河南某水泥公司5 000 t/d水泥熟料生產(chǎn)線采用雙系列五級預(yù)熱器和TSD型分解爐，窯的規(guī)格為Φ4.8 m×72 m，配用TC型四通道燃燒器。該生產(chǎn)線所用燃料采用低揮發(fā)分無煙煤與煙煤按比例搭配而成的混合煤，其燃燒既有煙煤的特性也有無煙煤的特性，容易產(chǎn)生兩極分化。生產(chǎn)過程中因此出現(xiàn)了幾次事故，如窯皮不平整、紅窯、窯尾結(jié)圈漏料、窯內(nèi)結(jié)球、熟料質(zhì)量差等。原則上講，出現(xiàn)紅窯時必須停窯處理，但是有時受到銷售及耐火磚備件等影響，可以結(jié)合紅窯出現(xiàn)的部位和嚴重程度，決定窯繼續(xù)運行。在不停窯的情況下根據(jù)不同的情況采取相應(yīng)措施使窯皮和熟料的質(zhì)量恢復(fù)正常。在處理這些事故的過程中，筆者總結(jié)了一些寶貴的經(jīng)驗，現(xiàn)作簡要介紹。
1 影響窯皮形成的主要因素
1.1 生料的化學(xué)成分及率值
一般來講，生料中鋁質(zhì)與鐵質(zhì)的成分合適時，熟料燒成液相量就多，容易形成窯皮。鋁含量高，液相的粘度大，物料難燒，但掛上的窯皮相對牢固，不易脫落；鐵含量高，液相的粘度就比較小，窯皮容易形成，但形成的窯皮也容易掉落。SM值大，煅燒溫度就高，形成液相量較少，窯內(nèi)不易結(jié)粒，飛砂料較多，不易掛窯皮；反之液相量過多，燒成帶窯皮容易掛上但也容易脫落，就不能保持相對穩(wěn)定。KH值高，熟料的C3S的含量就增多，C2S的含量相對減少，物料不易煅燒，形成的液相量就少，不易掛窯皮，反之則易掛窯皮。
1.2 燒成帶的溫度
窯皮的形成取決于窯內(nèi)的液相量，而液相的出現(xiàn)既與熟料三率值有關(guān)，又與燒成帶的溫度有關(guān)。適宜的燒成帶的溫度有利于物料的化學(xué)反應(yīng)，形成適量的熟料礦物，生產(chǎn)出合格的熟料，又能形成合適的窯皮。一般認為窯內(nèi)溫度在1 380～1 450 ℃較合適。燒成帶的溫度低，物料形成的液相少，不易形成窯皮；相反，窯皮容易脫落。
1.3 火焰的形狀和燃燒器的位置
火焰形狀要完整、 順暢，這樣形成的窯皮厚薄一致、堅固持久。燃燒器的位置應(yīng)盡量往外拉一點，同時偏料，火焰宜短不宜長。這樣高溫區(qū)較集中，高溫點靠前，使窯皮由窯前逐漸往窯內(nèi)推進。待窯產(chǎn)量增加到正常情況，燃燒器也隨之移動到正常生產(chǎn)的位置。而長火焰對窯皮較為有利，但會使窯內(nèi)的熱量分散，形成厚窯皮，對熟料的燒成不好；太粗、太短、太急的火焰，溫度較集中，對熟料的燒成有利，但對窯皮的侵蝕損壞比較厲害。
1.4 喂料量和窯速
掛窯皮期間，喂料量過大或窯速過快，窯內(nèi)溫度就不容易控制，粘掛的窯皮就不平整、不堅固。
1.5 窯襯的種類
不同的耐火磚其性能各不相同，掛窯皮的性能差異很大。就窯內(nèi)燒成帶用磚及其窯皮易掛性來講，目前國內(nèi)普遍認可的是鎂鉻磚。
2 幾次異常窯皮的處理過程
2.1 窯筒體9.5 m～14 m處窯皮偏厚
2.1.1表現(xiàn)及危害
2005年7月25日中班，窯筒體9.5 m～14 m處窯皮偏厚，筒體掃描顯示此處溫度平均值僅為165 ℃，過渡帶副窯皮比正常時厚，窯尾密封圈漏料，窯尾煙室結(jié)皮相當嚴重（結(jié)皮約占整個煙室的1/5），料容易在窯內(nèi)結(jié)大球產(chǎn)生黃心料，fCaO偏高，影響熟料質(zhì)量，同時也限制了產(chǎn)量的提高。
2.1.2 原因分析
此次窯筒體9.5 m～14 m處窯皮偏厚的主要原因是煤質(zhì)問題，即煤粉（表1）的細度偏粗且硫含量過大（平均1.8%左右，最高2.31%）。煤磨因破損的研磨體、原煤中夾帶的木棒等雜物將隔倉板的篦縫堵塞（嚴重時 約占80%），中心圓上貼有飲料瓶、繩子等雜物而影響磨內(nèi)通風(fēng)，導(dǎo)致煤粉產(chǎn)量低。由于需要經(jīng)常停磨并進磨剔除篦縫中堵塞的雜物和碎鋼球、清理中心圓上的雜物，有時不得不將煤粉細度放粗以保證燒成用煤（煤粉細度最粗達到8.0%左右）。煤粉在窯內(nèi)的燃盡時間延長，火焰變長會使窯內(nèi)的熱量分散，形成厚窯皮。在無旁路放風(fēng)的情況下，硫、鉀、鈉、氯等低熔點物質(zhì)不斷揮發(fā)、冷凝。如果硫和堿反應(yīng)平衡后還有過剩的硫存在，過剩的硫在窯系統(tǒng)中循環(huán)會形成致密的結(jié)皮（結(jié)皮的主要成分為硫酸鈣和硫硅酸鈣），很難清除。窯尾煙室嚴重結(jié)皮后，窯內(nèi)因通風(fēng)量減小而產(chǎn)生還原氣氛（窯尾煙室氣體成分分析顯示CO含量3%，O2含量0.8%～0.2%）。窯內(nèi)氧氣不足，會進一步影響窯頭煤粉的燃燒速度，導(dǎo)致高溫帶后移，F(xiàn)e2O3變成FeO，液相提前出現(xiàn)，料容易在窯內(nèi)結(jié)大球產(chǎn)生黃心料，影響熟料質(zhì)量。
此時經(jīng)驗不足又不愿減產(chǎn)的操作人員，為了使fCaO合格，采取加大窯頭用煤量、窯尾溫度偏高控制的方法，導(dǎo)致此處窯皮偏厚，過渡帶副窯皮比正常時厚，窯內(nèi)物料填充率過高（窯速已經(jīng)達到最快），影響了窯內(nèi)通風(fēng)和熱交換，結(jié)果熟料中黃心料更多、fCaO仍然偏高、此處窯皮更厚、窯尾密封圈漏料更為嚴重。
2.1.3 處理方法
（1） 控制進磨原煤中雜物的數(shù)量，減少因煤磨清理篦縫和中心圓堵塞的雜物而停磨的次數(shù)和時間；控制煤粉細度≤3.0%。
（2）適當降低入窯生料喂料量和窯頭用煤量，及時清理窯尾煙室結(jié)皮，改善窯內(nèi)的燃燒環(huán)境。
（3） 停掉二檔以后筒體冷卻風(fēng)機，使副窯皮脫落。
（4） 改變窯頭燃燒器在窯內(nèi)的位置。
（5） 調(diào)整配料方案，適當提高生料SM值。
2.1.4 效果
8月10日20∶40窯尾密封圈漏料停止。8月11日3∶00左右此處厚窯皮已脫落，筒體掃描顯示此處溫度平均值升高到216 ℃。8∶20窯頭燃燒器向窯內(nèi)進200 mm，增加產(chǎn)量后，窯尾密封圈也不再漏料，熟料結(jié)粒細小均齊，質(zhì)量合格率明顯提高。
2.2 筒體17 m、27 m、47 m處結(jié)圈，33 m處窯皮偏厚
2.2.1 表現(xiàn)
2005年12月2日中班，筒體17 m、27 m、47 m處結(jié)圈，33 m處窯皮偏厚，其中27 m處筒體掃描顯示溫度最低值僅為150 ℃，窯尾密封圈漏料，熟料質(zhì)量差。
2.2.2 原因分析
（1）與煤質(zhì)有關(guān)。該公司原煤的供應(yīng)商較多（少則3家、多時達8家）。為了降低成本，允許各供應(yīng)商在滿足進廠原煤各項質(zhì)量指標要求的前提條件下對原煤自行搭配調(diào)整。公司質(zhì)檢部從各供應(yīng)商的進廠原煤現(xiàn)場取樣、化驗，再根據(jù)化驗結(jié)果確定具體比例進行搭配、均化。采用低揮發(fā)分無煙煤與煙煤按比例搭配而成的混合煤，從工業(yè)分析結(jié)果看差別不大，但實際煤質(zhì)存在較大的差異，既有煙煤的也有無煙煤的燃燒特性，容易產(chǎn)生兩極分化。
（2）堆取料機出現(xiàn)故障，只能人工移動布料機并用鏟車取煤，一定程度上影響了均化效果。
（3）火焰偏長。長火焰對窯皮較為有利，但火焰過長會使窯內(nèi)的熱量分散，容易使窯內(nèi)結(jié)圈，也不利于熟料燒成。
2.2.3 處理方法
（1）將窯速由3.5 r/min提高到3.96 r/min，以實現(xiàn)薄料快燒：一方面能改善熟料質(zhì)量；另一方面能減小氣流、物料和耐火磚之間的溫差，將圈體和厚窯皮甩掉。
（2）將窯頭燃燒器內(nèi)旋風(fēng)出口閥門開度由50%調(diào)整為90%。
（3）高溫風(fēng)機轉(zhuǎn)速由850 r/min降低到810 r/min ，將火焰適當縮短，以提高燒成帶的溫度，加快煤粉的燃燒速度。
（4）三次風(fēng)閥門開度由23%增大到35%，防止預(yù)熱器系統(tǒng)煤粉出現(xiàn)不完全燃燒。
（5）修復(fù)原煤堆取料機，加強均化，適當降低煤粉的細度。
2.2.4 效果
21∶50窯尾密封圈停止漏料。12月3日4∶20左右，27 m處筒體掃描顯示溫度最低值升高到200 ℃，17 m、47 m處圈體、33 m處厚窯皮明顯變薄，12月4日，這三處結(jié)圈消失，窯皮恢復(fù)正常。
2.3 窯皮長、厚且筒體20 m處結(jié)圈
2.3.1 表現(xiàn)
2006年1月9～12日，該生產(chǎn)線燒成帶窯皮長達30 m且過厚（筒體掃描顯示最高溫度為315 ℃）、20 m處結(jié)圈。此時燒成帶的溫度低，二次風(fēng)溫只有980 ℃左右，窯頭用煤量13～15 t/h，尾煤用量很小，頭尾煤的比例嚴重失調(diào)。熟料中黃塊料較多（有一部分熟料結(jié)粒大如排球），fCaO偏高，立升重1 130 g/l左右，產(chǎn)量低。
2.3.2 原因分析
一是盲目增加窯頭用煤量必然導(dǎo)致煤粉不完全燃燒，加重了窯內(nèi)還原氣氛，窯尾煙室溫度高達
1 140 ℃，煙室結(jié)皮嚴重，窯皮長且厚，局部結(jié)圈；二是窯頭燃燒器位置不合適，頭部太低且偏向料過多。
2.3.3 處理方法
（1） 減少窯頭用煤量并恢復(fù)到正常值。
（2） 調(diào)整窯頭燃燒器：將窯頭燃燒器尾部向下調(diào)10 mm 、向右調(diào)15 mm，使其頭部抬高、離料；增大內(nèi)旋風(fēng)的截面積；將窯頭燃燒器風(fēng)閥開度調(diào)整為外直流風(fēng)60%、內(nèi)旋流風(fēng)90%、內(nèi)直流風(fēng)90%、油槍風(fēng)50%。
（3） 提高窯速，由3.3 r/min緩慢提高到3.96r/min。
（4） 關(guān)小三次風(fēng)閥門開度，由40%調(diào)整為25%，增大窯內(nèi)通風(fēng)量，防止煤粉不完全燃燒。
2.3.4 效果
燒成帶溫度明顯提高，二次風(fēng)溫上升到1 150～1 230 ℃，窯尾煙室溫度下降到1 060 ℃左右，熟料中黃塊料消失，fCaO合格，立升重上升到1 300 g/l以上，達到了設(shè)計產(chǎn)量。
2.4 二檔輪帶下面紅窯
2.4.1 表現(xiàn)
2006年3月25日夜班接班后發(fā)現(xiàn)窯筒體二檔輪帶下面有一片暗紅，由于中控室窯筒體掃描溫度顯示為352～360 ℃，紅窯的位置在輪帶下面不易被發(fā)現(xiàn)，因此延誤了處理的最佳時機，給處理帶來一定的困難。
2.4.2 原因分析
窯頭用煤量過大。由于原料磨出現(xiàn)故障停車時間較長，生料均化庫庫存低，入窯生料因受到回灰的影響而易燒性變差，fCaO合格率低。此時操作員不愿減產(chǎn)，為了使fCaO合格，采取加大窯頭用煤量的方法，產(chǎn)生局部高溫。
2.4.3 處理方法
（1）降低產(chǎn)量（降低15 t/h左右）；
（2）適當提高分解爐出口溫度（5 ℃左右），并且保持穩(wěn)定；
（3）減小窯頭用煤量；
（4）加大高溫風(fēng)機拉風(fēng)量；三次風(fēng)閘板關(guān)小15%~25%，以增大窯內(nèi)通風(fēng)；
（5）調(diào)整窯頭燃燒器。將窯頭燃燒器內(nèi)旋流風(fēng)由70%關(guān)小到50%；
（6）現(xiàn)場架一根氣管用壓縮空氣對準暗紅的窯筒體吹；
（7）降低窯速，由3.5 r/min降低到2.5 r/min。待原料磨運行后，調(diào)整配料方案，適當降低出磨生料KH，改善生料的易燒性。此處窯皮情況好轉(zhuǎn)后，緩慢增加窯頭用煤量并逐步提高窯速（不超過3.5 r/min），適當增加入窯生料喂料量。
2.4.4 效果
3月26日6∶30此處暗紅消失，恢復(fù)正常生產(chǎn)。
2.5 窯筒體40m 處紅窯
2.5.1 表現(xiàn)
; 2006年10月31日19∶25窯筒體40 m 處紅窯，筒體掃描溫度顯示為420 ℃。
2.5.2 原因分析
一是此處耐火磚使用周期已到，因其他備件未到齊暫不停窯換磚；二是窯速過高。
2.5.3 處理方法
（1）降低窯速，窯速穩(wěn)定在2.9 r/min；
（2）降低產(chǎn)量，入窯生料喂料量按385 t/h控制；
（3）高溫風(fēng)機轉(zhuǎn)速控制在860 r/min；
（4）掌握好用煤量：窯頭用煤量11.0～11.4 t/h，分解爐用煤量14.3 t/h左右，分解爐出口溫度控制在850～855 ℃；
（5）窯頭燃燒器進入窯內(nèi)300 mm ；
（6）現(xiàn)場架一根氣管用壓縮空氣對準暗紅的窯筒體吹。
2.5.4 效果
20∶15窯筒體40 m 處紅窯情況明顯好轉(zhuǎn)，筒體掃描溫度顯示為387 ℃，21∶40降至365 ℃，23∶00降至350 ℃，現(xiàn)場已看不見紅色。
2.6 窯筒體9 m處窯皮薄
2.6.1 表現(xiàn)
2007年3月18日11∶35左右，窯筒體掃描儀顯示9 m處溫度為380 ℃，顯然該處窯皮已部分脫落。
2.6.2 原因分析
窯頭燃燒器的攏焰罩磨損嚴重（一般1個月左右須更換或補焊一次），導(dǎo)致火焰形狀不完整，火焰掃窯皮。
2.6.3 處理方法
（1）降低一次風(fēng)機轉(zhuǎn)速，由960 r/min降低到880 r/min，一次風(fēng)機風(fēng)壓由26 kPa降低到22 kPa，以延長煤粉的燃燒時間；
（2）將窯頭燃燒器內(nèi)旋流風(fēng)由90%關(guān)小到50%，并減小內(nèi)旋流風(fēng)風(fēng)道的截面積以拉長火焰，降低火焰的峰值；
（3）降低窯速，窯速穩(wěn)定在3.4～3.7 r/min；
（4）適當減小窯頭用煤量，以降低窯內(nèi)熱負荷，同時加大分解爐的用煤量，提高入窯物料的分解率，確保熟料質(zhì)量不受影響；
（5）另擇時間對攏焰罩進行更換或補焊。
2.6.4 效果
16∶20左右此處窯皮已補掛好，窯筒體掃描儀顯示9 m處溫度已下降到260 ℃。
3 結(jié)束語
影響窯皮形成及脫落的因素除了與入窯生料的化學(xué)成分、燒成帶的溫度、火焰的形狀和燃燒器的位置、喂料量和窯速有關(guān)，還與窯內(nèi)耐火磚的砌筑質(zhì)量、窯內(nèi)熱工制度的穩(wěn)定等因素有關(guān)。因此保持正常的窯皮要從以上幾個方面做起。日常生產(chǎn)中，如果發(fā)現(xiàn)窯皮有脫落的跡象，要及時采取有效措施進行補掛，防止發(fā)生紅窯事故。一旦發(fā)生紅窯現(xiàn)象，要及時調(diào)整操作方法。如果是因為掉磚引起的紅窯，要立即分析原因并采取更為有力的措施進行調(diào)整，防止掉磚面積擴大，否則掛窯皮的難度增大。如果所采取的措施沒有效果，應(yīng)及時停窯處理，嚴防發(fā)生窯筒體變形，給今后窯內(nèi)砌磚帶來困難，影響窯的長期安全運轉(zhuǎn)。另外操作中應(yīng)穩(wěn)定尾溫和窯電流從而穩(wěn)定窯內(nèi)的熱工制度，統(tǒng)一思想，既要保護好窯皮，又要防止窯皮形成得過厚，影響正常生產(chǎn)，從而實現(xiàn)窯系統(tǒng)的安全、長期運轉(zhuǎn)。
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