日照泰東回轉窯的結圈分析及處理

王傳杰

（日照泰東科技環保有限公司，山東 日照 276806）

日照泰東科技環保有限公司于2018 年10 月建成一條3.3m×50m 的回轉窯。用來處理山鋼高爐、電廠、煉鋼、焦化、水處理污泥等分廠下來的各種危廢廢料，以達到資源循環利用的目的。自投產以后，回轉窯在運轉過程中，經常面對結圈的問題。而結圈對回轉窯的產量、質量、安全運轉、電耗等都有較大的影響。造成生產不順行，甚至停窯等?，F結合三年來的運行狀況，來對回轉窯結圈進行分析研究和總結。

1 結圈產生的原因及機理研究

結圈實際上物料生成液相和固化的一個過程。在操作過程中，在高溫的地方會出現液相，隨著回轉窯的運轉，料層的覆蓋和窯體散熱等原因會使溫度突降，這樣使液相在窯壁上凝固下來，形成窯皮。窯繼續運轉，窯皮又暴露在高溫中又被熔掉下來，再次被物料覆蓋，液相又固化下來。如此周而復始。如果粘掛上去的多，而掉下來的少，窯皮就增厚，最終形成結圈。

在窯口區域，因為有風管進風，進風處的溫差較大，因此風口周圍是最容易形成結圈。

筆者認為：結圈分為高溫結圈和低溫結圈。

1.1 高溫結圈

從理化反應上來說，是物料中的含鐵物質和含硅物質反應形成硅酸鐵，硅酸鐵和其他物質組成多元熔渣體系，極易粘結。窯內一定距離燃燒·在大于1200℃的高溫下，未完全氧化的Fe304就與磁鐵礦中一定數量的Si02發生反應形成液相。

對于泰東回轉窯，粘結相的形成與干熄焦、焦粉的燃燒特性有密切關系。干熄焦、焦粉的燃燒特性主要是指干熄焦的熱解特性，著火特性，燃盡特性和結渣特性，其中的結渣特性直接影響粘結相的形成。未燃盡碳可明顯降低液相初析溫度，一般認為是C 與原燃料中的鐵氧化物發生還原反應生成Feo，而后與Sio2生成2Feo·Sio2，其熔點只有1205℃，當燃燒不完全時，即使使用灰熔點較高的焦粉，也會生成粘結相導致結圈。當窯內溫度高于變形溫度，結圈就不可避免。

1.2 低溫結圈

回轉窯底部灰渣的主要成分是一些無機氧化物，如Sio2、Al2o3、Feox 及Cao，另外由于部分危廢高含鹽，也普遍含有一定量的低熔點堿金屬鹽如Na/K 鹽。若堿金屬組分含量較高，由于其熔點低，因此入爐廢料如果含鹽量較高，很容易在窯內濃縮，導致窯內結圈。而根據文獻的實驗研究結果，當分別提高Sio2、Al2o3及Cao 的含量時，其灰熔點溫度都有不同程度的上升，因此底渣的成分對于灰渣軟化溫度有較大的影響。根據現場操作經驗，在此情況下，即使回轉窯在較低溫度運行時(比如850℃～950℃)，窯內也可發現較多的熔融物。

總之，形成結圈需要有兩個條件：一是出現一定黏度的液相量，二是煙氣、物料和爐襯之間有一定的溫差。

圖1 回轉窯的結圈

2 結圈的預防

根據結圈形成需要的兩個條件，要先預防結圈，就是盡量避免這兩個條件的達成。一是適當的減少物料中的液相量，二是減小物料、爐襯的溫差。盡量避開物料在半熔融裝態下運行。

（1）選擇合適的配料方案，控制適當的鐵、硅比，減少物料中能形成的液相量。

表1 日照泰東2020 年11 月原料成分

表2 日照泰東2020 年11 月入爐料成分

泰東公司在使用此配料方案后，結圈得到很好的控制。

（2）選擇合適的操作和工藝。工藝操作要合適。合適的工藝操作可以盡量減小各個溫度點的溫差。另外，操作上盡量避免大起大落。

3 結圈的處理

為減少或杜銫結圈現象，在生產中首先是要采取措施防止結圈，即采用正確的操作方法，穩定上料量，使料層厚度適宜。但當結圈形成時，要采用及時的有效的處理方法。避免結圈情況進一步加重。根據筆者經驗，可采取以下措施。

（1）當結圈在窯頭位置處時。一是平時窯工要勤打窯頭，減緩結圈增厚的速度；二是可間斷性的停窯，用氧氣管進行切割操作；三是可以進行燒窯頭操作。即減小引風、增大鼓風，進行燒成操作。等圈層軟化后打掉。

圖2 生產中處理結圈

圖3 停窯燒結圈

4 結語

通過分析、研究、總結、實施，日照泰東回轉窯結圈現象已逐漸得到控制。主要是“以防為主，以除為輔”的原則。及時發現，及時處理，才能保證回轉窯安全、低耗的生產。

總體上做到兩條，可大大減少結圈的產生。

（1）是合適的配比，穩定的上料。

（2）是合適的溫度、風量的控制。

（2）當結圈在窯中位置和窯頭圈比較厚時，可以進行洗窯操作。其原理為：熔渣的熔點僅比回轉窯穩定運行高100℃左右，而窯爐本身采用的耐火材料耐火度在1350℃以上，因此可以投入高熱值的配料，適當的提高回轉窯的運行溫度，使已結的圈在高熱值下全部熔化成液相。然后排出窯外。這種處理方式已在大多數企業中使用。

（3）當結圈特別嚴重時，作停窯處理。