两档短窑的操作技巧

张高科，姚营娇

位于伊拉克南部NAJAF省的某水泥厂2016年8月竣工投产，正常运转时，熟料产能达6 100t/d。该生产线回转窑采用两档悬浮式轮带且无大齿圈的两档短窑，传动方式为主电机带动减速机，减速机带动托轮转动，托轮与回转窑轮带接触，靠摩擦力带动回转窑转动，基本设计参数见表1。

该生产线生料均化库的储存量为15 600t，结构为CF型，库底设有100t的称重小仓。生料从均化库出来入称重仓，经转子秤（量程为0～510t）定量给料，通过提升机、斜槽和分格轮进入预热器，在预热器和分解炉内进行充分热交换后入窑，经回转窑煅烧和篦冷机冷却后得到成品熟料。

1 两档短窑操作技巧

1.1 控制入窑生料的分解率

由于该回转窑比常规6 000t/d熟料生产线配套的回转窑短，为了保证该回转窑的正常运转，需要适当提高入窑物料的分解率，将其分解率控制在96%左右。如果入窑物料的分解率＜95%，由于回转窑的负荷大，熟料产量将难以提高，还会出现“生烧料”现象；如果入窑物料的分解率＞97%，则需提高分解炉的温度，窑尾温度也会随之升高，导致窑尾烟室结皮严重。

表1 基本设计参数表

1.2 薄料快烧

操作短窑时，需采取薄料快烧的方法。物料入窑后，在保证窑况稳定的情况下，尽可能地提高窑速，降低窑的物料填充率。在回转窑快速转动的情况下，物料被带起的高度变高，物料和窑内热气的热交换更加充分，生产的熟料颗粒和质量都较为均匀。由于窑的长度较短、窑内物料填充率高，若回转窑转速慢，则易造成窑内通风不好、窑内燃料燃烧不充分、高温点后移，造成回转窑35m处的副窑皮频繁垮落，导致黄心料增加，影响熟料的产质量。在正常满负荷生产情况下，窑速一般控制在3.8～4.0r/min、窑填充率控制在12%～13%较为合适。

1.3 调整火焰形状

操作此种短窑时，窑头的火焰形状略短、活泼有力，最为适合。如果火焰过长，窑内高温点后移，窑内物料容易提前出现液相，导致窑内结圈，窑尾烟室结皮严重；如果火焰发散无力，高温点不集中，则容易出现生烧，影响熟料的质量。

该窑重油燃烧器调整手柄位置所对应的火焰形状见表2，窑头火焰形状宜以手柄开度4～6时的火焰形状为主。

1.4 旁路放风系统

当地原材料含硫量高，设计时采用了旁路放风系统。旁路防风的进风口位于上升烟道的位置，可以吸走部分由窑内进入上升烟道的废气，同时吸进部分冷空气，使废气达到合适的温度后进入大布袋收尘器。旁路放风系统的主要作用是抽走一部分窑尾富集有硫、氯有害成分的气体，减少窑尾烟室的结皮和窑尾结圈。旁路放风系统正常使用时，窑头燃烧用重油和窑尾燃烧用重油的比例为4：6。

1.5 二次风温的控制

二次风温对短窑的稳定运行起着重要作用。短窑的出料温度在1 450℃左右，适当增加篦冷机一室风机的风量，不仅可以保证熟料急冷，而且能够提高二次风温的温度。在生产运行过程中，短窑难免会出现掉窑皮的情况，篦冷机的固定篦板上也难免有窑皮和大块熟料，这会影响篦冷机一室的风量和二次风温。若不及时调整，二次风温下降时间过长，就会引起窑况恶化，更加频繁地掉窑皮，二次风温更低，以致形成恶性循环。

此时可将篦冷机前端的空气炮设置成同时运行模式，适当加快篦速，及时推走窑皮和大块熟料，避免长时间停留，影响二次风温，引起窑况波动。

在窑况不好、粉砂料大时，需适当地减少篦冷机一室及前面风机的风量，防止风量及风速过大带起较多的粉砂料入窑。粉砂料大时会影响窑内燃料的燃烧且导致窑尾温度偏高，造成窑尾结皮多且硬。所以，灵活调整篦冷机的用风，控制好篦床的运动速率，对提高二次风温和稳定窑况至关重要。

2 操作中遇到的问题及处理措施

2.1 烟室缩口易结皮

2.1.1 形成原因

表2 重油燃烧器手柄开度对应的火焰形状表

（1）由于窑短，窑尾的温度略高，一般窑尾温度控制在1 120℃～1 180℃。

（2）原材料中的有害成分含量高。伊拉克当地石灰石里的硫、氯含量较国内原材料中的硫、氯含量高，入窑生料要求三氧化硫含量＜0.3%，但实际配料得出的入窑生料里的三氧化硫含量均在0.3%～0.45%左右。

（3）窑尾烟室清堵孔密封不严，漏风严重，导致烟室结皮严重。

（4）预热器的油枪位于分解炉缩口处，当有结皮产生且堵住油枪出口时，会造成燃油无法雾化而下淌，造成局部高温，形成较硬、较厚的结皮。

2.1.2 处理措施

（1）调整三次风闸板的开度，在保证窑内的氧含量一定的情况下，适当加大三次风闸板开度回收火焰，避免过多热量带到窑尾。

（2）火焰形状不宜调整得过长。

（3）该预热器四级筒的物料由两路进入分解炉，一路通过分料阀由烟室缩口处进入，一路由分解炉底部进入，在测得窑尾温度过高时，适当加大烟室缩口处的分料量来降低窑尾烟室的温度。

（4）适当提高旁路放风系统风机转速，使旁路系统拉风量由窑内风量的7%提高至9%左右，减少有害成分的富集。

2.2 频繁掉窑皮

2.2.1 形成原因

（1）入窑物料成分波动较大，造成窑系统的热工制度不稳。

（2）窑尾系统清理结皮过于频繁，造成系统漏风、用风不稳。

（3）当掉窑皮时，若调整不及时，造成二次风温下降时间过长从而引起窑况波动。

2.2.2 处理措施

（1）在整个系统正常的情况下尽量减少清窑尾结皮的次数。

（2）根据来料的波动情况，操作员要及时微调。

（3）尽量减少人为因素引起的波动。

2.3 窑内结圈

2.3.1 形成原因

从化验室对结圈成分的检测结果来看，结圈属于硫圈，分析其形成原因，主要有以下几点：

（1）入窑生料成分波动大。以本厂为例，出磨生料LSF最高值110，最低值83，波动大（图1）。

图1 出磨生料LSF趋势图

（2）火焰的形状不合适，燃烧器头部结焦导致火焰分叉。

（3）窑况长时间不好。当窑况不好时，通常操作员会加大窑头的用油量，以致燃料不能完全燃烧，窑内产生还原气氛，SO3含量增多，形成窑圈，有时圈后还会结球。

2.3.2 处理措施

（1）稳定入窑物料成分，同时略微提高SM。

（2）检查维护窑头燃烧器喷嘴，调整火焰形状，使之变得短而有力，满足煅烧需求。

（3）遇到窑况不稳定时，及时进行调整，必要时可采取减料措施。

（4）适当增加窑内用风，减少有害成分富集。

2.4 熟料出现生烧料

2.4.1 形成原因

经分析认为，窑内物料提前出现包球，在窑内未煅烧透，经熟料破碎机破碎后，得到块状黄料。

（1）通过比较入窑生料的成分，发现这次入窑生料的AM较以前略低，由以前控制的1.24降低到了1.12，由铝氧率的计算公式AM=Al2O3/Fe2O3可知，此段时间铁矿石用量略多，使物料易提前出现液相量。

（2）头油不完全燃烧产生还原气氛。

2.4.2 处理措施

（1）采用铝矾土调整配料，将铝氧率由1.12调整至1.22左右。

（2）加大系统风量，调整三次风闸板和旁路放风量，增强窑内通风。

2.5 熟料中多片状熟料

形成原因：入窑生料中的有害成分多，重油中硫含量高。

处理措施：尽量搭配使用原材料，减少入窑生料中的有害成分，采用质量好的重油，控制窑尾温度，重视旁路放风系统的使用。

3 结语

两档短窑优点明显，不仅可以节约建设成本，而且还可节省电能和热能，延长耐火材料的使用寿命。短窑的操作要求更高，对运行过程中出现的问题，要更为迅速和精准地分析并采取处理措施。