眾所周知,在水泥廠水泥回轉窯是生產的心臟,要想保證回轉窯的正常運轉并提高其運轉率,除了正確合理地選擇和設計窯襯外,特別地要想提高回轉窯燒成帶及過渡帶窯襯的壽命從而提高窯的運轉率及降低生產成本,在燒成帶及其兩側過渡帶的磚襯上能否始終保持一層穩定窯皮,是磚襯使用壽命長的保證條件之一。本文主要針對上述問題著重談談在回轉窯高溫帶磚襯上如何粘掛窯皮及如何保護好窯皮。
1、窯皮的組成及形成過程
窯皮是由作為固定骨架的偏S和姚S與充填在這些晶粒間的熔體蛛A和臨AF以及MgO、Na20、晚O和岌)3等粘結而成。在一定溫度下,一定成分的熟料其所含熔體具有一定的數量和粘度,它決定著熟料在當時的粒度大小及在磚面上的粘掛窯皮的難易和固著的牢度以及在窯溫變化下熔體數量和粘度的變化程度,亦即使窯皮穩定存在的程度。顯然只有窯料成分穩定適當,且與所在位置窯溫相適應,火焰的位置和窯溫也必須穩定,才能形成數量和粘度均適當的熔體。
火磚上第一層優質窯皮的形成條件是熟料顆粒細小均勻,在同一火焰溫度下熟料中熔體的含量和粘度適當,且火磚熱面層中也形成少量熔體,于是料層中最底層的熟料顆粒便和磚面很牢地相粘。相粘之后熟料所含部分熱量為火磚所吸收而略呈降溫和凍結,所含熔體量有所減少,粘度則有所增加,增大了在火磚上粘附的牢度。即使這些熟料隨窯轉動而離開料層,再度進人火焰輻射之下仍牢固地粘在磚上,不再分離,成為磚上固定的窯皮層。這樣層層熟料不斷粘附,窯皮漸厚,直至一定厚度時窯皮加火磚組成窯襯的總厚度過大,窯皮表面溫度過高,該處熟料熔體含量過多且粘度變小,新生熟料因重力作用不再粘附在窯皮上,也就不能形成更厚的窯皮。
因此,窯料成分和數量的波動及火焰溫度高低和位置的變化,都使熟料及窯皮表面層中熔體含量和粘度發生變化,熟料粒度也起變化,窯皮也就不斷消長。同時,窯皮的穩定還與燃料的流量、質量及其燃燒情況以及火磚在高溫下的性狀、操作者的控制水平等有關,它是動態平衡和變化著的物質,要掛好窯皮和保護好穩定的窯皮也就必須從上述諸方面綜合下手方能奏效。
筆者認為窯皮穩定存在的基本條件是:
(l)窯料(含摻人的窯皮、煤灰等)成分穩定適當,與所在處窯溫相適應。火焰位置與窯溫也必須穩定,才能形成數量和粘度都適當且穩定的熔體;
(2)襯磚的成分和結構對窯料有一定適應性,有利于窯料粘附磚面并適度滲人磚內,窯皮能與磚面密合粘附且在磚內形成機械錨固,使窯皮穩定存在于磚體上;
(3)窯體規整完好,橢圓率正常,窯運行穩定,開停次數極少。必須經常把握住這些基本條件,使窯皮既好掛又易保護穩定。燒成帶堿性磚襯要求堅持用與緞燒熟料一樣的正常溫度掛窯皮.嚴格控制掛窯皮期間熟料的升重正常,既不出黃料和生料,也不產生大量大塊和極大量拳頭大小的料球,保持熟料細小均勻。采用鎂鉻磚時,正常掛窯皮時間在傳統窯上一般為Zd,在預分解窯上最多ld,采用白云石磚時可以更短。為求掛窯皮期間操作方便,可適當減喂生料。
2、窯皮的保護措施
經常觀察窯皮是否正常,嚴格監測燒成帶和過渡帶窯體的表面溫度,如發現窯皮蝕薄太甚,甚至露磚,窯體表面溫度過高,必須補掛窯皮,達到正常。為求補掛窯皮時窯的運作自如,必要時也應適當減喂生料,并且不考核補掛期間的小時產量和班產量。
窯體表面溫度不應超過370℃。如掌握失當,超過了這一溫度,應及早采取降溫措施。此時窯溫可在正常緞燒溫度范圍內偏低控制,并適當減喂生產,加緊補掛窯皮。
水泥窯多用煤作燃料,且往往煤質不佳,灰分偏高,人窯煤粉在流量和質量上不夠穩定,甚至很不穩定,燃燒系統還很不完善。人窯生料的成分和流量都很不穩定。這些都很不利于窯皮的穩定和窯襯壽命的延長。
國內不少窯上還在燒成帶窯體外側使用水冷卻,這雖有助于在火磚上強制地“凍”成一定厚度的窯皮,但窯體受熱膨脹對磚襯內壓應力的補償作用卻因此
而失去,既不利于磚襯壽命的延長,還使窯體鋼板生銹結垢。
為求開窯時掛好窯皮,正常生產中維護好窯皮,必要時還要補掛好窯皮,必須做到以下幾點。
(l)窯襯砌筑的前后都要從嚴消除窯內舊料和雜物,不使它們先于正常熟料進人燒成帶,確保在火磚上掛好質量極高的第一層窯皮。
(2)從嚴配合好烘窯中磚襯和窯料的升溫情況,確保進人燒成帶的第一批窯料和燒成帶內火磚同時處于良好的掛窯皮狀態之中。如操作者經驗不足,可采取所謂“留火待料”的方法,即在準備良好的窯料進人燒成帶之前把火焰溫度控制略低于正常,等窯料即將進人燒成帶前夕提高火焰溫度,趨于正常時掛好第一層緊實窯皮。在掛窯皮過程中始終嚴格保持窯溫正常,不發生燒料和過燒料。包括正常生產料和掛窯皮料在內,均以“難燒但不發散,好燒但不起塊”為指導原則來控制熟料率值,也即始終保持高溫帶內和出窯熟料粒度細小均勻,既不起塊,也不發散,更不“飛砂”。如開窯掛窯皮時和正常運轉中嚴重掉窯皮后補掛窯皮時掌握困難,可適當減料,按正常料的80%來供料。
(3)開窯前和正常運轉中都要嚴格檢查控制燃燒系統,燒嘴結構和位置以及火焰形狀正常。
3結束語
綜上所述,通過對回轉窯高溫帶窯皮形成過程以及窯皮保護措施的分析,不難得出結論:只有在工況穩定的窯上,磚襯上才能粘附緊實的窯皮,窯襯的壽命才得以可靠地延長,但如果燒成帶和過渡帶的窯體或變形較重,或中心線不正,或橢圓率偏大,或鋼板太薄而剛度不夠;再如傳動系統狀況不佳,窯運轉不正常;又如料、煤供應不正常、甚至窯開停頻繁,這些都對窯皮在磚上的結合產生機械沖擊,不利于窯皮在磚襯上的牢固粘附。由此可見,工藝的穩定才能有窯皮的穩定。也只有窯皮的穩定,窯襯使用壽命才長,窯運行才會穩定,年運轉率才高。這兩者是互為條件、互為依存的。
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