河南某水泥公司5 000 t/d水泥熟料生產線采用雙系列五級預熱器和TSD型分解爐，窯的規格為Φ4.8 m×72 m，配用TC型四通道燃燒器。該生產線所用燃料采用低揮發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，容易產生兩極分化。生產過程中因此出現了幾次事故，如窯皮不平整、紅窯、窯尾結圈漏料、窯內結球、熟料質量差等。原則上講，出現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，可以結合紅窯出現的部位和嚴重程度，決定窯繼續運行。在不停窯的情況下根據不同的情況采取相應措施使窯皮和熟料的質量恢復正常。在處理這些事故的過程中，筆者總結了一些寶貴的經驗，現作簡要介紹。
1 影響窯皮形成的主要因素
1.1 生料的化學成分及率值
一般來講，生料中鋁質與鐵質的成分合適時，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，窯內不易結粒，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的液相量，而液相的出現既與熟料三率值有關，又與燒成帶的溫度有關。適宜的燒成帶的溫度有利于物料的化學反應，形成適量的熟料礦物，生產出合格的熟料，又能形成合適的窯皮。一般認為窯內溫度在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。燃燒器的位置應盡量往外拉一點，同時偏料，火焰宜短不宜長。這樣高溫區較集中，高溫點靠前，使窯皮由窯前逐漸往窯內推進。待窯產量增加到正常情況，燃燒器也隨之移動到正常生產的位置。而長火焰對窯皮較為有利，但會使窯內的熱量分散，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。就窯內燒成帶用磚及其窯皮易掛性來講，目前國內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，窯尾煙室結皮相當嚴重（結皮約占整個煙室的1/5），料容易在窯內結大球產生黃心料，fCaO偏高，影響熟料質量，同時也限制了產量的提高。
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通風，導致煤粉產量低。由于需要經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）。煤粉在窯內的燃盡時間延長，火焰變長會使窯內的熱量分散，形成厚窯皮。在無旁路放風的情況下，硫、鉀、鈉、氯等低熔點物質不斷揮發、冷凝。如果硫和堿反應平衡后還有過剩的硫存在，過剩的硫在窯系統中循環會形成致密的結皮（結皮的主要成分為硫酸鈣和硫硅酸鈣），很難清除。窯尾煙室嚴重結皮后，窯內因通風量減小而產生還原氣氛（窯尾煙室氣體成分分析顯示CO含量3%，O2含量0.8%～0.2%）。窯內氧氣不足，會進一步影響窯頭煤粉的燃燒速度，導致高溫帶后移，Fe2O3變成FeO，液相提前出現，料容易在窯內結大球產生黃心料，影響熟料質量。
此時經驗不足又不愿減產的操作人員，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，導致此處窯皮偏厚，過渡帶副窯皮比正常時厚，窯內物料填充率過高（窯速已經達到最快），影響了窯內通風和熱交換，結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皮，改善窯內的燃燒環境。
（3） 停掉二檔以后筒體冷卻風機，使副窯皮脫落。
（4） 改變窯頭燃燒器在窯內的位置。
（5） 調整配料方案，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窯頭燃燒器向窯內進200 mm，增加產量后，窯尾密封圈也不再漏料，熟料結粒細小均齊，質量合格率明顯提高。
2.2 筒體17 m、27 m、47 m處結圈，33 m處窯皮偏厚
2.2.1 表現
2005年12月2日中班，筒體17 m、27 m、47 m處結圈，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，熟料質量差。
2.2.2 原因分析
（1）與煤質有關。該公司原煤的供應商較多（少則3家、多時達8家）。為了降低成本，允許各供應商在滿足進廠原煤各項質量指標要求的前提條件下對原煤自行搭配調整。公司質檢部從各供應商的進廠原煤現場取樣、化驗，再根據化驗結果確定具體比例進行搭配、均化。采用低揮發分無煙煤與煙煤按比例搭配而成的混合煤，從工業分析結果看差別不大，但實際煤質存在較大的差異，既有煙煤的也有無煙煤的燃燒特性，容易產生兩極分化。
（2）堆取料機出現故障，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的熱量分散，容易使窯內結圈，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，以實現薄料快燒：一方面能改善熟料質量；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）將窯頭燃燒器內旋風出口閥門開度由50%調整為90%。
（3）高溫風機轉速由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）三次風閥門開度由23%增大到35%，防止預熱器系統煤粉出現不完全燃燒。
（5）修復原煤堆取料機，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，這三處結圈消失，窯皮恢復正常。
2.3 窯皮長、厚且筒體20 m處結圈
2.3.1 表現
2006年1月9～12日，該生產線燒成帶窯皮長達30 m且過厚（筒體掃描顯示最高溫度為315 ℃）、20 m處結圈。此時燒成帶的溫度低，二次風溫只有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。熟料中黃塊料較多（有一部分熟料結粒大如排球），fCaO偏高，立升重1 130 g/l左右，產量低。
2.3.2 原因分析
一是盲目增加窯頭用煤量必然導致煤粉不完全燃燒，加重了窯內還原氣氛，窯尾煙室溫度高達
1 140 ℃，煙室結皮嚴重，窯皮長且厚，局部結圈；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到正常值。
（2） 調整窯頭燃燒器：將窯頭燃燒器尾部向下調10 mm 、向右調15 mm，使其頭部抬高、離料；增大內旋風的截面積；將窯頭燃燒器風閥開度調整為外直流風60%、內旋流風90%、內直流風90%、油槍風50%。
（3） 提高窯速，由3.3 r/min緩慢提高到3.96r/min。
（4） 關小三次風閥門開度，由40%調整為25%，增大窯內通風量，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，達到了設計產量。
2.4 二檔輪帶下面紅窯
2.4.1 表現
2006年3月25日夜班接班后發現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現，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，為了使fCaO合格，采取加大窯頭用煤量的方法，產生局部高溫。
2.4.3 處理方法
（1）降低產量（降低15 t/h左右）；
（2）適當提高分解爐出口溫度（5 ℃左右），并且保持穩定；
（3）減小窯頭用煤量；
（4）加大高溫風機拉風量；三次風閘板關小15%~25%，以增大窯內通風；
（5）調整窯頭燃燒器。將窯頭燃燒器內旋流風由70%關小到50%；
（6）現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，恢復正常生產。
2.5 窯筒體40m 處紅窯
2.5.1 表現
; 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，窯速穩定在2.9 r/min；
（2）降低產量，入窯生料喂料量按385 t/h控制；
（3）高溫風機轉速控制在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300 mm ；
（6）現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，筒體掃描溫度顯示為387 ℃，21∶40降至365 ℃，23∶00降至350 ℃，現場已看不見紅色。
2.6 窯筒體9 m處窯皮薄
2.6.1 表現
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）降低一次風機轉速，由960 r/min降低到880 r/min，一次風機風壓由26 kPa降低到22 kPa，以延長煤粉的燃燒時間；
（2）將窯頭燃燒器內旋流風由90%關小到50%，并減小內旋流風風道的截面積以拉長火焰，降低火焰的峰值；
（3）降低窯速，窯速穩定在3.4～3.7 r/min；
（4）適當減小窯頭用煤量，以降低窯內熱負荷，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 結束語
影響窯皮形成及脫落的因素除了與入窯生料的化學成分、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，還與窯內耐火磚的砌筑質量、窯內熱工制度的穩定等因素有關。因此保持正常的窯皮要從以上幾個方面做起。日常生產中，如果發現窯皮有脫落的跡象，要及時采取有效措施進行補掛，防止發生紅窯事故。一旦發生紅窯現象，要及時調整操作方法。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，應及時停窯處理，嚴防發生窯筒體變形，給今后窯內砌磚帶來困難，影響窯的長期安全運轉。另外操作中應穩定尾溫和窯電流從而穩定窯內的熱工制度，統一思想，既要保護好窯皮，又要防止窯皮形成得過厚，影響正常生產，從而實現窯系統的安全、長期運轉。
浙公網安備
33010802003693號