結圈是回轉窯運行中經常會出現的現象,活性石灰回轉窯煅燒石灰過程中,由于石灰石表面的泥土及粉料未被篩分掉,隨石灰石進人窯內,在高溫火焰作用下與CaO發生反應,這是造成冶金石灰回轉窯結圈的主要原因。長久以來,回轉窯生產企業采取很多措施想要從 上消除結圈對回轉窯生產造成的不利影響,但是都沒有成功。下面本文針對回轉窯結圈位置及原因進行分析,并對其采取相應預防措施,下面是詳細介紹。
1、回轉窯結圈位置分布
停窯后進入筒體內觀察發現,結圈位置主要集中在距窯頭筒體端面15m左右,結圈嚴重處厚達1000mm。結圈位置是筒體 溫度所在,也是筒體內鎂鋁磚損壞嚴重位置,確定為火焰前端。
結圈料顏色不一,黃色的較疏松,黑色的強度稍大些,但兩者層狀結構明顯,內部液相冷凝后形成的孔隙清晰可見。
1、石灰石中雜質的影響
從石灰及結圈料成分分析結果可以看出,結圈料中SiO2和MgO含量明顯高于石灰中的含量。分析生產工藝流程及熱工系統后認為,較高含量的SiO2主要是石灰石帶入的,而高含量的MgO主要是高鎂石灰石煅燒后粉化所致。
由于生產中使用的燃料為焦爐煤氣,因此判定這部分SiO2主要是由石灰石帶入的。生產實踐也證明,每年5~10月結圈嚴重時,石灰石篩下物(≤10mm)比不結圈時減少50%以上。因此斷定,由于雨水粘接泥土,SiO2在石灰石表面無法被篩分掉而進入回轉窯內,在較高溫度時形成結圈。
另外,結圈料中MgO含量也較高,主要是由于石灰石中含有高鎂石灰石,MgO含量可達到7%~11%,在同樣煅燒溫度下,高鎂石灰石在煅燒過程中易炸裂,產生較多的粉料,當這部分粉料與低熔點的液相結合時就導致結圈越來越嚴重。
2、煅燒溫度的影響
回轉窯所用石灰石的 煅燒溫度為1050~1150℃,這時煅燒出的石灰活性度可達360mL以上,CaO可達到90%左右。如果再提高煅燒溫度,這些指標反而下降,甚至可能形成過燒。回轉窯使用焦爐煤氣在熱工參數或火焰形狀調節不當時 溫度超過1500℃,過高的溫度加劇了結圈的形成。
3、窯內通風不暢
主排煙機抽力不足、窯內料層過厚及粉料過多等諸多因素均會造成窯內通風不暢,導致粉塵無法及時排出而始終在窯內循環,導致結圈。另外,負壓過小熱量不能及時向窯尾轉移,使窯內火焰頭部高溫區過于集中,局部產生液相導致結圈。
1、提高入窯石灰石
回轉窯不具備石灰石水洗工藝,因此應通過其他方法來減少石灰石帶入窯內過多的泥土及粉料。開辟一臨時料場,一旦石灰石礦供料過于潮濕,可將這批物料放置于臨時料場待風干后使用。控制住潮濕石灰石后,要確保原料振動篩篩網不被泥土堵塞,需要隨時 隨時清理,未清理的振動篩嚴禁使用。生產實踐表明,不使用或減少使用潮濕石灰石以及保證石灰石的篩分效率對減少結圈起到了重要作用。在未采用上述措施時,有時篩下料僅僅為正常生產時的30%左右,大量泥土及碎料被帶入窯內。采取上述措施后,石灰石篩下料量比例波動非常小, 限度減少了泥土、粉料入窯量。
2、降低火焰溫度
現有的燃燒系統使用常溫煤氣,自身具備冷卻燒嘴的能力,因此應將一次風的功能主要放在調整火焰形狀上,鑒于此減少一次風比例,提高二次風比例,同時盡可能多使用被預熱后的二次風,可有效減少煤氣量,從而使火焰變細,降低火焰溫度。通過減少一次風的旋流和直進流,提高外流風, 限度拉長火焰。
采取上述措施后,火焰溫度由1450℃以上降低到1250~1350°C,此溫度既可保證煅燒出優質石灰,也為避免結圈創造條件。
3、保證窯內通風順暢
通過調整排煙轉速,提高回轉窯內負壓,保證預熱器到回轉窯內有較大負壓,使窯內的粉塵及時排出。另外,負壓充足會使高溫帶后移,充分發揮預熱器預熱作用,使廢煙氣更好的預熱石灰石,減少煅燒帶石灰分解壓力,從而減少煤氣用量,減少出現液相的幾率、為調整前后各位置負壓情況的對比,與三者發生沖突時執行窯頭負壓標準。
采取上述措施后,回轉窯生產運行中全年無結圈,提高了回轉窯運轉率,減少停窯次數,降低勞動強度,避免結圈料外排污染環境,為煉鋼和燒結的正常生產創造了條件。