新型干法水泥窯如何掛窯皮

      一、什么是掛窯皮
  回轉(zhuǎn)窯是水泥生產(chǎn)的主機設(shè)備。水泥回轉(zhuǎn)窯是一個傾斜的、通過若干輪帶放置在若干對托輪上的旋轉(zhuǎn)的筒體,其內(nèi)壁上鑲嵌有耐火磚。生料粉從窯尾筒體高端的下料管喂入窯筒體內(nèi) ,由于窯筒體的傾斜和緩緩地回轉(zhuǎn),使物料產(chǎn)生一個即沿著圓周方向翻滾,又沿著軸向從高溫向低端移動的復(fù)合運動,生料在窯內(nèi)通過預(yù)熱,分解,燒成等工藝過程,燒成水泥熟料后從窯筒體的底端卸出,進入冷卻機。燃料從窯頭噴入,在窯內(nèi)進行燃燒,發(fā)出的熱量加熱生料,使生料煅燒成為熟料,在與物料交換過程中形成的熱空氣,由窯進料端進入窯系統(tǒng),最后由煙囪排入大氣。
  回轉(zhuǎn)窯主要由窯筒體、傳動裝置、支撐裝置、擋輪裝置、窯頭密封裝置、窯尾密封裝置、窯頭罩等組成。水泥回轉(zhuǎn)窯的筒體是鋼板制成的圓筒,為保護回轉(zhuǎn)窯的筒體,在其內(nèi)側(cè)鑲砌了一層耐火磚作為窯襯。
  回轉(zhuǎn)窯是一個集燃料燃燒、熱交換、高溫化學反應(yīng)和輸送物料氣流為一體的設(shè)備,由于窯內(nèi)氣體溫度比物料溫度他要高得多,在容器內(nèi)經(jīng)常保持著1450℃以上的高溫,窯每轉(zhuǎn)一圈,窯襯表面受到周期性的熱沖擊,溫度變化幅度為150-250℃,在窯襯10-20mm表層范圍內(nèi)產(chǎn)生熱應(yīng)力;窯襯還承受由于旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的磚砌體交替變化的軸向和徑向的機械應(yīng)力,以及煅燒物料的沖刷磨損;由于同時產(chǎn)生的硅酸鹽熔體對耐火材料有一定的侵蝕作用,會引起耐火材料的脫落,使窯體表面溫度過高或“紅窯”。
  耐火磚的耐火度和厚度是有限的,經(jīng)受不了長時間高溫的侵襲和物料化學反應(yīng)的腐蝕,為延長耐火磚的使用壽命,于是在其表面再加上一層堅固的保護層,也就是掛上一層熟料,看火工把它稱作“窯皮”。
  掛窯皮的目的就是在于延長火磚的使用壽命,使回轉(zhuǎn)窯筒體不受損傷,并可減少熱量向外散失,提高熱效率。其具體作用如下[1] :
  1.保護耐火磚,使耐火磚不直接受高溫及化學侵蝕。
  2.儲存熱能,減小窯殼向周圍的熱損失,提高旋窯的熱效率。
  3.充分傳熱介質(zhì),在窯皮暴露于空氣中,與高溫的空氣接觸時,通過輻射或者是對流的方式吸收熱量,當窯皮在下部與料接觸時,以傳導的方式傳熱給生料。
  4.窯皮的表面粗糙,它可以降低粉料流動速度,延長料在窯內(nèi)反應(yīng)時間。
  二、掛窯皮的原理
  根據(jù)物料在煅燒時所具有的膠粘性能與表面熔融的耐火磚結(jié)合在一起的特點來掛窯皮。物料進入燒成帶以后出現(xiàn)液相,隨溫升而液相增多。當耐火磚表面微發(fā)融時,隨窯的轉(zhuǎn)動,具有一定膠粘性的熟料將耐火磚壓在下面,并從耐火磚上吸收一定的熱量使其膠粘在一起,并起化學反應(yīng),隨溫降形成第一層窯皮,隨窯運轉(zhuǎn)時間的加長窯皮越來越厚,窯皮表面溫度也越來越高,粘上和掉下的窯皮數(shù)量相等,再經(jīng)燒煉,窯皮堅固致密。
  三、如何掛窯皮
  新型干法窯一般掛窯皮步驟如下:
  當窯尾溫度達950度左右,渦流分解室溫度達650-700度,窯頭火磚開始發(fā)亮發(fā)白時,先喂入的生料即將進入燒成帶。這時,窯頭留火待料,保持燒成帶有中夠高的溫度,并將吊起的2個C4排灰閥復(fù)原。三次風管閥門開至10%左右,打開渦流燃燒室和分解室閥門,開始向渦流分解室噴輕柴油和少量煤粉。當C1出口溫度達400-450度時打開置于C1出口至高溫風機廢氣管道上的冷風閥,摻入冷風調(diào)節(jié)廢氣溫度,保護高溫風機。待C5出口氣體溫度達900度時適當開大三次風管閥門后即可下料。喂料量為設(shè)計能力的30-40%,并逐漸關(guān)閉冷風閥適當加大喂煤量和系統(tǒng)排風量,慢速轉(zhuǎn)窯,開始掛窯皮;系統(tǒng)正常,分解爐溫度穩(wěn)定后,可以拆除點火噴油嘴;如果燃燒無煙煤,應(yīng)適當延長點火噴油嘴的使用時間,但油量可以減少,以對無煙起助燃作用。掛好窯皮的關(guān)鍵是,待生料到達燒成帶時及時調(diào)整喂煤量和窯速,確保燒成帶溫度穩(wěn)定,窯速與喂料量相適應(yīng),使粘掛的窯皮厚薄一致、平整。若溫度太高,掛上的窯皮易被燒垮,生料易燒流,耐火磚嚴重侵蝕;若溫度突然降低會跑生料,形成的窯皮疏松夾心,容易垮落。一般需3-4個班可掛好窯皮。
  四、掛窯皮的影響因素
  1.生料化學成分
  所謂掛窯皮就是液相凝固到耐火磚表面的過程。因此熟料燒成液相量的多少液相粘度的高低直接影響到窯皮的形成,而生料化學成分直接影響液相量及其粘度。以前濕法窯,人們主張掛窯皮期間的生料硅酸率適當偏低一些,而飽和比適當偏高一些。但對于預(yù)分解窯,目前窯頭都使用三風道或四風道燃燒器,回轉(zhuǎn)窯正常運行時,一次風量少,二次風溫度又很高。因此煤粉燃燒速度、火焰溫度遠高于濕法窯。如果降低硅酸率,液相量相應(yīng)增加,物料容易燒流,掛上的窯皮不吃火容易脫落。所以一般都主張掛窯皮的生料應(yīng)與正常生料成分相同為好。
  2.燒成溫度和火焰控制
  掛好燒成帶窯皮的主要因素除有一定的液相量和液相粘度以外,還要有適當?shù)臏囟?,氣流、物料和耐火磚之間要有一定的溫差。一般應(yīng)控制在正常生產(chǎn)時的燒成溫度。掌握熟料結(jié)粒細小而均齊,不燒大塊更不能燒流,嚴禁跑生料。升重控制在正常生產(chǎn)指標內(nèi)。要保持燒成溫度穩(wěn)定、窯速穩(wěn)定、火焰形狀完整、順暢。這樣掛出的窯皮厚薄一致、平整、均勻、堅固。
  3.喂料量和窯速
  為了使窯皮掛得堅固、均勻、平整,穩(wěn)定窯內(nèi)熱工制度是先決條件。掛窯皮期間,穩(wěn)定的喂料量和穩(wěn)定的窯速是至關(guān)重要的。喂料量過多或窯速過快,窯內(nèi)溫度就不容易控制,粘掛的窯皮就不平整,不堅固。所以新窯第一次掛窯皮起始喂料量和窯速最好能控制設(shè)計產(chǎn)量的35%左右。掛到一定程度以后再視窯皮粘掛情況逐漸緩慢增加。這樣可以保持料層由薄到厚,溫度由較低到較高,物料在窯內(nèi)停留時間由較長到較短,以便于保持火力偏中而穩(wěn)定,粘掛好窯皮和燒好熟料。隨著窯皮不斷增厚,逐步減少物料在窯內(nèi)的停留時間,增厚料層,提高燒成帶火力,這也是防止窯皮因掛得快而松散的措施。
  4.掛窯皮期間的噴嘴位置
  一般情況下,噴嘴位置應(yīng)盡量靠前(往外拉)一點,同時偏料,火焰宜短不宜長。這樣高溫區(qū)較集中,高溫點靠前,使窯皮由窯前逐漸往窯內(nèi)推進。隨著生喂料量的逐漸增加,噴嘴要相應(yīng)往窯內(nèi)移動。待窯產(chǎn)量增加到正常情況,噴嘴也隨之移到正常生產(chǎn)的位置。掛窯皮期間切忌火焰太長,否則高溫區(qū)不集中,窯皮掛得遠或前薄后厚,甚至出現(xiàn)前面窯皮尚未掛好,后面已經(jīng)形成結(jié)圈等不利情況。
  5. 新窯掛窯皮應(yīng)有三天的操作時間
  在掛窯皮的過程中,要求窯皮漸漸增厚,不要過快,以避免掛上的窯皮松馳,不結(jié)實,影響回轉(zhuǎn)窯以后的長期安全運轉(zhuǎn)。判斷窯皮是否平整,首先根據(jù)筒體溫度掃描,看曲線波動是否有峰值出現(xiàn);其次,根據(jù)窯規(guī)律曲線,看是否有寬窄的周期性變化;另外,現(xiàn)場在窯頭用看火鏡也可以看出窯皮顏色微白,前后平整,顏色一至,沒有凸凹和明暗現(xiàn)象,則表明窯皮較平整。
  五、如何保護好窯皮
  要想保護好窯皮,應(yīng)注意以下幾點:
  1.首先要掛好窯皮,掛中有保,保中有掛。
  2.建立和建全窯襯材料的保管和砌磚責任制,提高襯料和砌磚質(zhì)量,各帶窯襯應(yīng)相應(yīng)配套。
  3.加強煅燒控制,避免燒大火,燒頂火,嚴禁燒流或出生料,保證熟料顆粒細小均勻。
  4.改進噴煤嘴結(jié)構(gòu),保持完整的火焰形狀、經(jīng)常移動噴煤嘴位置,調(diào)整高溫區(qū)。
  5.嚴防結(jié)圈,發(fā)現(xiàn)結(jié)圈要及時處理。
  6.發(fā)現(xiàn)窯皮不好時及時采取措施。
  7.加強設(shè)備維護,減少停窯次數(shù),避免窯皮因忽冷忽熱而脫落。
  結(jié)語
  根據(jù)物料在煅燒時所具有的膠粘性能與表面熔融的耐火磚結(jié)合在一起的特點來掛窯皮,注意掛窯皮時的喂料量、窯速、火焰長度以及掛窯皮的時間等要點,綜合考慮各方面的因素,掛好窯皮可以減少熱量向外散失,提高熱效率,延長耐火材料的使用壽命,對回轉(zhuǎn)窯有十分積極的影響。另外,應(yīng)加強設(shè)備維護,發(fā)現(xiàn)窯皮不好時及時采取措施,保護好窯皮。                                                                  

編輯:姜立東

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2024-12-23 08:18:06