水泥制造工艺系列讲座-旋窑烧成

水泥制造工艺系列讲座-旋窑烧成
旋窑烧成控制首先必须熟悉生产流程，同时各种操作上的控制点象风压、温度、马达电流、O2含量及CO含量等必须熟悉，这些参数会随着烧成状况的不同而有不同的控制范围，象新窑开始烧成时由于不存在结圈及堵料的问题，相对而言压损会比较小，更接近设计值。

具有三对拖辊的长窑，相对而言拖辊多、磨擦大、功耗大，约为33~35kwh/t.clinker，而短窑仅为25 kwh/t.clinker左右，很少超过26 kwh/t.clinker。

对于短窑，避免了三座辊子难以调节，易产生“香蕉窑”的缺点。

每只支持滚轮由两只轴承来支撑，轴承底座采用巴氏合金，承重过大产生温度超过100℃时就会熔掉，起到过载保护的作用。

窑壳在转动过程中会产生滑动，上下限各25mm，因此支持滚轮比胎环宽50mm，Girth Gear比Ring Gear宽50mm。

当窑壳达到下限时液压系统会自动将其重新送上来，大约每班滑上滑下各一次。

以往的做法是利用调节支持滚轮跟窑中心线的夹角将窑壳送到上限，之后，利用石墨块减小滚轮和胎环之间的磨擦，使窑壳凭借自身重力滑到下限。

更简单的作法是将石墨擦干净，并撒上生料粉以使窑壳再向上运动。

双边传动2×380KW主马达经FLENDER齿轮减速接荛性联轴器带动Girth Gear，为防止意外事故，备有寸动马达及汽油发电机。

环齿轮利用弹簧片固定在窑壳上，窑壳和支持滚轮轴承及主传动马达之间设有隔热板，以免高温对机器造成损害。

正常烧成采用短焰燃烧，输煤风车压力小，燃烧器外圈压力大，内圈空气为螺线形(1#、2#、3#)，其风量风压一般不会调节，窑外圈空气为螺线形，可以利用其风压的调节来改变火焰形状。

喷煤嘴一般伸到窑落口鼻圈处或第一圈砖的地方，根据烧成情况调节，但注意不要伸到鼻圈之外，以防受二次空气干扰火焰形状。

窑壳在烧成受热后会膨胀约20mm，改变喷煤嘴的相对位置，这一点也要予考虑，特别是短窑系统会严重影响烧成带、冷却带的长度。

喷煤管由于高速空气中的煤粉磨擦破损而使内圈或外圈空气压力改变影响到火焰形状时，可能烧到窑砖，因此要注意维护。

一般窑的烧成带长约5D(窑径)，短窑0~24m为稳定窑皮区，起到保护窑砖的作用；24~35m为不结窑皮区；35m左右的地方可能会产生结圈(50cm高×50cm宽)现象，压损增大，对短窑系统甚至会产生窑尾溢料。

导致结窑圈的主要原因是生料水份太大，SM太低，此时可以通过改变火焰形状(1.改变Burner位置，正常情况喷煤嘴与挡砖圈平齐；2.Burner外圈压力加大，火焰会变短变粗)，或提高高SiO2黏土的配比以提高SM的值。

另外窑头煤粉不可太多，粒度不可太大，水份不可太高，否则会使窑头煤粉燃烧不完全而在窑尾部份产生二次燃烧，而且窑一旦烧起来之后，窑速要尽量快，以避免结圈发生。

当窑烧成带温度太低可能会引起冲生生料现象的发生，高温生料会烧掉炉排，使Cooler EP中含尘气体温度急剧上升超过电收尘操作允许范围将其烧坏；并且增加冷却机EP风车负荷，在冷却机产生正压，因此当有冲生料发生时应立即喷水降温。

整个系统烧成由三个主要的风车负压来维持，即生料磨EP风车、预热机风车和冷却机EP风车，注意冷却机EP风车风压不能大于预热机风车风压，否则会使窑中氧气不足而无法燃烧。

三台风车由两个平衡点控制，即窑头风压和预热机风车入口风压，其值设为一定微弱负下。

二次燃烧：系指窑头燃烧不充份，在窑尾有燃烧发生的现象，二次燃烧不一定是明火燃烧。

形成二次燃烧的原因可能有：
1.窑头喷煤量太大或煤粉细度太小；
2.PH FAN转速过大或挡板开度太大，火焰拉长
3.烧成带温度低。

由于二次燃烧可能肇致的后果：
1.使窑尾温度升高，易产生结圈，对短窑系统会引起窑尾溢料的发生；
2.进料室及四(五)级旋风筒结料；
3.上升风管O2含量不足；
4.部份煤粉遁致窑尾燃烧，使烧成带温度下降，严重时冲生料发生。

应采取的相应措施：
1.减窑头饲煤量；
2.减小PH FAN转速或挡板开度；
3.配合窑电流减窑速。

窑皮、窑圈：窑圈一般结在窑尾，主要是因为在窑中循环的Na2O、K2O、SO3(所谓的碱循环)等沉积下来与煤灰及生料形成低熔点液相，再和窑砖键结反应，粘附生料而得；生料铝率高，脱酸度低，窑尾温度高易结圈。

结圈的处理方法：
(1).改变窑内温度分布情况，具体可以改变燃烧器的位置或改变火焰形状，这种方法有时不一定会有效，而且肇致烧成恶化；
(2).在保证品质的情况下，可以利用改变生料组份的方法,提高生料中SiO2的含量进行冲刷。

生料易烧性的评价：
1.生料均匀，研磨较细易烧。

2.石灰石饱和度高(可以认为CaO含量高)，生料难烧，原因在于需将FcaO控制在要求的范围之内。

3.硅氧系数高，生料难烧，此时液相含量少，窑内多“砂料”，这种料可以用来处理结窑圈的情况。

4.铝氧率高生料难烧，源于液相粘度大，固相反应不易扩散进行，这一点在实际操作上影响并不明显。

5.石英、方解石结晶粗大较难烧。

燃料的评价：理想的燃料热值高、回灰少(对熟料成份影响小)、细度细(安全上有要求)、燃烧速度快(挥发份高)。

因此烧手应随时掌控燃料的变化并作好
烧成上的控制。

窑壳出红状况的判定及处理：
一状况的判定：
检视出红的位置：出口砖、胎环内、胎环旁、烧成带、转化带、进口带。

1. 出红的范围：整片暗红、小圆点、大圆点、大块状出红、条状出红
2. 出红的程度：暗红、亮红
3. 出红时间：连续长时间出红，不消失；经处理后出红消失。

二相应之处理：任何情况下均不得喷水
1. 出现大块亮红或长条状亮红时，应立即停火、停进料、旋窑依规定转窑冷却。

2. 出口砖脱落，旋窑各胎环内或窑壳大圆点亮红，长时间不结皮、出红不消失时，应移冷却风车并加装Air冷却出红位置，逐步减煤粉量至旋窑烧空停窑。

3. 胎环内发现小圆点亮红或大圆点暗红时，应移冷却风车及加装Air冷却出红位置，稳定配料，调整火焰之长短及位置，若上述措施无效且情况恶化应采取停窑措施。

4. 窑壳出现小圆点亮红或大圆点暗红时，应首先检讨火砖换砖时间，移冷却风车及加装Air冷却出红位置，调整火焰，并改变饲料化学成份使液相增多容易重新结窑皮。

5. 烧成带整片暗红时，应观察烧成带的温度酌量减少窑头煤粉，移冷却风车冷却出红位置的窑壳，并调整火焰。

窑尾出现整片暗红时，其原因只能是有二次燃烧发生，所以是长火焰时应改短火焰，窑尾出口CO含量高时应减料减煤粉烧成，并移冷却风车冷却出红位置。

烧成无定式，关键看烧手的判定及反应，因此中控的主管及烧手都灌输一个这样的观念：烧手要胆大心细，随时准备处理各种突发状况，最好在状况发生之前就可以根据其征兆予以排除。

在系统正常生产的情况之下，怎样判定是否已达到实际生产能力，是否仍存在增产的可能性，就提高产量的可行步骤说明如下：首先如果想继续饲料的话，必须先将系统温度提升，视情况在不会引起CO上升时下酌加煤粉量，观察温升情况；待温度稳定之后加料，此时若温度快速下降应减少饲料量，若温度平缓下降则继续注意观察甚至稍加煤粉亦可。

加料过程必须保证系统各点温度不会超过允许的最高温度，否则可能导致结料发生。

如果加煤引起CO含量上升，可以适当加大I.D Fan转速，但加大风车转速会将火焰拉长，高温带向窑尾方向移动，造成结料。