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活性石灰回转窑结圈的原因与控制措施
关键词:活性石灰回转窑 本钢石灰石矿现有600t/d回转窑2座,分别于2005年和2006年投产,投产以后周期性出现窑内结圈现象,结圈后的回转窑窑内截面积减少,通风不畅,物料运动受阻碍,窑内正常热工制度被破坏,不仅影响了活性灰产品质量和产量,而且对系统燃料消耗、电耗等都造成一定影响,甚至造成回转窑停产,因此,分析结圈原因,采取有效控制措施才能保证生产正常运行。

1 回转窑结圈的症状

回转窑结圈后系统出现以下症状:窑主电机负荷增加,电流波动值增大,窑头、窑尾压力不稳定,窑头出现正压现象,窑内气流浑浊,窑内的物料受粉尘影响其运动方式由滚动状态变为滑动状态,筒体外皮局部温度下降。

停窑检查窑内结圈状况:

窑内总计结3道圈(以2010年2月25日为例):第一道,筒体从窑头起至24m处结 1m 多长,厚有400mm 的整圈;第二道,筒体从窑头起至 28.5m处结0.5m 长,厚 200mm 整圈;第三道,筒体从窑头起至37.5m处结 0.5m多长,厚有 200mm 断断续续的圈。

 

2 回转窑结圈危害

回转窑结圈一旦形成,便阻碍了气流的顺畅,窑头出现正压现象,窑内高温气流大部分被阻碍在结圈体前侧,使窑内气流不能平均分配,结圈体后部分的物料不能充分吸收热量,窑内的物料受粉尘影响其运动方式由滚动状态变为滑动状态,物料不能均匀受热,物料的煅烧质量不能保证,结圈一旦形成 200mm~300mm 时,主电机电流随时增大,严重时容易引发设备故障,同时能耗增加,现场环境严重破坏,增加操作者劳动强度。

3 回转窑结圈的原因分析

3.1 原料含杂质多易造成回转窑结圈

作为石灰原料的石灰石其主要成分是 CaCO3,一般情况都含有 SiO2、Al2O3、Fe2O3、NaO、K2O 、P、S 等杂质,如果杂质含量高,就容易产生结圈,特别是 Al2O3、Fe2O3、P、S 等其熔点较低,在回转窑内温度达到 1 250℃以上时就会产生熔融,熔融后的杂质,随回转窑的旋转附着在回转窑煅烧带最高处形成结圈。

3.2 高温使粉尘熔融易造成结圈

窑前储料场因无防雨设施遇雨雪天气,原料表面泥土沾在矿石表面筛分不掉,随矿石一同入窑煅烧,石灰中大量粉尘进入窑内,经过煅烧带,高温使粉尘熔融易造成结圈。

3.3 燃烧器选择不当直接影响回转窑内结圈

燃烧器是煅烧石灰的主要工艺设备,直接影响火焰形状和刚度,进而直接影响回转窑的煅烧温度,不同的燃料应采用不同的燃烧器,要使燃料达到充分完全燃烧,燃烧器的选择与控制至关重要,也直接影响窑内结圈。

3.4 回转窑转速与推料时间匹配不当影响结圈

回转窑转速与推料时间的匹配影响物料在窑内薄厚,物料薄厚影响物料在窑内的运动轨迹。窑速低、推料时间短会形成料层太厚,物料在窑内出现抛落现象,料层薄,就会形成物料在窑内整体滑动,抛落和滑动都会产生物料粉化,粉化量大,在煅烧带受到较强火焰的高温,就会熔融形成结圈。

3.5 生产操作控制不当影响结圈

1) 回转窑预热器出口温度过高,物料在预热器内预热和分解加速,将在煅烧带被烧结,石灰过烧,易造成结圈。

2) 窑尾压力控制大小,会改变火焰长度、形状,直接影响窑况变化和石灰质量,易产生结圈。

3) 在燃料流量正常情况下,煤气压力控制过低,燃烧火焰短粗,煅烧带提供热量过多使物料出现过烧,严重时煅烧带结圈。

4) 一、二次风的合理分配直接影响煅烧和质量的稳定,一次风过大,火焰会短粗,高温段过于集中,引起结圈;反之火焰瘦长,煅烧温度低,会使石灰质量不稳定,易结圈。

4 控制措施

4.1 严格原料进厂验收制度

一是加强物理检验控制,进厂粒度应控制在25~45mm,减少过小颗粒原料掺入,避免入窑后大量灰粉产生。二是加强化验检验控制,对进厂的原料进行严格化验,控制 CaO 含量不低于 53%,MgO、SiO2的含量控制在 2.0%和 1.0%以下,S 含量小于0.015%,不合格品原料不入窑。

4.2 降低入窑原料的含粉率

为解决结圈问题,石灰石矿于 2009 年在矿石入仓前增加移动筛分设备,对 3 号皮带头部振动筛筛网由原来的编织筛网改为冲孔,但遇雨雪天气筛网堵塞,清理过程中影响生产,应进一步改进筛子结构,使入窑含粉率控制在 5%以内。

4.3 控制窑速与推料时间的匹配

物料由窑尾运动到窑头完成石灰石分解的全过程,而预热器向回转窑的推料量必须与回转窑的转速同步,也就是说,一定的产量必须制定相应的回转窑转速,以保证物料在回转窑内的料层厚度和填充量。正常控制物料在窑内的填充率在 6%~8%之间,窑的转速快慢要达到物料颗粒自我翻滚为宜。

4.4 合理控制各部热工参数

根据改进后的燃烧器,调整好烧嘴角度,合理控制窑尾风机压力、流量和一、二次风机风量及风压,以保证火焰的长度和刚度,使火焰与筒体保持平行;同时与燃气厂及时沟通,要求提供热值、压力均稳定的煤气供应,其中热值≥15 048kJ/m3,压力在 9 800~11 000kPa 之间,按表 1 规定合理控制各部热工参数,以保证窑况的稳定。

 

4.5 加强煅烧过程管理

1) 随时观察窑内火焰、气流、物料运动情况,如果发现火焰形状发散,窑内气流浑浊或物料有滑动现象,应立即检查产品实物质量 SiO2是否偏高,同时减产降温,调整窑况。选择优质原料入窑,待实物质量好转,窑内气流顺畅,粉尘明显减少,再逐步提产,恢复正常生产,避免熔融物粘窑壁产生结圈。

2) 每小时在窑头从格栅侧门取一次样,用肉眼分析实物质量,根据实物质量情况,调整煤气量等工艺参数。

3) 冷却器下电振给料机均匀出灰,保证冷却器内高、低料位差在 100mm 左右,使二次风量供给均匀。

4) 计划减产时,应按 50t/h 梯度逐步减产,同时及时调整煤气量等各部工艺参数;恢复生产时,按升温曲线进行操作(回转窑升温曲线见图 2)。

 

4.6 一旦发生结圈应采取以下措施

1) 不定期短时间减产、停窑,同时,停一、二次风机,观察窑衬情况,如有轻微结圈,选择适当时间减产、降温,利用高、低温差使结圈脱落,避免窑况恶化。

2) 如果出现窑头、窑尾产生正压,窑内气流浑浊,主电机电流增大,不能完成正常产量、质量等现象,需停窑处理。

5 结论

活性石灰回转窑结圈是石灰行业普遍存在问题,结圈因素也是多方面的,既有原料、燃料影响,又与燃烧器的选择和生产工艺控制等有关,只要强化各个环节的管理,预防为主,回转窑结圈就能得到有效控制,进而不断延长结圈周期,逐步实现回转窑高产、稳产。(来源:本钢技术)

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