兩檔短窯的操作技巧

張高科，姚營嬌

位于伊拉克南部NAJAF省的某水泥廠2016年8月竣工投產(chǎn)，正常運(yùn)轉(zhuǎn)時，熟料產(chǎn)能達(dá)6 100t/d。該生產(chǎn)線回轉(zhuǎn)窯采用兩檔懸浮式輪帶且無大齒圈的兩檔短窯，傳動方式為主電機(jī)帶動減速機(jī)，減速機(jī)帶動托輪轉(zhuǎn)動，托輪與回轉(zhuǎn)窯輪帶接觸，靠摩擦力帶動回轉(zhuǎn)窯轉(zhuǎn)動，基本設(shè)計(jì)參數(shù)見表1。

該生產(chǎn)線生料均化庫的儲存量為15 600t，結(jié)構(gòu)為CF型，庫底設(shè)有100t的稱重小倉。生料從均化庫出來入稱重倉，經(jīng)轉(zhuǎn)子秤（量程為0～510t）定量給料，通過提升機(jī)、斜槽和分格輪進(jìn)入預(yù)熱器，在預(yù)熱器和分解爐內(nèi)進(jìn)行充分熱交換后入窯，經(jīng)回轉(zhuǎn)窯煅燒和篦冷機(jī)冷卻后得到成品熟料。

1 兩檔短窯操作技巧

1.1 控制入窯生料的分解率

由于該回轉(zhuǎn)窯比常規(guī)6 000t/d熟料生產(chǎn)線配套的回轉(zhuǎn)窯短，為了保證該回轉(zhuǎn)窯的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，需要適當(dāng)提高入窯物料的分解率，將其分解率控制在96%左右。如果入窯物料的分解率＜95%，由于回轉(zhuǎn)窯的負(fù)荷大，熟料產(chǎn)量將難以提高，還會出現(xiàn)“生燒料”現(xiàn)象；如果入窯物料的分解率＞97%，則需提高分解爐的溫度，窯尾溫度也會隨之升高，導(dǎo)致窯尾煙室結(jié)皮嚴(yán)重。

表1 基本設(shè)計(jì)參數(shù)表

1.2 薄料快燒

操作短窯時，需采取薄料快燒的方法。物料入窯后，在保證窯況穩(wěn)定的情況下，盡可能地提高窯速，降低窯的物料填充率。在回轉(zhuǎn)窯快速轉(zhuǎn)動的情況下，物料被帶起的高度變高，物料和窯內(nèi)熱氣的熱交換更加充分，生產(chǎn)的熟料顆粒和質(zhì)量都較為均勻。由于窯的長度較短、窯內(nèi)物料填充率高，若回轉(zhuǎn)窯轉(zhuǎn)速慢，則易造成窯內(nèi)通風(fēng)不好、窯內(nèi)燃料燃燒不充分、高溫點(diǎn)后移，造成回轉(zhuǎn)窯35m處的副窯皮頻繁垮落，導(dǎo)致黃心料增加，影響熟料的產(chǎn)質(zhì)量。在正常滿負(fù)荷生產(chǎn)情況下，窯速一般控制在3.8～4.0r/min、窯填充率控制在12%～13%較為合適。

1.3 調(diào)整火焰形狀

操作此種短窯時，窯頭的火焰形狀略短、活潑有力，最為適合。如果火焰過長，窯內(nèi)高溫點(diǎn)后移，窯內(nèi)物料容易提前出現(xiàn)液相，導(dǎo)致窯內(nèi)結(jié)圈，窯尾煙室結(jié)皮嚴(yán)重；如果火焰發(fā)散無力，高溫點(diǎn)不集中，則容易出現(xiàn)生燒，影響熟料的質(zhì)量。

該窯重油燃燒器調(diào)整手柄位置所對應(yīng)的火焰形狀見表2，窯頭火焰形狀宜以手柄開度4～6時的火焰形狀為主。

1.4 旁路放風(fēng)系統(tǒng)

當(dāng)?shù)卦牧虾蛄扛?，設(shè)計(jì)時采用了旁路放風(fēng)系統(tǒng)。旁路防風(fēng)的進(jìn)風(fēng)口位于上升煙道的位置，可以吸走部分由窯內(nèi)進(jìn)入上升煙道的廢氣，同時吸進(jìn)部分冷空氣，使廢氣達(dá)到合適的溫度后進(jìn)入大布袋收塵器。旁路放風(fēng)系統(tǒng)的主要作用是抽走一部分窯尾富集有硫、氯有害成分的氣體，減少窯尾煙室的結(jié)皮和窯尾結(jié)圈。旁路放風(fēng)系統(tǒng)正常使用時，窯頭燃燒用重油和窯尾燃燒用重油的比例為4：6。

1.5 二次風(fēng)溫的控制

二次風(fēng)溫對短窯的穩(wěn)定運(yùn)行起著重要作用。短窯的出料溫度在1 450℃左右，適當(dāng)增加篦冷機(jī)一室風(fēng)機(jī)的風(fēng)量，不僅可以保證熟料急冷，而且能夠提高二次風(fēng)溫的溫度。在生產(chǎn)運(yùn)行過程中，短窯難免會出現(xiàn)掉窯皮的情況，篦冷機(jī)的固定篦板上也難免有窯皮和大塊熟料，這會影響篦冷機(jī)一室的風(fēng)量和二次風(fēng)溫。若不及時調(diào)整，二次風(fēng)溫下降時間過長，就會引起窯況惡化，更加頻繁地掉窯皮，二次風(fēng)溫更低，以致形成惡性循環(huán)。

此時可將篦冷機(jī)前端的空氣炮設(shè)置成同時運(yùn)行模式，適當(dāng)加快篦速，及時推走窯皮和大塊熟料，避免長時間停留，影響二次風(fēng)溫，引起窯況波動。

在窯況不好、粉砂料大時，需適當(dāng)?shù)販p少篦冷機(jī)一室及前面風(fēng)機(jī)的風(fēng)量，防止風(fēng)量及風(fēng)速過大帶起較多的粉砂料入窯。粉砂料大時會影響窯內(nèi)燃料的燃燒且導(dǎo)致窯尾溫度偏高，造成窯尾結(jié)皮多且硬。所以，靈活調(diào)整篦冷機(jī)的用風(fēng)，控制好篦床的運(yùn)動速率，對提高二次風(fēng)溫和穩(wěn)定窯況至關(guān)重要。

2 操作中遇到的問題及處理措施

2.1 煙室縮口易結(jié)皮

2.1.1 形成原因

表2 重油燃燒器手柄開度對應(yīng)的火焰形狀表

（1）由于窯短，窯尾的溫度略高，一般窯尾溫度控制在1 120℃～1 180℃。

（2）原材料中的有害成分含量高。伊拉克當(dāng)?shù)厥沂锏牧?、氯含量較國內(nèi)原材料中的硫、氯含量高，入窯生料要求三氧化硫含量＜0.3%，但實(shí)際配料得出的入窯生料里的三氧化硫含量均在0.3%～0.45%左右。

（3）窯尾煙室清堵孔密封不嚴(yán)，漏風(fēng)嚴(yán)重，導(dǎo)致煙室結(jié)皮嚴(yán)重。

（4）預(yù)熱器的油槍位于分解爐縮口處，當(dāng)有結(jié)皮產(chǎn)生且堵住油槍出口時，會造成燃油無法霧化而下淌，造成局部高溫，形成較硬、較厚的結(jié)皮。

2.1.2 處理措施

（1）調(diào)整三次風(fēng)閘板的開度，在保證窯內(nèi)的氧含量一定的情況下，適當(dāng)加大三次風(fēng)閘板開度回收火焰，避免過多熱量帶到窯尾。

（2）火焰形狀不宜調(diào)整得過長。

（3）該預(yù)熱器四級筒的物料由兩路進(jìn)入分解爐，一路通過分料閥由煙室縮口處進(jìn)入，一路由分解爐底部進(jìn)入，在測得窯尾溫度過高時，適當(dāng)加大煙室縮口處的分料量來降低窯尾煙室的溫度。

（4）適當(dāng)提高旁路放風(fēng)系統(tǒng)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，使旁路系統(tǒng)拉風(fēng)量由窯內(nèi)風(fēng)量的7%提高至9%左右，減少有害成分的富集。

2.2 頻繁掉窯皮

2.2.1 形成原因

（1）入窯物料成分波動較大，造成窯系統(tǒng)的熱工制度不穩(wěn)。

（2）窯尾系統(tǒng)清理結(jié)皮過于頻繁，造成系統(tǒng)漏風(fēng)、用風(fēng)不穩(wěn)。

（3）當(dāng)?shù)舾G皮時，若調(diào)整不及時，造成二次風(fēng)溫下降時間過長從而引起窯況波動。

2.2.2 處理措施

（1）在整個系統(tǒng)正常的情況下盡量減少清窯尾結(jié)皮的次數(shù)。

（2）根據(jù)來料的波動情況，操作員要及時微調(diào)。

（3）盡量減少人為因素引起的波動。

2.3 窯內(nèi)結(jié)圈

2.3.1 形成原因

從化驗(yàn)室對結(jié)圈成分的檢測結(jié)果來看，結(jié)圈屬于硫圈，分析其形成原因，主要有以下幾點(diǎn)：

（1）入窯生料成分波動大。以本廠為例，出磨生料LSF最高值110，最低值83，波動大（圖1）。

圖1 出磨生料LSF趨勢圖

（2）火焰的形狀不合適，燃燒器頭部結(jié)焦導(dǎo)致火焰分叉。

（3）窯況長時間不好。當(dāng)窯況不好時，通常操作員會加大窯頭的用油量，以致燃料不能完全燃燒，窯內(nèi)產(chǎn)生還原氣氛，SO3含量增多，形成窯圈，有時圈后還會結(jié)球。

2.3.2 處理措施

（1）穩(wěn)定入窯物料成分，同時略微提高SM。

（2）檢查維護(hù)窯頭燃燒器噴嘴，調(diào)整火焰形狀，使之變得短而有力，滿足煅燒需求。

（3）遇到窯況不穩(wěn)定時，及時進(jìn)行調(diào)整，必要時可采取減料措施。

（4）適當(dāng)增加窯內(nèi)用風(fēng)，減少有害成分富集。

2.4 熟料出現(xiàn)生燒料

2.4.1 形成原因

經(jīng)分析認(rèn)為，窯內(nèi)物料提前出現(xiàn)包球，在窯內(nèi)未煅燒透，經(jīng)熟料破碎機(jī)破碎后，得到塊狀黃料。

（1）通過比較入窯生料的成分，發(fā)現(xiàn)這次入窯生料的AM較以前略低，由以前控制的1.24降低到了1.12，由鋁氧率的計(jì)算公式AM=Al2O3/Fe2O3可知，此段時間鐵礦石用量略多，使物料易提前出現(xiàn)液相量。

（2）頭油不完全燃燒產(chǎn)生還原氣氛。

2.4.2 處理措施

（1）采用鋁礬土調(diào)整配料，將鋁氧率由1.12調(diào)整至1.22左右。

（2）加大系統(tǒng)風(fēng)量，調(diào)整三次風(fēng)閘板和旁路放風(fēng)量，增強(qiáng)窯內(nèi)通風(fēng)。

2.5 熟料中多片狀熟料

形成原因：入窯生料中的有害成分多，重油中硫含量高。

處理措施：盡量搭配使用原材料，減少入窯生料中的有害成分，采用質(zhì)量好的重油，控制窯尾溫度，重視旁路放風(fēng)系統(tǒng)的使用。

3 結(jié)語

兩檔短窯優(yōu)點(diǎn)明顯，不僅可以節(jié)約建設(shè)成本，而且還可節(jié)省電能和熱能，延長耐火材料的使用壽命。短窯的操作要求更高，對運(yùn)行過程中出現(xiàn)的問題，要更為迅速和精準(zhǔn)地分析并采取處理措施。