)圈是原料、工藝、裝備、管理等不到位導(dǎo)致的必然結(jié)果。眾所周知，回轉(zhuǎn)窯結(jié)球、結(jié)圈問題是回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)過程不可避免的問題，但是頻頻發(fā)生結(jié)球、結(jié)圈，就需要從原料、工藝、裝備、管理四個(gè)方面來詳細(xì)分析，找到問題的根源所在，然后下力氣、下成本改造、整改，避免類似問題繼續(xù)發(fā)生。

所謂結(jié)球、結(jié)圈是因?yàn)殪褵铣霈F(xiàn)了液相，而且隨著液相量的增大，煅燒料從脆性狀態(tài)達(dá)到塑性狀態(tài)，在滾動運(yùn)轉(zhuǎn)的窯體內(nèi)，結(jié)團(tuán)成球，粘壁結(jié)圈。

結(jié)球、結(jié)圈輕則影響產(chǎn)量、質(zhì)量，重則造成荷載加重，損害窯墻、窯體、傳動，影響氣流、物料、溫度制度，達(dá)到無法生產(chǎn)不得不停產(chǎn)維護(hù)保養(yǎng)的被動狀態(tài)。

下文，從原料、工藝、裝備、管理四方面來分析鋁土礦回轉(zhuǎn)窯結(jié)球、結(jié)圈的原因。

（1）原料。按照YB/T5057-1993鋁土礦石技術(shù)條件規(guī)定，鋁土礦可分為七個(gè)類型，七個(gè)品級，其中用作剛玉研磨材料的鋁土礦石，要求其中包含F(xiàn)e2O3<5.0%，Al2O3/SiO2≥15%，TiO2<5.0%，CaO+MgO≤1.0%。塊度要求為20 ～ 300 mm，礦石中不得混入黏土、石灰?guī)r等外來雜物。由于標(biāo)準(zhǔn)相對比較早，并不能完全適應(yīng)生產(chǎn)和實(shí)際使用要求。而YB/T5179-2005高鋁礬土熟料的理化指標(biāo)分級標(biāo)準(zhǔn)，熟料可分為九個(gè)級別，其中Fe2O3<2.5%，CaO+MgO≤0.6%，K2O+Na2O≤0.6%，TiO2<4.5%。塊度回轉(zhuǎn)窯要求5 mm標(biāo)準(zhǔn)篩以下<8%，雜質(zhì)含量<2%，同一牌號產(chǎn)品混入其它低牌號產(chǎn)品不得超過10%，產(chǎn)品中不得混入石灰石、白云石、黃土等其它雜質(zhì)。我國鋁土礦大部分是“雞窩礦”，礦山夾雜在石灰石、白云石、鐵礦、黏土礦之間，而且成分不穩(wěn)定，物理化學(xué)技術(shù)指標(biāo)波動較大，對于鋁石分類分級、加工處理、煅燒加工都極具有挑戰(zhàn)性。

作為回轉(zhuǎn)窯煅燒原料，我認(rèn)為鋁土礦石應(yīng)該選用理化指標(biāo)相對比較穩(wěn)定的礦點(diǎn)，技術(shù)部門或質(zhì)檢部門應(yīng)該做好原料勘探、勘察、試驗(yàn)和研究，試驗(yàn)研究內(nèi)容應(yīng)該包括：原料的化學(xué)全分析，原料的干燥強(qiáng)度，原料的堆積密度，原料的流動休止角，原料的差熱分析，不同粒度原料的煅燒溫度試驗(yàn)、煅燒礦樣的性能檢測（包括顯氣孔率、吸水率、體積密度、真比重，XRD和SEM微觀結(jié)構(gòu)和晶相組成分析）。這些試驗(yàn)可以確定鋁土礦石是否適合回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)，確定回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)應(yīng)該采取什么樣的生產(chǎn)工藝？什么樣的技術(shù)裝備？什么樣的管理制度？原料流動性、粒度以及粒度級配是否滿足現(xiàn)有回轉(zhuǎn)窯傾角要求？什么樣徑長比，轉(zhuǎn)速，可以滿足在原料的堆積密度一定時(shí)的產(chǎn)質(zhì)量？什么樣的耐材，什么樣的砌筑方式，才能滿足煅燒溫度制度？什么樣干燥、預(yù)熱、預(yù)分解工藝裝備才能滿足鋁土礦石自然水和結(jié)合水的脫水反應(yīng)？只有做好原料的勘探、勘察、普查、調(diào)研，做精原料的研究實(shí)驗(yàn)，才能選好工藝、用好裝備，生產(chǎn)好產(chǎn)品，也才能杜絕事故，提質(zhì)增產(chǎn)，精益增效。

（2）工藝。原料確定工藝，對于理化指標(biāo)不穩(wěn)定，管理制度不規(guī)范，技術(shù)能力比較低的企業(yè)，為了穩(wěn)定生產(chǎn)，提高產(chǎn)品檔次，最好采用均質(zhì)鋁礬土煅燒工藝技術(shù)，即通過均化工藝和適當(dāng)煅燒溫度制度，生產(chǎn)出成分穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)均勻、性能穩(wěn)定的產(chǎn)品，均化工藝包括礦物原料均化、配合料調(diào)配、原料球磨制漿、漿狀原料均化陳腐、壓濾脫水或干燥脫水，人工成球，球體干燥等工藝。對于土狀原料、或硬度、強(qiáng)度不夠的石狀原料，也需要配入其它配合料，球磨制漿，均化陳腐、壓濾脫水或干燥脫水，人工成球，球體干燥等工藝。對于鋁含量不高，雜質(zhì)比較多的礦石，也需要進(jìn)行人工揀選、脫硅、脫鈣、除鐵等生產(chǎn)工藝。粒度也是生產(chǎn)穩(wěn)定的一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)，制定原料的人工揀選、一次水洗、破碎、篩分、二次水洗、烘干、預(yù)熱和預(yù)分解工藝是保證原料粒度和顆粒級配的關(guān)鍵。礦山開采的原料，避免不了黃土、石灰石等雜質(zhì)，人工揀選和一次水洗，可以去除雜質(zhì)，破碎篩分可以保證原料粒度和粒度級配，二次水洗需要洗去破碎篩分時(shí)顆粒原料中的細(xì)粉，烘干避免原料粘結(jié)成團(tuán)，保證原料的流動性，預(yù)熱和預(yù)分解保證礦石的脫水、鋁土礦主要礦物組成是一水硬鋁石，它在580 ～ 600°之間有一個(gè)脫水吸熱谷，脫完水的鋁土礦石在進(jìn)入回轉(zhuǎn)窯內(nèi)就不存在繼續(xù)脫水的問題了，縮短了生產(chǎn)周期，也避免料脫水結(jié)生料圈和鋁土礦石炸窯的可能，炸窯就不能保證粒度，也不能保證生產(chǎn)的安全穩(wěn)定。鋁土礦的煅燒，實(shí)際上是完成從鋁土礦到剛玉熟料轉(zhuǎn)變的過程，合理的煅燒工藝可以提高α-Al2O3轉(zhuǎn)化率，提高煅燒料的致密度，降低煅燒料的顯氣孔率和吸水率，縮短剛玉研磨材料或耐火材料的燒成周期。同時(shí)，隨著國家對節(jié)能環(huán)保和市場對剛玉材料應(yīng)用技術(shù)要求，選用先進(jìn)的節(jié)能減排工藝技術(shù)和煅燒料深加工工藝技術(shù)，也是必不可少的。工藝無處不在，工藝研究永無止境，必須不斷地研究新工藝，解決新問題，才能解決生產(chǎn)頑疾，突破生產(chǎn)技術(shù)瓶頸。

（3）裝備?；剞D(zhuǎn)窯是一種傳統(tǒng)的煅燒工藝技術(shù)裝備，從煅燒水泥熟料到煅燒鋁土礦，裝備技術(shù)改革并沒有完全完成，同時(shí)隨著節(jié)能環(huán)保要求的逾越深入，回轉(zhuǎn)窯必須賦予新的技術(shù)革命，否則只有被淘汰。工藝決定裝備，同時(shí)裝備技術(shù)水平也是完成工藝技術(shù)路線的基本條件。作為鋁土礦煅燒工藝設(shè)備，需要針對原料研究工藝，需要針對工藝研究工藝技術(shù)裝備?；剞D(zhuǎn)窯的傾角、長徑比設(shè)計(jì)，原料的預(yù)熱、預(yù)分解，熟料的冷卻、加工、儲存，都需要按照鋁土礦石的工藝技術(shù)特點(diǎn)、產(chǎn)量和質(zhì)量要求設(shè)計(jì)，都必須滿足熱的循環(huán)利用，環(huán)境整潔適宜來設(shè)計(jì)。揀選、一次水洗、破碎、篩分、二次水洗、烘干以及物料運(yùn)輸、物料計(jì)量、儲存、除塵技術(shù)裝備，都是為了生產(chǎn)的穩(wěn)定和生產(chǎn)的改善。裝備的自動化、數(shù)控化水平以及先進(jìn)的檢測計(jì)量手段也代表著裝備制造業(yè)發(fā)展方向，鋁土礦石回轉(zhuǎn)窯也應(yīng)該不斷提高現(xiàn)代技術(shù)裝備水平，適應(yīng)市場要求。

（4）管理。加強(qiáng)立項(xiàng)、可研管理，加強(qiáng)設(shè)備、原料、工藝、設(shè)備、生產(chǎn)、物流管理，完善管理組織機(jī)構(gòu)，完善管理制度，通過行之有效的管理措施解決生產(chǎn)中不穩(wěn)定、不安全、不科學(xué)的因素，才是穩(wěn)定生產(chǎn)，安全生產(chǎn)的基本條件。對于新鋁土礦回轉(zhuǎn)窯煅燒料生產(chǎn)企業(yè)，應(yīng)該加強(qiáng)人才儲備，有問題不可怕，戰(zhàn)略上藐視它，戰(zhàn)術(shù)上重視它，人才外進(jìn)內(nèi)出，引進(jìn)熟練技術(shù)管理人員，將關(guān)鍵崗位操作人員送出去培訓(xùn)學(xué)習(xí)，提高作業(yè)技術(shù)水平和操作調(diào)控能力。對于原料和工藝，生產(chǎn)和技術(shù)部門應(yīng)該加強(qiáng)原料驗(yàn)收管理、原料分級分類堆放管理，按照嚴(yán)格的工藝制度試驗(yàn)、下達(dá)生產(chǎn)工藝參數(shù)，執(zhí)行生產(chǎn)計(jì)劃，不允許隨意更改生產(chǎn)計(jì)劃，隨意變動生產(chǎn)指令和生產(chǎn)工藝參數(shù)。技術(shù)和品管部門應(yīng)該加強(qiáng)生產(chǎn)過程原料、物料、設(shè)備、熟料檢測，不斷反饋生產(chǎn)信息，加強(qiáng)技術(shù)、品質(zhì)生產(chǎn)管理。生產(chǎn)部門應(yīng)該加強(qiáng)生產(chǎn)過程管理和監(jiān)控，完善必要的計(jì)量檢測手段和智能化裝備水平，及時(shí)有效地發(fā)現(xiàn)問題，解決問題，對于不穩(wěn)定的物料、能源、電源，想辦法穩(wěn)定，對于缺乏的油料、工具、量具、用具想辦法完善，完善檢查、糾察制度和績效考核制度，通過制度促使員工規(guī)范化作業(yè)水平，創(chuàng)意創(chuàng)新工作能力，實(shí)現(xiàn)從量到質(zhì)的轉(zhuǎn)變。

往往，一個(gè)被動局面不是一個(gè)因素所導(dǎo)致的，頻繁的結(jié)球、結(jié)圈，需要從方方面面來改善、來解決、來完善。如果真的發(fā)生了結(jié)圈可采取以下措施：

a）選擇適合本回轉(zhuǎn)窯工藝裝備條件的鋁土礦石，制定原料入廠檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)、分級分類標(biāo)準(zhǔn)和儲存、運(yùn)輸、加工方法，并嚴(yán)格執(zhí)行之；

b）保證原料的清潔度、粒度、球形度和粒度級配，減少形成液相物質(zhì)的含量。對于硬鋁石，回轉(zhuǎn)窯粒度要求為10 ～ 50 ㎜；

c）生產(chǎn)前，技術(shù)部門需要針對不同型號級配和粒度的原料進(jìn)行試驗(yàn)，下達(dá)工藝技術(shù)指標(biāo)、指令；生產(chǎn)部門嚴(yán)格生產(chǎn)計(jì)劃，在物料輸送、氣能源上必須穩(wěn)定；

d）生產(chǎn)時(shí)，技術(shù)或品管部門必須加強(qiáng)質(zhì)量檢驗(yàn)和生產(chǎn)跟蹤，生產(chǎn)部門要加強(qiáng)生產(chǎn)過程物料、主要設(shè)備狀況記錄。生產(chǎn)部門必須規(guī)范工作操作參數(shù)，穩(wěn)定熱工制度。

e）在生產(chǎn)中要求看火工嚴(yán)格執(zhí)行工藝操作參數(shù)，杜絕因加料量與窯的轉(zhuǎn)速不匹配的問題，也杜絕了因喂料不均勻引起的結(jié)圈問題的發(fā)生。

f）發(fā)現(xiàn)回轉(zhuǎn)窯產(chǎn)生結(jié)圈應(yīng)及早處理，在結(jié)圈厚度超過300 mm時(shí)，就應(yīng)采取冷燒法燒圈。冷燒步驟：將燃?xì)夤芡嘶夭⑦m當(dāng)關(guān)小一、二次風(fēng)，保持火焰順暢，減少喂料量，冷燒以移動煤氣槍位置和快速轉(zhuǎn)窯達(dá)到降溫的要求，使結(jié)網(wǎng)產(chǎn)生熱應(yīng)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2 h?；?0 min，約兩天左右圈口會縮小到正常范圍內(nèi)，此方法燒圈比冷熱燒圈法對窯內(nèi)耐火材料傷害小，效果顯著。

g）不允許采取提高煅燒溫度的措施，這樣會進(jìn)而惡化窯爐內(nèi)襯和擴(kuò)大粘結(jié)面。對于因結(jié)圈內(nèi)襯損壞嚴(yán)重，需要及時(shí)修補(bǔ)，同時(shí)最好在內(nèi)襯刷一層高溫氧化鋁，防止再次結(jié)圈。

（韓復(fù)興）

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