兩檔短窯的操作技巧

張高科，姚營嬌

位于伊拉克南部NAJAF省的某水泥廠2016年8月竣工投產，正常運轉時，熟料產能達6 100t/d。該生產線回轉窯采用兩檔懸浮式輪帶且無大齒圈的兩檔短窯，傳動方式為主電機帶動減速機，減速機帶動托輪轉動，托輪與回轉窯輪帶接觸，靠摩擦力帶動回轉窯轉動，基本設計參數見表1。

該生產線生料均化庫的儲存量為15 600t，結構為CF型，庫底設有100t的稱重小倉。生料從均化庫出來入稱重倉，經轉子秤（量程為0～510t）定量給料，通過提升機、斜槽和分格輪進入預熱器，在預熱器和分解爐內進行充分熱交換后入窯，經回轉窯煅燒和篦冷機冷卻后得到成品熟料。

1 兩檔短窯操作技巧

1.1 控制入窯生料的分解率

由于該回轉窯比常規6 000t/d熟料生產線配套的回轉窯短，為了保證該回轉窯的正常運轉，需要適當提高入窯物料的分解率，將其分解率控制在96%左右。如果入窯物料的分解率＜95%，由于回轉窯的負荷大，熟料產量將難以提高，還會出現“生燒料”現象；如果入窯物料的分解率＞97%，則需提高分解爐的溫度，窯尾溫度也會隨之升高，導致窯尾煙室結皮嚴重。

表1 基本設計參數表

1.2 薄料快燒

操作短窯時，需采取薄料快燒的方法。物料入窯后，在保證窯況穩定的情況下，盡可能地提高窯速，降低窯的物料填充率。在回轉窯快速轉動的情況下，物料被帶起的高度變高，物料和窯內熱氣的熱交換更加充分，生產的熟料顆粒和質量都較為均勻。由于窯的長度較短、窯內物料填充率高，若回轉窯轉速慢，則易造成窯內通風不好、窯內燃料燃燒不充分、高溫點后移，造成回轉窯35m處的副窯皮頻繁垮落，導致黃心料增加，影響熟料的產質量。在正常滿負荷生產情況下，窯速一般控制在3.8～4.0r/min、窯填充率控制在12%～13%較為合適。

1.3 調整火焰形狀

操作此種短窯時，窯頭的火焰形狀略短、活潑有力，最為適合。如果火焰過長，窯內高溫點后移，窯內物料容易提前出現液相，導致窯內結圈，窯尾煙室結皮嚴重；如果火焰發散無力，高溫點不集中，則容易出現生燒，影響熟料的質量。

該窯重油燃燒器調整手柄位置所對應的火焰形狀見表2，窯頭火焰形狀宜以手柄開度4～6時的火焰形狀為主。

1.4 旁路放風系統

當地原材料含硫量高，設計時采用了旁路放風系統。旁路防風的進風口位于上升煙道的位置，可以吸走部分由窯內進入上升煙道的廢氣，同時吸進部分冷空氣，使廢氣達到合適的溫度后進入大布袋收塵器。旁路放風系統的主要作用是抽走一部分窯尾富集有硫、氯有害成分的氣體，減少窯尾煙室的結皮和窯尾結圈。旁路放風系統正常使用時，窯頭燃燒用重油和窯尾燃燒用重油的比例為4：6。

1.5 二次風溫的控制

二次風溫對短窯的穩定運行起著重要作用。短窯的出料溫度在1 450℃左右，適當增加篦冷機一室風機的風量，不僅可以保證熟料急冷，而且能夠提高二次風溫的溫度。在生產運行過程中，短窯難免會出現掉窯皮的情況，篦冷機的固定篦板上也難免有窯皮和大塊熟料，這會影響篦冷機一室的風量和二次風溫。若不及時調整，二次風溫下降時間過長，就會引起窯況惡化，更加頻繁地掉窯皮，二次風溫更低，以致形成惡性循環。

此時可將篦冷機前端的空氣炮設置成同時運行模式，適當加快篦速，及時推走窯皮和大塊熟料，避免長時間停留，影響二次風溫，引起窯況波動。

在窯況不好、粉砂料大時，需適當地減少篦冷機一室及前面風機的風量，防止風量及風速過大帶起較多的粉砂料入窯。粉砂料大時會影響窯內燃料的燃燒且導致窯尾溫度偏高，造成窯尾結皮多且硬。所以，靈活調整篦冷機的用風，控制好篦床的運動速率，對提高二次風溫和穩定窯況至關重要。

2 操作中遇到的問題及處理措施

2.1 煙室縮口易結皮

2.1.1 形成原因

表2 重油燃燒器手柄開度對應的火焰形狀表

（1）由于窯短，窯尾的溫度略高，一般窯尾溫度控制在1 120℃～1 180℃。

（2）原材料中的有害成分含量高。伊拉克當地石灰石里的硫、氯含量較國內原材料中的硫、氯含量高，入窯生料要求三氧化硫含量＜0.3%，但實際配料得出的入窯生料里的三氧化硫含量均在0.3%～0.45%左右。

（3）窯尾煙室清堵孔密封不嚴，漏風嚴重，導致煙室結皮嚴重。

（4）預熱器的油槍位于分解爐縮口處，當有結皮產生且堵住油槍出口時，會造成燃油無法霧化而下淌，造成局部高溫，形成較硬、較厚的結皮。

2.1.2 處理措施

（1）調整三次風閘板的開度，在保證窯內的氧含量一定的情況下，適當加大三次風閘板開度回收火焰，避免過多熱量帶到窯尾。

（2）火焰形狀不宜調整得過長。

（3）該預熱器四級筒的物料由兩路進入分解爐，一路通過分料閥由煙室縮口處進入，一路由分解爐底部進入，在測得窯尾溫度過高時，適當加大煙室縮口處的分料量來降低窯尾煙室的溫度。

（4）適當提高旁路放風系統風機轉速，使旁路系統拉風量由窯內風量的7%提高至9%左右，減少有害成分的富集。

2.2 頻繁掉窯皮

2.2.1 形成原因

（1）入窯物料成分波動較大，造成窯系統的熱工制度不穩。

（2）窯尾系統清理結皮過于頻繁，造成系統漏風、用風不穩。

（3）當掉窯皮時，若調整不及時，造成二次風溫下降時間過長從而引起窯況波動。

2.2.2 處理措施

（1）在整個系統正常的情況下盡量減少清窯尾結皮的次數。

（2）根據來料的波動情況，操作員要及時微調。

（3）盡量減少人為因素引起的波動。

2.3 窯內結圈

2.3.1 形成原因

從化驗室對結圈成分的檢測結果來看，結圈屬于硫圈，分析其形成原因，主要有以下幾點：

（1）入窯生料成分波動大。以本廠為例，出磨生料LSF最高值110，最低值83，波動大（圖1）。

圖1 出磨生料LSF趨勢圖

（2）火焰的形狀不合適，燃燒器頭部結焦導致火焰分叉。

（3）窯況長時間不好。當窯況不好時，通常操作員會加大窯頭的用油量，以致燃料不能完全燃燒，窯內產生還原氣氛，SO3含量增多，形成窯圈，有時圈后還會結球。

2.3.2 處理措施

（1）穩定入窯物料成分，同時略微提高SM。

（2）檢查維護窯頭燃燒器噴嘴，調整火焰形狀，使之變得短而有力，滿足煅燒需求。

（3）遇到窯況不穩定時，及時進行調整，必要時可采取減料措施。

（4）適當增加窯內用風，減少有害成分富集。

2.4 熟料出現生燒料

2.4.1 形成原因

經分析認為，窯內物料提前出現包球，在窯內未煅燒透，經熟料破碎機破碎后，得到塊狀黃料。

（1）通過比較入窯生料的成分，發現這次入窯生料的AM較以前略低，由以前控制的1.24降低到了1.12，由鋁氧率的計算公式AM=Al2O3/Fe2O3可知，此段時間鐵礦石用量略多，使物料易提前出現液相量。

（2）頭油不完全燃燒產生還原氣氛。

2.4.2 處理措施

（1）采用鋁礬土調整配料，將鋁氧率由1.12調整至1.22左右。

（2）加大系統風量，調整三次風閘板和旁路放風量，增強窯內通風。

2.5 熟料中多片狀熟料

形成原因：入窯生料中的有害成分多，重油中硫含量高。

處理措施：盡量搭配使用原材料，減少入窯生料中的有害成分，采用質量好的重油，控制窯尾溫度，重視旁路放風系統的使用。

3 結語

兩檔短窯優點明顯，不僅可以節約建設成本，而且還可節省電能和熱能，延長耐火材料的使用壽命。短窯的操作要求更高，對運行過程中出現的問題，要更為迅速和精準地分析并采取處理措施。