煅烧窑(回转窑煅烧操作热工制度对熟料煅烧质量的影响)

Posted 2023-06-02

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煅烧窑(回转窑煅烧操作热工制度对熟料煅烧质量的影响)

优质熟料主要特征是C3S+C2S矿物含量高，碱含量低，矿物晶粒粒径较细小均匀，发育良好，当生料工艺质量参数和粉磨细度、颗粒粒径分布、化学成分、有害成分、率值等保持稳定不变的情况下，回转窑煅烧操作热工制度和煅烧温度、升温速率、峰值温度、保温时间、窑速和冷却速率等就决定了熟料硅酸盐矿物C3S和C2S的含量和活性，熟料中阿里特晶体尺寸发育大小，主要决定于水泥生料的易烧性和窑的煅烧操作热工制度的稳定。因此，回转窑的煅烧操作热工制度对硅酸盐水泥熟料煅烧质量产生重要影响，以下结合煤质，火焰形状和温度，熟料和煅烧温度，烧成带长度，窑型规格，窑速、升温速率和冷却速率等对熟料煅烧质量的影响作一初步探讨。

一、煤质的影响

一般回转窑煅烧用煤质量要求灰分A≤30%，挥发分V在18%～30%，发热量QDW≥5000kcal/kg，煤粉细度要求控制在8%～15%，实际上，我国当前由于优质煤炭供应紧张且价格较高，许多厂家实际达不到这一要求，由于煤粉燃烧后灰分全部沉落在烧成带的熟料颗粒表面上，造成熟料颗粒表面富硅化，从而改变熟料表层矿物成分，C3S含量下降，C2S含量上升，从而影响熟料质量，当前相应的对策措施，一是适度调整增加干法窑尾分解炉用煤量和降低窑头喷煤量，其比例控制在6:4左右，以增加分解炉中煤灰分与灼烧生料的混合程度，降低窑头煤灰对熟料质量的负面影响；二是采取窑尾分解炉与窑头喂煤质量分别控制，分解炉喂低热值煤，窑头喂高热值煤，可降低劣质煤对窑头熟料质量的不利影响。

二、火焰形状和温度的影响

火焰形状的调节一方面取决于煤粉的热值、灰分、细度和挥发分的大小，另一方面还取决于一次风的风速和风量大小，即窑头燃烧器的规格和性能，调整好窑火焰长度也就是调整好烧成带长度，也即调整控制了熟料在高温烧成带停留时间，火焰形状和长度影响到熟料中C3S矿物的晶粒发育大小和活性。因此，在烧高强优质熟料时，必须调整火焰长度适中，既不拉长火焰使烧成带温度降低，也不缩短火焰使高温部分过于集中，从而烧垮窑皮和耐火砖而不利于窑的安全运转，回转窑内火焰形状粗细必须与窑断面积相适应，要求比较充满近料而不触料，正常形状保持其纵断面为正柳叶形状。

当烧灰分高、热值低的劣质煤时，其一次风风速应适度加大，对于使用多通道喷煤管的窑应增加内、外净风风速和风量，使其火焰形状尽量控制不发散而形成正常火焰。

干法窑窑头火焰温度控制，视窑型大小而异，对于2000t/d以下的窑型一般控制在1650～1850℃之间，对于大型窑如5000t/d以上窑型，火焰温度控制在1750～1950℃的较高范围内比较有利，预分解窑内火焰温度取决于两部分因素：一是煤粉热值、灰分和细度，二是取决于二次风温大小，对于烧劣质煤的厂家提高二次风温尤其重要。对于易烧性差的生料和含碱高的生料，适当提高火焰温度，采用高温烧成有利于熟料质量的提高和碱分的充分挥发可获得低碱熟料。

三、熟料煅烧温度的影响

一般情况下控制熟料煅烧温度在1300～1450～1300℃可确保熟料质量和烧结，对于当前我国相当部分厂家由于采用双高配料（高KH、高SM）生产高强熟料，其生料易烧性变差，相应熟料煅烧温度应适度偏高控制，控制在1300～1500～1300℃左右比较有利。

四、烧成带长度的影响

对于双高（高KH、高SM）熟料配料的厂家，要求控制烧成带长度比正常情况偏长一些，煅烧温度高一些，即"高温长带"煅烧，有利于熟料烧结和熟料质量的提高，一般控制烧成带长度在4.5～5.5Di左右为最好。

五、窑型规格的影响

窑的长径比对熟料煅烧质量有较大影响，如日产2000吨预分解窑的L/D当前趋向于较短一些设计控制，以设计控制在10～11左右的厂家较多，这样有利于熟料质量的提高，主要由于低长径比短窑相应缩短了过渡带的长度，有利于熟料升温速率的提高，也缩短了预分解系统入窑灼热生料的低温陈化时间，有利于熟料C2S和f-CaO及时溶入熟料液相和C3S的形成和结晶，对优质熟料的形成较为有利。

窑的直径大小也对熟料煅烧质量有一定影响，一般认为大直径窑比小直径窑有利于熟料煅烧质量的提高，一方面是因为大窑在配料时采用高SM、高KH配料，SM控制在2.8～3.2，KH控制在0.88～0.92，而大直径窑窑头喷入燃煤量大，火焰温度高，有的甚至高达2000℃以上，仍然可以将以上双高配料的熟料煅烧充分，质量良好。

六、窑速的影响

对于短小型预分解窑，由于其长度比大型窑短，窑速应偏低控制较好，如：Φ3×48m、Φ4×43m预分解，窑速控制在3.0～3.2转/分。对熟料质量比较有利，主要是因为其窑长较短，为确保熟料在短窑内的高温停留时间，窑速偏低控制较为有利。

七、升温速率和冷却速率的影响

优质熟料形成要求预热器分解炉气固换热效率高，传热快，在窑内过渡带升温阶段要求快速升温，主要操作要求就是要适度提高窑速、加大灼烧生料翻滚频次，缩短过渡带长度，延长烧成带长度，促进熟料的矿物形成和烧结，烧高强优质熟料要求快烧急冷，窑头篦冷机操作要求强化一室、二室高压风风量迅速，强化冷风对高温熟料的冷却效果，这样有利于熟料质量的提高。

八、窑气氛的影响

　　回转窑内燃煤燃烧过剩空气系数一般要控制在1.10～1.15左右，以窑尾废气中氧浓度控制在2%～3%左右为较好，即保持微氧化气氛操作，若过剩空气系数控制过低，二次风不足，易导致还原气氛产生，窑内出现还原气氛，会产生CO气体，且熟料中Fe2O3成分被CO还原成FeO，影响熟料液相成分和黏度，影响熟料烧结，易产生大量黄心熟料，也浪费热量和燃煤消耗量，从而影响到熟料质量的提高。