雙膛石灰窯結瘤原因分析及其處理措施和預防方法

田英杰

（日照魯碧新材料科技有限公司， 山東 日照 276800）

石灰石是常見的工業原料，多用于制造鋼鐵、電石、純堿等工業，近些年來工業技術的全面發展也帶動了石灰石煅燒技術的提高。我國有大量的石灰石原材料，與其它材料相比，石灰石屬于天然資源，是鋼鐵冶煉的重要原料。但是現階段國內各行業使用的石灰窯或多或少都會出現結瘤的情況。結瘤后會對正常的生產制造有很大的影響，且對窯體的損傷也是不可逆轉的。結瘤實際上是石灰石在經過高溫煅燒時產生的一種塊狀石灰粘結料，這其中經過了物理變化和化學變化。在生產過程中，如果發生結瘤不僅會讓卸料平臺無法順暢下灰，降低石灰的產質量，嚴重者會導致窯爐不能正常生產運行。本文就雙膛石灰窯常見的結瘤原因進行了分析，現介紹如下。

1 結瘤的原因

我公司的雙膛石灰窯，在2006 年、2007 年先后建成并投產，在這兩年的生產過程中，因為缺少經驗，出現過3 次較重結瘤現象，導致了石灰窯耐材及卸料系統受到石灰瘤狀體破壞，無法正常使用，曾一度影響公司正常生產工作。為了改變這一窘境，我們首先分析了雙膛石灰窯結瘤的成因，結合我公司當前實際生產狀態對三座石灰窟開展了系統化的調整工作，同時還使用了與其相匹配的預防措施，成效較好。當前結瘤現象已經得到了良好的控制。

1.1 受到原料石灰石成分的影響

石灰窯生產中，其氧化鈣含量比例、雜質含量比例大小決定是否產生石灰窯結瘤。石灰石在窯內煅燒時，不但會放射出大量的雜質反射過程，還會產生CaO反射過程，并且這些反射過程溫度大不相同。當SiO2、Fe2O3、Al2O3 和MgCO3這些雜質出現在石灰石原料中時，既會影響石灰石煅燒工藝，還會加大出現結瘤的可能性。當二氧化硅內部溫度達到700-800℃時，就會產生固體狀態，并與氧化鈣發生反應逐漸生成硅酸二鈣、二氧化硅，因為石灰石中依舊有大量的氧化鈣，更會發生較大反應直到生成金屬氧化物·SiO2 才會緩慢的停止，二氧化硅影響反應的速度，其在石灰石上分布越平均，反應的速度就會越快，若不平均分布，則反應速度就會遞減。當三氧化二鐵內部溫度達到800-900℃時，就會和氧化鈣產生化學反應，依次生成氧化鈣·三氧化二鐵和兩個氧化鈣分子·三氧化二鐵，這些物質可以組成均勻溶液的物質，將會在石灰窯內慢慢相結合慢慢產生塊狀，衍生出窯瘤。

1.2 石灰石原料粒度大小的影響

石灰石粒度大小對石灰的燒成率影響很大，粒度過大會延長物料停留時間，影響石灰窯的能力，相反，石灰石粒度過小，它在窯內停留時間短。但是石灰石粒度減小，也有一定要求，粒度減小會增加窯內阻力。氣體分布變壞，破壞灰窯煅燒工況，形成偏燒、局部高溫或生成“瘤塊”，增加了燃料消耗量，降低石灰窯的生產能力和窯氣CO2 濃度。因而，石灰石粒度應均勻，煅燒才能穩定，這樣有利于石灰窯平穩運行和分解率的提高。

1.3 石灰石原料含粉量高低的影響

石灰石原料中含粉量的高低，也會造成石灰窯的結瘤。進入窯內的石灰石原料含粉量越高，物料在窯內就越容易參與反應，熔化或粘結于窯壁上，容易導致窯瘤的形成；一般情況下，如果石灰石原料中的粉料越多，說明其中的雜質也就越多。這些雜質也就越容易和CaO 發生一系列的反應，生成各種低熔點的化合物，使石灰之間相互粘結成塊，從而形成了窯瘤。

1.4 生產操作通道溫度影響

操作上煅燒溫度沒有控制好易形成結瘤。因為煅燒溫度越高，窯內物料中低熔點的物質也就越容易熔化成液相，使石灰之間相互粘結成塊，或粘結在窯壁上逐步形成掛壁窯瘤，并且溫度越高，物料中的各種成分之間就越容易發生反應，或與窯襯發生化學反應，生成更多的低熔點物質，從而促使窯瘤的形成。因此，在煅燒中應根據雜質的含量合理控制煅燒溫度，一般情況下，CaCO3 含量高的石灰石煅燒溫度控制在約1200℃，CaCO3 含量低的煅燒溫度控制在1000~1150℃，MgCO3 含量高的石灰石煅燒溫度控制在1000℃以下。當然，這樣的溫度控制也不是一成不變的，還要根據成品灰質量的情況適時進行調整。

2 結瘤的處理措施

雖然石灰石在煅燒過程中容易出現產生結瘤現象，且雙膛石灰窯結瘤較難處理，但可以提前制定措施進行預防，穩定風、煤、氣配比，采取降低通道溫度的辦法，規避窯瘤現象的發生。出現結瘤使用物理學中熱脹冷縮辦法，石灰窯內遇冷體積必定會發生變化，窯瘤無法適應體積的突然變化會出現開裂、脫落的現象。避免結瘤現象可以從三個方向來解決。

2.1 控制石灰成分

嚴格控制石灰石原材料的質量，由于石灰石供應商不固定，所以可能出現石灰石原料質量不穩定的情況，所以要對原料石灰石進行抽樣檢驗，跟蹤原料的質量情況，一旦發生質量問題，立刻停止原料進入窯體，基于石灰窯結瘤的機理，在煅燒前應選用SiO2、Fe2O3、Al2O3 和MgCO3 等雜質含量低的石灰石為原料。在有必要時增加原料水洗設備，從根源上杜絕結瘤的發生。

2.2 優化工作方式

工作人員必須定期的檢查煤氣熱量值數與氣、風的比列、石灰石的粒度和質量是否成正比、窯內石灰石分布是否均勻等，一旦這些因素中出現了比例不協調情況，要立即進行相應調整。以我公司的三座雙膛石灰窯為參考，常見的問題主要是單邊掛瘤，這是因窯內的料面傾斜導致的。工作人員只需降低料面，再次調整布料器布料均勻，優化窯內料流，均勻煅燒。雙膛石灰窯結瘤問題較為惡劣時，導致出現懸窯情況不能順利生產，需要暫時停止石灰窯生產，并通過冷卻風對其降溫，利用熱脹冷縮原理讓窯瘤自然脫落，隨后再打開觀察孔，進行人工處理。

2.3 降低溫度

燃料的配量是影響石灰石煅燒分解的關鍵。工作人員根據窯況降低燃料投入率，還要降低石灰窯燃燒空氣量，同時提高成品石灰的排放數量，這樣一來窯內的大量材料會互相摩擦、碰撞，窯瘤承擔不住這種摩擦力紛紛掉落，它們將會和成品的石灰共同排除窯外。

3 結束語

石灰窯結瘤情況是現在石灰生產中常見的問題，應采取措施降低結瘤對生產的影響。針對結瘤問題,首先要有明確的防范措施，制定一系列的預防方案，將入窯原材料的質量、粉量的比例、人工操作的方式作為預防工作的落腳點。其次要緊跟科技時代的節奏，樹立起科學發展的理念，擅于運用現代科學解決措施，對石灰窯合理控溫、調控助燃風量以及掌握熱量的輸入量。這些手段都能夠有效的規避結瘤現象。石灰窯是我國工業制造的重要原材料，采取有效措施降低石灰窯結瘤情況對于提高石灰的產量、工業原料質量都有重要作用。